Класс прочности болта: маркировка, ГОСТ и момент затяжки

В современном производстве используется множество конструктивных элементов, каждый из которых выполняет в конечном изделии определенную функцию, чаще всего очень важную. Поэтому одной из задач при проектировании и изготовлении сложных составных конструкций становится надежная фиксация частей друг относительно друга.

Цель использования болта

Есть множество вариантов соединения двух изделий, например, сварка, пайка, склеивание, использование заклепок. Однако они имеют один общий и достаточно значительный недостаток – все они неразъемные. Точнее, разъемные, однако для разделения частей придется их деформировать, разрезать и так далее.

Гораздо удобнее использовать в качестве крепежа резьбовое соединение, подобрав предварительно класс прочности болта в зависимости от возлагаемой на узел нагрузки.

Резьба применяется практически во всех конструкциях, которые немногим сложнее обычной чайной ложки. Только представьте себе автомобиль, в котором нет ни одного винтика. Да что там автомобиль – в детской игрушке, класс прочности конструкции которой намного ниже, все равно не обойтись без резьбовых элементов.

Преимущества резьбового соединения

Несмотря на то что иногда большой момент затяжки не позволяет через некоторое время беспрепятственно отвинтить гайку, болт все равно имеет ряд преимуществ перед другими способами крепления:

1. Высокая надежность соединения, обеспечиваемая универсальностью профиля метрической или любой другой резьбы. Профиль выработан благодаря множеству исследований, потому выдерживает большие нагрузки и защищен от самоотвинчивания (правда, для этого придется правильно подобрать момент затяжки).
2. Удобство монтажа и демонтажа конструкций. Обеспечивается оно использованием унифицированного сервисного инструмента - ключей, гайковертов, чего нельзя сказать, например, о сварке или клепаном соединении.
3. Возможность создания больших осевых и поперечных нагрузок. Прочность болта рассчитывается как в продольном, так и в поперечном направлении. Современные материалы и технологии позволяют сократить количество используемого крепежа и уменьшить его размеры.
4. Небольшая стоимость, особенно если сравнивать ее с затратами на покупку сварочных материалов и проведение работ.

Среди недостатков соединения - концентрация напряжений в области впадины профиля резьбы. Поэтому для определенного типа конструкции необходимо правильно выбирать класс прочности болта в соответствии с прилагаемой нагрузкой. Также для обеспечения надежности резьбового соединения стоит помнить о применении средств стопорения, например, пружинных шайб или контргаек.

Виды резьбового соединения

Для того чтобы винтовое соединение существовало, необходимо на одной детали сделать внутреннюю резьбу, а на второй – наружную. В зависимости от особенностей конструкции может использоваться три разновидности:

1. Винтовое соединение. В данном случае роль гайки (детали с внутренней резьбой) выполняет часть узла. В ней сначала сверлится отверстие. А затем наносится резьба. К детали прикладывается другая с гладким круглым отверстием, после чего притягивается винтом.

2. Болтовое. Здесь все намного проще и надежнее: в обеих соединяемых деталях сверлятся гладкие отверстия, в них вставляется болт, а с обратной стороны – гайка.

3. На шпильках, один конец которых вворачивается в деталь узла, а на второй - накручивается гайка.

Класс прочности болта

Как отмечалось выше, крепеж должен быть правильно подобран. Нет смысла в обычном каркасе полки для сервисных инструментов использовать детали из легированной стали. В то же время в некоторых фланцевых соединениях (например, стягивающих составные части многотонных металлоконструкций) требуется применять материалы с повышенными механическими характеристиками.

Вообще, класс прочности болта (ГОСТ 1759.4-87) – это целый комплекс механических характеристик, который одновременно включает в себя временное сопротивление, границу текучести, относительную величину удлинения после разрыва, твердость материала, а в некоторых случаях даже ударную вязкость. Как правило, для обозначения данного параметра используются две цифры, разделенные точкой. Первая из них после умножения на 10 показывает величину минимума временного сопротивления, а вторая, также увеличенная в 10 раз, демонстрирует пропорцию, полученную при делении предела текучести материала на временное сопротивление. Произведение же этих двух цифр укажет на значение минимального предела текучести. Класс прочности болта содержится в его маркировке, которая выглядит следующим образом: М12х1,25х60.58, где 58 - та самая двузначная цифра.

Затяжка болтов

Для того чтобы резьбовое соединение надежно удерживало элементы конструкции, стоит уделить пристальное внимание усилию (моменту) затяжки. Итак, представьте себе ситуацию, когда неопытный «автослесарь» впервые попадает под капот собственной новехонькой машины и пытается как можно сильнее зажать гайку или винт. Все это может закончиться в первом случае просто неудобной работой зубилом, а во втором – высверливанием отверстия в корпусе. Это происходит из-за неправильно подобранного момента затяжки. Опытные автослесари, да и просто ремонтники, имеют «встроенный в руку» динамометр. А вот новичку лучше всего воспользоваться динамометрическим ключом или пневматическим гайковертом, которые настраиваются на определенный момент затяжки.

Как открутить «сложный» болт

Допустим, закрутить все получилось. Но проходит время, и крепеж снова нужно открутить. Из-за коррозии сделать это порой не очень просто, а высокий класс прочности болта не спасает его от разрушения. Поэтому стоит держать в уме несколько простых способов, упрощающих раскручивание:

1. Для начала следует воспользоваться «ВэДэшкой». Состав растворяет слой ржавчины.

2. Аккуратно постучать по гайке молотком, чтобы разрушить ржавчину в профиле резьбы.

3. Можно попытаться провернуть на пару градусов гайку в сторону закручивания, а затем откручивать.

Важно не спешить, так как высока вероятность остаться с гайкой или головкой винта в ключе.