Прочность болтов

Расчет нагрузки на болт

Головка болта имеет следующие маркировки:

  • Обозначение изготавливающего завода (JX, THE, L, WT, и др.)
  • Степень выносливости.
  • Маркируется только левая резьба против часовой стрелки. Правая никак не обозначается.

 

Винт можно отличить от болта именно за отсутствие шлицев.

Чтобы распознать изделия из углеродистой стали стоит обратить внимание на особые обозначения - прочность болтов: 8.8, 10.9, 12.9 и другие.

Это значит, что данный вид креплений отличается высокой степенью выносливости металла.

Первое обозначение – это 1/100 от общей прочности, которая измеряется в МПа.

В том варианте, когда 8.8 первая 8 обозначает 8 х 100 = 800 МПа = 800 Н/мм2 = 80 кгс/мм2.

Следующая цифра будет обозначать текучесть по отношению к прочности. Она насчитывается как 8 х 8 х 10 = 640 Н/мм2.

Текучесть материала

Практическое значение текучести иногда незаслуженно недооценивается. 

Именно этот параметр определяет максимальную нагрузку, которую может выдержать метиз. 

Чтобы максимально точно определить нагрузку стоит понимать значение специальной терминологии:

Предел прочности на разрыв – это максимальная нагрузка, увеличение которой приводит к полному разрушению, то есть к напряжению, которое разрушает.

Предел текучести – это вид нагрузки, при увеличении которой происходит деформация, не поддающаяся исправлениям.

Примеры текучести материала

Примером может послужить обычная кухонная вилка. Изогнув ее в одном направлении можно получить совершенно другой предмет, значит нарушилась ее текучесть, что привело к деформации.

Материал при этом только деформировался, но не сломался, что свидетельствует о великой степени упругости стали.

Вывод: максимальная прочность намного выше текучести, что продемонстрировано на примере.

Другое кухонное оборудование, например нож, сломается при попытках изменить его форму.

Вывод: у ножа одинаковая сила текучести и прочности, такое изделие можно назвать хрупким, несмотря на то, что оно изготовлено из стали.

Аналогичным практическим примером может послужить вкручивание гайки: сам болт увеличивает длину только после определенного действия над ним. При неблагоприятном исходе эксперимента может состояться срыв резьбы на креплении. Тогда уже можно сказать, что резьба сошла.

Можно просмотреть тематический ролик, который покажет способ испытания болтов.

Процент удлинения - это среднестатистический показатель, который демонстрирует длину деформированной детали еще до начало поломки. Новички могут называть такого рода болты гибкими, имея ввиду именно способность к удлинению.

Техническая терминология на этот счет довольно простая: относительное удлинение - это не что иное, как процент увеличения образца по сравнению с первоначальным размером.

Твердость материала

Твёрдость по Бринеллю – это характеристика, которая позволяет определить твёрдость материала.

Крепежи из нержавеющий стали тоже оснащены специальной маркировкой на верхушке крепления.

Вид стали А2 или А4 и предел прочности - 50, 70, 80,примером может прослужить: А2-70, А4-80. На крепления, которые имеют четко выраженную резьбу наноситься цветная маркировка для A2 – зеленым цветом, для A4 – красным. Значение для предела текучести не указывается.

Например, значение 70 – самое стандартное и демонстрирует максимальную прочность крепежа из нержавеющей стали.

Максимальная текучесть для нержавеющих метизов и гаечных изделий зачастую всего лишь справочное значение.

Текучесть в данном случае будет составлять 250 Н/мм2 для A2-70 и около 300 Н/мм2 для A4-80.

Приблизительное увеличение при этом будет не больше чем 40%. Иными словами данный вид стали отменно меняет форму перед тем, как произойдёт непоправимая деформация.

Отечественные методы измерения по ГОСТУ не позволят уделить должное внимание максимально допустимым нагрузкам на болты. Именно потому нержавеющий болт повергается риску сойти с резьбы при не высоких нагрузках.

Пример чтобы максимально точно рассчитать нагрузку на материал, используя классификацию прочности:

Крепление М12 с прочностью 8.8 размером d2 = 10,7мм и максимально продолжительностью сечения 89,87мм2. В этом случае максимально допустимая степень нагрузки будет: (8*8*10)*89,87 ;0) = 57520 Ньютон.

 

Таблица нагрузок для болтов из углеродистой и из нержавеющей стали.

  ST-4.6 ST-8.8 А2-70 А4-80
РЕЗЬБА d2, мм Площадь по 62, тт2 Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагрузка, кг Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагрузка, кг Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагрузка, кг Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагрузка, кг
М1 0,8 0,5 121 0 322 10 126 0 151 0
М2 1,7 2,27 544 20 1 452 70 567 20 681 30
М3 2,6 5,31 1 274 60 3 396 160 1 327 60 1 592 70
М4 3,5 9,62 2 308 110 6 154 300 2 404 120 2 885 140
М5 4,4 15,2 3 647 180 9 726 480 3 799 180 4 559 220
М6 5,3 22,05 5 292 260 14 112 700 5 513 270 6 615 330
М8 7,1 39,57 9 497 470 25 326 1 260 9 893 490 11 872 590
М10 8,9 62,18 14 923 740 39 795 1 980 15 545 770 18 654 930
М12 10,7 89,87 21 570 1 070 57 520 2 870 22 469 1 120 26 962 1 340
М14 12,6 124,63 29 910 1 490 79 761 3 980 31 157 1 550 37 388 1 860
М16 14,6 167,33 40159 2 000 107 092 5 350 41 833 2 090 50199 2 500
М20 18,3 262,89 63 093 3 150 168 249 8 410 65 722 3 280 78 867 3 940
М24 21,9 376,49 90 359 4 510 240 956 12 040 94 123 4 700 112 948 5 640
М27 24,9 486,71 116 810 5 840 311 493 15 570 121 677 6 080 146 012 7 300
М30 27,6 597,98 143 516 7170 382 708 19130 149 495 7 470 179 394 8 960

 

Вашему вниманию представлена дополненная таблица максимальных нагрузок на нержавеющие материалы и высокопрочные соединения.

Чтобы дополнительно быть уверенным в безопасности нагрузки, можно без зазрения совести разделять нагрузку в Ньютонах на тридцать.

РЕЗЬБА Нержавейка А2-50 d2, мм Площадь d2, мм2 Предел текучести, МПа Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагружа, кг
М1     0,8 0,50 200 100 0
М2     1.7 2,27 200 454 20
М3     2,6 5,31 200 1 061 50
М4     3,5 9,62 200 1 923 90
М5     4,4 15,20 200 3 040 150
Мб     5,3 22,05 200 4 410 220
М8     7,1 39,57 200 7 914 390
М10     8,9 62,18 200 12 436 620
М12     10,7 89,87 200 17 975 890
М14     12,6 124,63 200 24 925 1 240
М16     14,6 167,33 200 33 466 1 670
М20     18,3 262,89 200 52 578 2 620
М24     21,9 376,49 200 75 299 3 760
М27     24,9 486,71 200 97 342 4 860
МЗО     27,6 597,98 200 119 596 5 970
        
РЕЗЬБА Нержавейка А2-70 62,мм Площадь d2, мм2 Предел текучести, МПа Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагружа, кг
М1     0,8 0,50 250 126 0
М2     1,7 2,27 250 567 20
М3     2,6 5,31 250 1 327 60
М4     3,5 9,62 250 2 404 120
М5     4,4 15,20 250 3 799 180
Мб     5,3 22,05 250 5 513 270
М8     7,1 39,57 250 9 893 490
М10     8,9 62,18 250 15 545 770
М12     10,7 89,87 250 22 469 1 120
М14     12,6 124,63 250 31 157 1 550
М16     14,6 167,33 250 41 833 2 090
М20     18,3 262,89 250 65 722 3 280
М24     21,9 376,49 250 94 123 4 700
М27     24,9 486,71 250 121 677 6 080
МЗО     27,6 597,98 250 149 495 7 470
        
РЕЗЬБА Нержавейка А4-80 12, мм Площадь d2, мм2 Предел текучести, МПа Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагружа, кг
М 1     0,8 0,50 300 151 0
М2     1,7 2,27 300 681 30
М3     2,6 5,31 300 1 592 70
М 4     3,5 9,62 300 2 885 140
М 5     4,4 15,20 300 4 559 220
Мб     5,3 22,05 300 6 615 330
М 8     7,1 39,57 300 11 872 590
М10     8,9 62,18 300 18 654 930
М12     10,7 89,87 300 26 962 1 340
М14     12,6 124,63 300 37 388 1 860
М16     14,6 167,33 300 50199 2 500
М20     18,3 262,89 300 78 867 3 940
М24     21,9 376,49 300 112 948 5 640
М27     24,9 486,71 300 146 012 7 300
МЗО     27,6 597,98 300 179 394 8 960
 

 

Полнезные статьи:

  1. Виды болтов
  2. О шурупах и саморезах
  3. Монтаж анкеров 
  4. Виды саморезов
  5. Прочность болтов
Отправить сообщение