Прочность болтов

Расчет нагрузки на болт

Маркировка головки болта обычно содержит следующие данные:

- клеймо завода изготовителя (JX, THE, L, WT, и т.п.);
- класс прочности;
- стрелка "против часовой стрелки" (если левая резьба).

Первая цифра обозначает номинальное временное сопротивление (предел прочности на разрыв): 1/100 Мпа (1/100 Н/мм²; ~1/10 кг/мм²). Пример: (класс прочности 9.8) 9*10=900 Мпа (900 Н/мм²; 91,71 кг/мм²).

Вторая цифра обозначает процентное отношение предела текучести к временному сопротивлению (пределу прочности на разрыв): 1/10%. Пример: (класс прочности 9.8) 9*8=720 Мпа (720 Н/мм²; 73,37 кг/мм²).

Значение предела текучести - это максимально допустимая рабочая нагрузка болта, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация. При расчётах нагрузки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, с двукратным или трёхкратным запасом прочности соответсвенно.

По действующей международной классификации к высокопрочным болтам относятся изделия, временное сопротивление которых больше или равно 800 Мпа (800 Н/мм²; 81,52 кг/мм²). Соответсвенно начиная с 8.8 для болтов и 8 для гаек.

Примеры текучести материала

Примером может послужить обычная кухонная вилка. Изогнув её 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 большой степени упругости стали. Вывод: максимальная прочность намного выше текучести.

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.

Можно просмотреть тематический ролик, который покажет способ испытания болтов.

Процент удлинения - это среднестатистический показатель, который демонстрирует длину деформированной детали еще до начало поломки. Образно, можно 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, примеры: 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, часто 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.

Старые отечественные методы измерения по ГОСТ-у не позволяли уделить должное внимание максимально допустимым нагрузкам на болты, поэтому выпускаемые метизы были значительно ниже по качеству относительно современных.

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.

Нержавейка А2-50
РЕЗЬБА d2, мм Площадь d2, мм2 Предел текучести, МПа Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагрузка, 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

 

Нержавейка А2-70
РЕЗЬБА 62,мм Площадь d2, мм2 Предел текучести, МПа Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагрузка, 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

 

Нержавейка А4-80
РЕЗЬБА 12, мм Площадь d2, мм2 Предел текучести, МПа Макс. нагрузка, Ньютон Рабочая нагрузка, 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
Болты Болты
Купить по цене от 0.26 руб.
Гайки Гайки
Купить по цене от 0.06 руб.
Винты Винты
Купить по цене от 0.09 руб.
Шпильки резьбовые Шпильки резьбовые
Купить по цене от 1.37 руб.
Отправить сообщение
На сайте eurasiakrep.ru используются файлы cookies, позволяющие улучшить Ваше взаимодействие с сайтом. Если после прочтения данного сообщения, Вы продолжаете работу на нашем сайте, это значит, что Вы не возражаете против использования данной технологии. Подробная информация в Политике конфиденциальности нашего сайта.