Стандартные и FINA

Хотя в стандарте ISO определены различные специальные резьбы, только две из них широко используются в большинстве машин, остальные в основном используются в специальном оборудовании, таком как прецизионные инструменты, оптические инструменты и т. д.

Две резьбы, наиболее часто встречающиеся в установках и машинах, обычно имеют
, известные как «стандартный» и «мелкий» шаг.

Шаг резьбы представляет собой расстояние между двумя соседними витками резьбы и
измеряется в миллиметрах.

Наиболее распространенные комбинации диаметра и шага резьбы, встречающиеся в машинах и установках, перечислены в таблице ниже:

Как определить класс прочности гаек и болтов

За исключением самых низких классов, все метрические гайки и болты имеют идентификационную маркировку, указывающую на их прочность.

На головке каждого болта две цифры, разделенные десятичной точкой, полный список включает десять классов от 3,6 до 14,9но в машинах и машинах обычно встречаются только марки 8.8, 9.8, 10.9 и 12.9. Головка болта также должна иметь код (обычно две или три буквы), указывающий производителя.

Обычно маркировка находится на верхней части головки болта, но иногда и сбоку.

Первая цифра обозначает прочность стали болта на разрыв. В округленном выражении это составляет десятки кг на квадратный миллиметр поперечного сечения болта в секунду.

Например, болт класса прочности 12.9 не сломается, пока на каждый квадратный миллиметр поперечного сечения болта не будет приходиться нагрузка не менее 120 кг. Точно так же болт класса 8.8 не сломается, пока не выдержит нагрузку 80 кг на квадратный миллиметр.

Если болт постепенно нагружается, он вытягивается очень слабо, как пружина, и возвращается к своей первоначальной длине, если нагрузка ослабевает. Однако существует предельная нагрузка, при которой болт больше не пружинит полностью, а вместо этого остается постоянно растянутым, это известно как предел текучести. Второе число на головке болта указывает, какое усилие на разрыв может выдержать болт, прежде чем он начнет растягиваться.

Например, болт класса 12,9 начнет растягиваться, когда нагрузка на болт составит 90% от разрывной нагрузки. Точно так же болт класса 9.8 начнет растягиваться при 80% разрывной нагрузки.

Маркировку класса прочности труднее увидеть на метрических гайках, иногда она указывается в виде числа, иногда в виде узора из точек и в виде линии, где положение линии указывает класс прочности, как стрелки часы.

Если класс указан в виде числа, его можно отштамповать на верхней части гайки или на одной из плоских сторон.

Метки циферблата показаны на иллюстрации (справа). Поставьте точку в двенадцати позициях O-Clock, и линия покажет оценку.

Маркировка класса «циферблат»

Правило состоит в том, что класс гайки всегда должен быть таким же, как класс болта, или на один класс выше, поэтому: болт класса 8. 8 должен быть снабжен классом 8 или 9 орех. Болт класса 12.9 должен быть снабжен гайкой класса 12 или 14.

Сравнение различных классов прочности

  Как мы говорили на стр. 4, если болт постепенно нагружается, наступает момент, когда он начинает поддаваться (постоянно растягиваться), а если нагрузка продолжает увеличиваться, момент, когда он фактически ломается. При принятии решения о том, какую нагрузку можно безопасно выдержать, стандарты определяют «пробную нагрузку» — обычно 90% нагрузки, необходимой для растяжения болта.

Пробные нагрузки обычно приводятся в ньютонах в таблицах производителей, но здесь мы преобразовали их в кг силы. Пробная нагрузка обычно считается абсолютной максимальной нагрузкой, которую должен выдерживать болт.

На практике производители проектируют свое оборудование так, чтобы болты выдерживали намного меньшую нагрузку, чем пробная, чтобы обеспечить хороший коэффициент безопасности конструкции.

Пробные нагрузки для болтов со стандартным шагом

Болты с мелким шагом обычно на 10 % прочнее болтов с крупным шагом, потому что
для изготовления резьбы отрезается меньше металла.

Максимальные моменты затяжки

Максимальные рекомендуемые моменты затяжки, указанные в таблице ниже, предполагают, что резьба слегка смазана маслом. Затягивание болта до указанного крутящего момента должно установить натяжение болта примерно на 85 % от испытательной нагрузки, указанной в таблице на стр. 5, что соответствует 62 % от разрушающей нагрузки.

Это максимальные моменты затяжки, рекомендованные в стандартах для болтов различных размеров и марок.

ИСПОЛЬЗУЙТЕ ТОЛЬКО НАСТРОЙКИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, УКАЗАННЫЕ В ТАБЛИЦЕ НИЖЕ, ЕСЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬ МАШИНЫ НЕ УКАЗАЛ КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ.

Для болтов и гаек со стандартным шагом

Гайки и болты с мелким шагом обычно используются только в особых случаях и
документация производителя по техническому обслуживанию должна указывать требуемый крутящий момент
в каждом случае.
Мелкая резьба часто используется, когда болт ввинчивается в блок из мягкого металла,
например, в алюминиевую отливку, резьба в блоке может быть намного слабее, чем
болт, и почти всегда требуется меньший крутящий момент, чтобы избежать зачистки
потоки.

Почему производители иногда указывают более низкий крутящий момент

Многие факторы влияют на прочность резьбы в компонентах, включая способ изготовления резьбы, качество поверхности и точность формы резьбы .

Прочность резьбового соединения определяется прочностью самой слабой части, поэтому, например, если высокопрочный болт ввинчивается в более мягкий и пластичный материал, такой как алюминиевый сплав или низкоуглеродистая сталь, то он будет более мягкая часть, определяющая максимальный крутящий момент, который можно безопасно приложить к болту.

Однако чаще болт должен выдерживать не только растягивающую нагрузку из-за его герметичности, но и боковую или «срезающую» нагрузку. Типичный пример этого показан на рисунках, где две пластины скреплены болтами, а затем подвергнуты нагрузке, которая оказывает срезывающую нагрузку на болт.

Трения между пластинами, вызванного затяжкой болта, может быть достаточно, чтобы остановить фактическое движение пластин, если приложенная нагрузка довольно мала, но обычно, если не установлены штифты для восприятия сдвигающих нагрузок, болты в конечном итоге воспринимают сдвиг стресс, так и напряжение. Сложение этих двух напряжений вместе создает общее напряжение, которое больше, чем напряжение сдвига или напряжение растяжения, поэтому предварительный крутящий момент болта может быть меньше максимального, указанного на стр. 6, чтобы он мог справиться с дополнительным напряжением из-за сдвига. .

Расчеты для этого сценария могут быть довольно сложными, но для справки: уменьшение момента затяжки болта на 10 % позволяет выдерживать до 35 % номинальной нагрузки болта в направлении сдвига без перегрузки болта.

Инженеры-конструкторы должны учитывать все эти факторы и могут принять решение о применении более низкого крутящего момента. Это обычно имеет место в подъемных устройствах, где требуются высокие коэффициенты безопасности.

Всегда обращайтесь к документации по техническому обслуживанию производителей машин, чтобы узнать указанный момент затяжки болтов и гаек, используемых в подъемных и несущих устройствах.

Размеры гаечного ключа и шестигранного ключа

Подходящие размеры гаечного ключа и шестигранного ключа приведены в таблице ниже для стандартного диапазона размеров болтов и гаек , используемых в установках и механизмах.

Чтобы свести к минимуму риск соскальзывания гаечного ключа и повреждения углов крепежа, рекомендуется по возможности использовать накидные гаечные ключи (или накидной конец комбинированного ключа).

Размеры сверла для нарезки резьбы и отверстия с зазором

Метрические болты изготавливаются частично меньше их заявленного размера, например, болт M16 обычно имеет диаметр стержня 15,97 мм. Это означает, что 16-миллиметровый болт пройдет через 16-миллиметровое отверстие, но, чтобы учесть несоосность между деталями, обычно просверливают отверстия для болтов немного большего размера. Они известны как зазоры.

Типовые размеры отверстий с зазором указаны в таблице ниже вместе с правильными размерами резьбовых отверстий для каждого размера стандартной и мелкой резьбы.

Размер сверла для нарезания резьбы с метрической резьбой легко рассчитать, поскольку это диаметр болта минус шаг резьбы, например, болт M16 со стандартным шагом имеет шаг 2,0 мм, поэтому размер сверла для нарезания резьбы составляет 16 – 2 = 14 мм. .

В таблице ниже приведены размеры сверл для резьбы, соответствующие шагу резьбы, указанному в таблице на стр. 3.

При нарезании резьбы в отверстии, особенно M10 и меньше, не забывайте постоянно вынимать метчик из отверстия и сдувать стружку, чтобы предотвратить заедание и поломку метчика.

Преобразование крутящего момента в растягивающую нагрузку в болтовом креплении

Когда болт затягивается в резьбу или гайка и болт затягиваются для сжатия двух деталей, крутящий момент, приложенный к узлу, создает растягивающую нагрузку в хвостовике болт.

Фактическое усилие в болте зависит от множества факторов, включая форму резьбы, шаг резьбы, чистоту поверхности резьбы, а также количество и тип смазки на резьбе.

К счастью, для большинства нормальных условий при использовании метрических болтов со стандартным «крупным» шагом резьбы и с резьбой, слегка смазанной, усилие в болте можно легко рассчитать как:

Сила = 5 x Крутящий момент / Диаметр

Где сила в ньютонах, крутящий момент в ньютон-метрах и диаметр в метрах — следите за этим, иначе ваши результаты будут в 1000 раз неправильными.

В качестве рабочего примера для болта M16, затянутого до 247,5 Нм, усилие составляет:

Усилие = 5 x 247,5 Нм/0,016 м = 77344 Н или 77,3 кН

Обратите внимание, что диаметр болта 16 мм преобразуется в 0,016 м при расчете .

Чтобы преобразовать силу в Ньютонах в килограммы, мы делим на 9.81 (или на 10, если мы торопимся), чтобы дать нагрузку на болт 7884 кгс.

Если резьба сухая, повышенное трение в резьбе приведет к снижению силы
.

Распространенные типы разрушения болтовых соединений

Болтовые соединения могут выйти из строя тремя основными способами: срезанием болта, разрушением болта при растяжении и разрушением резьбы.

Разрушение болтов при растяжении, когда болт просто ломается, вызвано перегрузкой соединения или чрезмерной затяжкой болтов при установке. Болт чаще всего выходит из строя там, где резьба встречается с хвостовиком.

Разрушение при сдвиге, когда болт «отрезается ножницами», опять же, чаще всего происходит из-за перегрузки соединения, но это может быть и потому, что болты были перетянуты, используя всю силу болтов, чтобы выдержать напряжение в болте, и ничего не осталось для сдвигающая нагрузка. Разрушения как при растяжении, так и при сдвиге обычно возникают в начале срока службы сборки или ближе к концу срока службы.

На приведенном ниже рисунке показаны наиболее распространенные неисправности в процессе эксплуатации. Здесь болтовое фланцевое соединение, рассчитанное на простую растягивающую нагрузку, также было случайно подвергнуто боковой нагрузке, которая оторвала гайки от болтов, начиная с тех, что на переднем плане. Это привело к каскадному отказу оставшихся болтов, причем последние два болта в задней части изображения также погнулись, когда их разорвали.

При этом типе отказа конусность резьбы приводит к тому, что гайки разбухают, вытягиваются наружу, оставляя меньшую часть резьбы гайки, сцепленной с резьбой болта, и в конечном итоге металл либо болта, либо резьбы гайки ослабевает, и резьба снят с болта или с гайки. В этой сборке использовались нейлоновые гайки, как вы можете видеть по синему нейлону, вырванному из гаек и застрявшему в резьбе болта.

M3 M4 M5 M6 M8 M10 Фланцевые гайки с шестигранной головкой Метрическая нержавеющая сталь 304

Нажмите, чтобы увеличить

3719 продаж
|

4,5 из 5 звезд

от 4,14 евро

Загрузка

Включая НДС (где применимо), плюс стоимость доставки

Размер

Выберите вариант

M3 (3 мм) (4,14–7,27 евро)

M4 (4 мм) (4,14–8,31 евро)

M5 (5 мм) (4,14–9,35 евро)

M6 (6 мм) (4,72–7,85 евро)

M8 (8 мм) (7,27–15,61 евро)

M10 (10 мм) (9 евро). 93)

Выберите опцию

КОЛ-ВО

Выберите вариант

20 шт. (4,14–9,93 €)

50 шт. (5,18–15,61 €)

100 шт. (7,27–9,35 €)

Выберите опцию

Количество

1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495969798991001011021031041051061071081091101111121131141151161171181191201211221231241251261271281291301311321331341351361371381391401411421431441451461471481491501511521531541551561571581591601611621631641651661671681691701711721731741751761771781791801811821831841851861871881891

1921931941951961971981992002012022032042052062072082092102112122132142152162172182192202212222232242252262272282292302312322332342352362372382392402412422432442452462472482492502512522532542552562572582592602612622632642652662672682692702712722732742752762772782792802812822832842852862872882892

492493494495496497498499500

Исследуйте другие похожие поисковые запросы

Внесен в список 6 декабря 2022 г.

2 избранных

Сообщить об этом элементе в Etsy

Выберите причину… С моим заказом возникла проблемаОн использует мою интеллектуальную собственность без разрешенияЯ не думаю, что это соответствует политике EtsyВыберите причину…

Первое, что вы должны сделать, это связаться с продавцом напрямую.

Если вы уже сделали это, ваш товар не прибыл или не соответствует описанию, вы можете сообщить об этом Etsy, открыв кейс.

Сообщить о проблеме с заказом

Мы очень серьезно относимся к вопросам интеллектуальной собственности, но многие из этих проблем могут быть решены непосредственно заинтересованными сторонами. Мы рекомендуем связаться с продавцом напрямую, чтобы уважительно поделиться своими проблемами.

Если вы хотите подать заявление о нарушении прав, вам необходимо выполнить процедуру, описанную в нашей Политике в отношении авторских прав и интеллектуальной собственности.