Классы прочности болтов для стальных конструкций в арматуростроении
Болты, используемые в стальных конструкциях арматуростроения, классифицируются более чем по десяти классам прочности, включая 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 и 12.9. Болты класса 8.8 и выше изготавливаются из низкоуглеродистой легированной или среднеуглеродистой стали и подвергаются термообработке (закалке и отпуску). Обычно они называются высокопрочными болтами, в то время как все остальные обычно называют обычными болтами.
Интерпретация обозначений классов прочности болтов
Обозначение класса прочности болта состоит из двух чисел, которые соответственно указывают номинальную предельную прочность на растяжение и отношение предела текучести к предельной прочности (коэффициент текучести) материала болта.
Например, для болта класса прочности 4.6:
- Номинальная предельная прочность на растяжение материала болта составляет 400 МПа;
- Коэффициент текучести материала болта равен 0.6;
- Номинальный предел текучести материала болта составляет 400 × 0.6 = 240 МПа.
Для высокопрочного болта класса 10.9 после термообработки материал достигает:
- Номинальной предельной прочности на растяжение 1000 МПа;
- Коэффициент текучести 0,9;
- Номинальный предел текучести 1000 × 0,9 = 900 МПа.
Значение классов прочности болтов является международно признанным стандартом. Болты одного класса прочности, независимо от различий в материале или месте изготовления, обладают идентичными механическими свойствами. Поэтому при проектировании достаточно указать требуемый класс прочности.
Обзор классов прочности
Классы прочности 8.8 и 10.9 относятся к классам прочности на срез болтов, а именно 8,8 ГПа и 10,9 ГПа.
- Класс 8.8: Номинальная прочность на растяжение = 800 Н/мм²; Номинальный предел текучести = 640 Н/мм².
- В общем случае прочность болта обозначается как "X.Y", где:
- X × 100 = Предел прочности болта (МПа);
- X × 100 × (Y/10) = Предел текучести болта (МПа), согласно правилу обозначения: Предел текучести / Предел прочности = Y/10.
Пример: для болта класса 4.8:
- Предельная прочность на растяжение = 400 МПа;
- Предел текучести = 400 × 8/10 = 320 МПа.
Дополнительное примечание о болтах из нержавеющей стали:
Болты из нержавеющей стали обычно обозначаются как A4-70 или A2-70, что предполагает иную интерпретацию механических свойств.
Системы измерения
В мире существуют две основные системы измерения длины:
- Метрическая система
- Имперская система
- 1 дюйм = 8 долей (1/8 дюйма)
- 1 дюйм = 25,4 мм
- Пример: 3/8 дюйма = 3/8 × 25,4 = 9,52 мм
Для размеров менее 1/4 дюйма изделия обозначаются номерами для указания номинального диаметра, например: 4#, 5#, 6#, 7#, 8#, 10# и 12#.
Резьба – Общее определение и классификация
Резьба представляет собой непрерывный винтовой гребень равномерного поперечного сечения на внешней или внутренней поверхности цилиндрической заготовки.
По структурным характеристикам и применению резьбы подразделяются на три основные категории:
- Резьбы общего назначения (крепежные резьбы):
- Ходовые резьбы:
- Уплотнительные резьбы:
Классы точности резьбы
Резьбовое соединение относится к степени свободы или плотности между сопрягаемыми внутренней и внешней резьбой. Класс соединения представляет собой указанное сочетание припусков и допусков, применяемых к внутренней и внешней резьбе.
(1) Единая дюймовая резьба:
- Внешняя резьба имеет три класса: 1A, 2A и 3A.
- Внутренняя резьба имеет три класса: 1B, 2B и 3B.
- Все они являются соединениями с зазором; чем выше номер класса, тем плотнее соединение.
- Для дюймовой резьбы отклонения указываются только для классов 1A и 2A; класс 3A имеет нулевое отклонение, а отклонения для 1A и 2A равны. Чем выше номер класса, тем меньше допуск.
- 1A и 1B:
- 2A и 2B:
- 3A и 3B:
- Для наружной резьбы классы 1A и 2A имеют допуск на посадку, в то время как класс 3A — нет. Допуск класса 1A на 50% больше, чем у класса 2A, и на 75% больше, чем у класса 3A. Для внутренней резьбы допуск класса 2B на 30% больше, чем у класса 2A; класс 1B на 50% больше, чем у класса 2B, и на 75% больше, чем у класса 3B.
(2) Метрическая резьба:
- Наружная резьба имеет три класса допуска: 4h, 6h и 6g.
- Внутренняя резьба имеет три класса допуска: 5H, 6H и 7H.
- (Стандарт JIS предусматривает три класса точности: I, II и III; обычно используется класс II.)
Для метрической резьбы основные отклонения для H и h равны нулю. G имеет положительное основное отклонение, в то время как e, f и g имеют отрицательные основные отклонения.
Общепринятое положение допуска для внутренней резьбы; обычно не используется с покрытиями поверхности, за исключением очень тонких фосфатных слоев.
Используется для особых случаев, требующих более толстых покрытий, таких как тяжелое гальваническое покрытие; редко используется на практике.
Часто используется для тонких покрытий толщиной 6–9 мкм. Например, если на чертеже изделия указан болт 6h, резьба перед нанесением покрытия обычно обрабатывается до допуска 6g.
- Рекомендуемые комбинации посадок резьбы:
H/g, H/h или G/h. Для прецизионных крепежных изделий, таких как болты и гайки, стандарт рекомендует посадку 6H/6g.
(3) Маркировка резьбы: (Ссылка на практики обозначения по стандарту.)
Ключевые геометрические параметры для самонарезающих и самосверлящих резьб
- Наружный диаметр (основной диаметр, d₁):
- Внутренний диаметр (диаметр впадины, d₂):
- Шаг (p):
Таблица справочных данных по общему шагу/количеству витков на дюйм
(1) Метрические самонарезающие резьбы:
Спецификация | ST1.5 | ST1.9 | ST2.2 | ST2.6 | ST2.9 | ST3.3 | ST3.5 | ST3.9 | ST4.2 | ST4.8 | ST5.5 | ST6.3 | ST8.0 | ST9.5 |
Шаг (мм) | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 0.9 | 1.1 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 1.8 | 2.1 | 2.1 |
(2) Дюймовые самонарезающие резьбы:
Спецификация | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | 10# | 12# | 14# |
Ниток на дюйм (AB) | 24 | 20 | 20 | 19 | 18 | 16 | 14 | 14 |
Ниток на дюйм (A) | 24 | 20 | 18 | 16 | 15 | 12 | 11 | 10 |