Высокопрочные винты, шпильки, болты – критерии подбора, преимущества, параметры

Крепежные элементы высокой прочности имеют малые размеры и вес, обеспечивают качественное соединение разъемного типа. Такое сцепление по надежности не уступит сварному, будет качественнее заклепочного. Применяются высокопрочные элементы для массивных металлоконструкций.

Перед вкручиванием в конструкцию описанных деталей, проводится подробный расчет соединений, на этапе проектирования. В процессе расчетов, учитывается силовая нагрузка, прочие характеристики. Без прочного соединения, создать выносливую технику нереально.

Отличие высокопрочных соединительных элементов от простых

Особые физико-механические свойства деталей представленной категории отличают их от обычных. Эти свойства позволяют принимать большую нагрузку (болт 12.9 разрывается при нагрузке 1200Н/мм2, а крепеж такого же диаметра класса ниже при 420Нмм2). Кроме повышенной стойкости высокопрочных элементов, они имеют такие преимущества:

• снижают металлоемкость, сохраняя надежность узлового соединения (болты используются меньшего размера, выдерживая почти в 3 раза больше обычных нагрузки);
• монтажные отверстия можно делать меньше, благодаря небольшому размеру шпилек;
• количество крепежных точек сокращается, что снижает и затраты на производство металлоконструкций;
• детали успешно применяются в разных климатических условиях;
• удачная эксплуатация в условиях до – 60 градусов;
• восприятие переменных, постоянных и особых нагрузок (вибрационных, сейсмических, также подвижных и динамических);
• эксплуатация, как в слабоагрессивной, так и сильно агрессивной среде(нужно использовать лакокрасочные покрытия, для защиты);
• соединения сдвигоустойчивые, фрикционное.

Проводя сравнение соединения высокопрочными соединительными элементами и сваркой, нужно отметить, что второй вариант проигрывает. Соединение именно деталями высокой прочности снижает трудоемкость монтажного процесса, сборку могут выполнять рабочие невысокой квалификации либо она выполняется автоматизировано. Способ позволяет крепить надежно элементы из трудносвариваемых сталей, можно провести визуальный контроль целостности конструкций, в то время, когда в сварочных швах заметить дефекты нереально.

Если говорить о преимуществах перед заклепочным соединением, то среди них нужно отметить следующие:

• выносливость к нагрузкам переменного характера больше;
• легкая замена деталей, при износе;
• сборку, разборку оборудования, можно выполнять много раз, что облегчает его эксплуатацию, ремонтный процесс.

Высокопрочные метизы – преимущественный вариант для сборки металлоконструкций, имеющий много плюсов.

Классы прочности, маркировочное обозначение

Согласно параметрам классификации по международному стандарту, к винтам высокопрочного типа относятся варианты, маркированные числовыми значениями 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Металлические детали с маркировкой 14.9 – сверхпрочные. Чем выше цифра маркировки, тем лучше качество, больше цена, выносливее крепеж. Число, стоящее на первом месте – коэффициент растяжения, придельная нагрузка. Она является пределом прочности либо одной сотой частицей от показателя номинального временного сопротивления (измеряется в Мпа либо Н/мм2). Число, расположенное на втором месте маркировки – напряжение, провоцирующее сгибание метиза, являющееся необратимым. Данный параметр – предел текучести, его рассчитывают, умножая первую цифру на вторую, также на 10.

Для расчета количества соединений, на коэффициент 1/2 или 1/3 умножается нагрузка, также предел текучести, обеспечивая двукратный либо трехкратный запас прочности.

Какие марки стали используются для производства

Для производства высокопрочных деталей используется качественная сталь следующих марок:

1. 40Х Селект, 35, 40.
2. Сталь 38ХА, марки30ХГСА, 35ХГСА.
3. Металл 40ХН2МА, также марки 38ХГНМ.
4. Сталь 12Г1Р или 20Г2Р, 30-35Г1Р (слаболегированные, содержащие бор, редко используемые).

Сырье поставляется на заводы, как металлические проволоки и стержни. Формируют крепежи, используя штамповку холодного типа. Изготавливаются винты с помощью автоматов высадочных, процесс проходит под давлением. Используются станки, являющиеся накатными, а чтобы сделать детали еще прочнее, их обрабатывают термическим путем, нагревая в закалочной печи, после чего охлаждая.

На рынке представлены товары этой категории азиатского, российского, европейского производства.

Виды болтов, используемых в РФ

Отечественными строительными фирмами используются болты, соответствующие стандартам ГОСТ 52644 и ГОСТ 22353.Также применяются элементы, соответствующие DIN 6914, ISO 7412. Крепежи этих категорий характеризуются так:

• шестигранные, высокопрочные болты;
• предназначение – сборка стальных металлоконструкций в строительстве;
• допускается использование в мостостроении, при сооружении высоконагружаемых конструкций;
• ряд размеров представлен диаметрами М16-М48;
• крепежи имеют исполнение климатической категорий «У», «ХЛ».

Также, отечественные строители используют деталистандарта ГОСТ 7798, 7805. Применяются элементы категорий DIN 933, а еще DIN 931, международного типа ISO 4014 также ISO 4017. Это шестигранные винты, резьба полная и неполная, используемые на производственных, строительных объектах. Диаметры - М3-М64, болты без защитного покрытия или варианты, которые оцинковывались.

По стандартам DIN 912, 6912, критериям ГОСТ 11738 и международным требованиям ISO 4762 производятся детали цилиндрического типа. Они имеют внутренние головки, являющиеся шестигранными. Диаметр изделий М3-М36, а произведенные крепежи именно по ГОСТ могут изготавливаться из низкопрочного металла.

Винты, произведенные согласно стандартам,DIN 975, международным критериям DIN 976 определяют длину, тип его резьбы,размерный показатель, шаг шпилек. К категории высокопрочных принадлежат крепежные варианты этого типа, имеющие границу прочности 800-1200 Нм. Длина крепежей категории стандартная, 1000 либо 2000мм, а диаметр М4-М48. Используются шпильки для монтажа кабельно-трудных эстакад, востребованных областей строительства.

Крепежи, изготовленные по стандартам DIN 444, государственным критериям ГОСТ 3033-79 – откидные высокопрочные винты, имеющие такие характеристики:

• имеют ушко, метрическую резьбу;
• диаметр изделий находится в диапазоне М5-М36;
• используются для сварочных приспособлений также вместе с анкерами, имеющими внутреннюю резьбу.

Изготавливаются метизы оцинкованными. Часто их выпускают без защитного покрытия. Второй вариант рассчитан под покраску, первый не нуждается в дополнительной защите.

Маркировка прочности

Правила маркировки болтов, гаек высокой прочности прописываются в стандартах ГОСТ 1759.0-87, также эти правила определяет ГОСТ 18126-94. Маркировочные знаки отображены на метизах, их можно быстро рассмотреть и прочитать. Шестигранные соединительные элементы, с внутренними головками маркируются цифрами 8.8, 10.9, 12.9, 14.9, гайки-шестигранные – 9, 10, 12, 14. Клейма с маркировкой – углублены внутрь либо выпуклые, нанесенные сбоку либо сверху.

На малых элементах крепежей, маркировку делают по системе циферблата. Отметка оттенков черного и белого применяется для шпилек, может обозначаться условно, печатается на торце.

Основные критерии выбора

Выбирать элементы крепежа высокой прочности, для решения строительных, промышленных задач, рекомендуется по таким критериям:

• тип изделия, класс его прочности, размер должны соответствовать полностью документации проекта;
• перед использованием деталей и их замены, специалист должен провести соответственные нормативные расчеты;
• по прочности, детали должны быть равны материалу конструкции, превышать ее;
• несущая способность должна полностью соответствовать поставленным задачам;
• подбираются крепежи с оптимальным антикоррозийным покрытием, подходящим для удачной эксплуатации в конкретных климатических условиях;
• подбор выполняется с учетом совместимости метиза и металлической конструкции;
• приобретать крепежи рекомендовано только у поставщиков с хорошей репутацией;
• проводится визуальный осмотр, на предмет повреждений.

Крепежи высокой прочности – особый вид метизов, позволяющий сделать металлоконструкции, станки и приборы разного назначения долговечными и прочными. Подбирая крепежи для грузоподъемной техники, портовых, других больших сооружений, строительств, нужно отдавать предпочтение вариантам надежных, проверенных марок, ведь от этого зависит многое.

Высокопрочные болты разных классов лучше покупать европейского либо отечественного производства, поскольку качество китайских ставится под сомнение. По виду защитного покрытия отечественными стандартами требований не предъявляется, а вот европейские подходят к этому стандарту строже, что стоит учесть при выборе. Для болтов, гаек, шайб и шпилек высокой прочности разрабатываются отдельные стандарты, поскольку крепежные элементы имеют разное предназначение, с ними тоже стоит ознакомиться. Выбирать нужно тщательно и внимательно, тогда собранные с помощью высокопрочных болтов объекты прослужат долго, выдержат большие нагрузки и помогут снизить затраты на сборку металлоконструкций.