Таблицы с разрушающими нагрузками для болтов

Главным оценочным критерием прочности болтового соединения является минимальная разрушающая нагрузка болта, которая в свою очередь зависит от двух основных характеристик крепежа:

1. площади поперечного сечения стержня
2. класса прочности метиза

Что такое класс прочности болта?

Существует 11 классов прочности в диапазоне значений от 3.6 до 12.9. Чем он выше, тем устойчивей болт ко всем видам нагрузок, качественнее сталь, дороже производство и выше себестоимость готового продукта. Чтобы понять разницу между одинаковыми по размеру болтами наименьшего (3.6) и наивысшего (12.9) классов прочности, достаточно понять значение цифр маркировки. Первая цифра отображает 0,01 части предела прочности на растяжение (МПа). Вторая цифра характеризует предел текучести (МПа), который определяется как 0,1 части отношения предела пластической деформации к пределу прочности на растяжение.

Низкопрочный болт класса 3.6 имеет следующие характеристики:

• предел прочности на растяжение = 3/0,01 = 300 МПа;
• предел текучести = (3/0,01)*(6*0,1)=300*0,6 = 180 МПа.

Для высокопрочного болта 12.9 порядок цифр гораздо выше:

• предел прочности на растяжение = 12/0,01 = 1200 МПа;
• предел текучести =" (12/0,01)*(9*0,1) = 1200*0,9 = 1080 МПа.

Именно предел текучести определяет пределы допустимых рабочих нагрузок болтов, после которых происходит разрушение метиза. Как видно из примера, болт 12.9. в 6 раз прочнее болта 3.6.

Чтобы облегчить потребителю выбор нужного размера и класса прочности крепежа, предлагаем систематизированные таблицы с значениями минимальной разрушающей нагрузки в килоньютонах и тоннах.

Разрушающие нагрузки для болтов в килоНьютонах

Разрушающие нагрузки для болтов в тоннах

При проектировании резьбовых соединений важно добиться оптимального сочетания прочности, типоразмера и стоимости крепежа. Нецелесообразно устанавливать слишком большой или чрезвычайно прочный дорогой болт, который, безусловно, сформирует сверхнадежное и долговечное соединение, но при этом значительно увеличит вес или стоимость крепежного узла. Именно таблица позволяет выбрать изделия, которые наилучшим образом сочетают в себе нужный показатель устойчивости к разрушению, компактный размер и рациональную себестоимость.

Как выбрать болт по таблице?

Зная проектные значения разрушающей нагрузки, воздействующей на крепеж и соединительный узел в целом, можно легко подобрать нужные вариации типоразмера.

Например, для показателя разрушающей нагрузки в 20 кН есть несколько подходящих болтов:

• 20,1 кН – М6 класса прочности 10.9;
• 23,1 кН – М7 класса прочности 8.8;
• 21,9 кН – М8 класса прочности 6.8;
• 23,2 кН – М10 класса прочности 4.6 и 4.8;
• 25,2 кН – М12 класса прочности 3.6.

Все болтовые стержни с резьбой от М14 уже справляются с заданной нагрузкой независимо от класса прочности. Таким образом, если речь идет о компактном соединении с ограниченным местом под монтаж болтового крепежа, необходимо подбирать метизы повышенного класса прочности с меньшим диаметром, а возможно, и длиной. В противном случае можно задействовать более массивные болты обычной прочности.

Таблица «Разрушающие нагрузки для болтов» может применяться и в обратном порядке, если возникла необходимость уточнить эксплуатационные возможности болтов, имеющихся в наличие. Для этого используется информация в сопроводительной документации к крепежу или маркировка класса прочности на головке болтов и фактический диаметр резьбы стержня.

Расчет нагрузки на болт

Единицей измерения нагрузки является Ньютон (Н), который приблизительно соответствует массе 0,1 кг. Таким образом, 1кН (1000 Н) можно сопоставить массе 100 кг. Если в таблице для крепежного элемента с резьбой М12 и классом прочности 9.8 указана минимальная разрушающая нагрузка 75,87 кН, это означает, что данный метиз способен выдержать статическую нагрузку до 75,87*100 =" 7587 кг или "7,59 тонны.

Для гарантии безопасности монтажа, без сомнения, необходимо соблюдать допустимую нагрузку. Значение предела текучести - это и есть максимально допустимая рабочая нагрузка болта, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация.

Например болт с классом прочности 9.8 не деформируется безвозвратно при усилии до 720 Н/мм² (~72 кг/мм²), которое составляет примерно 80% от предела прочности. При расчетах нагрузки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, с двукратным или трехкратным запасом прочности соответственно.

Класс прочности гаек

Значение класса прочности у гайки - это min предельная прочность болта, на который накручивается данная гайка и может выдерживать его нагрузку вплоть до min предельной прочности.

Пример: Гайка с классом прочности 8 подойдет для болта 8.8, так как у него min предельная прочность равна 800 н/мм2.