Что такое высокопрочный крепеж и его назначение

Что такое высокопрочный крепеж

Высокопрочным крепежом условно считают такие крепёжные изделия, класс прочности которых для болтов винтов и шпилек из конструкционных и легированных сталей соответствует 8.8, 9.8, 10.9, 12.9, где в соответствии с п. 3 действующего ГОСТ Р 5 2627-2006 (ИСО 898-1) первое число равняется 1/100 номинального значения предела прочности на растяжение в ньютонах на квадратный миллиметр, второе число равняется умноженному на 10 отношению предела текучести (условного предела текучести) к номинальному значению предела прочности на растяжение. Произведение этих двух чисел равняется 1/10 предела текучести в ньютонах на квадратный миллиметр.

Высокопрочным крепежом условно считают такие крепёжные изделия, класс прочности которых для болтов винтов и шпилек из конструкционных и легированных сталей соответствует 8.8, 9.8, 10.9, 12.9, где в соответствии с п. 3 действующего ГОСТ Р 5 2627-2006 (ИСО 898-1) первое число равняется 1/100 номинального значения предела прочности на растяжение в ньютонах на квадратный миллиметр, второе число равняется умноженному на 10 отношению предела текучести (условного предела текучести) к номинальному значению предела прочности на растяжение. Произведение этих двух чисел равняется 1/10 предела текучести в ньютонах на квадратный миллиметр.

Высокопрочным крепёжом также условно считают: гайки с номинальной высотой 0,8 d (эффективная длина резьбы не менее 0,6 d, d — диаметр резьбы), класс прочности соответствует 8, 9, 10, 12, где в соответствии с требованиями действующего ГОСТ Р 5 2628-2006 (ИСО 898-2:1992, ИСО 898-6:1994) п. 3.1 цифра указывает наибольший класс прочности болтов, с которыми они могут сопрягаться в соединении; гайки с номинальной высотой от 0,5?d до 0,8 d (эффективная длина резьбы от 0,4 d до 0,6 d, d — диаметр резьбы), класс прочности соответствует 05, где в соответствии с требованиями действующего ГОСТ Р 52627-2006 (ИСО 898-1) п. 3.2 первая цифра 0 указывает на то, что нагрузочная способность соединения данной гайки с болтом ниже, чем с закалённой оправкой и чем у гаек по пункту 3.1., а вторая цифра соответствует 1/100 номинального напряжения от пробной нагрузки в закалённой испытательной оправке.

Я не согласен с причислением крепежа классов прочности 8.8 и 8 к высокопрочным. Это рядовой крепёж, который, в лучшем случае, можно назвать «повышенной прочности». В европейских автомобилях, по данным фирмы NEDSCHROEF, ещё 20 лет назад 90% крепёжных изделий, включая крепёж размером М10, имели прочность 8.8, остальные — выше. Крепежа с прочностью 8.8 размером М12 и более там 50 – 60%, остальной крепёж имел более высокую прочность. Аналогичная картина и в автомобилях ВАЗ. Это рядовая прочность! Класс 9.8 — как бы переходный, его можно отнести и туда, и сюда. Считаю, что термин «высокопрочный» в данном случае некорректен, и его следует трансформировать или вообще отменить. Для кого-то и класс 6.8 высокопрочный, для кого-то класс 10.9 не совсем высокопрочный. Например, для авиационной промышленности, там он нередко слабоват — нужен 14.9 и выше! И это не только специальные стали и сплавы, но и технологии: доводка, полировка галтелей, радиусов под головкой, сбега резьбы, внутреннего диаметра резьбы и т. д. Вспоминаю научно-техническую конференцию в Белебее в 80-х годах. Специалист из КТИавтометиз докладывал о начале перехода с 6.8 на 8.8 ГАЗа, ЗИЛа, ЗАЗа и других по примеру ВАЗа, а ВНИИМетиз — о планах по переходу выпуска крепёжных заводов чёрной металлургии с класса 5 .6 на 6.8. Этот переход и сейчас продолжается. Термин «высокопрочный» отсутствует во всех основополагающих стандартах — ГОСТ Р 5 2627 и 52628-2006 и других, а есть только в стандартах мостостроения. Уверен, что добавление этого слова (прилагательного) — неправильно. Не исключаю, что название когда-то взято из зарубежных стандартов или связано с некачественным переводом. Делаю вывод: в статьях, докладах, официальных документах и, конечно же, в стандартах следует оперировать конкретными классами прочности крепёжных изделий, величинами механических характеристик, а не употреблять неопределённые прилагательные, которые можно трактовать по-разному, что и происходит.

Журнал “Крепеж, клей, инструмент и. ” №1 (39), 2012

Преимущества, характеристики и критерии выбора высокопрочных болтов, винтов и шпилек

Высокопрочные болты, винты и шпильки при небольших габаритах способны обеспечить разъемное соединение, не уступающее по прочности сварному и превосходящее заклепочное. Интенсивно эксплуатируемая техника или массивные строительные металлоконструкции требуют применения именно высокопрочного крепежа. Стремление снизить расходы и использовать в ответственных узлах крепления низкопрочные детали может привести к быстрому разрушению конструкций или выходу из строя механизмов.

Перед внедрением высокопрочного крепежа в той или иной проект проектировщики производят точный расчет болтовых соединений с учетом силовой нагрузки на метизы и их прочностных характеристик. К сожалению, в отечественной промышленности объем использования высокопрочных крепежных изделий меньше, чем в развитых зарубежных странах. Это связано с отсутствием достаточной информации о преимуществах и эффективности их применения, а также технической литературы и справочных данных для их практического использования.

Создание долговечной выносливой техники также невозможно без особо прочного крепежа. К сожалению, но факт, что наши автомобили часто не выдерживают даже гарантийного срока эксплуатации из-за крепежных деталей низкой прочности, чего не скажешь об автомобильном парке немецкого, японского, французского, американского производства. Но ситуация в нашей стране постепенно налаживается не только за счет импорта высокопрочного крепежа, но и из-за того, что многие отечественные метизные заводы налаживают его выпуск по российским и европейским стандартам.

В чем отличие высокопрочного крепежа от обычного?

Главное отличие от метизов общего назначения заключается в особых физико-механических свойствах высокопрочного крепежа, которые дают ему возможность воспринимать более тяжелую нагрузку. К примеру, болт высокого класса прочности 12.9 разорвется при нагрузке 1200 Н/мм², а аналогичный по диаметру низкого класса 4.8 – при 420 Н/мм², то есть при нагрузке в 2.7 раза меньшей.

Помимо колоссальной стойкости к повышенным нагрузкам, крепеж высокого класса прочности дает еще целый ряд преимуществ:

  • Снижение металлоемкости изделий и конструкций, при одновременном сохранении надежности крепежных узлов. Это достигается путем использования меньших по размеру винтов, но рассчитанных на более высокие нагрузки.
  • Использование шпилек меньшего диаметра влечет за собой уменьшение диаметра монтажных отверстий и, как следствие, повышение прочности металлоконструкций, фланцевых соединений. Кроме того, замена обычных метизов на более прочные позволяет сократить количество точек крепления, снизив тем самым затраты на крепеж.
  • Возможность применения в различных климатических условиях. Высокопрочные болты северного исполнения могут эксплуатироваться в условиях сурового климата до -60°С (маркировка «ХЛ») или средних холодных температур до -40°С (маркировка «У»).
  • Способность воспринимать постоянные, переменные и особые нагрузки (подвижные, вибрационные, динамические, сейсмические).
  • Возможность применения в конструкциях, эксплуатируемых в слабо-, средне-, сильноагрессивных средах с использованием защитных металлических или лакокрасочных покрытий.
  • Создание сдвигоустойчивых соединений. В обычном болтовом соединении при нагрузке на сдвиг происходит смещение соединяемых элементов, равное величине зазора между шпилькой и стенкой отверстия. Высокопрочный болткомплект позволяет стянуть элементы с большим усилием, благодаря чему между ними возникает трение, исключающее сдвиг. Такое соединение называется фрикционным.

Преимущества перед сварочным соединением:

  • Соединения на болтах снижают трудоемкость монтажа, позволяют вести сборку силами рабочих невысокой квалификации, автоматизировать, механизировать сборочный процесс.
  • Применение высокопрочных болтовых соединений при монтаже металлоконструкций позволяет использовать элементы из трудносвариваемых сталей повышенной прочности.
  • Возможность визуального контроля целостности монтажного соединения на болтах, тогда как в сварных швах могут быть скрытые дефекты.

Преимущества перед заклепочным соединением:

Сегодня при возведении металлоконструкций на смену заклепкам пришли высокопрочные болткомплекты, которые более выносливы переменным нагрузкам за счет равномерного распределения напряжения по сечению болтового соединения. К тому же в отличие от заклепок они могут быть легко заменены в случае износа, дают возможность сборки/разборки конструкции, могут использоваться многократно, что облегчают ремонт оборудования.

Высокие классы прочности и их расшифровка

Согласно международной классификации резьбовых метизов, к высокопрочным болтам, винтам, шпилькам относятся изделия, имеющие цифровую маркировку классов прочности 8.8, 9.8, 10.9, 12.9, а к сверхпрочным – 14.9. Это важнейшая из характеристик, которая обязательно учитывается в любом проекте. Чем выше эти значения, тем прочнее, выносливее, качественнее и соответственно дороже метиз.

Первая цифра указывает на предельную нагрузку на растяжение, при которой крепеж разорвется. Эта величина называется пределом прочности на разрыв, определяется как одна сотая от номинального временного сопротивления, выражается в МПа или Н/мм².

Например, для болта 10.9 она равняется: 10 / 0,01 = 1000 МПа (Н/мм²).

Вторая цифра говорит нам о напряжении, при котором крепеж необратимо деформируется при изгибе, а называется этот параметр – предел текучести. Определяется умножением первой цифры на вторую и на 10.

Например, для того же болта 10.9 он равен: 10х9х10 = 900 МПа (Н/мм²).

При расчете соединения для заданной нагрузки значение предела текучести умножают на коэффициент 1/2 или 1/3 для обеспечения 2-х или 3-кратного прочностного запаса.

Марки сталей и особенности изготовления крепежа высокой прочности

Крепежные изделия классов от 8.8 до 14.9, включая болты для автомобильной промышленности, производятся из конструкционных среднеуглеродистых сталей, легированных упрочняющими добавками. Эксплуатационные свойства крепежа определяются двумя факторами:

Самые популярные марки: 35, 40, 40Х Селект, 38ХА, 30ХГСА, 35ХГСА, 40ХН2МА, 38ХГНМ. Реже используют слаболегированные борсодержащие стали марок 12Г1Р, 20Г2Р, 30-35Г1Р. Стали, легированные бором, обладают благоприятным сочетанием прочностных и пластических свойств, но из-за некоторых технологических трудностей при их выплавке, их внедрение в метизное производство сдерживается.

Исходное сырье поступает на производство в виде стержней или проволоки. Болты формируют методом холодной штамповки под давлением на высадочных автоматах, затем на них наносят резьбу на накатных автоматах. Для придания готовым изделиям высоких прочностных характеристик, эксплуатационной надежности и устранения хрупкости их подвергают термическому упрочнению путем нагревания в закалочной печи и последующему отпуску (охлаждению).

Таблица 1. Марки сталей, рекомендованные для изготовления болтов, винтов, шпилек высоких классов прочности.

Класс прочности8.810.912.9
Марка сталиСт.35, Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.20Г2РСт.35Х, Ст.38ХА, Ст.45Г, Ст.40Г2, СТ.40Х, Ст.40Х Селект Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСАСт.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.40ХНМА
Граница прочности, МПа800. 8301000. 10401200. 1220
Граница текучести, МПа640. 660900. 9401080. 1100
Твердость по Бринеллю, НВ242. 318304. 361366. 414

Стандарты ГОСТ и DIN на высокопрочный крепеж

Сегодня “высокопрочка” поступает на рынок от отечественных, европейских и азиатских производителей. И если качество китайского крепежа вызывает недоверие у потребителей, то российский и европейский продукт пользуется большим спросом. Во многих зарубежных нормативах DIN, EN прописано использование болткомплектов (болт, гайка, шайба в сборе) от одного производителя. В наших документах нет таких правил. Нет в них и требований по виду защитного покрытия, тогда как европейские метизы оцинковываются, как правило, горячим методом.

Таблица 2. Стандарты на высокопрочный крепеж в России и Европе.

Национальные стандарты РФЕвропейские стандарты
ГОСТ Р 52643-2006 Общие технические условияDIN EN 14399-1:2006 Общие требования
ГОСТ Р 52644-2006 (ИСО 7411:1987) БолтыDIN EN 14399-2:2006 Проверка пригодности к предварительным натяжениям
ГОСТ Р 52645-2006 (ИСО 4775:1984) ГайкиDIN EN 14399-4:2006 Гарнитуры из болтов и гаек. Система HV
ГОСТ Р 52646-2006 (ИСО 7415:1984) ШайбыDIN EN 14399-5:2006 Шайбы
DIN EN 14399-6:2006 Шайбы с фаской
Читайте также:  Как выгодно сдать медь на металлолом

Основные виды высокопрочных болтов, винтов и шпилек, используемые в России строительными компаниями и машиностроительными предприятиями:

  • ГОСТ 52644, ГОСТ 22353, DIN 6914, ISO 7412

Перечисленные стандарты распространяются на шестигранные болты высокой прочности (БВП), разработанные для использования при монтаже строительных металлоконструкций из стали, а также в мостостроении и тяжелом машиностроении для создания высоконагруженных соединений. Размерный ряд ограничен диаметрами М16 – М48. Выпускаются в климатическом исполнении «У» и «ХЛ»

  • ГОСТ 7798, ГОСТ 7805, DIN 933, DIN 931, ISO 4014, ISO 4017

Стандарты на БВП с нормальной шестигранной головкой, полной и неполной резьбой, используемые для скрепления деталей и элементов конструкций в автомобилестроении, других производственных и строительных областях. Имеют широкий диапазон диаметров от М3 до М64. Выпускаются без покрытия или оцинкованными разными способами (гальваническим, термодиффузионным, горячим). Аналоги с мелкой резьбой – DIN 960, DIN 961.

  • DIN 912, DIN 6912, ГОСТ 11738, ISO 4762

По данным стандартам изготавливаются винты с внутренним шестигранником и головкой в форме цилиндра, которые используются в самых разных отраслях промышленности. Винты DIN, ISO имеют более длинный перечень размеров, выпускаются только в высоких классах прочности 8.8, 10.9, 12.9, тогда как ГОСТ допускает их изготовление и низких классов, но ограниченного диаметра от М3 до М36.

Настоящие стандарты описывают требования к откидным винтам (болтам) с ушком и метрической резьбой диаметром от М5 до М36, которые применяются в станочных приспособлениях, в качестве детали соединения в машиностроении или совместно со строительными анкерами с внутренней резьбой.

Данные стандарты регламентируют размеры, длину, шаг и тип резьбы резьбовых шпилек (штанг). К высокопрочным относят шпильки с границей прочности 800…1200 Нм. Они имеют фиксированную длину 1000 или 2000 мм, диаметр от М4 до М48. Применяются в машиностроении, строительной отрасли, при монтаже кабельно-трубных эстакад.

Все вышеперечисленные метизы изготавливаются в черном исполнении (под покраску) и оцинкованном различными способами.

Усилие затяжки высокопрочных болтов

При установке БВП следует учитывать характер монтажного соединения: сдвигоустойчивое (фрикционное) или с несущими болтами. В первом случае соединение затягивается до требуемой (проектной) величины динамометрическими ключами для обеспечения сил трения между соединяемыми элементами. Момент затяжки – это усилие, приложенное к гайке или головке винта и создающее в теле метиза контролируемое усилие натяжения. Расчетные значения момента закручивания и усилия предварительной затяжки болтов сведены в специальные справочные таблицы.

Таблица 3. Нормы затяжки болтов (коэффициент трения 0,14)

Диаметр резьбы, ммШаг резьбы, РПлощадь сечения As, ммУсилие предварительной затяжки Q, кН Крутящий момент Мкр, кН
8.810.912.98.810.912.9
М40,78,784,36,37,43,34,85,6
М50,814,2710,3126,59,511,2
М6120,19,914,51711,316,519,3
М81,2536,68,126,631,127,340,146,9
М101,55828,842,249,4547993
М121,7584,341,961,57293137160
М14211557,584,498,8148218155
М16215778,8115,7135,4230338395
М182,519399141165329469549
М202,5245127181212464661773
М222,53031582252646349041057
М24335318326030579811361329
М273459240342400117616741959
М303,5561292416487159722742662
М333,5694363517605216130783601
М364817427608711277839574631
М394976512729853359751235994

Где и как маркируется прочность на изделии?

Требования к обозначению прочности болтов, винтов, шпилек прописаны в ГОСТ 1759.0-87 (для диаметров до 48 мм) и ГОСТ 18126-94 (для диаметров от 48 мм). Знаки маркировки хорошо читаются на метизах, поэтому потребитель может легко определить класс прочности крепежа, с которым имеет дело.

Болты с шестигранными головками, винты с цилиндрическими головками под внутренний шестигранник и резьбовые шпильки маркируются по прочности цифровым кодом 8.8, 10.9, 12.9, 14.9 (с разделительной точкой или без нее), а шестигранные гайки – 9, 10, 12, 14. Это нестираемые выпуклые или углубленные клейма, нанесенные на головку болтов сбоку или сверху.

Маркировка классов прочности на крепеже малых диаметров может выполняться по системе циферблата.

Таблица 4. Циферблатная маркировка прочности.

Классы прочности шпилек отображаются, как правило, на их торцевой поверхности. Если шпилька имеет неполную резьбу, то цифровой код может быть нанесен на ее гладкую часть. Для шпилек также может применяться маркировка цветом (желтый для класса 8.8, белый для 10.9) или условными обозначением, нанесенным на торец:

Критерии выбора высокопрочного крепежа

  • Тип, размер и класс прочности крепежных изделий должен соответствовать проектной документации.
  • Замену одних деталей крепления на другие вправе производить только специалист после проведения соответствующих нормативных расчетов.
  • Крепежные изделия должны быть равны или превышать по прочности материал конструкции.
  • Несущая способность БВП должна соответствовать поставленной задаче, а антикоррозийная защита соответствовать эксплуатационным условиям.
  • Необходимо учитывать совместимость металла конструкции и метиза во избежание гальванической коррозии.
  • Не стоит покупать высокопрочные метизы у поставщиков с сомнительной репутацией.
  • Перед покупкой желательно провести визуальный контроль для выявления возможных дефектов.

Высокопрочные болты, винты и шпильки – это особый вид метизов, на которые возлагается большая ответственность за надежность и долговечность автомобилей, станков, грузоподъемной техники, мостов, эстакад, портовых сооружений, спортивных арен, других масштабных строительных объектов. Компания «Крепком» сотрудничает только с ответственными производителями, на предприятиях которых исследуется состав поступающего сырья, а каждая партия готового крепежа проходит испытания, установленные действующими стандартами. Кроме того, в собственной лаборатории «Крепком» осуществляется входной контроль поступающей продукции на соответствие стандартным прочностным показателям.

Преимущества высокопрочного крепежа

Высокопрочный крепеж – это крепеж высоких и супервысоких классов прочности, выше 8.8 для болтов и винтов и от 8 класса прочности для гаек.

Конструктивное преимущество – оптимизация металлоемкости готового изделия и его веса при одновременном повышении прочности и стойкости механических резьбовых соединений конструкции.

Применение высокопрочного крепежа позволяет уменьшить диаметр болта или шпильки, поскольку высокопрочные болты рассчитаны на более высокие нагрузки.

НАПРИМЕР:

Предел прочности крепежа класса 5.8 (520 МПа) в два раза ниже, чем у класса 10.9 (1040 МПа)

Минимальная разрушающая нагрузка для Болта М20:

  • класс 5.8 = 127 кН (13 тонн);
  • класс 10.9 = 255 кН (26 тонн);
  • класс 12.9 может выдерживать 299 кН (30,5 тонн).
  • ТЕКУЧЕСТЬ

пределы текучести: 420 МПа против 940 МПа

Где используется высокопрочный крепеж?

  • в автомобильной промышленности
  • в дорожно-строительной технике;
  • в мостостроении;
  • в станкостроении.

Использование высокопрочных болтов снижает металлоемкость конструкции, поскольку кроме снижения массы крепежа разработчики получают возможность более гибкого проектирования конструкций за счет снижения геометрических размеров сопрягаемых элементов (например, фланцев).

Также можно использовать предварительно напряженные пространственные конструкции, закладывать более высокие нагрузки на одно сопряжение и, как следствие, получать эффективные решения при менее затратных методах.

В конечном итоге может быть уменьшена масса оборудования и техники, что дает значительный экономический эффект для конструкции в целом.

Использование высокопрочного крепежа идеально для проведения последующих ремонтных и восстановительных работ и ревизий,так как значительно повышается возможность многократного повторного использования крепежа и повышается ресурс оборудования.

Для качественного крепежа важны две составляющие:

Сырье для высокопрочного крепежа

При изготовлении высокопрочного крепежа, могут использоваться различные типы сталей. см. таб 1.

Для качественного результата крайне важно соблюдать все параметры закалки и отпуска.

Для защиты высокопрочного крепежа от коррозии чаще всего применяют различные типы цинковых покрытий… см. таб 2

Все они имеют свои плюсы и минусы. Но важно понимать, что при гальваническом и горячем цинковании существует опасность водородного охрупчивания, т.е. проникновения водорода в структуру металла, что делает готовое изделие более хрупким. Поэтому для болтов и гаек классом прочности 12.9 предпочтительнее применять метод термодиффузии или цинкламельные покрытия.

В ассортименте ЦКИ представлены следующие высокопрочные изделия:

Высокопрочный крепеж что это, зачем, по чём.

Вы здесь

Каталог

Будет излишне, наверное, в сотый или тысячный раз рассуждать о том, что без крепежа и ни туда и ни сюда… Но нет! Мы любим говорить о том, чем занимаемся, поэтому, поехали…

Любая отрасль современной промышленности невозможна без эксплуатации механизмов и машин, которые собираются из множества узлов и компонентов, производимых, в свою очередь из разного рода металлов, сплавов, композитных материалов . И не только способы креплений и сборки со временем были нацелены на максимализацию сроков эксплуатации, но и особый технологический подход к самому сырью, из которого всё это производят. Современный строительный комплекс нереален без металлоконструкций, а полет фантазии и амбициозность архитекторов и инженеров-разработчиков заставляют строителей решать, казалось бы порой совсем нерешаемые задачи. Кстати, такой интересный момент: когда снимается фильм или рекламный ролик, по прежнему эффектным приемом остается мускулистый сварщик со своим аппаратом и кучей искр при монтаже металлического сооружения…оно и понятно, ведь затягивание гаек не столь зрелищно и приятно зрителю. И только специалисты знают, что сварка это прошлые века, а подавляющая часть монтажных и конструкционных манипуляций – это стягивание болтов, шайб, гаек. Резьбовое соединение №1! Но сварка и клепание тоже имеют место быть.

Если смотреть в быту, то картину на стену навесить или по-быстрому придумать временную вешалку для куртки, берем молоток и гвоздь, раз-два, готово. И при ремонте квартиры, разве можно обойтись без шурупов, уголков, анкеров, саморезов… как навесить люстры, бра, собрать гипсокартоновые конструкции, закрепить пороги, установить стеновые панели и список просто бесконечный. Собрать новую или старую мебель тоже без метизов не удастся. Старые добрые гвозди, гайки, болты должны быть в ассортименте. И есть одно условие, которому должно следовать – долгая и беспроблемная эксплуатация. Поэтому многие обращают свои интересы к такому вида крепежа, который называется ВЫСОКОПРОЧНЫЙ.

На вид в нём нет ничего особенного, он не отличается какими-то особыми изяществом или эстетикой, или, наоборот, грубостью исполнения и громоздкостью. Нет, высокопрочному крепежу присуща уже привычная простота, но при этом он стал необходимостью. Ни современные ремонт и внутренняя отделка помещений, ни строительство дачи и, тем более, глобальное строительство домов банально невозможны без высокопрочного крепежа. А создание сложных машин и механизмов, а высокопроизводительная тяжелая техника, а монтаж металлоконструкций конструкций от простейших до меганепростых… Везде важен высокий уровень износостойкости и снижение в разы нагрузки. Особенно в суровых климатических условиях, не забываем, что отечественный производитель нацелен не только на центральный регион, наша страна огромна! Ну, и перспектива экспорта тоже очень привлекает.

Читайте также:  Подсветка окна светодиодной лентой своими руками

Итак, о чем мы ведем речь сейчас. Высокопрочный крепеж – это металлические изделия с классом прочности, начиная от 8 и выше. Весь секрет долговечности и повышенной прочности, конечно, в технологии производства: изделия много-этапно подвергаются температурным перепадам в диапазоне от очень высоких до очень низких и, таким образом, закаляются. Молекулярная структура начального металла как бы упорядочивается, трансформируется в новый материал, способный к высокому сопротивлению нагрузкам, климатическим и агрессивным особенностям, химическим воздействиям.

Действующая Международная Классификация относит к высокопрочному крепежа металлические изделия с временным сопротивлением не менее 800 МПА. И, следуя этому параметру, различают классы прочности от класса 8 для гаек и класса 8.8 для болтов. Современный высокопрочный крепеж имеет классы прочности и 10.9, и 12.9. Крепеж высокой прочности должен строго соответствовать своему назначению, поэтому в качестве исходного сырья применяются низкоуглеродистые и легированные стали следующих марок:

Производство изделий осуществляется на оборудовании специального назначения и по особым технологиям. Нужно спроецировать и перепады температур в больших диапазонах, и агрессивность окружающей среды (влажность, химические реакции и прочее), и степени механических воздействий при будущей эксплуатации…в целом, учесть все вероятные моменты экстремальности. Начальная заготовка изделия, превращаясь в высокопрочную гайку или болт, проходит ряд этапов обработки. Основная сложность, с которой столкнулись технологи производств, это нанесение резьбы изделия на закаленную сталь. Но и это решаемо. Современная технология изготовления высокопрочного крепежа, можно сказать, базируется на автоматической накатке резьбы специальным оборудованием и методом холодной и горячей высадки заготовок изделий. Автоматы эти имеют высокую производительность, от 100 до 200 штук в минуту. Последующий обжиг в электропечах с защитной средой препятствует обезуглероживанию крепежных изделий. Безусловно, особенности технологичности процесса производства предполагают увеличение себестоимости такой продукции и, соответственно, другой порядок цен в сравнении с аналогичным крепежом низкого класса прочности. НО! Стоимость самого объекта, с учетом его дальнейшего технического обслуживания снижается по причине безаварийности и надежности, а также значительного увеличения срока эксплуатации.

Зафиналим статью универсальным советом: никогда нельзя спешить с выбором, руководствуясь лишь вопросом низкой цены. Мы не настаиваем на выборе ООО «ВоКа ГРУПП» в роли Вашего поставщика крепежа, но настаиваем на правильном выборе самих изделий! Иногда шокируют поступающие заявки от региональных строительных компаний, которые дословно говорят: «Да всё-равно какой класс, нам бы по дешевле…» А речь о крепеже для строительства многоэтажного жилья. Людям не важны никакие ГОСТы, OSTы, DINы, просто дайте «занедорого», дом построить. Наши менеджеры всегда помогут с выбором и внесут ясность в те моменты, которые, возможно, изначально были для заказчика не очень важными. При занятости менеджера в конкретный момент, он всегда ответит Вам электронно или перезвонит в порядке очередности обработки заявок. Мы очень стараемся, чтобы наш склад располагал ассортиментом готовой продукции для удобства и оперативности поставок нашим Заказчикам.

Пресс-служба группы компаний «ВоКа»

01 сентября 2016г.

При использовании данного материала ссылка на сайт ВоКа обязательна!

Классификация и применение крепежных изделий

Ни один строительный или производственный объект не обходится без крепежных изделий. Их применяют при скреплении небольших деталей и при фиксации крупных блоков, испытывающих серьезную нагрузку. В зависимости от назначения и сферы применения, крепеж делится на категории. Государственный стандарт, при этом, описывает лишь малую часть того, что представлено на рынке. В этой статье расскажем о том, какими бывают крепежные изделия, на какие категории они делятся и в каких сферах применяются.

Основные классификации

Существует общепринятая система классификации крепежных изделий:

  • резьбовые изделия повышенной прочности;
  • крепежи массового использования;
  • крепежи для безударной фиксации и одностороннего монтажа;
  • элементы для герметичных конструкций;
  • фиксаторы, необходимые для крепления полимерных композитных материалов.

Отметим, что классификация носит условный характер, и нельзя все метизы, однозначно подогнать под эти параметры. Наиболее простой пример – клепка. Особенности ее конструкции подразумевают отнесение к категории крепежа для безударной, односторонней фиксации, но существуют изделия, предназначенные или способные скреплять полимерные и композитные материалы, а это уже другая категория из списка.

Существует еще несколько видов классификации. Например, по типу конструкции. Здесь два раздела:

  1. разъемные. То есть все крепежи, состоящие из двух и более частей.
  2. и неразъемные, такие как гвозди и клепки.

Также имеет смысл разделять метизы по назначению. Некоторые элементы предназначены для работы в агрессивной среде, например под водой, другие изначально предусматривают работу под высокими нагрузками. То есть, один и тот же крепеж может иметь разные сферы применения, а для их изготовления используются разные технологии и материалы.

В отношении резьбовых соединений также действует разделение по шагу резьбы. Болт одного размера может быть как с мелкой резьбой, то есть большим количеством витков, так и с крупной. И последний тип классификации – по размеру. Не существует строгого норматива, прописывающего конкретные размеры крепежа, но существует общепринятая система стандартов. В этом смысле разделить метизы по группам не получится.

Гвозди

Гвоздь, в привычном понимании – это отрезок металлического прутка, заточенный с одной стороны, и расплющенный с другой. Основная сфера применения – соединение деревянных элементов, но однозначно отнести гвозди к категории «крепежи массового использования» нельзя, так как существуют метизы, предназначенные для скрепления полимеров и композитов. Они отличаются как конструкционно, так и по материалам, использованным при их изготовлении.

На самом деле, гвоздь – очень широкое определение, включающее в себя несколько типов крепежей различного назначения:

  • Строительный. Привычный гвоздь в классическом понимании. Металлический пруток с заточкой и шляпкой без конструкционных особенностей.
  • Винтовой. Имеет по всей длине или ее части винтовую резьбу. Забивается также молотком и применяется для скрепления деревянных блоков, подверженных повышенным нагрузкам.
  • Ершистый. По всей длине или ее части имеет небольшие юбки, напоминающие витки резьбы, но не соединенные между собой. Используется для соединения элементов, подверженных воздействию влаги и деформации. Перед забиванием часто сверлится отверстие меньшего диаметра.
  • Шиферный. Предназначен для скрепления шиферных листов. Из конструкционных особенностей – прижимная шляпка большего диаметра и иногда наличие резиновой шайбы.
  • Кровельный. Предназначен для крепления кровельных материалов, и имеет непропорционально большую шляпку, обеспечивающую надежное крепление мягких покрытий.
  • Финишный и с овальной головкой. Гвоздь, полностью погружающийся при забивании в скрепляемый элемент. Применяется при фиксации декоративных изделий, наличников и прочего.

Помимо этого существуют крепежные мебельные, сапожные и обойные гвозди, но к строительству или производству они отношения не имеют. Отдельно необходимо сказать про нейлерные гвозди. Они используются в гвоздезабивных пистолетах. Конструкционно практически не отличаются, но поставляются в блоках, соединенные между собой.

Болты и винты

Болты и винты относятся к категории резьбовых крепежей повышенной прочности. Также их часто относят к разъемным типам, что не совсем верно, так как и болт и винт могут закручиваться и в гайку и в резьбу, уже имеющуюся на скрепляемом изделии. Существует мнение, что главное различие между болтом и винтом заключается в типе крепления: болт работает исключительно в паре с гайкой, а винт вкручивается в готовую резьбу. Это неверное утверждение, так как государственный стандарт номер 27017-86 определяет, что и первый и второй тип крепежа может использоваться как в паре с гайкой, так и без нее.

Тот же ГОСТ дает четкое определение, в чем отличие этих элементов и заключается оно в степени нагрузки. Болт предназначен для работы при нагрузках на растяжение и излом, а винт исключительно при нагрузках на растяжение. И болт, и винт могут отличаться по размеру, шагу резьбы и форме головки. Так как винты работают при сильных нагрузках, конструкция их головки чаще всего имеет форму под отвертку. Форма при этом может отличаться, и очень существенно. Существует определенная классификация форм изголовья:

Отличаются и виды шлицов, и тут все гораздо сложнее, так как многие производители используют форму собственной разработки. Но, наиболее часто встречающаяся форма шлицов – это крестовина, прямая и шестигранник.

Болты, из-за своей классификации и стандартизации менее разнообразны. Их изголовье чаще всего шестигранное, предназначенное для закручивания ключом, но существуют и разновидности под отвертку. Основная сфера применения болтов – фиксация элементов методом прижима. Они создают надежное соединение с двух сторон, а устойчивость к нагрузкам определяется шагом резьбы и размером метиза.

Шурупы и саморезы

Эти два вида крепежных изделий можно отнести в одну категорию, так как они имеют схожую конструкцию и сферу применения. По сути, саморез – это тот же шуруп, но в современном исполнении и с рядом преимуществ. Так, для фиксации при помощи шурупа, необходимо сначала рассверлить отверстие, и только после этого вкрутить крепеж. Саморез, в ряде случаев сам справляется с задачей сверления и вкручивается без дополнительной подготовки посадочного места. Шуруп, даже изготовленный из закаленной стали, не имеет заточки на резьбе, поэтому, даже используя его для соединения двух деревянных элементов, необходимо сначала их подготовить.

Конструкционно, эти метизы выглядят похоже, за исключением резьбы. У шурупа она чаще всего неполная, то есть часть тела остается гладкой, хотя существуют шурупы и с полной резьбой. Саморез, если оно кроткий, полностью покрыт резьбой. Основное назначение шурупов – скрепление деревянных элементов, в то время как саморез, способен работать с металлическими элементами, что существенно расширяет сферы его применения. Саморезы для металла и дерева отличаются размером и шагом резьбы: метизы для дерева имеют широкую резьбу с большим шагом, а металлические мелкую спираль с максимально коротким шагом.

Также саморезы имеют конструкционные отличия. Обычный элемент, для закручивания в металл требует сверления отверстия меньшего диаметра, в которое и закручивается крепеж. Для упрощения этого процесса были разработаны саморезы со сверлящим наконечником. Они сами пробивают отверстие, но следует помнить, что с металлом большой толщины они не справятся. Сверлящая головка рассчитана на работу с металлом толщиной максимум до пяти миллиметров.

Анкеры и дюбели

Анкеры и дюбели имеют схожую конструкцию и принцип работы. В просверленное отверстие вставляется конический элемент, после чего забивается сам крепеж, расширяющий гильзу и надежно фиксирующийся в стене или блоке. Конструкционно дюбели от анкеров отличаются не сильно. Дюбель состоит из двух частей:

  1. Гильзы, часто выполненной из пластмассы,
  2. И непосредственно крепежа, часто представляющего собой обычный шуруп.

Конструкция гильзы такова, что в неразжатом положении она полностью соответствует диаметру просверленного отверстия, но при забивании крепежа она расширяется, и вытащить ее обратно практически невозможно.

Конструкция анкера несколько иная. Через тело метиза проходит болт, а стальная гильза имеет лепестки на конце. В качестве гайки используется каплевидный элемент, который при закручивании болта разжимает лепестки и надежно фиксирует анкер внутри отверстия. Помимо размеров, анкеры отличаются формой гильзы. Ассортимент такой продукции очень разнообразен, и каждый анкер имеет свое назначение. Например, анкеры-бабочки, предназначены для крепления в полных отверстиях, например сквозь плиты перекрытия. Лепестки такого анкера не только расширяются, а раздвигаются в стороны, тем самым не давая гильзе выпасть из отверстия.

Читайте также:  Какая мебель нужна для оснащения салона красоты

Если проводить границу между дюбелями и анкерами, то можно сказать, что первые предназначены для крепления объектов при минимальной нагрузке, в то время как анкер способен выдержать серьезное напряжение. Но и тут есть отступление – строительные-забивные дюбеля. По сути это гвозди, с туго насаженной шайбой. Они забиваются в бетон специальным пистолетом, и извлечь забитый метиз становится практически невозможно. Эти крепежи также называют дюбелями, хотя правильнее было бы отнести их к строительным гвоздям, так как они не имеют расширяющейся гильзы и держаться только за счет забивания.

Гайки, шайбы и гроверы

Эти три метиза можно отнести в один раздел, так как они относятся к категории фиксирующих, и не работают как отдельный крепеж. Начнем с самого простого элемента – шайбы. Это круглое изделие, наживляемое на болт и устанавливаемое под гайку. Шайба препятствует раскручиванию гайки и в ряде случаев перекрывает пустое пространство, если отверстие, в которое вставлен болт, больше, чем диаметр самого болта. Шайбы, несмотря на свою простоту, могут отличаться по материалу, из которого они изготовлены. Наиболее привычные гайки изготавливаются из металла, но существуют также резиновые и пластиковые элементы. Они используются при креплении изделий, требующих бережного отношения к поверхности. Например, крашеный профнастил закручивается через резиновую шайбу. Она обеспечивает плотное соединение, но в отличие от металла не способна нанести вред крашеному покрытию.

Гровер – одна из разновидностей крепежной шайбы. Это металлическое кольцо, распиленное с одной стороны и изогнутое по спирали. При стягивании гайкой кольцо принимает изначальную форму, тем самым создавая напряжение, то есть, обеспечивая лучший прижим. Гроверы изготавливаются из более прочной марки стали, и после раскручивания они снова изгибаются, что позволяет использовать их многократно. Назначение гровера – препятствование раскручиванию, то есть то же, что у обычной шайбы. Но гровер, благодаря своей форме, может работать под сильной нагрузкой и обеспечивает надежное соединение при вибрации. Гроверы используются в машиностроении и на различных станках, то есть везде, где присутствует вибрация. Если закрутить гайку без гровера, она просто раскрутится со временем.

Гайки – самый разнообразный метиз в данной категории. Они служат для фиксации резьбового крепежа, то есть накручиваются на болт или винт. Помимо размера и шага резьбы, гайки отличаются формой, и список конфигураций довольно большой:

  • Прямые гайки с шестигранной формой. Наиболее распространенный тип метиза, встречающийся чаще всего.
  • Корончатая. Имеет пазы на верхней части, в которые после закручивания вставляется специальный шплинт, препятствующий раскручиванию.
  • Барашек. Гайка со специальными выступами, позволяющими закручивать ее без использования ключа. Используется для крепления объектов, не испытывающих серьезные нагрузки и с минимальной вибрацией.
  • Квадратная. Специальная гайка, погружаемая в специальный паз. Ее не нужно удерживать ключом при закручивании, так как она уже зафиксирована в посадочном отверстии.
  • Фланцевая. На нижней части гайка имеет юбку с насечками. При закручивании обеспечивает более надежное сцепление с шайбой или гровером.

Это далеко не полный список форм-факторов гаек, и многие производители современного оборудования используют собственные конструкции, как это происходит с формой винтов и шурупов.

Заклепки

Разновидность крепежных изделий, попадающая под категорию безударной фиксации и одностороннего монтажа. Применяется при скреплении нескольких объектов путем клепания, то есть не требует закручивания или ударов по метизу. Состоит из двух элементов:

  1. Стальной ножки с расширением на конце,
  2. И алюминиевого элемента, сплющиваемого при фиксации.

Принцип действия следующий: клепка вставляется в специальный инструмент, который захватывает металлический центральный стержень. После этого клепка погружается в заранее просверленное отверстие, и нажатием на рычаги инструмента, металлический стержень вытягивается, расширяя алюминиевую гильзу. За счет разницы плотности металлов, алюминий полностью сплющивается, как только достигает места фиксации. После этого инструмент отрезает уже не нужный стрежень, и клепка остается внутри, надежно скрепляя объекты.

Изъять такой крепеж из посадочного места уже невозможно. Только путем высверливания, то есть заклепка является одноразовым крепежом и далеко не всегда ее можно использовать. Например, стандартные клепки не используют при скреплении деревянных элементов. Натяжение метиза может просто расщепить дерево. Также существует ограничение по толщине скрепляемых элементов. Клепки бывают разных размеров, и максимальная толщина скрепляемых элементов не должна превышать длину алюминиевой гильзы. Также следует понимать, что чем длиннее и толще клепка, тем сложнее ее будет зафиксировать ручным инструментом, так как придется прикладывать серьезное усилие. В этом случае используются клепальные машины с электрическим приводом или сложной системой рычагов, снижающих нагрузку на человека, который использует инструмент.

Также клепки отличаются по материалу, из которого они изготовлены. Существуют медные и латуневые метизы, но основная сфера их применения довольно узкая. Они используются при судостроении, то есть при фиксации элементов, находящихся в агрессивных условиях. Например, под водой. Кроме того, медные клепки применяются на объектах повышенной пажароопасности. При соприкосновении с чем-либо они не создают искру, в отличие от обычной стали.

Шпильки

Шпилька – один из самых простых видов крепежей в конструкционном плане. Это прямой металлический штырь, полностью или частично покрытый резьбой. Вкручивается в посадочное место и позволяет скрепить два объекта или произвести фиксацию при помощи гайки. Шпильки используются в машиностроении и при производстве различных станков, но существуют и другие разновидности. Например, сантехнические шпильки. Их особенность в том, что резьба на двух концах отличается. То есть, с одной стороны это шуруп, а с другой обычный болт. Такая шпилька позволяет производить крепление к бетонным поверхностям различных сантехнических изделий, например, унитазов. Закрепив одну часть в бетонный или деревянный пол, снаружи остается болтовая часть, на которую впоследствии накручивается гайка.

В зависимости от назначения и сферы применения, шпильки могут быть как обычными, металлическими, то есть без специального покрытия, так и защищенные. Типов защиты много, как и методов их нанесения. Наиболее распространенный тип – цинк. Он наносится на поверхность метиза гальваническим методом и предотвращает появление коррозии.

Заключение

Ассортимент крепежных изделий обширен и здесь описаны далеко не все типы крепежей и сферы, где они могут применяться. Зайдя в любой магазин в Москве или любом другом городе, вы увидите совершенно нестандартные изделия, например, болты с кольцом. Они используются для подвесов. Или анкеры нестандартной формы. Выбор крепежа зависит от поставленной задачи, но не менее важно найти достойного производителя. Изготовлением крепежа на заказ занимаются десятки компаний и далеко не все могут похвастаться высоким качеством своей продукции. Купить крепеж несложно, но может ли производитель гарантировать качество и надежность изделия? Магазин, как правило, ответственности вообще не несет.

Следует отдавать предпочтение только проверенным производителям. Не стесняйтесь и не ленитесь всегда требовать у продавца сертификат качества, который у него должен быть в обязательном порядке. Если же продавец в магазине отказывается предоставить сертификат соответствия, это повод задуматься о качестве продукта и его происхождении.

Высокопрочный крепеж для металлоконструкций и мостовых соединений

Высокопрочные болты, гайки и шайбы для металлоконструкций и мостовых соединений.

Металлоконструкции

Простота при строительстве и практичность в эксплуатации – основные причины популярности металлоконструкций в современном мире.

При возведении каркасов будущих промышленных и спортивных объектов, рекламных конструкций, частных домов используют разъемное болтовое соединение. Быстрота монтажа и надежность – главные его преимущества.

При необходимости демонтажа металлоконструкций, например в виду перепланировки помещений, перепрофилирования производства или его переезда, процесс разъединения элементов болтового соединения прост.

Болтовые соединения

Болтовое соединение – крепежное резьбовое соединение металлических деталей при помощи болта, гайки и шайбы.

Но, как мы помним, для крепежных резьбовых изделий есть градации по классам прочности и выбор крепежа стандартного класса прочности для монтажа металлоконструкций не целесообразен, его несущая способность намного ниже, чем у высокопрочного крепежа.

Соединения на высокопрочных болтах

Болтовые соединения такого типа достаточно просты, но придают металлоконструкциям высокую степень устойчивости, за счет отличного от других механизма действия: прочность соединения в них достигается посредством возникновения силы трения между соединяемыми плоскостями. Чтобы достигнуть необходимой степени трения, требуется создать усиленное натяжение болтов. Для выполнения этой задачи прочность обычных болтов может быть недостаточной, поэтому соединения данного типа выполняются только с использованием высокопрочных болтов, класса 8.8 и 10.9, из стали 40Х и некоторых других марок, сопротивлением не ниже 800 МПа и прошедших специальную термическую обработку. Натяжение болтов регулируется специальными ключами с установленными на них динамометрами (динамометрические ключи), точность показаний которых оказывает непосредственное влияние на надежность производимого соединения. По этой причине в обязательном порядке необходимо ежедневно производить проверку динамометрических ключей и, при необходимости, их настройку и корректировку.

Крепеж для металлоконструкций

Стандартами отдельно выделен высокопрочный крепеж для стальных строительных конструкций (в том числе мостовых), а также для металлоконструкций, применяемых в тяжелом машиностроении (ГОСТ 22356-77 и ГОСТ Р 52643-2006 – общие технические условия) и климатическим размещением в умеренном и холодном климате.

В комплект соединения на высокопрочных болтах входят:

В связи с передачей на пакет соединяемых элементов большой сжимающей силы при их применении ставится две шайбы – под болт и под гайку.

Такой высокопрочный крепеж производят из конструкционной легированной стали марок 40Х (40Х селект*), 30Х3МФ, 30Х2НМФА, 35Х2АФ с термоупрочнением. Класс точности по группе B (нормальная точность*) и C (грубая точность) облегчает совмещение отверстий соединяемых элементов. Специальные средства стопорения гаек в соединениях на высокопрочных болтах не требуются.

* для ГОСТ 22356-77 (прим.)

Высокопрочные болты могут ставиться в соединениях в комбинации со сварными швами. Распределение усилий в таком комбинированном соединении происходит более равномерно, чем в сварном соединении с заклепками.

Внешний вид высокопрочного крепежа для металлоконструкций

У высокопрочных болтов ГОСТ 22353-77 и ГОСТ Р 52644-2006 шестигранная головка выполнена с увеличенным размером под ключ (в сравнении со стандартными болтами ГОСТ 7805-70).


Высокопрочные болт, гайка и шайба в комплекте.

Маркировка крепежа для металлоконструкций


На фото выше приведен пример маркировки высокопрочных болтов ГОСТ 22353-77 и ГОСТ Р 52644-2006.

Значения маркировки на шестигранной головке высокопрочного болта:

  1. Клеймо завода-изготовителя;
  2. Временное сопротивление болта в МПа деленное на 10 для ГОСТ 22353-77 и класс прочности для ГОСТ Р 52644-2006;
  3. Климатическое исполнение ХЛ (для холодного климата);
  4. Номер плавки;
  5. Буква S – обозначение высокопрочного болта с шестигранной головокой с увеличенным размером под ключ для металлических конструкций согласно ГОСТ Р 52644-2006.


Маркировка класса прочности цифрами и буква S для обозначения высокопрочной гайки с увеличенным размером под ключ ГОСТ Р 52645-2006.


Высокопрочные шайба ГОСТ Р 52646-2006 с маркировкой и шайба ГОСТ 22355-77 без маркировки.

Ссылка на основную публикацию