Болты и болтовые соединения
Болт, согласно определениям ГОСТ 27017 - цилиндрический стержень с наружной резьбой и головкой для соединений с помощью гайки или резьбового отверстия, а резьба на болтах и гайках по ГОСТ 11708 – цилиндрическая метрическая или дюймовая, регламентированная международной организацией по стандартизации ISO (система дюймовой резьбы ISO, система метрической резьбы ISO) или ANSI/ ISO (ANSI - American national standards institute).
Содержание:
- Болты в формализованной терминологии и в предложениях купить болты и гайки.
- Болты, гайки разного целевого назначения и универсальные.
- Прочность, надежность болтового соединения и болтокомплекты.
- Новые решения болтов для контроля над болтовым соединением.
- Соответствие отечественных стандартов по болтам европейским DIN EN и международным ISO.
Болты в формализованной терминологии
Расширенное толкование стандарта болтового соединения (не только болт и гайка, но и «ввертной» болт, вворачиваемый (ввинчиваемый) в резьбу на соединяемой детали), а также отсутствие конкретики по форме и конструкции головки болта, привело к тому, что:
- зачастую винты путают с болтами. Так, винтами называют болт с полукруглой головкой и усом по ГОСТ 7801 и болт с полукруглой головкой и квадратным подголовком по ГОСТ 7802 (болт мебельный с полукруглой головкой), хотя винт с полукруглой головкой регламентирован ГОСТ 17473, имеет шлицы на головке и выпускается без «стопорящего» уса на внутренней стороне головки;
- емкий сегмент болтов имеет нетипичную (для непрофессионала) шестигранную, квадратную (наружную или внутреннюю) головку. Выпускают болты с головками цилиндрической и звездообразной, конической и эллиптической, овальной и Т-образной, полукруглой и потайной формы, с фланцем и без, откидные, специфические костыльковые и анкерные, в том числе фундаментные изогнутые, с анкерной плитой, коническим концом и т.д., формализованные ГОСТ 24379.0-2012, ГОСТ 24379.1-2012 и др. (см. более детально об анкерах, в том числе в концепции анкер болт с гайкой в этом материале).
В целом болты, гайки, шайбы выпускаются отечественными метизными заводами по емкому пакету стандартов, гармонизированных с европейскими DIN EN и международными ISO (см. соответствие отечественных стандартов европейским DIN EN и международным ISO ниже).
Болты, гайки разного целевого назначения и универсальные.
Болты, гайки для машиностроения, болты с гайками и шайбами строительные в основном объеме предложений купить болты и гайки являются универсальными – это болты, гайки нормальной или повышенной точности, чаще высокопрочные с шестигранной головкой и метрической резьбой. Вместе с тем, есть исключения в виде:
- болтов особой конструкции – анкер-болт с гайкой, фундаментные болты изогнутые, конструкционные рым-болты и гайки (болт с проушиной, болт с кольцом), с Т-образной головкой, U-образные, с утапливаемой головкой и внутренним шестигранником, с лысками для облегчения контакта ключа, с усиком или квадратным подголовком, т.е. преимущественно используемые в специальных крепежах;
- болтов специального назначения – для мостостроения, рельсовых стыков железных дорог, автомобильных узлов, высокоточных сборок и т.д.
Конструкционные болты, гайки с шайбой, болты с гайками и шайбами строительные выпускаются из углеродистой конструкционной, легированной стали с оцинкованным, хромированным, титановым или с многослойным покрытием, из некоторых конструкционных пластических масс, алюминиевых, медных, латунных сплавов.
Для высокопрочных болтов, гаек, шайб европейскими нормами регламентировано горячее цинковое покрытие, но разрешены к применению термодиффузионные и ламельные покрытия, а также другие виды покрытий «под заказ».
Прочность, надежность болтового соединения и болтокомплекты.
Основными проблемами резьбовых, в том числе болтовых соединений остаются:
- нахождение баланса между силой затяжки, по сути, обеспечивающей плотность и надежность соединения, и прочностью стержня болта или резьбы, как на болтах, гайках, так и в отверстии для ввертных болтов;
- «центрирование» нагрузки при затяжке и эксплуатации, т.е. предотвращения работы болта на изгиб и резьбы в условиях концентрированной локализованной нагрузки;
- соответствие прочностных характеристик резьбы болта резьбе гайки или резьбе в отверстии для ввертных болтов, а также болтов, гаек, шайб друг другу в высокопрочных соединениях.
Болты, винты, шпильки с резьбой выпускаются 12 классов прочности, что в совокупности с шайбами разной толщины, диаметра и прочностных характеристик дает огромное число комбинаций болтовых соединений, большинство из которых будет работать вне оптимального интервала своих нагрузок из-за неправильной комплектации или установки. Для осевого выравнивания нагрузок в болтовых соединениях используют центрирующие пояса на внутренней стороне головки, концентричные втулки, пружинные шайбы, кольцевые выборки в гайках, сферические шайбы, посадку резьбовых элементов с зазором и т.д., а силу затяжки контролируют специальными сигнальными шайбами, динамометрическим ключом и пр., однако до недавних пор это решало проблемы только отчасти и далеко не всегда.
В ЕС стандарты ЕN 14399-1 – ЕN 14399-6 формализовали высокопрочные соединения с требованиями по величине коэффициента закручивания, формой шайб и принципами достижения податливости «системы болта» за счет преимущественной пластической деформации, как тела болта (система HR), так и резьбы в соединении болта, гайки (система HV).
В этих системах обязательно на предварительное натяжение, а сила затяжки контролируется по углу поворота гайки, по величине крутящего момента или по величине удлинения болта, однако и ЕN 14399-1 – ЕN 14399-6, и созданные на их основе ГОСТ 32484.1-2013 - ГОСТ 32484.6-2013 формализуют комплекты болтов, гаек, шайб – болтокомплекты, что устраняет риски смешивания отдельных, не соответствующих друг другу элементов болтового соединения.
Таблица. Болты, гайки, шайбы для высокопрочных соединений в бокомплектах ГОСТ 32484.
Болтокомплекты |
Болтокомплекты Болт/гайка/шайба |
|||
Общие требования |
ГОСТ 32484.1 |
|||
Комплект болт/гайка |
ГОСТ 32484.3 |
ГОСТ 32484.4 |
||
Маркировка |
HR |
HV |
||
Класс прочности |
8.8/8 |
10.9/10 |
10.9/10 |
|
Шайба |
||||
Маркировка |
Н |
Н |
||
Стандарт на предварительное натяжение |
ГОСТ 32484.2 |
|||
Новые решения болтов для контроля над болтовым соединением.
Контроль силы затяжки болта по углу поворота гайки, по величине крутящего момента, по величине удлинения болта, по «проворачиванию» шайбы в комплекте с сигнальной шайбой и т.д. далеко не всегда удобен, тем более, что при использовании контрагаек, пружинных соединений и пр. точную силу затяжки может показать только откалиброванный динамометрический ключ, не всегда имеющийся «под рукой». Поэтому некоторые разработчики болтов для высокопрочных и точных соединений разработали и предлагают визуальный способ индикации силы затяжки по изменению цвета специального элемента, интегрированного в болт.
Видео: Визуальный контроль силы затяжки болта по изменению цвета вставки.
Соответствие отечественных стандартов по болтам европейским DIN EN и международным ISO.
Таблица. Соответствие отечественных стандартов по болтам европейским DIN EN и международным ISO.
DIN EN |
Название стандарта/технического регламента |
ISO |
ГОСТ |
DIN EN 14399-1 |
Болтокомплекты высокопрочные для предварительного натяжения конструкционные. Общие требования |
|
ГОСТ 32484.1-2013 |
DIN EN 14399-2 |
Болтокомплекты высокопрочные для предварительного натяжения конструкционные. Испытание на предварительное натяжение |
|
ГОСТ 32484.2-2013 |
DIN EN 14399-3 |
Болтокомплекты высокопрочные для предварительного натяжения конструкционные. Система HR - комплекты шестигранных болтов и гаек |
|
ГОСТ 32484.3-2013 |
DIN EN 14399-4 |
Болтокомплекты высокопрочные для предварительного натяжения конструкционные. Система HV - комплекты шестигранных болтов и гаек |
|
ГОСТ 32484.4-2013 |
DIN EN 14399-5 |
Болтокомплекты высокопрочные для предварительного натяжения конструкционные. Плоские шайбы |
|
ГОСТ 32484.5-2013 |
DIN EN 14399-6 |
Болтокомплекты высокопрочные для предварительного натяжения конструкционные. Плоские шайбы с фаской |
|
ГОСТ 32484.6-2013 |
DIN 186 |
Болты к пазам станочным обработанным. Конструкция (Т-образный) |
|
ГОСТ 13152-67 |
DIN 444 |
Болты откидные. Конструкция и размеры (с ушком) |
|
ГОСТ 3033-79 |
DIN 529 |
Болты фундаментные |
|
ГОСТ 24379.0-2012, ГОСТ 24379.1-2012 |
DIN 580 |
Рым-болты. Технические условия (болт с проушиной, болт с кольцом) |
ISO 3266 |
ГОСТ 4751-73 |
DIN 582 |
Гайка с кольцом (рым-гайка) |
|
|
DIN 601 |
Болт с шестигранной головкой и неполной резьбой, класс точности C |
ISO 4016 |
ГОСТ 15589-70 |
DIN 603 |
Болт с полукруглой головкой и квадратным подголовком |
ISO 8677 |
ГОСТ 7802-81 |
DIN 604 |
Болт с потайной головкой и ушком |
|
ГОСТ 7785-81 |
DIN 605 |
Болт с потайной головкой и высоким квадратным подголовником |
|
ГОСТ 17673-81 |
DIN 607 |
Болт с полукруглой головкой и усом (болт мебельный) |
|
ГОСТ 7801-81 |
DIN 608 |
Болт с потайной головкой и квадратным подголовком |
|
ГОСТ 7786-81 |
DIN 609 |
Болт призонный с шестигранной головкой |
|
|
DIN 610 |
Болт призонный шестигранный с короткой резьбовой цапфой |
|
|
DIN 931 |
Болт с шестигранной головкой |
ISO 4014 |
ГОСТ 7798-70, ГОСТ 7805-70 |
DIN 933 |
Болт с шестигранной головкой |
ISO 4017 |
ГОСТ 7798-70, ГОСТ 7805-70 |
DIN 960 |
Болт с шестигранной головкой, с мелким шагом резьбы |
ISO 8765 |
ГОСТ 7798-70, ГОСТ 7805-70 |
DIN 961 |
Болт с шестигранной головкой, с мелким шагом резьбы |
ISO 8676 |
ГОСТ 7798-70, ГОСТ 7805-70 |
DIN 7992 |
Болт с большой T-образной головкой |
|
|
DIN 7968 |
Болт призонный с шестигранной головкой |
|
|
DIN 6921 |
Болт с шестигранной головой и фланцем |
EN 1665, EN 14219 |
|
DIN 6914 |
Болт высокопрочный с увеличенным размером под ключ (HV) |
EN 14399-4 |
ГОСТ 22353-77 |
DIN 25201 |
Болты для рельсовых стыков |
AS1085.4-1999 |
ГОСТ 11530-2014, ГОСТ Р 50253 |