Все, что нужно знать о крепеже

Крепеж - это распространенный компонент, с которым должен быть знаком каждый.

В этой статье мы расскажем о крепеже с четырех точек зрения: классификация крепежа, идентификация и контроль резьбы, требования к материалу, требования к термообработке и механические характеристики болтов, винтов и шпилек, а также типы и структура болтов для стальных конструкций.

Крепеж

I. Классификация крепежа

Что такое крепеж?

Крепеж - это механические детали, используемые для надежного соединения двух или более частей или компонентов в единое целое. На рынке их также принято называть стандартными деталями.

Виды крепежа:

Крепеж обычно включает в себя следующие двенадцать типов деталей: Болты, шпильки, винты, гайки, саморезы, шурупы по дереву, шайбы, стопорные кольца, штифты, заклепки, готовые узлы и соединительные пары, а также сварочные гвозди.

(1) Болты:

Болты - это тип крепежа, состоящий из головки и винта (цилиндра с внешней резьбой), который требует гайки для крепления двух деталей со сквозными отверстиями. Этот тип соединения известен как болтовое соединение и является съемным соединением, так как две части можно разъединить, если открутить гайку от болта.

Как показано ниже:

полная резьба болта с наружной шестигранной головкой

Рис. 2-1-1 полная резьба болта с наружной шестигранной головкой

полузуб шестигранного болта с цилиндрической головкой

Рис. 2-1-2 Полузуб болта с внутренним шестигранником и цилиндрической головкой

(2) Студень:

Шпилька - это крепежный элемент, имеющий внешнюю резьбу на обоих концах и не имеющий головки. При соединении один конец ввинчивается в деталь с внутренним резьбовым отверстием, а другой проходит через деталь со сквозным отверстием и фиксируется гайкой. В результате получается прочно соединенное целое.

Этот тип соединения называется шпилькой и, как и болтовое соединение, является съемным. Шпильки в основном используются, когда одна из соединяемых деталей имеет большую толщину, требуется компактная конструкция или частая разборка делает болтовое соединение неприемлемым.

Как показано ниже:

шпилька с двойной головкой

Рис. 2-2-3 Шпилька с двойной головкой

шпилька с полной резьбой

Рис. 2-2-4 Шпилька с полной резьбой

(3) Винт:

Винт - это крепежный элемент, состоящий из головки и винта. По назначению их можно разделить на три категории: винты для стальных конструкций, винты для установки и винты специального назначения.

Машинные винты в основном используются для крепления детали с фиксированным резьбовым отверстием к детали со сквозным отверстием без использования гайки (этот тип соединения известен как винтовое соединение и является также съемным соединением). Машинные винты также могут использоваться вместе с гайками для крепления двух деталей со сквозными отверстиями.

Установочные винты используются в основном для фиксации взаимного положения двух деталей.

Специальные винты, например рым-болты, используются для крепления деталей.

Как показано ниже:

винт с круглой головкой

Рис. 2-3-5 Винт с круглой головкой

установочный винт с внутренним шестигранником

Рис. 2-3-6 Установочный винт с внутренним шестигранником

рым-болт

Рис. 2-3-7 Рым-болт

(4) Гайка:

Гайка - это деталь с внутренним резьбовым отверстием, которая обычно имеет форму плоского шестигранника, плоского квадрата или плоской цилиндрической формы.

Гайки используются для скрепления и соединения двух деталей в единое целое с помощью болтов, шпилек или винтов стальной конструкции.

Как показано ниже:

шестигранная гайка

Рис. 2-4-8 Шестигранная гайка

(5) Самонарезающий винт:

Саморез похож на шуруп, но имеет специальную резьбу, предназначенную для саморезов.

Используется для скрепления и соединения двух тонких металлических деталей в единое целое. В компонентах необходимо предварительно просверлить небольшие отверстия. Поскольку винт обладает высокой твердостью, он может быть непосредственно вкручен в отверстие компонента, образуя соответствующую внутреннюю резьбу в компоненте.

Этот тип соединения также является съемным.

Как показано ниже:

самонарезающий винт

Рис. 2-5-9 Самонарезающий винт

(6) Винты для дерева:

Винт для дерева похож на шуруп, но имеет специальную резьбу, предназначенную для работы с деревом. Он может быть непосредственно ввинчен в деревянный элемент или деталь, чтобы прочно соединить металлическую (или неметаллическую) деталь со сквозным отверстием с деревянным элементом.

Этот тип соединения также является съемным.

Как показано ниже:

винт для дерева с шестигранной головкой

Рис. 2-7-10 Винт для дерева с шестигранной головкой

(7) Шайба:

Шайба - это тип крепежа, имеющий плоскую круглую форму.

Она помещается между опорной поверхностью болтов, винтов или гаек и поверхностью соединяемых деталей, чтобы увеличить площадь контакта, уменьшить давление на единицу площади и защитить поверхность соединяемых деталей от повреждений. Другой тип упругой шайбы также может предотвратить ослабление гайки.

Как показано ниже:

плоская шайба

Рис. 2-7-11 Плоская шайба

эластичная шайба

2-7-12 эластичная шайба

(8) Стопорное кольцо:

Стопорное кольцо устанавливается в паз вала или отверстия стальных конструкций и оборудования для предотвращения перемещения деталей на валу или в отверстии слева направо.

Как показано ниже:

стопорное кольцо

Рис. 2-8-13 Стопорное кольцо

(9) Штырь:

Штифты в основном используются для позиционирования деталей, а некоторые из них также могут применяться для соединения, фиксации, передачи энергии или фиксации других крепежных элементов.

Как показано ниже:

Рис. 2-9-14 Штифт

(10) Заклепки:

Заклепки - это крепежные элементы, состоящие из головки и стержня-гвоздя и служащие для надежного соединения двух деталей или компонентов со сквозными отверстиями в единое целое. Такой тип соединения называется заклепочное соединение и также известна как клепка.

Заклепки образуют неразъемное соединение, так как для того, чтобы разъединить две соединенные части, необходимо разрушить заклепки.

Как показано ниже:

Заклепка с полукруглой головкой

Рис. 2-10-15 Заклепка с полукруглой головкой

(11) Сборка и соединительная пара:

Сборка - это крепеж, который поставляется в виде комбинации, например, машинный винт (или болт, саморез) и плоская шайба (или пружинная шайба, стопорная шайба).

Соединительная пара - это крепеж, состоящий из специального болта, гайки и шайбы, например, соединительная пара высокопрочных болтов с большой шестигранной головкой для стальных конструкций.

Как показано ниже:

Рис. 2-11-16 Сборка машинных винтов

Рис. 2-11-17 Скручивающее болтовое соединение стальной конструкции

(12) Прихватка:

Прихватка - это уникальный крепеж, состоящий из полированного стержня и шляпки гвоздя (или без шляпки гвоздя), который при помощи сварки неподвижно соединяется с одной деталью или компонентом, чтобы соединить его с другими деталями.

Как показано ниже:

Рис. 2-12-18 Сварочный гвоздь

II. Идентификация и проверка резьбы

1. Назначение и характеристики нити:

Резьба широко используется в различных областях, включая самолеты, автомобили, водопроводные трубы и повседневное использование газа.

В большинстве случаев резьба служит в качестве крепежного соединения и способствует передаче силы и движения.

Хотя существует несколько видов нитей для специальных целей, их количество ограничено.

Прочность и простота резьбы в сочетании с ее надежными эксплуатационными характеристиками, легкостью демонтажа и удобством изготовления делают ее важнейшим компонентом всех типов электромеханических изделий.

Чтобы нить работала эффективно, она должна обладать двумя важнейшими качествами:

  • Способность легко вращаться;
  • Достаточная прочность.

2. Классификация нитей

a. Нити можно разделить на четыре типа в зависимости от их структурных характеристик и назначения:

  • Обычная резьба (крепежная резьба): Имеет треугольную форму зуба и используется для соединения или скрепления деталей. В зависимости от шага обычную резьбу можно разделить на крупную и мелкую. Мелкая резьба имеет более высокую прочность соединения.
  • Трансмиссионная резьба: Форма зубьев включает трапециевидную, прямоугольную, пиловидную и треугольную формы.
  • Уплотнительная резьба: Используется для уплотнения соединений, в основном трубной резьбы, конической резьбы и конической трубной резьбы.
  • Нить специального назначения: Используется для специальных целей.

b. Нити также можно разделить по регионам (странам) на метрическая резьбаБританские нити и американские нити.

Британская и американская резьбы объединяются под общим названием British threads и имеют угол профиля зубьев 60° и 55°. Для определения диаметра, шага и других параметров используются дюймовые размеры.

В нашей стране угол профиля зуба стандартизирован и составляет 60°, а диаметр и шаг измеряются в миллиметрах. Этот тип резьбы называется обычной.

3. Общий профиль резьбы

Общий профиль резьбы

4. Основные термины резьбы

Нить - это непрерывное образование вдоль определенной цилиндрической или конической поверхности.

  • Внешняя резьба: Резьба, образованная на внешней поверхности цилиндра или конуса.
  • Внутренняя резьба: Резьба, образованная на внутренней поверхности цилиндра или конуса.
  • Основной диаметр: Диаметр воображаемого цилиндра или конуса, касательного к верхней части внешней или нижней части внутренней резьбы.
  • Малый диаметр: Диаметр воображаемого цилиндра или конуса, касательного к нижней части внешней или верхней части внутренней резьбы.
  • Средний диаметр: Диаметр воображаемого цилиндра или конуса, который проходит через канавку формы зуба, где ширина выпуклости равна. Этот воображаемый цилиндр или конус называется цилиндром с шаговым диаметром или конусом с шаговым диаметром.
Основные термины резьбы
  • Правая резьба: Резьба, которая закручивается при вращении по часовой стрелке.
  • Левая резьба: Резьба, которая закручивается при вращении против часовой стрелки.
  • Угол профиля: Угол между двумя соседними сторонами зубьев на профиле резьбы.
  • Шаг: Расстояние вдоль оси между двумя соответствующими точками на линии шага двух соседних зубьев.

5. Маркировка нитей

Маркировка метрической резьбы:

Как правило, полное обозначение метрической резьбы должно включать в себя следующие три аспекта:

A представляет собой код типа резьбы, указывающий на ее характеристики;

B означает размер резьбы, который обычно включает в себя диаметр и шаг. Для многозаходных резьб он также должен включать опережение и количество витков;

C означает точность резьбы, которая определяется зоной допуска каждого диаметра (включая положение и размер зоны допуска) и длиной завинчивания.

Маркировка метрической резьбы

Маркировка дюймовой резьбы:

Маркировка дюймовой резьбы

6. Измерение резьбы

Для измерения стандартных резьб используются кольцевые резьбовые калибры или калибры-пробки.

Поскольку существует множество параметров резьбы, измерять каждый из них по отдельности нецелесообразно. Обычно для комплексной оценки резьбы используются резьбовые калибры (резьбовые кольцевые калибры и резьбовые калибры-пробки).

Этот метод контроля, известный как имитация приемки сборки, не только удобен и надежен, но и отвечает требованиям к точности типичных резьб.

В результате он стал наиболее широко используемым методом приемки в реальном производстве.

7. Измерение резьбы (диаметр шага)

В резьбовых соединениях диаметр шага является единственным фактором, определяющим посадку резьбы, поэтому очень важно правильно определить квалификацию диаметра шага.

Для обеспечения основных эксплуатационных характеристик резьбы в стандарте должен быть указан принцип квалификационного суждения о диаметре шага: "Фактический диаметр шага резьбы не может превышать диаметр шага максимального сплошного профиля зуба. Единичный диаметр шага любой части фактической резьбы не должен превышать диаметр шага минимального сплошного профиля".

В настоящее время существует два удобных метода измерения диаметра одинарного шага: использование микрометра для измерения диаметра шага резьбы или метод трех иголок (который принят в нашей компании).

Измерение резьбы

8. Класс посадки резьбы:

Посадка резьбы означает степень плотности или неплотности прилегания резьбы.

Класс посадки, с другой стороны, означает заданное сочетание допусков и отклонений для внутренней и наружной резьбы.

(1) Для унифицированной дюймовой резьбы:

Внешние резьбы имеют три класса: Класс 1A, Класс 2A и Класс 3A.

Внутренняя резьба также имеет три класса: Класс 1B, Класс 2B и Класс 3B, все они относятся к зазорным посадкам.

Чем выше номер класса, тем плотнее посадка.

В английской резьбе только класс 1A и класс 2A имеют определенные отклонения. Класс 3A имеет нулевое отклонение, а класс 1A и класс 2A - равное отклонение.

Чем выше номер класса, тем ниже допуск, как показано на рисунке.

Класс посадки резьбы
  • Класс 1A и класс 1B имеют очень малый допуск и подходят для подгонки по допуску внутренней и внешней резьбы.
  • Класс 2A и Класс 2B - наиболее широко используемые классы допусков резьбы для британских серий. механический крепеж.
  • Класс 3A и Класс 3B имеют самую плотную посадку и подходят для крепежа с жесткими допусками, особенно для конструкций, критичных к безопасности.
  • Наружная резьба имеет заданные отклонения посадки для классов 1A и 2A, но не для класса 3A.

Допуск для класса 1A на 50% больше, чем для класса 2A, и на 75% больше, чем для класса 3A. Для внутренней резьбы допуск для класса 2B на 30% больше, чем для класса 2A.

Допуск для класса 1B на 50% больше, чем для класса 2B, и на 75% больше, чем для класса 3B.

(2) Обычные марки наружной метрической резьбы - 4H, 6E, 6G и 6H, а обычные марки внутренней резьбы - 6G, 6H и 7H.

По степени точности резьбы японского стандарта делятся на три класса: I, II и III, причем наиболее часто используется II класс.

В метрических нитях основное отклонение H и h равно нулю, основное отклонение G положительно, а основные отклонения e, f и g отрицательны, как показано на рисунке.

марки резьбы
  • H - наиболее часто используемая позиция зоны допуска для внутренней резьбы, и обычно не используется для нанесения поверхностного покрытия или очень тонких слоев фосфатирования. Основное отклонение G используется редко, и в основном для толстых покрытий.
  • Зона допуска G часто используется для нанесения тонкого покрытия толщиной 6-9 мм. Например, если чертежи изделия предусматривают использование болтов 6H, резьба должна быть покрыта покрытием с допуском 6G.
  • Наилучшими сочетаниями резьбы являются H/G, H/H или G/H. Для рафинированного крепежа, такого как болты и гайки, рекомендуется использовать 6H/6G.

Средняя степень точности обычной резьбы

Орех: 6H

Болт: 6 г

Нити средней точности с толстым покрытием

Орех: 6G

Болт: 6e

Высокая точность класса

Орех: 4H

Болт: 4 ч, 6 ч

Диаметр резьбы.
M6-P1. 0Внешний диаметрЭффективный диаметр
6e5.76-5.945.178-5.29
8g5.694-5.9745.144-5.324
6g5.794-5.9745.212-5.324
6h5.82-6.005.238-5.350
4h5.868-6.005.275-5.350

9. Общая специальная нить

1). Самонарезающая резьба: это вид широкой резьбы с большим отводом.

GB/T5280 JIS B1007

Самонарезающая резьба
Технические характеристикиШаг зуба
ST 1.50.5
ST 1.90.6
ST 2.20.8
ST 2.60.9
ST 2.911
ST 3.31.3
ST 3.51.3
ST 3.91.3
ST 4.214
ST 4.81.6
ST 5.51.8
ST 6.31.8
ST 82.1
ST 9.52.1
Самонарезающая резьба
Технические характеристики22.5335445568
Количество зубовЗубы AB4028242018161412
Зубы  2418161412109
Технические характеристикиКоличество зубов
Зубы ABЗубы
240
2.528
32424
352018
41816
451614
512
61410
8129

2) Самонарезающая стопорная резьба (треугольная резьба)

GB6559

Самонарезающая стопорная резьба

3.) Гвозди для стеновых панелей (быстрая резьба)

GB/T14210

Гвозди для стеновых панелей (быстрая резьба)

4) Деревянная резьба:

Профиль резьбы и размер шурупа для дерева см. на рис. 1-1-32 (CB / T922-1986).

профиль резьбы для шурупа по дереву

Рис. 1-1-32 Профиль резьбы для шурупа по дереву

III. Требования к материалу, термообработке и механическим характеристикам болтов, винтов и шпилек

Требования к материалам для болтов, винтов и шпилек

Уровень производительностиМатериалы и термическая обработкаХимический состав /%Температура отпуска ℃ мин
CPmaxSmaxBmax
минmax
4.6Углеродистая сталь или углеродистая сталь с добавлением элементов-0.550.050.06ничего-
4.8
5.60.130.550.050.06-
5.8-0.550.050.06
6.80.150.550.050.06
8.8Углеродистый сплав меди (например, меди, марганца или хрома) с дополнительными элементами. закалка и отпуск0.150.400.0250.0250.003425
Среднеуглеродистая сталь, закаленная и отпущенная0.250.550.0250.025
Легированная сталь температура и отпуск0.200.550.0250.025
Уровень производительностиМатериалы и термическая обработкаХимический состав/%Температура отпуска ℃ мин
CPmaxSmaxBmax
минmax
9.8Углеродистые легированные стали с добавлением элементов (таких как бор, марганец или хром) подвергаются прокаливанию и отпуску0.150.400.0250.0250.003425
Среднеуглеродистая сталь, закаленная и отпущенная0.250.550.0250.025
Закаленная и отпущенная легированная сталь0.200.550.0250.025
10.9Углеродистая легированная сталь с добавлением элементов (таких как бор, марганец или хром), закаленные и отпущенные0.200.550.0250.0250.003425 (340 отменено)
Среднеуглеродистая сталь, закаленная и отпущенная0.250.550.0250.025
Закаленная и отпущенная легированная сталь0.200.550.0250.025
12.9Легированная сталь, скорость прокаливания и отпуска0.300.500.0250.0250.003425
12.9Углеродистые легированные стали с добавлением элементов (таких как бор, марганец, хром или молибден) подвергаются закалке и отпуску.0.280.500.0250.0250.003380

Механические и физические свойства болтов, винтов и шпилек

ПодпунктМеханические и физические свойства4.64.85.65.86.88.89.810.912.9/12.9
d≤M6d≥M16
1Номинальная прочность на разрыв rmpAноминальный40050060080090010001200
мин40042050052060080083090010401220
2Нижний предел текучести rmpAноминальный240300
мин240300
3Для обработанного образца задано напряжение 0,2% непропорционального удлинения. RP0,2 Mpaноминальный6406407209001080
мин6406607209401100
4Указанное напряжение непропорционального удлинения крепежа составляет 0,0048d.RXY Mpaноминальный320400480
мин340420480
5Гарантированное напряжение МПа225310280380440580600650830970
Коэффициент сертифицированного напряжения0.940.910.930.900.920.910.910.900.880.88
ПодпунктМеханические и физические свойства4.64.85.65.86.88.89.810.912.9/12.9
d≤M6d≥M16
6Удлинение после разрушения обработанного образца Af%222012121098
7Уменьшение площади обработанного тестового образца Z% мин52484844
8Удлинение после разрушения крепежа A1% минодин0.24один0.220.2
9Упругость головыНовая трещина в терминале
10Твердость по Виккерсу HVF ≥ 98Nмин120130155160190250255290320385
220250320335360380435
11Твердость по Бринеллю HRB F=30D2мин114124147152181238242276304366
max209238304318342361414
12Твердость по РоквеллуHRBмин6771798289
max95.099.5
Твердость по Роквеллумин2223283239

IV. Типы и структура болтов для стальных конструкций

1. Обзор болтовых соединений стальных конструкций

Болтовое соединение стальных конструкций - это метод соединения двух или более частей или компонентов стальной конструкции в единое целое с помощью болтов. Этот тип соединения является самым простым методом предварительной сборки компонентов и монтажа конструкций.

Полное болтовое соединение балок с колоннами

Болтовое соединение впервые было использовано при монтаже металлических конструкций. Однако в конце 1930-х годов оно было постепенно вытеснено заклепочными соединениями и стало использоваться только как временный способ крепления при сборке деталей.

Метод высокопрочного болтового соединения появился в 1950-х годах. Эти болты изготавливаются из среднеуглеродистой или среднеуглеродистой легированной стали и имеют прочность, в 2-3 раза превышающую прочность обычных болтов.

Высокопрочное болтовое соединение обладает такими преимуществами, как удобство конструкции, безопасность и надежность. Оно используется при изготовлении и монтаже стальных конструкций на металлургических предприятиях с 1960-х годов.

Полное болтовое соединение для сращивания балок

2. Спецификация болта

Распространенные спецификации болтов, используемых в стальных конструкциях, включают M12, M16, M20, M24 и M30. Буква "M" обозначает символ болта, а цифра - номинальный диаметр.

Болты делятся на 10 классов в зависимости от их характеристик: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 и 12.9. Болты с классом выше 8,8 изготавливаются из низкоуглеродистой легированной или среднеуглеродистой стали и подвергаются термической обработке (закалке и отпуску). Такие болты называются высокопрочными. Болты с маркой ниже 8.8 (за исключением 8.8) называются обычными болтами.

В таблице ниже приведены марки и механические свойства болтов.

механическое свойствоУровень производительности
3.64.64.85.65.86.8889.810.912.9
≤M16≥M16
Прочность на разрыв, МПаНоминальное значение30040050060080080090010001200
Небольшое значение330400420500520830
Твердость по РоквеллуHRBHRC
минимальное значение5267708083892225283439
Максимальный95993235374144
Точка текучести, МПаНоминальное значение180240320300400480
минимальное значение190340420
предел текучести, МПаНоминальное значение6406407209001080
Минимальное напряжение6609401000
Гарантийное напряжениеСп.Мпа180230310280380440580600660830970

Класс эффективности болта состоит из двух частей чисел, которые соответственно обозначают номинальный предел прочности болта на растяжение и коэффициент текучести материала.

Например, значение болтов с классом исполнения 4.6 таково: число в первой части (4 в 4.6) составляет 1/100 от номинального предела прочности на растяжение (n / mm2) из материал болтато есть fu ≥ 400 Н / мм.2;

Число во второй части (6 в 4.6) в 10 раз больше коэффициента текучести материал болта, то есть fy / fu = 0,6;

Произведение двух чисел (4) × 6 = "24") составляет 1 / 10 от номинального предела текучести (или предела прочности) (n / мм2) материала болта, что означает fy ≥ 240n / mm2.

По степени точности изготовления обычные болты, используемые в стальных конструкциях, можно разделить на три класса: A, B и C.

Болты класса B считаются очищенными и обычно используются в механических изделиях, а болты класса C относятся к грубым.

Если не указано иное, обычные болты, используемые в стальных конструкциях, обычно являются грубыми болтами класса C с классом эффективности 4.6 или 4.8.

Расчетное значение прочности для болтовых соединений следует принимать по таблице 3.4.1-4 кодекса GB50017-2003 по проектированию стальных конструкций.

Таблица 3.4.1-4 Расчетное значение прочности болтовое соединение (n / mm2)

Класс исполнения болта, марка анкерного болта и стали компонентаОбычный болтРадий суппозиторийВысокопрочный болт для соединения с подшипником
Болт класса CБолты класса A и B
РастяжениеСопротивление сдвигу Подшипник давлениярастяжениеСопротивление сдвигуПодшипник давлениярастяжениерастяжениеСопротивление сдвигуПодшипник давления
Обычный болтУровень 4.6 и 4.8170140
Уровень 5.6210190
8.8 класс400320
Анкерный болтсталь Q235один140
сталь Q345180
Высокопрочный поворотный затвор для соединения с подшипником8.8 класс400250
Уровень 10.9500310
компонентсталь Q235один305405470
сталь Q345385510590
сталь Q390400530615
сталь Q420425560615

Таблица 3.4.1-5 Расчетное значение прочности заклепочное соединение (n / mm2)

Марка стали для ивовых гвоздей и марка стали для деталейВытащить гвоздьСопротивление сдвигуПодшипник давления
Отверстие типа IОтверстие класса IIОтверстие типа IОтверстие класса II
заклепкаBL2 или BL3120185155
компонентсталь Q235450365
сталь Q345565460

3. Классификация болтов

Болты известны под разными названиями, такими как винты, болты-гвозди, стандартные детали, крепеж и т.д.

В общем смысле болты могут охватывать целый ряд крепежных элементов, включая обычные болты, высокопрочные болты, анкерные болты, расширительные болты, химические анкеры, винты, шпильки и многое другое.

Если рассматривать болты более конкретно, то их можно разделить на две категории: обычные болты и высокопрочные болты.

(1) Общее болтовое соединение

По точности изготовления обычные болты можно разделить на черновые и чистовые.

Кроме того, обычные болты можно разделить на различные типы, такие как болты с шестигранной головкой, шпильки, болты с потайной головкой и другие.

болты с потайной головкой

На рисунке выше показаны болты с потайной головкой

Грубый болт

Болты класса C - это, как правило, черновые болты, изготовленные из углеродистой конструкционной стали.

Для обеспечения плавного вхождения болтов в резьбовые отверстия диаметр отверстия должен быть на 1,0-2,0 мм больше номинального диаметра (d) болтов, в результате чего образуется отверстие класса II.

Расстояние между отверстиями под болты должно быть таким, чтобы облегчить затягивание гаечным ключом.

Если для соединения элементов колонн, балок и ферм крыши используются черновые болты, следует использовать конструкцию соединения с опорными пластинами.

В этом случае болт находится под напряжением, а его сдвигающая сила передается на опорную плиту (как показано на прилагаемом рисунке).

Грубый болт

Низкий класс прочности материалов, используемых в черновых болтах, ограничивает их применение в конструктивных соединениях. Тем не менее, грубые болты по-прежнему широко используются для соединения вспомогательных балок рабочих платформ, балок обшивки стен, балок крыши, опор и шарнирных опор с малым усилием сдвига.

обычные болты

На рисунке выше изображены обычные болты.

Черновые болты также часто используются при предварительной сборке металлоконструкций в цехах, предварительном креплении клепаных деталей перед клепкой, сборке перед высокопрочным болтовым соединением и временном креплении перед узловой сваркой.

При использовании черновых болтов в качестве постоянных крепежных болтов их следует затягивать после правильного выравнивания и принимать меры для предотвращения ослабления.

меры по фиксации болта основания колонны двойной гайкой

На рисунке выше показан метод фиксации болта основания колонны двойной гайкой.

Усовершенствованный болт

Болты классов A и B считаются улучшенными болтами и обычно требуют отверстий класса I. Диаметр отверстия должен быть на 0,3-0,5 мм больше номинального диаметра (d) болта.

Усовершенствованные болтовые соединения используются в некоторых конструкциях, которые часто разбираются и собираются.

Рафинированные болты в основном используются в механических изделиях и не применяются в строительстве стальных конструкций.

(2) Высокопрочное болтовое соединение

Болты, изготовленные из высокопрочной стали или требующие высокой предварительной нагрузки, называются высокопрочными болтами.

Эти болты создают напряжение и передают внешние силы через трение.

В отличие от этого, традиционное болтовое соединение передает сдвигающее усилие через сопротивление сдвигу болта и опорное давление стенки отверстия.

При затягивании гайки натяжение минимально и им можно пренебречь.

Помимо высокой прочности материала, высокопрочный болт создает значительное напряжение, в результате чего между соединяемыми деталями возникает давление, обеспечивающее сильное трение в направлении, перпендикулярном направлению болта.

Кроме того, такие факторы, как натяжение, коэффициент противоскольжения и тип стали, напрямую влияют на несущую способность высокопрочного болта.

Принцип работы высокопрочного болта

Принцип работы высокопрочного болта

Высокопрочные болты делятся на две категории в зависимости от условий нагрузки: фрикционные и нажимные.

По способу изготовления высокопрочные болты делятся на два типа: высокопрочные болты со сдвигом при кручении и высокопрочные болты с большой шестигранной головкой.

Высокопрочный болт со сдвигом при кручении и высокопрочный болт с большой шестигранной головкой

Высокопрочный болт со сдвигом при кручении и высокопрочный болт с большой шестигранной головкой

Высокопрочное болтовое соединение фрикционного типа передает внешнее усилие за счет трения, возникающего на контактной поверхности стальная пластина после того, как слой соединительной пластины плотно прилегает под давлением затяжки болта. Поверхность детали подвергается пескоструйной обработке для создания красного цвета поверхность ржавчинычто обеспечивает высокий коэффициент трения и уменьшает количество необходимых соединительных болтов. Диаметр отверстия для высокопрочного болта фрикционного типа должен быть на 1,5-2,0 мм больше номинального диаметра (d) болта.

В отличие от этого, высокопрочное болтовое соединение с опорой на давление передает напряжение за счет трения между компонентами, сдвигающей силы центральной оси болта и давления опоры на компонент. Диаметр отверстия для этого типа болтов должен быть на 1,0-1,5 мм больше номинального диаметра (d) болта. Отверстия сверлятся с помощью станка с ЧПУ бурение машина и сверлильный станок.

По сути, высокопрочные болты фрикционного типа и высокопрочные болты нажимного типа - это один и тот же болт, разница лишь в том, что в конструкции учитывается скольжение. Поверхность трения высокопрочного болта фрикционного типа не может скользить, и болт не испытывает сдвига. Если поверхность трения скользит, считается, что она достигла проектного состояния отказа, что является относительно устоявшейся и надежной технологией. С другой стороны, поверхность трения высокопрочного болта, работающего под давлением, может скользить, а болт также испытывает сдвиг, при этом окончательное разрушение аналогично обычному болту (разрушение болта при сдвиге или разрушение при сжатии стальной пластины).

Большой шестигранный высокопрочный болт состоит из высокопрочного болта, гайки и двух шайб, образующих пару высокопрочных болтовых соединений. Во время строительства конструкция временно закрепляется грубыми болтами, а затем высокопрочные болты устанавливаются один за другим, начиная с середины группы болтов, с первоначальной затяжкой, затем с повторной затяжкой и, наконец, с окончательной затяжкой.

высокопрочные болтовые соединения с большой шестигранной головкой различной длины

На рисунке выше изображены пары высокопрочных болтовых соединений с большой шестигранной головкой разной длины.

При установке соединительной пары высокопрочных болтов с большой шестигранной головкой с обеих сторон болта должна быть установлена шайба. Начальное значение момента затяжки должно составлять 50% от конечного значения момента затяжки, а значение момента повторной затяжки должно быть равно конечному значению момента затяжки.

Формула для расчета окончательного значения момента затяжки такова:

TC = k * Pc * d

Где

  • Tc - окончательное значение момента затяжки, в н - м;
  • k - коэффициент крутящего момента;
  • Pc - предварительное натяжение конструкции, в кН;
  • d - диаметр резьбы высокопрочного болта, в мм.

Для затяжки следует использовать динамометрический ключ, который необходимо калибровать перед каждым использованием.

Высокопрочная пара болтовых соединений типа сдвиг при кручении состоит из высокопрочного болта, гайки и шайбы.

Высокопрочный болт со сдвигом при кручении

Тип сдвига при кручении высокопрочный болт

Электрический ключ с торсионными ножницами

Электрический ключ с торсионными ножницами

Принцип установки высокопрочного болта на сдвиг с кручением

Принцип установки высокопрочного болта на сдвиг с кручением

При установке пары высокопрочных болтовых соединений типа "сдвиг при кручении" на одну сторону гайки следует поместить только одну шайбу.

Формула для расчета начального значения момента затяжки такова:

Tc = 0,065 * Pc * d

Где

  • Tc - начальное значение момента затяжки, в н - м;
  • Pc - это строительное притяжение, в кн;
  • d - диаметр резьбы высокопрочного болта, в мм.

Наконец, с помощью специализированного ключа открутите головку цветка сливы до тех пор, пока она не сломается.

Контроль качества должен быть сосредоточен на наблюдении и проверке процесса строительства.

(3) Анкерный болт

Анкерный болт, также известный как анкерный винт или анкерная проволока, используется для соединения основания колонны стальной конструкции с бетонным фундаментом. Для этой цели обычно используется круглая сталь марок Q235 и Q345.

Различные типы анкерных болтов

Существуют различные типы анкерных болтов, и если их диаметр превышает 24 мм, следует использовать анкерную плиту.

При монтаже группа анкерных болтов должна быть зафиксирована стальной рамой и установлена вместе со связующей арматурной обоймой перед заливкой бетона. Головка болта должна выступать на поверхность бетона на определенную длину.

После того как бетон достигнет определенного уровня прочности, следует установить основание стальной колонны и выполнить вторичную цементацию в нижней части колонны.

Стальная рама с фиксированной группой анкерных болтов

Стальная рама с фиксированной группой анкерных болтов

Схема анкерного болта

основание колонны стальной конструкции перед вторичной цементацией

На рисунке изображено основание колонны стальной конструкции перед вторичной цементацией, при этом для защиты верхней части анкерного болта от резьбы используется резиновая втулка.

(4) Химический анкерный болт

Химический анкерный болт - это новый тип крепежного материала, состоящий из химического реагента и металлического стержня. Он используется для установки соединительных элементов других конструкций на существующие бетонные конструкции.

Его можно использовать для установки встраиваемых деталей в различных стальных конструкциях, таких как навесные стены и мраморные сухие подвесы. Кроме того, он может использоваться для монтажа оборудования, установки ограждений для автомагистралей и мостов, укрепления и трансформации зданий и других целей.

Винт и агент химического анкерного болта

Винт и агент химического анкерного болта

Химический анкерный болт - это новый тип анкерного болта, который следует за анкерным болтом с расширением. Он представляет собой композитный компонент, который закрепляется в просверленном бетонном основании с помощью специального химического клея и винта, обеспечивая тем самым крепление фиксированных частей.

Химический анкерный болт обладает большой несущей способностью на выдергивание и может заменить встроенный анкерный стержень. Его часто используют для решения проблемы, когда забывают установить закладные детали стальной конструкции на строительной площадке после заливки бетона. Химический анкерный болт может быть использован для исправления этой ситуации.

Конструкция химического анкерного болта состоит из следующих этапов:

  • В соответствии с требованиями инженерного проекта просверлите отверстия в указанных местах в материале основания (например, в бетоне). Диаметр отверстия, глубина и диаметр болта должны быть определены профессиональными техниками или полевыми испытаниями.
  • Просверлите отверстия с помощью ударной или водяной дрели.
  • Очистите отверстия от пыли с помощью специального пневмоцилиндра, щетки или аппарата со сжатым воздухом. Эту процедуру следует повторить не менее трех раз, чтобы убедиться, что в отверстии не осталось ни пыли, ни воды.
  • Убедитесь, что поверхность болта чистая, сухая, без следов масла или каменной кладки.
  • Проверьте упаковку анкера для стеклянной трубки на наличие каких-либо отклонений, например повреждений или застывания вещества. Вставьте круглую головку пакета в отверстие анкера головкой наружу и протолкните его до дна отверстия.
  • Используя электродрель и специальное приспособление для установки, вставьте шуруп в дно отверстия, сильно вращая его. Не следует использовать ударные методы.
  • Как только винт достигнет дна отверстия или отмеченной позиции на болте, немедленно прекратите вращение, снимите монтажное приспособление и не тревожьте гель до его полного затвердевания. Чрезмерное вращение может привести к потере клея и повлиять на силу фиксации.

(Время вращения не должно превышать 30 секунд, скорость вращения должна составлять от 300 до 750 об/мин, скорость движения болта - около 2 см/с, ударные методы не допускаются).

(5) Расширительный болт

Функции расширительного болта аналогичны функциям химического анкерного болта, и он используется для крепления с меньшей нагрузкой.

Расширительные болты различных спецификаций

Расширительные болты различных спецификаций

Расширительные болты не следует использовать на деталях с трещинами или на деталях, склонных к образованию трещин в бетонных конструкциях.

При проектировании основных несущих конструкций, важных трубопроводов, высокоскоростных операций, несущих ударные нагрузки и большие вибрации, расширительные болты следует выбирать на основе расчетного расчетного растягивающего усилия и расчетного сдвигающего усилия.

4. Расположение и требования к конструкции болтов

Расположение болтов можно разделить на две категории: параллельное и ступенчатое.

Параллельное расположение - это простое, аккуратное и компактное расположение. Размер используемой соединительной пластины невелик, но это приводит к значительному ослаблению секции детали.

Ступенчатое расположение - такое расположение не столь компактно, но размер используемой соединительной пластины больше, что приводит к меньшему ослаблению секции элемента.

Требования к расположению и конструкции болтов

Требования к напряжению

Направление вертикальных напряжений: Чтобы предотвратить концентрацию напряжений в болтах и чрезмерное ослабление секции, а также уменьшить несущую способность, расстояние между краями и концами болтов не должно быть слишком маленьким.

Направление действия силы: Чтобы предотвратить разрыв или сдвиг пластины, расстояние между торцами не должно быть слишком маленьким.

Для сжимающих элементов: Чтобы предотвратить прогиб соединительных пластин, среднее расстояние не должно быть слишком большим.

Требования к строительству:

  • Расстояние между краями и среднее расстояние между болтами не должно быть слишком большим, чтобы избежать неплотного прилегания пластин, проникновения влаги и коррозии стали.
  • Чтобы облегчить затягивание гайки гаечным ключом, шаг болта должен быть не менее чем в 3 раза больше его диаметра.

В соответствии с этими требованиями, допустимые расстояния между болтами и соответствующие расчетные значения указаны в кодексе GB50017-2017 для проектирования стальных конструкций.

Таблица 8.3.4 Максимально и минимально допустимые расстояния между болтами или заклепками

имяПоложение и направлениеМаксимально допустимое расстояние (в зависимости от того, что меньше)Минимально допустимое расстояние
Расстояние между центрамиВнешний ряд (вертикальный или вдоль направления внутренней силы)8d или 12t34d
Средний рядВертикальное направление внутренней силы16d или 24t
Вдоль направления внутренней силыЧлен под давлением12d или 18t
Напряжение члена16d или 24d。
Вдоль диагонального направления
Расстояние от центра до края компонентаВдоль направления внутренней силы4d или 8t2d
Вертикальное направление внутренней силыРежущая кромка или ручная газовая резка край1.5d
Вальцовочная кромка, автоматическая газовая резка или пильная кромкаВысокопрочный болт
Другие болты или гвозди1.2d

Примечание:

1. d0 Диаметр отверстия болта или гвоздя, а t - толщина наружного листа.

2. Максимальное расстояние между краем стального листа и болтом или заклепкой, соединенной с жестким элементом (таким как угловая сталь, швеллерная сталь и т.д.), может быть принято в соответствии со значением среднего ряда.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Далее

Освоение CAD/CAM: Основные технологии с пояснениями

Основные концепции автоматизированного проектирования и автоматизированного производства Автоматизированное проектирование и автоматизированное производство (CAD/CAM) - это комплексная и технически сложная дисциплина системного инжиниринга, которая включает в себя такие различные области, как компьютерная [...]...

Виртуальное производство: Концепции и принципы

Концепция виртуального производства Виртуальное производство (ВП) - это фундаментальная реализация реального производственного процесса на компьютере. В нем используются технологии компьютерного моделирования и виртуальной реальности, поддерживаемые высокопроизводительными [...]...

Понимание гибких производственных систем: Руководство

Гибкая производственная система (FMS) обычно использует принципы системной инженерии и групповой технологии. Она объединяет станки с числовым программным управлением (ЧПУ) (обрабатывающие центры), координатно-измерительные машины, системы транспортировки материалов, [...]...

Изучение 4 передовых методов нанофабрикации

Подобно тому, как производственные технологии играют важнейшую роль в различных областях, технология нанофабрикации занимает ключевое место в сфере нанотехнологий. Технология нанофабрикации включает в себя множество методов, в том числе механические [...].

Сверхточная обработка: Виды и технологии

Сверхточная обработка относится к прецизионным производственным процессам, в которых достигаются чрезвычайно высокие уровни точности и качества поверхности. Ее определение относительно и меняется по мере развития технологий. В настоящее время эта технология позволяет достичь [...].

Выбор правильного приспособления для ЧПУ: Типы и советы

В настоящее время механическую обработку можно разделить на две группы в зависимости от серийности производства: Среди этих двух категорий, первая составляет около 70-80% от общей стоимости продукции механической обработки [...]...

Топ-4 метода специальной обработки в современном машиностроении

В этой статье в основном представлены несколько зрелых методов специальной обработки. I. Обработка электрическим разрядом (EDM) EDM - это метод обработки токопроводящих материалов, использующий явление электрической коррозии во время [...]...

Что такое обработка с ЧПУ? Виды, преимущества, недостатки и этапы обработки

Что такое обработка с ЧПУ? Числовое программное управление (ЧПУ) - это метод управления движением и операциями обработки на станках с помощью оцифрованной информации. Станки с числовым программным управлением, часто сокращенно называемые [...]...

Изучение высокоскоростной резки: Обзор технологий и применение

Обработка резанием остается наиболее распространенным методом механической обработки, играющим важную роль в механическом производстве. С развитием производственных технологий технология обработки резанием претерпела значительный прогресс в [...].

Топ-7 новых инженерных материалов: Что нужно знать

Под передовыми материалами понимаются недавно исследованные или находящиеся в стадии разработки материалы, обладающие исключительными характеристиками и особыми функциональными свойствами. Эти материалы имеют огромное значение для развития науки и техники, [...]...

Методы расширения металла: Исчерпывающее руководство

Формирование выпуклости подходит для различных типов заготовок, таких как чашки глубокой вытяжки, разрезанные трубы и прокатные конические сварные изделия. Классификация по средствам формования выпуклости Методы формования выпуклости можно разделить [...].
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.