История гайки – интересные и малоизвестные факты,  о которых вы точно не знали

Область применения

Болтовые соединения высокой прочности предназначены для монтажа сложных строительных конструкций, которые будут подвергаться:

• высоким температурным перепадам;
• осадкам;
• сильным и частым ветрам;
• контакту с химическими веществами.

Так как размеры крепежа, предусмотренные ГОСТом, различаются, области применения метизов обширны:

• станки, оборудование;
• сельхозтехника, машиностроение;
• строительство мостов, зданий;
• судостроение;
• промышленность, производство.

Фрикционное соединение на высокопрочных болтах прекрасно справляется с задачей крепкого и надежного монтажа конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам и вибрациям.

Широкое применение данный крепеж имеет в быту. Он идеален при ремонте квартир, балконов, надежно закрепит любые конструкции на бетонных стенах. Автолюбители не обходятся без таких болтов, ремонтируя свою машину, особенно крепления колес.

Что такое метизы?

Метизы — это обобщённое название самых разнообразных изделий из металла. Условно метизы делятся на товары широкого и промышленного назначения. Из вышеприведённого примера становится понятным, что к метизам широкого назначения относятся пилы, ножницы и предметы сельскохозяйственного назначения.

Промышленные метизы — получили, куда большее распространение на стройке. Они представляют собой стандартизированные изделия, которые получили широчайшее применение в ремонте, строительстве, в машиностроении, а также в других отраслях промышленности.

Метизы в виде: шурупов, гаек, дюбелей, болтов, саморезов, заклёпок — относятся к большой группе крепежей. Сегодня невозможно представить полноценного ремонта или строительства без крепежных метизов, будь то монтаж подвесного потолка или обычного радиатора отопления на стену.

Виды крепежных метизов

Как вы уже поняли, метизы объединяют огромное число всевозможных металлических изделий, которыми мы повседневно пользуется и в быту, и на производстве. Поэтому в данной статье будет рассмотрена не менее обширная по своей численности группа крепежных метизов, изделия из которой преимущественно применяются для фиксации или соединения чего-либо.

В свою очередь, крепежные метизы принято подразделять на несколько отдельных групп. Метрические метизы — представлены в виде резьбовых изделий, таких как:

1. Шпильки;
2. Болты, гайки и другие.

Каждая разновидность метрических метизов имеет строгий стандарт производства и регламентируется ISO и ГОСТ. Ко второй группе метизов, относится металлический крепёж самых различных форм и конфигураций. Прежде всего, это саморезы, дюбели, шурупы, анкеры и заклепки, а также другие крепежные элементы.

Какими бывают?

Гайки со специальной насечкой, препятствующей отвинчиванию, могут быть разными в зависимости от материала и технологии изготовления.

Элементы из нержавеющей стали. Данный материал отличается высоким уровнем прочности, надежности и долговечности. Стальные крепежи с насечкой также отличаются особой жаростойкостью, изделия легко выдержат резкие температурные перепады. Модели из нержавейки часто используют при монтаже конструкций, которые будут располагаться на открытом воздухе, так как они являются довольно устойчивыми к воздействиям окружающей среды.

Такая металлическая основа может быть нескольких разновидностей. Так, выделяют аустенитные стали, их делают с небольшим добавлением хрома и никеля, дуплексные стали, они делаются с теми же добавками, включая азот. Отдельно можно выделить и ферритные, мартенситные виды нержавейки.

Крепежи из металла с таким покрытием даже в условиях повышенной влажности и резких перепадов температур смогут долго прослужить, обеспечить крепкое и надежное соединение деталей.

Он не обладает высоким уровнем прочности. Металл отличается малой ударной вязкостью, он довольно чувствителен к механическому старению, потому что при повторных нагрузках он будет чувствовать концентрацию напряжения. Чаще всего при изготовлении гаек из низкоуглеродистой стали применяют специальную закалку, чтобы сделать их максимально прочными и надежными.

Иногда при изготовлении таких крепежных деталей в основной сплав дополнительно добавляют бронзу либо латунь. Некоторые разновидности гаек со специальной насечкой делают из магниевой основы и дюралюминия.

Гайки также могут отличаться друг от друга в зависимости от класса точности. Выделяют следующие группы:

• класс А (данная группа относится к изделиям повышенной точности);
• класс В (гайки нормальной точности);
• класс С (модели грубой точности).

Образцы, которые относятся к классу А, проходят полную тщательную обработку. На их поверхности не должно быть никаких неровностей и других дефектов. Вторая разновидность также подвергается обработке, но при этом могут допускаться незначительные неровности. Крепежные элементы, относящиеся к последней разновидности, могут выпускаться с неточностями, они не проходят такой же тщательной обработки, как первые два типа.

Гайки различаются также в зависимости от их прочности.

Данные обозначения показывают 1/100 часть предела прочности винта или болта, с которым соединяется гайка.

Мусор нас погубит?

Итак,ведро» гаек — не супероружие для контроля над космосом. Но откуда родился этот миф?

Частично из бытовой логики. Космос нам кажется маленьким, и его как будтолегко» заполонить маленькими гайками. Они же лёгкие и их много! Второй источник — многочисленные истерики по поводу космического мусора. Многие наверняка смотрели дурацкий фильмГравитация», где один взорванныйзлыми русскими» спутник уничтожает все космические объекты — просто потому, что это красиво. Часто слышны и разговоры, что ещё чуть-чуть — и мусор так заполонит космос, что с Земли даже взлететь будет нельзя. Вот только по сути это ситуация а-ляучёный изнасиловал журналиста».

Красивые кадры из фильмаГравитация» 2013 года На ту же тему Полтора миллиарда иголок на орбите, или как замусорить космос и не подать виду

Проблема загрязнения космоса есть, вот только касается она немногихпопулярных», активно используемых орбит. Вроде геосинхронной. И это загрязнение вовсе не означает неизбежное уничтожение всего летающего, а лишь повышенную опасность повреждения спутника в достаточно длительный промежуток времени.

Космические объекты сейчас делают долгоживущими. Если частота столкновений возрастёт, бизнес-модели придётся серьёзно пересматривать. А переход на новые орбиты — большая трата денег.

В такой ситуации экономический вред от мусора и правда велик. Но ничего общего свсеуничтожающим» облаком обломков из панических рассказов о синдроме Кесслера.

Проблему космического мусора обычно иллюстрируют такими картинками. Выглядит страшно, пока не понимаешь, что изображённые на ней космические аппараты в реальности имели бы размер в сотни километров

Космос — сложная штука, и потому ничего удивительного нет в том, что простые,житейские» решения, кажущиеся нам такими эффективными, там не работают. Чтобы это понять, вполне достаточно обычной математики за шестой класс. Вот только многим прощеприкинуть на глазок и использовать логику», чем посчитать. Не будьте такими!

Материалы

Изготавливают гайки-барашки из различных материалов. Традиционным является металлический крепеж.

Ввиду небольших статических и динамических усилий, действующих на соединения с такими гайками при эксплуатации, для их изготовления можно использовать углеродистые стали. Эти сплавы относительно прочные, стоимость их невелика, но есть минус – они подвергаются коррозии. Кроме того, далеко не всегда такие изделия удовлетворяют эстетическим требованиям. Нередко, пытаясь замедлить коррозионное разрушение, на них наносятся покрытия, пропитываемые маслами. По этой причине чаще встречаются стальные оцинкованные изделия, не только успешно противостоящие коррозионным процессам, но и имеющие довольно презентабельный внешний вид. Кроме цинка, для покрытия стальных гаек-барашков могут применяться и другие цветные металлы: медь, никель, олово, серебро и их сплавы.

Наиболее долговечными являются метизы из нержавеющей стали, однако, сочетая в себе прочность и эстетичность, они имеют высокую стоимость. Но так как такой съемный крепеж никогда не используется массово, поэтому применение нержавейки вполне оправдано.

Уникальные свойства органических полимеров вызвали их применение для изготовления крепежа с особыми требованиями, например, с повышенной устойчивостью к воздействию влаги. Современному крепежу для обустройства ванных комнат не требуется повышенная прочность, но обязательна водостойкость. Поэтому здесь не обойтись без пластиковых гаек, которые при монтаже не требуют больших усилий, затягиваясь одной рукой.

Классификация по прочности и маркировке

Данный крепеж изготавливают строго в соответствии с ГОСТом и наносят соответствующую маркировку. Расшифровать ее несложно:

• По классу прочности покрытия верхнего слоя крепежа болтовые метизы занимают лучшие позиции по шкале от 6,8 до 12,9. Маркировка высокопрочных болтов начинается от 8,8. Чтобы она была лучше видна, обозначение высокопрочных болтов ставится на головке крепежного элемента.
• Дополнительные буквы ХЛ на маркировке рядом с классом прочности болтов означают, что крепеж можно использовать в условиях очень низкой температуры до -60°С.
• Маркировка буквой У ограничивает низкий температурный режим – не ниже — 40°С.
• Английская S информирует об увеличенных размерах головки болта.

Благодаря маркировке на головке метиза можно быстро выбрать нужный крепеж.

Применение

Как уже упоминалось, встретить гайки-барашки можно везде, где не требуются большие усилия, но часто приходится монтировать и демонтировать легкие конструкции.

Так, стальные изделия применяются для установки топливных фильтров на некоторые двигатели. Этот конструктивный элемент довольно часто приходится менять.

Кроме того, их можно увидеть на крышках герметичных баков-термосов. Крышки приходится открывать и закрывать по нескольку раз за день, а повредить уплотнительную прокладку, обеспечивающую герметичность, чрезмерной затяжкой гаек недопустимо.

На этом же основывается и применение таких изделий для фиксации крышек люков, герметичных дверей или иллюминаторов.

В некоторых случаях используется крепеж закрытого типа (когда ушки гаек соединены в виде металлической петли). Такие метизы имеют более высокую декоративную составляющую, поэтому могут применяться для фиксации некоторых бытовых приборов.

Оцинкованные и нержавеющие барашки можно увидеть в разборных деревянных конструкциях. Например, этюдники или мольберты, являющиеся атрибутами художников, имеют целый ряд регулируемых и раскладных деталей. Их невозможно представить без блестящих гаек-барашков.

Широко применяются барашковые гайки в конструкциях фотоштативов, сценического освещения и звуковых усилителей. Монтировать и регулировать такое оборудование требуется очень часто, а носить с собой для этого ключи и отвертки было бы очень неудобно.

Пластиковые гайки-барашки со стальными сердечниками закрытого типа применяются для монтажа некоторых измерительных электроприборов и радиооборудования. Здесь они позволяют надежно изолировать элементы крепления, предотвращая возможность короткого замыкания.

Как применяют крепеж из мягкого пластика при монтаже водопроводного и иного сантехнического оборудования, уже упоминалось. Но следует уточнить, что с таким материалом нельзя использовать какой-либо инструмент, так как усилия, создаваемого при затягивании рукой, в этом случае вполне достаточно.

В следующем видео рассказывается о том, как сделать гайку-барашек своими руками.

Технология изготовления

В современном мире используется несколько технологий с помощью которых изготавливаются гайки. Некоторые из них используются для выпуска большого количества крепежа с минимальным количеством брака и оптимальным расходом материалов. Процесс происходит практически без участия человека, в автоматическом режиме. Основными методами производства гаек в больших объёмах является технология штамповки холодным способом и горячая ковка.

Холодная штамповка

Она является довольно прогрессивной технологией, позволяющей выпускать крепежи массово с небольшими потерями не более 7% от общего количества изделий. Специальные автоматизированные станки позволяют получать до 400 изделий в течение минуты.

Этапы изготовления крепежа по холодной технологии.

1. Готовятся прутки из нужного вида стали. Перед обработкой они очищаются от ржавчины или постороннего налета. Затем на них наносятся фосфаты и особый смазочный материал.
2. Нарезка. Металлические заготовки кладутся в специальный механизм и режется на отрезки.
3. Подвижным отрезным механизмом отрезаются заготовки гаек.
4. Штамповка. После всех предыдущих манипуляций заготовки отправляются на штамповочный гидравлический пресс, где им придается форма и пробивается отверстие.
5. Завершающий этап. Прорезание резьбы внутри деталей. Это операция проводится на специальном гайконарезном станке.

После выполнения работ некоторые гайки из партии обязательно проверяют на соответствие заданным заранее параметрам. Это размеры, резьба и максимальная нагрузка, которую сможет выдержать изделие. Для производства метизов по этой технологии применяют определенную сталь, предназначенную для холодной штамповки.

Горячая ковка

Очень распространена также и горячая технология производства гаек. Сырьем для производства метизов этим способом также служат металлические прутки, порезанные на отрезки нужной длины.

Основные стадии производства такие.

• Нагрев. Очищенные и подготовленные прутки разогревают до температуры 1200 градусов Цельсия, чтобы они стали пластичными.
• Штамповка. Специальный гидравлический пресс формирует шестиугольные заготовки и пробивает внутри них отверстие.
• Нарезка резьбы. Изделия охлаждаются, внутри отверстий наносится резьба. Для этого используются вращающиеся стержни, напоминающие метчики. Для облегчения процесса и предотвращения быстрого износа во время нарезки на детали подается машинное масло.
• Закалка. Если изделиям требуется повышенная прочность, производится их закаливание. Для этого они снова нагреваются до температуры в 870 градусов по Цельсию, охлаждаются с высокой скоростью и примерно на пять минут погружаются в масло. Эти действия закаляют сталь, но она становится хрупкой. Чтобы избавиться от хрупкости, сохраняя при этом прочность, метизы примерно час держат в печи при высокой температуре (800-870 градусов).

После завершения всех процессов производится проверка гаек на особом стенде на соответствие требованиям на прочность. После проверки, если метизы ее прошли, они упаковываются и отправляются на склад. На производствах еще сохранилось устаревшее оборудование, нуждающееся в ремонтных и профилактические работах. Для выпуска крепежных изделий к такому оборудованию используют токарные и фрезерные станки. Однако такие работы характеризуются очень низкой производительностью, огромным расходом материалов. Но они нужны в любом случае, и поэтому для небольших партий крепежных изделий эта технология до сих пор остается актуальной.

Процесс изготовления гаек и других метизов смотрите в следующем видео.

Условные обозначения и маркировка

Все гайки имеют условное обозначение, оно показывает специалистам основную информацию об изделиях. Также на них наносится маркировка, которая содержит сведения о параметрах и свойствах метизов.

Условное обозначение делится на три вида:

• полное – указываются все параметры;
• краткое – описываются не очень существенные характеристики;
• упрощенное – только самые важные сведения.

В обозначения входят такие сведения:

• тип крепежа;
• класс точности и прочности;
• вид;
• шаг;
• диаметр резьбы;
• толщина покрытия;
• обозначение стандарта, по которому изделие выпускалось.

Кроме того, на гайку наносится маркировка, которая помогает идентифицировать крепеж. Она наносится на торцевую грань и в отдельных случаях на боковую. В ней содержится информация о классе прочности и клеймо изготовителя.

Надпись наносится методом углубления в поверхность специальным автоматом. Информация об изготовителе указывается в любом случае, даже если класса прочности нет. Полные данные можно получить, изучив соответствующие источники. К примеру, информацию для гаек высокой прочности можно посмотреть в ГОСТ Р 52645-2006. Или в ГОСТ 5927-70 для обычных.

Виды гаек

Шестигранная гайка

Часто ее используют для разных креплений, и такие гайки имеют форму с шестью гранями, а также внутреннюю глубокую резьбу, которая прочно держится на болте. Закрутить гайку можно при помощи гаечного ключа или плоскогубцев, если позволяет размер.

Корончата гайка

Гайка колпачкового типа

Тут речь идет про глухие шестигранные гайки, которые прекрасно фиксируют крепление. Чаще всего их используют для крепления предметов мебели, сантехники и в местах, где требуется закрывать острые предметы или даже торчащие болты. Название в полной мере соответствует внешнему виду детали.

Гайка-барашек

Эта гайка в форме рожка барашка используется для производства и в прочих работах. Предметы мебели, сантехнические устройства, техника, декора, электротовары и прочие предметы обихода человека будут сделаны при помощи такой гайки

Стоит обратить внимание на то, что закручивать барашковую гайку можно даже вручную, и у нее нет граней по краям

Квадратная

Гайка шлицевого типа

Подобную гайку можно применять при создании канцтоваров, деталей авто, сантехники и просто техники, а еще она может быть выполнена из разных материалов и отличаться размерами, прочностью. Закрутить ее можно будет при помощи отвертки вилочного типа.

Гайка, оснащенная фланцем

Речь идет о шестигранных гайках с фланцем, которая нужна для того, чтобы можно было выполнить регулировку делания на поверхности (уменьшить или повысить). Чем меньше будет гайка, тем слабее получится соединение, и наоборот.

Классификации

По срокам эксплуатации выделяются анкеры:

По размерам крепежные элементы разделяются на:

• Малые (длиной до 5,5 см и диаметром до 0,8 мм).
• Средние (длиной до 12 см и диаметром до 1,2 см).
• Большие (длиной до 22 см и диаметром до 2,4 см).

По материалу основанию выделяются анкеры:

• Для плотных бетонных, кирпичных или каменных материалов.
• Для пустотелых кирпичных и бетонных оснований.
• Для листовых материалов — гипсокартона, древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит.

По способу крепления выделяются:

Крепление осуществляется за счет прямого механического воздействия рабочей части анкера на основание (расклинивания, трения, упора, сопротивления материала и т. д.).

Дополнительно используют механизм (силу) склеивания, при закреплении применяется клей на основе полиэфирных смол.

Какой анкер используете Вы?

ХимическийМеханический

Механические анкеры по технике введения в основание разделяются на следующие типы:

• Клиновые.
• Распорные.
• Забивные.
• Винтовые.

• Втулочные.
• Разжимные.
• Пружинные.

Распорные

Распорные анкеры — классическая разновидность данного вида крепежа. Представляют собой стержень в виде болта или шпильки с конусовидным окончанием и внешним элементом в виде гильзы, втулки или пружинного кольца. Конический элемент под воздействием поступательного движения стержня распирает гильзу и закрепляет конструкцию в основании.

Разжимные

Разжимной анкер состоит из резьбового стержня, в качестве которого могут выступать болт, шпилька или винт, и гильзы, состоящей из 4 продольных лепестков с пружинным кольцом и конусной гайкой с одной из сторон. При вращении стержня конусная гайка разжимает лепестки гильзы, в результате чего анкер расширяется и закрепляется в основании за счет силы трения.

Клиновые

Клиновые крепежи представляют собой длинный стержень, на конце которого размещена деформационная гильза. После завинчивания стержня в высверленное отверстие происходит расширение лепестков гильзы. Данный вид крепежа способен выдерживать большие нагрузки.

Пружинные

Пружинные анкеры применяются при работе с тонкостенными основаниями, например, при обустройстве интерьера. Зачастую пружинные анкеры применяются в качестве потолочных и оборудуются крюком. Закрепления анкера происходит за счет разворачивания пружины.

Винтовые

Винтовые анкеры, или болты Молли, используют при работе с пустотелыми конструкциями с низкой несущей способностью — пустотелым кирпичом, гипсокартоном, древесно-стружечными и древесно-волокнистыми плитами и т. д. Болт Молли оборудуется специальной цангой, которая при затягивании болта раскрывается и упирается в материал с обратной стороны.

Втулочные

Анкеры втулочного типа состоят из 3 или более элементов, основным из которых является цанга — пружинная разрезная втулка. Также в конструкцию втулочного анкера входят расклинивающий элемент и стержень с резьбой. При закручивании анкера расклинивающий элемент входит в цангу и распирает ее, тем самым закрепляя крепежный элемент в основании.

Забивные

Основу забивного анкера составляет металлическая деформационная гильза с коническим отверстием, разрезами на корпусе и внутренней резьбой. В нижней части гильзы устанавливается боек. Гильза устанавливается в просверленное отверстие вручную или с помощью пневматического пистолета. При ударе по внешнему окончанию гильзы она деформируется, после чего в гильзу вкручивается болт или шпилька, необходимая для крепления какого-либо объекта.

Общие сведения о крепежах

Классификация систем стандартов

• ГОСТ, разработана и принята в производствах с конца 1980 года на территории СССР. В последующем времени её пересматривать не стали. В добавлении к имеющимся значениям добавляются современные разработки, принятые на территориях стран СНГ. К аббревиатуре ГОСТ добавляется литера заглавной буквы названия соответствующего государства.
• Система стандартов DIN c 1952 года существует в Германии и рекомендована на просторах Европы.
• ISO, эти стандарты объединили все новинки разработок производителей крепёжных метизов Европейских стран, Англии и США.
  Адаптированы все значения полностью к системе DIN во всём мире

EN кодекс чисто европейских стандартов крепёжных элементов, но полностью ориентированный на систему ISO.

Для чего необходимы метизы крепления

С их помощью получают несколько видов соединений деталей:

• Разъёмные соединения, производятся с помощью болтов, гаек, шайб, резьбовых шпилек, винтов, самонарезающих винтов. Это соединения много разового использования.
• Жёсткое присоединение. Достигается с помощью клёпок.

Область применения

• Машиностроение.
• Производство автомобилей.
• Производство электротехнической продукции.
• Строительство.
• Изготовление мебели.

Деление по материалу изготовления

• Стальные крепёжные изделия. Используются при их производстве различные марки стали в зависимости от области применения продукта.
• Крепёж из нержавеющей стали, детали применяются в химических агрессивных средах и с повышенной влажностью.
• Алюминиевые метизы. В основном это заклёпки и редко определённый вид гвоздей.

Злая математика

Давайте посчитаем. Предположим, нам надо уничтожить спутник-кубик с длиной граней два метра. Это достаточно большой объект. Для этого нам хватит плотности покрытия в одну гайку на квадратный метр, чтобы точно не проскочил. Размеры нашего поля пусть будут десять на десять километров — очень мало по космическим меркам, мы рискуем промахнуться, даже если точно знаем орбиту цели, но для модели сойдёт.

Проводим простейшие расчёты. В нашем абсолютно плоском поле оказывается сто миллионов гаек. Вес каждой гайки(возьмём М16) 0,016 кг. Значит, всего один слой нашего поля весит 1 600 000 килограмм, или 1600 тонн.

Напомним: полезная нагрузка, которую выводил   Сатурн-5» на низкую орбиту, — примерно 140 тонн,Энергия» — 100 тонн.

Способ с гайками уже не выглядит дешёвым и эффективным, не правда ли?

Абсурдно гигантская ракета Sea Dragon выводила бы 550 тонн на низкую околоземную орбиту. Это даже не половина от желаемого

Но и это далеко не всё! В примере выше поле поражающих элементов было сформировано магическим образом — просто появившись с нужной плотностью. В реальности, если мыпросто» вывалим гайки из ракеты, они образуют скорее что-то похожее на длинное и узкое веретено, а не настену» из гаек. А значит, их надо разводить. У гайки нет своего моторчика, она не может погасить импульс, когда займёт положенное ей место, — поле не остановится на заданной плотности, а продолжит расширяться, пока совсем не рассеется. Но вернёмся к нашей ситуации и снова начнём считать.

Гайка М16

Разведение гаек начинается из одной точки — носителя. Простейший(да и, по сути, единственный) вариант — придать изначальный импульс гайкам слабеньким взрывом. Пускай мы заморочились — нашипоражающие элементы» расходятся не сферой, а полусферой в направлении цели. В качестве ракеты возьмёмПротон-М».

Предположим, что вся его полезная нагрузка в 22 тонны — это гайки. Система разведения и система наведения условно ничего не весят. То есть с собой мы взяли миллион триста семьдесят пять тысяч гаек весом 0,016 килограмма.

Теперь нам надо понять, какой радиус сферы даст нам площадь в 1 375 000 квадратных метров(искомая одна гайка на квадратный метр). Вспоминаем геометрию и считаем. Площадь делим на 4 π и извлекаем квадратный корень, результат — 330,8 метра. По условию мы добились того, что взрыв у нас направленный, полусферой, а значит, искомый результат становится аж 467 метров.

Итак, подорвать нашбоеприпас» мы должны на дальности этих несчастных 467 метров от цели — пистолетная дистанция по космическим меркам. И это мы взяли аж целыйПротон-М», крупный и крайне уязвимый космическийгрузовой автобус»… А ещё нам нужна хорошая система наведения и орбитального маневрирования, системы обнаружения цели, чтобы вовремя произвести подрыв. Всё это занимает ту самую полезную нагрузку, а значит, наших гаек всё меньше и надо направлять их всё точнее. В итоге приходим к тому, что если мы можем обеспечить наведение нужной точностиведру» гаек, то точно так же можем просто поразить цель прямым попаданием.

И кстати. Всё это время мы считали, что цель не маневрирует. Если же разрешить ей уклоняться — всё станет ГОРАЗДО сложнее…

Высокопрочные болты – требования ГОСТ и особенности изделий + Видео

Высокопрочные болты представляют собой крепеж, сопротивление которого равняется не менее 800 МПа. Изготавливаются они по ГОСТ Р 52644, имеют разный вес, диаметр и другие параметры.

1 Основная информация о болтах высокой прочности

Интересующие нас метизы производятся из низкоуглеродистых легированных сталей, в которых содержится не больше 0,4 % углерода. При их изготовлении применяется технология холодной либо горячей высадки исходных заготовок. Резьбу на высокопрочные болты (ВПБ) накатывают на специально предназначенных для этих целей станках-автоматах. Обязательной частью производства описываемых крепежных изделий является их термообработка в электрических печах. Эта операция выполняется с целью придания ВПБ высокой антикоррозионной защиты и повышенной прочности. Кроме того, термическая обработка предохраняет болты от старения.

Высокопрочные болты

Рекомендуем ознакомиться

Класс прочности ВПБ не может быть ниже 8.8. Данный показатель обозначается на головке крепежа. Там же могут присутствовать литеры ХЛ, У и S. Первое обозначение указывает на то, что изделия разрешается использовать в низкотемпературных условиях (до -60 °С). Метизы с буквой У предназначены для эксплуатации при температурах не ниже -40°. А литера S указывает на увеличенные параметры головки ВПБ.

Используются рассматриваемые нами изделия в сфере производства автомобилей, машиностроении, строительстве, при возведении железных дорог и мостов для соединения разнообразных деревянных и металлических конструкций. Особые свойства такого крепежа (стойкость к экстремальным температурам, противодействие влиянию агрессивных соединений, прочность) делают его незаменимым при выполнении ряда промышленных работ. ВПБ применяются и в бытовых условиях. В подобных ситуациях они используются в качестве надежных анкеров, позволяющих зафиксировать в стеновых поверхностях из бетона практически любые конструкции и предметы.

2 Требования Госстандарта Р 52644–2006 – вес, длина, сечение ВПБ

ВПБ выпускаются с диаметром резьбы М16, М20, М24, М30, М36, М42, М48, классами прочности – 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Длина болтов варьируется в пределах 40–300 мм. Вес изделий зависит от их длины и диаметра. Он колеблется в достаточно широких пределах. Вес 1000 штук ВПБ М16 равняется 116–514 кг, М20 – 204–804 кг, М24 – 377–1210 кг. Масса болтов М30–М42 изменяется от 633 до 3830 кг. А вот вес 1000 ед. М48 равняется 2495–5002 кг. Изделия высокой прочности производятся со специальным покрытием либо без такового. Толщина дополнительно слоя регламентируется ГОСТ. Для метизов М16 она должна быть не выше 25 мкм, для М20 – 30, для М24 – 40, М30–М48 – не более 50 мкм.

Высокопрочные болты М 20

Теоретический вес 1000 единиц ВПБ, который мы указывали выше, рассчитывается для изделий без специального покрытия. Высокопрочные метизы обязаны изготавливаться с постоянным уровнем качества резьбовой поверхности. Это является гарантией требуемого обеспечения затяжки соединений, выполняемых посредством ВПБ. Уровень качества обуславливается показателем закручивания (так называемый коэффициент или момент затяжки). Его величина зависит от типа смазки и дополнительного покрытия болтов. Высокопрочные изделия с произвольным покрытием должны иметь коэффициент закручивания в пределах 0,11–0,2. Метизы со стандартной смазкой и покрытием – 0,14–0,2. Проверяют коэффициент закручивания по Госстандарту Р 52643.

ВПБ чаще всего выпускаются из сталей 40Х и 40Х Селект. Второй из указанных сплавов по своему химическому составу является максимально качественным. Он, по сути, представляет собой выборку из нескольких партий 40Х. Сплавы с маркировкой Селект имеют стабильные механические показатели. Достигаются они именно за счет проведения выборки. Болты из стали 40Х Селект используются для соединения конструкций высокой степени ответственности (эксплуатируемых в особых условиях, имеющих большой вес). В остальных случаях применяются ВПБ из обычных сплавов 40Х. Выборка стали 40Х Селект осуществляется непосредственно на литейном производстве.

Покрытие описываемых болтов бывает следующих видов:

• электролитическое кадмиевое;
• электролитическое цинковое;
• горячее цинковое.

При наличии на крепежных изделиях любого из этих покрытий обязательным является их обработка смазывающим составом.

3 Соединения на ВПБ – ключевые положения СниП III-18-75

Указанные Саннормы описывают правила производства металлических конструкций. В них рассматриваются все существующие соединения на высокопрочных болтах:

Технология крепления высокопрочных болтов

Одной из важных составляющих в технологии крепления является четкое фиксирование временного отрезка после подготовки и смазки резьбы до непосредственного использования крепежа. Этот срок не должен превышать 10 суток, что должно указываться в специальном журнале постановки высокопрочных болтов после их доставки от производителя. Если подготовка производилась самостоятельно, то данные также фиксируют, заполняя журнал. Пример порядка крепления болтового соединения:

1. Подготавливают всю конструкцию для стыковки и монтажа.
2. Подготавливают по стандартам необходимый крепеж.
3. Проводят установку и монтаж конструкции.
4. Затягивают болты.
5. Производят герметизацию стыков всего крепежа.
6. Осуществляют контроль качества сборки объекта.

Подготовка высокопрочных болтов гаек и шайб

Перед началом установки в конструкцию высокопрочные болты, гайки и шайбы подлежат подготовке. В нее входит:

1. Технологическая очистка от консервирующих заводских смазок, а также от пыли и грязи. Ее совершают в разогретом щелочном растворе при температуре 80-100°С, куда входят вода, моющие средства, кальцинированная и каустическая сода, жидкое стекло и тринатрий фосфат. Соотношение соблюдают строго по ГОСТу. Крепеж в спецтаре опускают на 20 минут в раствор, после чего 3-5 раз промывают в моющем растворе.
2. Сушку проводят в горячем виде в течение нескольких минут, с обдуванием сжатым воздухом.
3. Выполняют прогонку на токарном станке или гайковертами, проверку и смазывание резьбы.
4. Обязательную смазку резьбы крепежа проводят путем погружения его в раствор из спецбензина ГОСТ 2084 и минмасла ГОСТ 0799 в соотношении 9 к 1.
5. Комплектацию и хранение очищенных метизов осуществляют в закрытой таре. При комплектации на каждый болт надевается гайка и две шайбы.
6. Проводят контроль качества.

Промежуток времени от смазки резьбы до установки должен быть не более 10 суток.

Химические

Химические анкеры — разновидность крепежных элементов, которые кроме силы трения и сопротивления материала также используют силу склеивания посредством использования синтетических смол.

Тем самым обеспечивается дополнительная фиксация. Химический крепеж применяется при закреплении особо тяжелых конструкций либо при работе с пористым и мягким материалом.

Мнение эксперта
Торсунов Павел Максимович

Химический анкер обычно представляет собой стандартную шпильку. После высверливания отверстия его стенки продуваются и покрываются клеящим составом, после чего вставляется анкер. Недостатком химических анкеров является невозможность использования крепежа сразу — необходимо подождать, пока клеящий состав наберет максимальную прочность.