какую нагрузку выдерживает шпилька м12

Как рассчитывается прочность болтов

На каждый болт, изготовленный по установленным стандартам, наносится маркировка:

Класс прочности состоит из двух цифр разделенных точкой:

Например, маркировка 9.8 обозначает:

Все болты с прочностью не меньше чем 800 Н/мм2, согласно международной классификации принято относить к высокопрочной группе. Это значит, что все изделия с маркировкой 8.8 и выше относятся к высокопрочной группе.

Что такое текучесть материала

Другим примером из практики может послужить процесс вкручивания гайки в болт, который способен увеличить свою длину только при определенном воздействии на него. При чрезмерном усилии при закручивании гайки произойдет не увеличение длины болта, ка срыв резьбы на креплении.

Следующий показатель, используемый при расчете прочности болтов — процент удлинения. Он показывает длину деформированной детали до выхода ее со строя. Каждый болт в определенной степени можно считать гибким и способным удлиняться до определенного показателя не нарушая своих качеств. Измеряется этот показатель в процентах, на сколько может удлиняться деталь, по сравнению с первоначальными параметрами.

Твердость материала

Устаревшая система измерения (ГОСТ) не удела достаточного внимание нагрузкам на болтовые соединения. Именно по этой причине метизы, выпущенные до принятия международной классификации, были существенно ниже по качеству, чем современные. Пример расчета нагрузки на металл при использовании классификации прочности: Крепление М12, при прочности 8.8, с диаметром 10.7 мм, при максимальном сечении 89.97 мм2. Нагрузка на крепление будет равна (8Х8Х10)Х89,87=57520 Н.

Таблица предельных нагрузок для болтов изготовленных из углеродистых и нержавеющих сталей

Источник

Прочность болтов

Расчет нагрузки на болт

Маркировка головки болта обычно содержит следующие данные:

— клеймо завода изготовителя (JX, THE, L, WT, и т.п.);
— класс прочности;
— стрелка «против часовой стрелки» (если левая резьба).

Первая цифра обозначает номинальное временное сопротивление (предел прочности на разрыв): 1/100 Мпа (1/100 Н/мм 2 ;

1/10 кг/мм 2 ). Пример: (класс прочности 9.8) 9*10=900 Мпа (900 Н/мм 2 ; 91,71 кг/мм 2 ).

Вторая цифра обозначает процентное отношение предела текучести к временному сопротивлению (пределу прочности на разрыв): 1/10%. Пример: (класс прочности 9.8) 9*8=720 Мпа (720 Н/мм 2 ; 73,37 кг/мм 2 ).

По действующей международной классификации к высокопрочным болтам относятся изделия, временное сопротивление которых больше или равно 800 Мпа (800 Н/мм 2 ; 81,52 кг/мм 2 ). Соответсвенно начиная с 8.8 для болтов и 8 для гаек.

Примеры текучести материала

Примером может послужить обычная кухонная вилка. Изогнув её в одном направлении, можно получить совершенно другой предмет, значит нарушилась ее текучесть, что привело к деформации. Материал при этом только деформировался, но не сломался, что свидетельствует о большой степени упругости стали. Вывод: максимальная прочность намного выше текучести.

Аналогичным практическим примером может послужить вкручивание гайки: сам болт увеличивает длину только после определенного действия над ним. При неблагоприятном исходе эксперимента может состояться срыв резьбы на креплении.

Можно просмотреть тематический ролик, который покажет способ испытания болтов.

Твердость материала

Твёрдость по Бринеллю – это характеристика, которая позволяет определить твёрдость материала.

Крепежи из нержавеющий стали тоже оснащены специальной маркировкой на верхушке крепления.

Например, значение 70 – самое стандартное и демонстрирует максимальную прочность крепежа из нержавеющей стали.

Максимальная текучесть для нержавеющих метизов, часто лишь справочное значение.

Текучесть в данном случае будет составлять 250 Н/мм2 для A2-70 и около 300 Н/мм2 для A4-80.

Приблизительное увеличение при этом будет не больше чем 40%. Иными словами, данный вид стали отменно меняет форму перед тем, как произойдёт непоправимая деформация.

Старые отечественные методы измерения по ГОСТ-у не позволяли уделить должное внимание максимально допустимым нагрузкам на болты, поэтому выпускаемые метизы были значительно ниже по качеству относительно современных.

Пример, чтобы максимально точно рассчитать нагрузку на материал, используя классификацию прочности:

Крепление М12 с прочностью 8.8 размером d2 = 10,7мм и максимально продолжительностью сечения 89,87мм2. В этом случае максимально допустимая степень нагрузки будет: (8*8*10)*89,87 ;0) = 57520 Ньютон.

Таблица нагрузок для болтов из углеродистой и из нержавеющей стали.

Дополненная таблица максимальных нагрузок на нержавеющие материалы и высокопрочные соединения.

Чтобы быть уверенным в безопасности нагрузки, можно без зазрения совести разделять нагрузку в Ньютонах на тридцать.

Источник

Все о резьбовых шпильках

Резьбовые шпильки – один из наиболее популярных и востребованных видов крепежных изделий, широко применяемых в строительстве, промышленности, при проведении различных монтажных работ и в быту.

Широкое распространение крепежного изделия послужило причиной большого количества названий данных крепежных изделий, эти изделия могут также называться:

Конструкция резьбовой шпильки:

Резьбовая шпилька – это металлический стержень длиной, как правило, 1 или 2 метра, с резьбой нанесенной по всей его длине.

Применение резьбовых шпилек:

Как правило, резьбовая шпилька используется вместе с соединительными гайками DIN 6334 или шестигранными гайками DIN 934, а также с увеличенными шайбами DIN 9021. При монтаже шпильки в бетонное основание применяются латунные дюбели или забивные анкеры соответствующего диаметра. При необходимости, шпилька может быть нарезана на отрезки нужной длины.

Стандарты резьбовых шпилек

В обозначении резьбовых шпилек у различных продавцов встречаются 2 стандарта DIN 975 и DIN 976. Ранее, в статье, посвященной этим стандартам мы подробно рассмотрели этот вопрос. Если кратко, стандарт DIN976 выпущен как замена стандарта DIN975. Его основное отличие – расширенное количество типоразмеров резьбового стержня, охваченного стандартом. В отличие от традиционных размеров шпильки 1000 и 2000 мм, в него вошли еще свыше 30 размеров резьбовых шпилек длиной от 5 до 160 мм.

Класс прочности резьбовых шпилек

Резьбовые шпильки из углеродистой стали, как и болты имеют различный класс прочности. Большинство шпилек, представленных на рынке имеют следующие классы прочности: 4.8, 8.8 и 10.9.

Класс прочности представляет собой цифровой код, состоящий из двух цифр, разделенных точкой.

Первая цифра класса прочности обозначает 1/100 номинальной величины предела прочности на разрыв, измеряемую в Мпа.

Например, для класса прочности 4.8, предел прочности равен = 4 х 100 = 400 Мпа.

Вторая цифра – отношение предела текучести к пределу прочности, умноженному на 10. Для примера, для шпильки класса прочности 4.8. предел текучести = 400 (предел прочности) * 8 /10 = 320 Мпа.

Значение предела текучести имеет важное практическое значение, поскольку это и есть максимальная рабочая нагрузка шпильки.

Данные по пределу прочности и пределу текучести для различных классов прочности шпилек:

Таким образом, шпилька одинакового диаметра, класса прочности 8.8 в 2 раза прочнее шпильки класса 4.8. а шпилька класса прочности 10.9 в 3 раза. К шпилькам класса прочности 8.8. и 10.9 применяются термин «высокопрочные шпильки».

Цветовая маркировка резьбовых шпилек

Стандартом DIN 976-1:2002 предусмотрено нанесение цветной маркировки на один из концов резьбовых шпилек в зависимости от их класса прочности. Все варианты цветной маркировки рассмотрены в статье.

Маркировка наиболее популярных резьбовых шпилек:

В большинстве случаев, применяются оцинкованные шпильки, что обеспечивает их коррозионную стойкость, а следовательно, и возможность наружного применения. В подавляющем большинстве случаев используется покрытие из белого цинка, но, на рынке можно приобрести и резьбовые шпильки в желтом цинке. Как правило, они используются в декоративных целях.

Такие шпильки являются высокопрочными. Как указывалось выше показатели прочности таких шпилек вдвое выше по сравнению с обычными резьбовыми стержнями класса прочности 4.8. Шпильки класса прочности 8..8. имеют желтую маркировку на своем торце. Сфера применения таких шпилек близка к шпилькам 4.8., но, в силу, более высокой прочности они чаще используют для монтажа ответственных инженерных конструкций, таких как инженерные коммуникации значительного веса, водопроводных и канализационных труб большого диаметра. Шпильки класса прочности поставляются с цинковым покрытием белого цвета.

Еще один вид высокопрочной шпильки, прочностные характеристики. которой втрое превышают характеристики резьбовой шпильки 4.8. и приблизительно на 50% выше по сравнению со шпилькой класса 8.8. Данная шпилька имеет белую маркировку на торце. В отличие от шпилек класса прочности 4.8 и 8.8. подавляющее большинство таких шпилек поставляется без цинкового покрытия, так как резьбовые стержни такого класса прочности не подвержены коррозии. Однако, на рынке представлены и высокопрочные шпильки класса 10.9 с цинковым покрытием, которое служит для улучшения внешнего вида шпильки. Шпильки класса прочности 10.9 используются в наиболее ответственных и тяжелонагруженных применениях, когда требуется обеспечить максимальную надежность крепления элементов, часто они используются в промышленности при монтаже различного оборудования.

Угол резьбы резьбовых шпилек

Таблица весов стандартных и облегченных резьбовых шпилек

Источник

Какую нагрузку выдерживает шпилька м12

Для изделий из углеродистой стали, класс прочности обозначают двумя цифрами через точку.
Пример: 4.6, 8.8, 10.9, 12.9.

Вот тут есть небольшой ролик с испытанием болтов на разрыв, наглядно демонстрирующий протекающие процессы.

Значение 70 – является стандартным пределом прочности нержавеющего крепежа и принимается в расчет пока явно не указано 50 или 80.

Предел текучести для нержавеющих болтов и гаек является справочным значением и составляет около 250 Н/мм2 для A2-70 и около 300 Н/мм2 для A4-80. Относительное удлинение при этом составляет около 40%, т.е. нержавейка хорошо “тянется” после превышения предела текучести, прежде чем наступит необратимая деформация. В сравнении с углеродистыми сталями относительное удлинение для ST-8.8 составляет 12%, а для ST-4.6 соответственно 25%

Для болта M12 из нержавеющей стали A2-70 та же расчетная рабочая нагрузка не должна превышать половину значения предела текучести и составит 250 x 89,87 / 20 = приблизительно 1,12 тонны, а для M12 A4-80 – 1,34 тонны.

В сокращенном виде этот материал изложен на последней странице крепежного каталога.

Дополнительные таблицы, сделанные еще перед выходом статьи в 2008 году и добавленные 21.09.2011 спустя почти четыре года. Добавлены сведения для нержавейки A2-50 и высокопрочных ST-10.9. Коэффициент запаса равен двум. Можно перестраховаться и смело делить на тридцать нагрузку в Ньютонах. Кстати, на такелаже именно так и делают, только делят нагрузку на сорок, т.е. принимают запас равным четырем.

Источник

Разрушающие нагрузки для болтов

Болты являются крепежными стержневыми изделиями с наружной резьбой и, как все резьбовые детали для формирования надежных соединений, подвергаются высоким статическим нагрузкам, возникающим от затяжки и действия растягивающих, изгибающих и вырывающих сил. Поэтому важно точно определить допустимую несущую способность крепежного изделия, чтобы обеспечить необходимый потенциал работоспособности соединения.

Основным оценочным критерием несущей способности резьбового соединения является минимальная разрушающая нагрузка болта, которая в первую очередь зависит от двух характеристик метиза: рабочей площади поперечного сечения резьбового стержня и его класса прочности.

Чтобы облегчить потребителю выбор нужного крепежа, наш сайт предлагает систематизированную таблицу

Таблица разрушающих нагрузок для болтов

Для чего нужна таблица

При разработке и реализации резьбовых соединений для конструкций и деталей важно добиться оптимального сочетания прочности, типоразмера и стоимости крепежа. Нецелесообразно устанавливать слишком большой или чрезвычайно прочный дорогой болт, который, безусловно, сформирует сверхнадежное и долговечное соединение, но при этом значительно увеличит вес или стоимость соединительного узла.

Именно таблица позволяет выбрать крепежные изделия, которые наилучшим образом сочетают в себе нужный показатель устойчивости к разрушению, компактный размер и рациональную себестоимость.

Как пользоваться таблицей

Зная проектные значения разрушающей нагрузки, воздействующей на крепеж и соединительный узел в целом, можно легко подобрать нужные вариации типоразмеров болтов. Например, для показателя разрушающей нагрузки в 32 Кн существует несколько подходящих точек пересечения строк и столбцов:

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

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

Классы прочности

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

Болт класса прочности 3.6 имеет следующие характеристики:

Для высокопрочного болта 12.9 порядок цифр гораздо выше:

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

Что такое килоньютоны

Минимальные разрушающие нагрузки для болтов – это внешние негативные силы, способные спровоцировать невосстанавливаемые деформационные процессы в соединении. Единицей измерения силы является Ньютон (Н), который приблизительно соответствует массе 0,1 кг. Таким образом, 1Кн (1000 Н) можно сопоставить массе 100 кг. Если в таблице «Разрушающие нагрузки для болтов» для крепежного элемента с резьбой М10 и классом прочности 6.8 указана минимальная разрушающая нагрузка 34,8 Кн, это означает, что данный метиз способен выдержать статическую нагрузку до 34,8*100 = 3480 кг или 3,48 тонны.

Источник