Автор статьи: pkmetiz.ru
Содержание
Для взаимной фиксации металлических изделий, пластин и деталей применяют болтовое соединение. Оно представляет собой разъемный крепеж, достаточно прочный, чтобы выдержать определенные нагрузки на растяжение и срез. Качество крепежа при использовании болтов можно регулировать. Для контроля прочности соединений применяют методику расчета диаметра болта с учетом особенностей соединяемых деталей, заданных величин нагрузки на срез и смятие для метиза и для всего соединения. Корпеть с формулами для получения необходимых цифр не нужно — удобный онлайн-калькулятор для расчета болтового соединения есть на нашем сайте.
Болты быстро заменили сварное соединение в массовом производстве и строительстве, поскольку разъемный крепеж позволяет экономить на покупке метизов и повышает ремонтопригодность конструкций. Есть у болтового соединения и другие плюсы:
Основной минус болтового соединения заключается в том, что оно состоит из нескольких метизов и нужно выбирать крепеж с учетом расчетных нагрузок на соединение. Если будут допущены ошибки в расчетах, соединение может оказаться недостаточно прочным. Это, в свою очередь, может стать причиной аварии или поломки механизма. Использование калькулятора болтового соединения упрощает работу проектировщика и позволяет точно определить тип крепежа.
Болтовые соединения классифицируют по типу передачи усилия между крепежными деталями и разделяют на две категории:
Классы точности болтов:
Классы точности по факту отличаются допусками при производстве метизов. Узнать класс точности определенного типа болтов можно по соответствующему стандарту (ГОСТ, DIN, ISO).
Еще одна важная характеристика болта — класс прочности. По стандарту ГОСТ ISO 898–1–2014, который актуален для российских покупателей, существует 11 классов прочности болтов. Классы прочности обозначаются двумя цифрами через точку, например: 3.6 (допустимо опускать точку в обозначении класса на крепеже). Обозначение класса прочности наносят на верхнюю или боковую поверхность головки с помощью углублений либо выпуклостей. Также применяется циферблатная система маркировки. Первая цифра показывает предел прочности метиза на растяжение, единица измерения 100 МПа. Болт с классом прочности 3.6 имеет предел прочности по растяжению 300 МПа, или 30 кг/мм². Вторая цифра в обозначении класса рассчитывается как частное от деления предела текучести на предел прочности. Величину указывают в десятках процентов, то есть для класса прочности 3.6 оно равно 60%.
Использовать немаркированные болты в болтовых соединениях запрещено (маркировку обычно не наносят на метизы с классом прочности ниже 4.6). Допустимо использовать гайки более высокого класса прочности, чем требует расчет болтового соединения. Когда болт работает только на срез, можно использовать гайку более низкого класса прочности. Класс прочности болта в соединении должен соответствовать требованиям ГОСТа и определяется по стандартным таблицам.
Чтобы рассчитать болтовое соединение при работе на срез, нужно иметь данные по следующим величинам:
Формула условия прочности болтового соединения на срез:
С ее помощью определяют количество болтов (обозначено литерой n) и диаметр метизов, проверяют соответствует ли прочность болтового соединения проектному значению.
Данные, которые используют для расчета болтового соединения:
Расчеты выполняют в соответствии с нормативами СНиП II–23–81 и СП 53–102–2004. Для расчетов на растяжение и срез используют разные формулы. Для срезных и фрикционных соединений методики расчетов тоже различаются. В срезных соединениях распределение усилий происходит также, как во фрикционно-срезных. Если речь идет о соединении пластин из тонкого материала, проводят расчет на смятие (в зоне контакта метиза и поверхности соединяемых деталей крепеж может начать разрушаться). В процессе надо вводить множество переменных и использовать сложные формулы, но куда проще воспользоваться онлайн-калькулятором, который есть на нашем сайте.
Допустимый зазор между болтом и отверстием под него зависит от сферы применения крепежного соединения и его типа (фрикционное, срезное, фрикционно-срезное). Разность номинальных диаметров должна быть достаточной, чтобы монтаж конструкции проходил без осложнений. Остаточные перемещения сдвига также влияют на определение диаметра отверстия под метиз.
Болты, конструкция которых предусматривает разные диаметры шпильки на участке без резьбы, допустимо использовать только во фрикционных соединениях. При размещении соединительных болтов устанавливают максимально допустимое расстояние между метизами. При размещении болтов в узловых и угловых зонах соблюдают минимально возможное расстояние.
Точность монтажных отверстий под метизы определяется технологией монтажа крепежных изделий. Допустимое отклонение диаметров отверстий — до 1 мм. Если болтовое соединение не является расчетным, его можно просверлить по наметке.