Болти. Загальні відомості.

 Сьогодні в сучасному світі важко уявити промисловість, й інші галузі, без болтових з'єднань. Вони застосовуються практично повсюдно. У даній статті ми розглянемо деякі факти з історії болтів, їх відмінності та характеристики, класи міцності і способи позначення.

Звичайний для нас болт має досить цікаву історію. Виявляється, його застосування з гайкою, без якого сучасна людина не уявляє собі болтове з'єднання, існувало далеко не завжди. Довгі металеві стрижні без різьби з прорізом на кінці, у яку вставлявся клин, застосовувалися ще древніми римлянами в петлях дверних пристроях. Ці стрижні якраз є прообразами сучасних болтів. І тільки в 15 столітті з'являються болти з різьбою. При використанні вони спочатку просто вкручувалися в основу. Різьблення або наносилась вручну, або її роль виконувала накручена на стрижень і закріплена пайкою дріт. Перші гайки почали виготовлятися лише в самому кінці 16-го і початку 17-го століть, коли з'явилася потреба в створенні складних і міцних конструкцій. Оскільки нарізка різьби представляла певну складність, спочатку кожному болту відповідала своя власна гайка, що ускладнювало застосування і звужувало область використання болтових з'єднань. І лише з появою гвинторізних верстатів болти і гайки починають широко застосовуватися для з'єднання окремих частин конструкції. Сьогодні болт є поширеною кріпильної деталлю і являє собою стрижень з гвинтовою різьбою по всій довжині або на її частині, і головкою.

Відмінності і характеристики болтів.

Залежно від призначення і галузі застосування болтів їх виготовляють з різною за формою головкою. В результаті чого вони поділяються на:

• болти з шестигранною головкою - універсальні болти, застосовують для з'єднання елементів з різних матеріалів;
• болти з напівкруглою головкою - вид болта з вусом або квадратним підголовником, що запобігає прокручування. Призначений для кріплення м'яких матеріалів (ДСП, МДФ, фанери тощо);
• болти з потайною голівкою - болти, не виступають над робочою поверхнею. Широко використовуються в машинобудуванні, приладобудуванні, меблевому виробництві;
• анкерні болти (фундаментні) - знайшли своє застосування в будівництві для фіксації конструкцій і обладнання на фундаменті;
• рим-болти - призначені як для підняття/опускання вантажів, так і для утримання різних предметів на висоті;
• футеровочні болти (бронеболты) - різновид гвинтів з потайною голівкою, використовуються в різному обладнанні промисловості і призначені для кріплення деталей і броньових облицювальних плит всередині футеровки барабанних кульових млинів, бункерів, хімічних апаратів, травильних ванн та ін.

В залежності від типу конструкції і вимог до її міцності диференціюються і класи точності болтів, які використовуються для її сполуки.

Клас точності болта вказується на його голівці опуклими літерами. Розрізняють три класи точності: А, В, С.

Болти, гайки класу точності З характеризуються значною розбіжністю діаметрів з'єднуваних елементів, найчастіше стержень болта на 2-3 мм менше отвори. При додатку до такого з'єднання зовнішнього зусилля мають місце значні переміщення, зумовлені різницею в діаметрах і неодночасне вступ в роботу всіх елементів зчеплення.,

Болти і гайки класу точності менш деформовані і мають різницю в діаметрі стрижня і отврстия від 1 до 1,5 мм.

Найбільш точним є кріплення класу точності А. Різниця в діаметрах деталей зчеплення - 0,25 - 0,30 мм, деталі практично одночасно вступають в роботу, тому з'єднання малодеформировано. Деталі кріплення мають клас точності А виготовляються точінням, відрізняються високою вартістю.

Клас міцності

Він являє собою одну з характеристик механічних властивостей кріпильних виробів. По-іншому його називають межею міцності на розрив. У більшості випадків позначення класу міцності болтів виконують на торцевій частині головки опуклої маркуванням. Для виробів з вуглецевої сталі класи маркують двома розділеними крапкою числами. Наприклад, 5.6, 8.8, 12.9. Точку при такому маркуванню допускається не наносити. Для болтів невеликих розмірів або коли з-за форми головки немає можливості виконати маркування зазначеним вище способом, застосовують систему циферблата. В даному випадку контрольна позначка відповідає дванадцяти годинах, і в цьому місці наноситься або точка, або товарний знак виробника. Клас міцності болта маркується однією або двома штрихами у відповідній його першого числа позиції годинникової стрілки. В якості прикладу можна навести болти класів міцності 4.8 і 5.8. Точка наноситься в позиції, що відповідає 12 години циферблата. Позначення класу 5.6 виконується одним штрихом у позиції 17 годин. Для класу 5.8 маркування виконується двома штрихами в тому ж положенні годинникової стрілки. Для класу міцності 12.9 зроблено виняток з цього правила, маркування обох чисел на голівці виконується тільки точками.

Два числа в позначенні містять таку інформацію.

- перше число дорівнює одній сотій частині величини номінального значення межі міцності деталі на розтяг, що вимірюється в одиницях: ньютон на квадратний міліметр (Н/мм2);

- друге число дорівнює відношенню межі текучості (або умовної межі текучості) болта до його номінального межі міцності на розтягування, помноженому на десять.

Повний перелік класів міцності болтів з вуглецевої сталі включає у свій склад такі класи: 3.6; 3.8; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6,8; 8.8; 10.9; 12.9.

Аналогічні характеристики механічних властивостей у болтів з нержавіючої сталі мають іншу назву – межа міцності на розрив. Їх позначення включає марку аустенітної сталі, наприклад А2 або А4, і величину самого межі міцності, виражену в кГс/мм2. Всього стандартами передбачено три такі величини: 50, 70 і 80. Наприклад, на головках болтів А2 і болтів А4 маркування меж міцності на розрив може виглядати наступним чином: А2-70, А2-80 або А4-50.

Позначення кріплення.

На початку ХХ століття в СРСР була прийнята система умовних позначень кріплення, більшою частиною перейнята з Європи, але, з часом, радянські інженери розробили власну особливу систему умовних позначень кріплення. При позначенні кріплення (болтів, гайок, гвинтів, шпильок, шайб) на кресленнях, в специфікаціях та у технічній документації, щоб уникнути різночитань, завжди повинні використовуватися затверджені повні умовні позначення, однакової форми для всіх випадків. Але, у зв'язку з халатністю, лінню, поспіхом, а також технічної неписьменністю багатьох інженерно-технічних працівників, з'явилися і знайшли широке застосування різні види умовних позначень:

·  повні позначення: Болт В3М12х1,25-6дх50.58.С.019 ГОСТ ..., Гайка 2М6LH-6Н.8.016 ОСТ ... , Шайба А30.01.08 кп.019 ГОСТ ... і т. п.

·  скорочені позначення ― утворені від повних шляхом скорочення несуттєвих для даного застосування параметрів кріплення: Гвинт М8-8дх60.029 ГОСТ ..., Гайка М16-6Н.032 ГОСТ ..., Шайба 10.019 ОСТ ... і т. п.

·  спрощені позначення ― зазначаються лише головні параметри і вимоги: Шайба 14,Гайка М16 ГОСТ ..., Болт 12х25 оц ГОСТ ..., Гвинт 6х45 хім.окс. ГОСТ ...

Вказівка ГОСТ, ОСТ , або ТУ у позначенні кріплення є обов'язковим, так як номер стандарту визначає конструкцію і геометричну форму кріплення, точність виготовлення, а в деяких випадках також і марку сталі, міцність кріплення та інші параметри. Всі види позначень утворені від повного позначення, правильність написання якого диктують стандарти: для кріплення з різьбою до 48 мм - ГОСТ 1759.0-87, для кріплення з різьбою понад 48 мм ― ГОСТ 18126-94. Хтось заперечить, що "скорочені" і "спрощені" позначення абсолютно обґрунтовано існують і використовуються саме тому, що незазначені в них параметри неважливі і не потрібні в даному конкретному випадку. Можна лише зазначити, що на цей рахунок немає ніяких затверджених нормативних документів.

Повне умовне позначення

Повне позначення болтів, гвинтів, шпильок і гайок нормується стандартом ГОСТ 1759.0-87 "Болти, гвинти, шпильки та гайки. Технічні умови"

На пострадянському просторі згідно з ГОСТ 1759.0-87 і ГОСТ 18126-94 прийнята наступна схема умовного позначення для болтів, гвинтів і шпильок і гайок з вуглецевих сталей і кольорових сплавів:

Наведені схеми мають загальний вигляд, з усіма можливими елементами. В залежності від виду кріплення позначення може містити більшу або меншу кількість елементів. Також необхідно відзначити, що деякі види болтів, шпильок, гайок і шайб мають свої специфічні умовні позначення, нормовані конкретним стандартом (наприклад: болти фундаментні ГОСТ 24379.1-80, шпильки для фланцевих з'єднань ГОСТ 9066-75 та ін)

Розглянемо позначення болта на прикладі з розшифровкою:

Болт 3М12х1,25LH-6gx50.58.C.019 ГОСТ 7798-70

В даному прикладі позначення болта використані наступні елементи:

Болт ― назва кріпильної деталі;

В ― клас точності болта (всього прийняті три класи точності: А, В і С; найточніший ― клас А); в даному прикладі клас точності В не вказується, так як він продиктований зазначеним далі стандартом ГОСТ 7798-70 ― за цим стандартом болти не можуть бути іншого класу точності, крім В;

3 ― виконання болта (в залежності від стандарту може бути від 1-го до 4-х виконань; якщо виконання не зазначено в позначенні болта ― то це значить, що застосовується виконання 1 ― цифра "1" не вказується);

М ― вид різьби (в залежності від стандарту може бути різьблення: М ― метрична; До ― конічна; Тр ― трапециідальна);

12 ― номінальний діаметр різьби болта в міліметрах, мм;

1,25 ― крок різьби болта (якщо крок різьби великий (основний), то він не вказується; вказується тільки дрібний і особливо дрібний крок різьби в міліметрах, мм ― в даному прикладі крок різьби 1,25 мм є дрібним для різьби М12, т. к. великий основний крок для різьби М12 це 1,75 мм);

LH ― позначення напрямку нарізки різьблення ― ліва різьба (якщо різьба має праве напрямок нарізки (основна), то напрямок нарізки не вказується);

6g ― поле допуску різьби ― визначає клас точності виготовлення різьби (буває точний, середній, грубий клас ― позначається цифрами від 4 до 8 з латинськими літерами; точний клас ― 4, грубий клас ― 8);

50 ― довжина болта в міліметрах, мм;

58 ― клас міцності болта (точку між цифрами в позначенні не ставлять); затверджений прозорого ряд для болтів із вуглецевих сталей містить 11 класів міцності: позначаються 36; 46; 48; 56; 58; 66; 68; 88; 98; 109; 129);

З ― вказівка про застосування спокійною (З) або автоматної (А) сталі ― для болтів класу міцності до 6.8; для болтів класів міцності 8.8 і вище, а також для болтів з легованих і спеціальних сталей і сплавів, в цьому місці зазначається застосовувана марка сталі або сплаву;

01 ― цифрове позначення виду покриття; використовуються позначення номерів покриттів від 01 до 13;

9 ― товщина покриття в мікронах, мкм;

ГОСТ 7798-70 ― тип і номер стандарту на конструкцію і геометричні параметри болта.