Αντοχή μπουλονιού: κλάσεις σύμφωνα με το GOST και έναν πίνακα, αποκωδικοποίηση της σήμανσης και υπολογισμός της αντοχής σε διάτμηση και εφελκυσμό

2024 Συγγραφέας: Beatrice Philips | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-18 12:08

Οι συνδετήρες αντιπροσωπεύουν μια μεγάλη ποικιλία στην αγορά. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για τη συνήθη σύνδεση διαφόρων τμημάτων δομών, όσο και για να είναι το σύστημα ανθεκτικό σε αυξημένα φορτία, για να είναι πιο αξιόπιστο.

Η επιλογή κατηγορίας αντοχής μπουλονιών εξαρτάται άμεσα από το σκοπό για τον οποίο θα χρησιμοποιηθεί η δομή.

Κύρια μαθήματα

Το μπουλόνι είναι ένας κυλινδρικός συνδετήρας με ένα νήμα στο εξωτερικό . Συνήθως έχει εξάγωνη κεφαλή για κλειδί. Η σύνδεση γίνεται με παξιμάδι ή άλλη οπή με σπείρωμα. Πριν από τη δημιουργία βιδωτών συνδετήρων, τα μπουλόνια ονομάζονταν οποιαδήποτε προϊόντα με τη μορφή ράβδου.

Ο σχεδιασμός του μπουλονιού έχει ως εξής.

Κεφάλι

Με τη βοήθειά του, ο υπόλοιπος συνδετήρας μεταδίδεται ροπή … Μπορεί να έχει εξαγωνικό, ημικυκλικό, ημικυκλικό με βίδα, κυλινδρικό, κυλινδρικό με εξάγωνη εσοχή, βυθισμένο και βυθισμένο με βίδα.

Κυλινδρική ράβδος

Χωρίζεται σε διάφορους τύπους:

• πρότυπο;
• για εγκατάσταση σε τρύπα με κενό.
• για τοποθέτηση σε τρύπα δοκού.
• με κορμό μειωμένης διαμέτρου χωρίς νήμα.

βίδα

Μπορεί να έχει τις ακόλουθες μορφές:

• στρογγυλό;
• παξιμάδι φτερών?
• εξάγωνο (με λοξοτμήσεις χαμηλό / υψηλό / κανονικό, στεφάνι και σχισμές).

Υπάρχουν πολλοί τύποι μπουλονιών, όλα εξαρτώνται από τις ιδιότητες που πρέπει να έχει η δομή κατά τη λειτουργία. Η κατηγορία αντοχής των μπουλονιών περιγράφει τις μηχανικές τους ιδιότητες.

Με βάση τους πιο δημοφιλείς πίνακες, μπορείτε να καταλάβετε ότι αυτή η κατηγορία είναι η κύρια.

Η αντοχή είναι μια ιδιότητα ενός προϊόντος που χαρακτηρίζεται από αντίσταση στην καταστροφή από εξωτερικούς παράγοντες . Οποιοσδήποτε κατασκευαστής πρέπει να υποδεικνύει τη δύναμη του προϊόντος, έτσι ώστε κατά την εγκατάσταση ή τη συναρμολόγηση να είναι σαφές εάν οι συνδετήρες είναι κατάλληλοι για συγκεκριμένες περιπτώσεις. Η δύναμη μετριέται σε δύο αριθμούς, χωρισμένους με μια τελεία, ή έναν διψήφιο και μονοψήφιο αριθμό, επίσης διαχωρισμένο με μια τελεία:

• 3.6 - στοιχεία σύνδεσης από μη κράμα χάλυβα, δεν εφαρμόζεται πρόσθετη σκλήρυνση ·
• 4.6 - χρησιμοποιείται για την παραγωγή χάλυβα άνθρακα ·
• 5.6 - είναι κατασκευασμένα από χάλυβα χωρίς τελική σκλήρυνση.
• 6.6, 6.8 - υλικό κατασκευασμένο από χάλυβα άνθρακα, χωρίς προσμίξεις ·
• 8.8 - συστατικά όπως χρώμιο, μαγγάνιο ή βόριο προστίθενται στον χάλυβα · επιπλέον, το τελικό μέταλλο σκληραίνεται σε θερμοκρασίες άνω των 400 ° C ·
• 9.8 - έχει ελάχιστες διαφορές από την προηγούμενη κατηγορία και μεγαλύτερη αντοχή ·
• 10.9 - για την παραγωγή τέτοιων μπουλονιών, ο χάλυβας λαμβάνεται με πρόσθετα πρόσθετα και σκληραίνει στους 340-425 ° C.
• 12.9 - χρησιμοποιείται ανοξείδωτο ή κράμα χάλυβα.

Ο πρώτος αριθμός σημαίνει την αντοχή εφελκυσμού (1/100 N / mm2 ή 1/10 kg / mm2) , δηλαδή, 1 χιλιοστό τετραγωνικού μπουλονιού 3,6 θα αντέξει ένα σπάσιμο 30 κιλών. Ο δεύτερος αριθμός είναι το ποσοστό της αντοχής στην απόδοση σε εφελκυσμό. Δηλαδή, το μπουλόνι 3,6 δεν θα παραμορφωθεί μέχρι δύναμη 180 N / mm2 ή 18 kg / mm2 (60% της τελικής αντοχής).

Με βάση τις τιμές αντοχής, τα μπουλόνια σύνδεσης χωρίζονται στις ακόλουθες επιλογές

• Έκταση-ρήξη στην εσωτερική διάμετρο του μπουλονιού. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή του συνδετήρα, τόσο πιο πιθανό είναι το μπουλόνι να παραμορφωθεί υπό φορτίο, δηλαδή να τεντωθεί.
• Λειτουργεί για να κόψει το μπουλόνι σε δύο επίπεδα. Όσο χαμηλότερη είναι η αντοχή, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα αποτυχίας της βάσης.
• Εκτατή και διατμητική - Κουρεύει την κεφαλή του μπουλονιού.
• Τριβή - εδώ υπάρχει σύνθλιψη του υλικού κάτω από τους συνδετήρες, δηλαδή λειτουργούν για κοπή, αλλά με υψηλή τάση των συνδετήρων.

Σημείο διαρροής - αυτό είναι το μεγαλύτερο φορτίο, με αύξηση της παραμόρφωσης, η οποία δεν μπορεί να αποκατασταθεί στο μέλλον, δηλαδή, η βιδωτή σύνδεση θα αυξηθεί σε μήκος μετά από ορισμένες ενέργειες. Όσο βαρύτερη μπορεί να αντέξει η δομή, τόσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός ροής. Κατά τον υπολογισμό του φορτίου, συνήθως λαμβάνετε το 1/2 ή το 1/3 της ισχύος απόδοσης. Εξετάστε ένα κουτάλι κουζίνας ως παράδειγμα - το λυγίζοντας από τη μία πλευρά δημιουργεί ένα διαφορετικό αντικείμενο. Η ρευστότητα ήταν σπασμένη - αυτό οδήγησε σε παραμόρφωση, αλλά το ίδιο το υλικό δεν έσπασε. Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ελαστικότητα του χάλυβα είναι υψηλότερη από την απόδοση του.

Ένα άλλο αντικείμενο είναι ένα μαχαίρι, το οποίο θα σπάσει όταν λυγίσει. Κατά συνέπεια, η δύναμη της αντοχής και της απόδοσης είναι η ίδια. Τα προϊόντα με τέτοια χαρακτηριστικά ονομάζονται επίσης εύθραυστα. Όριο εφελκυσμού - αλλαγή στο μέγεθος και το σχήμα ενός υλικού υπό την επίδραση εξωτερικών παραγόντων, ενώ το προϊόν δεν καταστρέφεται. Με άλλα λόγια, είναι το ποσοστό επιμήκυνσης του υλικού σε σύγκριση με το αρχικό δείγμα. Αυτό το χαρακτηριστικό δείχνει το μήκος του μπουλονιού πριν από το σπάσιμο. Ταξινόμηση μεγέθους - όσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση στρέψης.

Το μήκος του μπουλονιού επιλέγεται ανάλογα με το πάχος των τμημάτων που πρόκειται να συνδεθούν.

Οι συνδετήρες διαιρούνται επίσης με έναν τέτοιο δείκτη όπως η ακρίβεια. Διάφορες μέθοδοι σπειρώματος και επιφανειακής επεξεργασίας χρησιμοποιούνται στην παραγωγή. Μπορεί να είναι υπερυψωμένο, κανονικό και τραχύ.

• C είναι η αδρή ακρίβεια . Αυτοί οι συνδετήρες είναι κατάλληλοι για τρύπες 2-3 mm μεγαλύτερες από την ίδια τη ράβδο. Με τέτοια διαφορά στις διαμέτρους, οι αρμοί μπορούν να κινηθούν.
• Το Β είναι φυσιολογική ακρίβεια . Τα συνδετικά στοιχεία εγκαθίστανται σε οπές 1-1,5 mm ευρύτερες από τη ράβδο. Υποχωρούν σε λιγότερη παραμόρφωση σε σύγκριση με την προηγούμενη κλάση.
• Α - υψηλή ακρίβεια … Οι οπές για αυτήν την ομάδα μπουλονιών μπορούν να είναι 0,25-0,3 mm ευρύτερες. Οι συνδετήρες έχουν αρκετά υψηλό κόστος, καθώς παράγονται με στροφή.

Για συνδετήρες από ανοξείδωτο χάλυβα, δεν υποδεικνύουν την κατηγορία, αλλά την αντοχή εφελκυσμού, ο χαρακτηρισμός τους είναι διαφορετικός - Α2 και Α4, όπου:

• Α είναι η ωστενιτική δομή του χάλυβα (σίδηρος υψηλής θερμοκρασίας με κρυσταλλικό πλέγμα GCC).
• οι αριθμοί 2 και 4 είναι ο χαρακτηρισμός της χημικής σύνθεσης του υλικού.

Τα ανοξείδωτα μπουλόνια έχουν 3 δείκτες αντοχής - 50, 70, 80 . Στην παραγωγή μπουλονιών υψηλής αντοχής, χρησιμοποιούνται κράματα με υψηλότερη σκληρότητα και αντοχή. Τέτοια υλικά είναι πιο ακριβά από το χάλυβα άνθρακα. Η τάξη δύναμης ποικίλλει - 6,6, 8,8, 9,8, 10,9, 12,9. Επίσης, για να αυξηθεί η απόδοση, πραγματοποιείται ένα στάδιο θερμικής επεξεργασίας, το οποίο αλλάζει τη χημική σύνθεση και δομή του υλικού. Πιθανή λειτουργία σε θερμοκρασίες κάτω των 40 ° C - έχει την ονομασία U. 40-65 ° C σημειώνεται ως HL.

Σκληρότητα μπουλονιού είναι η ικανότητα ενός υλικού να αντιστέκεται στη διείσδυση ενός άλλου σώματος στην επιφάνειά του. Η σκληρότητα του μπουλονιού μετριέται από τους Brinell, Rockwell και Vickers. Οι δοκιμές σκληρότητας Brinell πραγματοποιούνται σε έναν μετρητή σκληρότητας, μια σκληρυμένη μπάλα με διάμετρο 2,5, 5 ή 10 χιλιοστά χρησιμεύει ως δείκτης (πιεσμένο αντικείμενο). Το μέγεθος εξαρτάται από το πάχος του υλικού που δοκιμάζεται. Η εσοχή πραγματοποιείται εντός 10-30 δευτερολέπτων, ο χρόνος εξαρτάται επίσης από το δοκιμασμένο υλικό. Η εκτύπωση που προκύπτει στη συνέχεια μετράται με μεγεθυντικό φακό Brinell σε δύο κατευθύνσεις. Ο λόγος του εφαρμοζόμενου φορτίου προς την επιφάνεια της εσοχής είναι ο ορισμός της σκληρότητας.

Η μέθοδος του Rockwell βασίζεται επίσης στην εσοχή . Ένας κώνος διαμαντιών λειτουργεί ως δείκτης για σκληρά κράματα και μια χαλύβδινη σφαίρα με διάμετρο 1,6 χιλιοστά για μαλακότερα κράματα. Σε αυτή τη μέθοδο, η δοκιμή πραγματοποιείται σε δύο φάσεις. Αρχικά, εφαρμόζεται μια προφόρτιση για να έρθει το υλικό και το άκρο σε στενή επαφή. Στη συνέχεια, το κύριο φορτίο συνεχίζεται για μικρό χρονικό διάστημα. Αφού αφαιρεθεί το φορτίο εργασίας, μετράται η σκληρότητα. Δηλαδή, οι υπολογισμοί θα πραγματοποιηθούν σύμφωνα με το βάθος στο οποίο παραμένει το indeter, με την εφαρμοζόμενη προφόρτιση. Σε αυτή τη μέθοδο, διακρίνονται 3 ομάδες σκληρότητας:

• HRA - για επιπλέον σκληρά μέταλλα.
• HRB - για σχετικά μαλακά μέταλλα.
• HRC - για σχετικά σκληρά μέταλλα.

Η σκληρότητα του Vickers καθορίζεται από το πλάτος της εκτύπωσης . Το πιεσμένο άκρο είναι μια διαμαντένια πυραμίδα με τέσσερα πρόσωπα. Μετριέται υπολογίζοντας την αναλογία του φορτίου προς την περιοχή του σήματος που προκύπτει. Οι μετρήσεις γίνονται κάτω από ένα μικροσκόπιο τοποθετημένο στον εξοπλισμό. Αυτή η μέθοδος χαρακτηρίζεται από αυξημένη ακρίβεια και υπερευαισθησία. Οι μέθοδοι μέτρησης που χρησιμοποιήθηκαν σύμφωνα με το GOST στη σοβιετική εποχή δεν επέτρεπαν τον προσδιορισμό όλων των μέγιστων επιτρεπόμενων φορτίων στους συνδετήρες, επομένως τα παραγόμενα υλικά ήταν κακής ποιότητας.

Οι κύριοι τύποι μπουλονιών

Λεμεσνι … Με τη βοήθειά του, προσαρτώνται αναρτημένες βαριές κατασκευές. Τις περισσότερες φορές χρησιμοποιείται για τη γεωργία.

Επιπλα . Η κύρια διαφορά είναι ότι το σπείρωμα δεν εφαρμόζεται σε ολόκληρη τη ράβδο. Το κεφάλι είναι ομαλό - αυτό γίνεται έτσι ώστε το μπουλόνι να μην προεξέχει πάνω από το επίπεδο. Εκτός από την παραγωγή επίπλων, αυτός ο συνδετήρας έχει βρει την εφαρμογή του στην κατασκευή.

Δρόμος . Χρησιμοποιείται κατά την εγκατάσταση περιφράξεων. Διακρίνεται από ημικυκλική κεφαλή, κάτω από την οποία υπάρχει τετράγωνο προσκέφαλο. Χάρη σε αυτόν τον σχεδιασμό, τα στοιχεία είναι σταθερά στερεωμένα.

Μηχανολογία … Ο πιο δημοφιλής τύπος που χρησιμοποιείται στην κατασκευή αυτοκινήτων.

Τα μπουλόνια των τροχών είναι εξαιρετικά ανθεκτικά και ανθεκτικά σε δυσμενείς παράγοντες.

Ταξίδι . Χρησιμοποιείται στην κατασκευή σιδηροδρόμων, συνήθως χρησιμοποιείται για τη σύνδεση τμημάτων σιδηροδρόμων. Το νήμα εφαρμόζεται σε λιγότερο από το μισό στέλεχος.

Βαθμολόγηση

Όλοι οι συνδετήρες επισημαίνονται σύμφωνα με τα πρότυπα:

• GOST;
• Το ISO είναι ένα σύστημα που εισήχθη στις περισσότερες πολιτείες από το 1964.
• Το DIN είναι ένα σύστημα που δημιουργήθηκε στη Γερμανία.

Λαμβάνοντας υπόψη όλες τις απαιτήσεις και τα πρότυπα, οι ακόλουθες ονομασίες εφαρμόζονται στην κεφαλή του μπουλονιού:

• την κατηγορία αντοχής της πρώτης ύλης από την οποία κατασκευάστηκαν οι συνδετήρες ·
• πινακίδα εργοστασίου του κατασκευαστή.
• κατεύθυνση σπειρώματος (συνήθως υποδεικνύεται μόνο η αριστερή κατεύθυνση, η δεξιά δεν σημειώνεται).

Τα εφαρμοζόμενα σημάδια μπορεί να είναι είτε σε βάθος είτε κυρτά. Το μέγεθος τους θα καθοριστεί από τον ίδιο τον κατασκευαστή.

Σύμφωνα με τα πρότυπα GOST, οι ακόλουθες ονομασίες εφαρμόζονται στα μπουλόνια

• Μπολτ - το όνομα του συνδετήρα.
• Ακρίβεια μπουλονιού. Έχει ένα γράμμα που αποκωδικοποιεί τα Α, Β, Γ.
• Το τρίτο είναι ο αριθμός απόδοσης. Μπορεί να είναι 1, 2, 3 ή 4. Η πρώτη απόδοση δεν υποδεικνύεται πάντα.
• Ονομασία γράμματος του τύπου νήματος. Μετρικό - Μ, κωνικό - Κ, τραπεζοειδές - Tr.
• Το μέγεθος της διαμέτρου του νήματος υποδεικνύεται συνήθως σε χιλιοστά.
• Βήμα νήματος σε χιλιοστά. Μπορεί να είναι μεγάλο ή βασικό (1,75 χιλιοστά) και μικρό (1,25 χιλιοστά).
• Η κατεύθυνση του νήματος LH είναι αριστερόχειρας, το δεξιό νήμα δεν υποδεικνύεται με κανέναν τρόπο.
• Σκάλισμα ακριβείας. Μπορεί να είναι μια χαρά - 4, μεσαία - 6, τραχιά - 8.
• Μήκος συνδετήρα.
• Κλάση αντοχής - 3,6. 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8,8; 9,8; 10,9; 12.9.
• Ονομασία γράμματος C ή A, δηλαδή η χρήση ήρεμου ή ελεύθερης κοπής χάλυβα. Αυτός ο χαρακτηρισμός είναι κατάλληλος μόνο για μπουλόνια με αντοχή έως 6,8. Εάν η αντοχή είναι μεγαλύτερη από 8,8, τότε θα εφαρμοστεί η ποιότητα χάλυβα αντί αυτής της σήμανσης.
• Αριθμός από 01 έως 13 - αυτοί οι αριθμοί υποδεικνύουν τον τύπο της επικάλυψης.
• Το τελευταίο είναι επίσης ο ψηφιακός προσδιορισμός του πάχους της επικάλυψης.

Πώς να μάθετε

Οι κύριες παράμετροι για τη μέτρηση των διαστάσεων των συνδετήρων είναι το μήκος, το πάχος και το ύψος . Για να καθορίσετε αυτές τις παραμέτρους, πρέπει πρώτα να κατανοήσετε οπτικά τι είδους μπουλόνι είναι διαθέσιμο. Η διάμετρος του συνδετήρα μπορεί να μετρηθεί με δαγκάνα vernier ή χάρακα. Η μέτρηση ακρίβειας πραγματοποιείται με το σετ βαθμονόμησης PR-NOT-pass-not pass, δηλαδή το ένα εξάρτημα βιδώνεται στην άγκυρα, το δεύτερο όχι. Το μήκος μετράται επίσης με δαγκάνα ή χάρακα.

Υποδεικνύονται οι μετρήσεις βιδών:

• Μ - νήμα.
• D είναι το μέγεθος της διαμέτρου του νήματος.
• P - βήμα σπειρώματος.
• L - μέγεθος μπουλονιού (μήκος).

Η διάμετρος του σπειρώματος μετριέται με τον ίδιο τρόπο όπως για τις μετρήσεις μπουλονιών . Η διάμετρος του νήματος των παξιμαδιών είναι πιο δύσκολο να προσδιοριστεί. Συνήθως, η σήμανση χαρακτηρίζει την εξωτερική διάμετρο του μπουλονιού, το οποίο θα βιδωθεί στο παξιμάδι, δηλαδή, η τρύπα του περικοχλίου θα είναι μικρότερη. Η ακρίβεια της διαμέτρου μπορεί επίσης να μετρηθεί χρησιμοποιώντας το κιτ PR-NOT. Αξίζει να θυμηθούμε εδώ ότι το μέγεθος του παξιμαδιού μπορεί να μειωθεί, να είναι φυσιολογικό και να αυξηθεί.

Κατά τη διάρκεια της κατασκευής, η σύνδεση των δομών πραγματοποιείται κυρίως χρησιμοποιώντας βιδωτές συνδέσεις. Το κύριο πλεονέκτημά τους είναι η εύκολη εγκατάσταση, ειδικά αν πάρουμε αρμούς συγκόλλησης για σύγκριση . Οι τύποι που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των εφελκυστικών αρμών εξαρτώνται από το βασικό υλικό (σκυρόδεμα, χάλυβα, κονιάματα και συνδυασμοί υλικών).

Ο υπολογισμός των συνδετήρων αγκύρωσης για ρήξη πραγματοποιείται ήδη στην εγκατάσταση, σύμφωνα με τα συνημμένα έγγραφα.

Η κύρια προϋπόθεση για την εγκατάσταση συνδετήρων είναι η συγκράτηση των μπουλονιών της γενικής δομής … Υψηλότερη φέρουσα ικανότητα κρεμασμένων αγκύρων από κράμα χάλυβα. Η δύναμη των πρόσθετων επιπτώσεων μπορεί να είναι δυναμική, στατική και μέγιστη. Η πρόσθετη μάζα φορτίου δεν υπερβαίνει το 25% της δύναμης θραύσης του στελέχους του μπουλονιού.

Η μέθοδος βιδώματος έχει γίνει πολύ δημοφιλής στον σύγχρονο κόσμο. Με βάση όλα τα χαρακτηριστικά, μπορείτε να επισημάνετε τα σημεία στα οποία πρέπει να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή κατά την επιλογή:

• το πεδίο δραστηριότητας όπου θα εφαρμοστεί η στερέωση ·
• σχεδιασμός κεφαλής?
• χρησιμοποιημένο υλικό?
• δύναμη;
• υπάρχει πρόσθετη προστατευτική επίστρωση?
• σήμανση σύμφωνα με το GOST.