Гост 11284-75

Прочность

Прочность строго регламентируется ГОСТом, так как в некоторых случаях о этого зависит безопасность человека, сохранность оборудования или строений. Для достижения точности прочностных характеристик производят расчет высокопрочных болтов. Производство высокопрочных болтов регламентирует ГОСТ 7798-70.

Исходя из прочностных характеристик, болты делятся на 11 классов. Каждая категория имеет собственную маркировка, исходя из которой можно четко определить, к какому классу он относится и какую нагрузку выдерживает. Следует отметить, что каждый метиз имеет определенный запас прочности к показателям, указных в маркировке. Поэтому не стоит переживать, что запас прочности болта будет впрок.

Прочность болтов зависит не только от типа используемого материала, но и технологии изготовления. Исходя и прочностных характеристик крепежных элементов можно выделить классификацию болтов по прочности:

• 3,6 – крепежи из нелегированной стали, без дополнительной закалки;
• 4,6 – изделия из углеродистой стали (углерод менее 0,55%);
• 5,6 – из стали без отпуска (углерод более 0,15%);
• 6,6 и 6,8 – болты из углеродистой стали без дополнительных добавок;
• 8,8 – применяется сталь с дополнительными компонентами (хром, марганец, бор), которая после закалки отпускается при температуре более 400 градусов;
• 9,8 – практически не отличаются от класса 8,8, имея повышенный показатель прочности;
• 10,9 – используется сталь с добавками, которая отпускается в температурном диапазоне от 340 до 425 градусов.
• 12,9 – для изготовления крепежей используется легированная сталь с минимальным содержанием фосфора и серы.

Чертеж. Размеры сквозных отверстий

мм

Примечания:

1. 3-й ряд отверстий не допускается применять для заклепочных соединений.

2. Рекомендации по выбору рядов сквозных отверстий приведены в приложении.

3. Размеры в скобках применять не рекомендуется.

3. Предельные отклонения диаметров отверстий:для 1-го ряда — Н12;для 2-го ряда — Н13;для 3-го ряда — Н14.

1-3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4. При необходимости следует устранить контакт кромки отверстия с радиусом под головкой крепежной детали; отверстие рекомендуется раззенковывать.(Введен дополнительно, Изм. N 1).

8.9 Испытание на обезуглероживание: оценка состояния углерода на поверхности

Используя соответствующий метод измерений ( или ) на продольном сечении участка резьбы проверяют, соответствуют ли
установленным предельным значениям высота необезуглероженной зоны (основного
металла Е) и глубина зоны полного
обезуглероживания (G) (см. рисунок ).

Максимальное значение G и формулы, определяющие минимальные значения Е, приведены в таблице .

—
полностью обезуглероженная зона; 2 —
частично обезуглероженная зона; 3 — образующая
среднего диаметра резьбы; 4 —
основной металл (необезуглероженная зона); H₁ — высота наружной резьбы

Рисунок 5 — Зоны обезуглероживания

8.9.1
Основные понятия

8.9.1.1
Твердость основного металла — твердость наиближайшего к поверхности (при перемещении от
сердцевины к наружному диаметру) участка, измеренная непосредственно перед
началом увеличения или уменьшения твердости, указывающая на науглероживание или
обезуглероживание соответственно.

8.9.1.2
Обезуглероживание — обычно потеря содержания углерода в поверхностном слое
черных металлов промышленного производства (сталей).

8.9.1.3
Частичное обезуглероживание — обезуглероживание с потерей углерода в количестве,
достаточном для посветления отпущенного мартенсита и существенного уменьшения
твердости по сравнению с твердостью соседнего основного металла; при этом в
металлографических исследованиях ферритные зерна не просматриваются.

8.9.1.4
Полное обезуглероживание — обезуглероживание с потерей углерода в количестве,
достаточном для обнаружения при металлографических исследованиях четко
выраженных ферритных зерен.

8.9.1.5
Науглероживание — увеличение содержания углерода в поверхностном слое в
количестве, превышающем его содержание в основном металле.

8.9.2
Методы измерений

8.9.2.1 Метод
с использованием микроскопа

Данный
метод позволяет определить параметры Е и G.

Образец для исследования вырезают по оси резьбы на расстоянии
половины номинального диаметра (1/2d) от конца болта, винта или
шпильки, прошедших термообработку. Для шлифовки и полировки образец
устанавливают в зажимном приспособлении или предпочтительнее заливают
пластмассой.

После установки образца необходимо шлифовать и полировать его
поверхность в соответствии с требованиями металлографического исследования.

Для выявления изменений в микроструктуре, вызванных
обезуглероживанием, обычно применяется травление в 3 %-ном растворе ниталя
(концентрированная азотная кислота в этаноле).

Если иное не оговорено заинтересованными сторонами, для
исследования микроструктуры используют стократное увеличение.

Если микроскоп имеет матовое стекло, то глубину обезуглероживания
можно измерять непосредственно по шкале. Если в измерениях используют окуляр,
то он должен быть соответствующего типа, снабженный визиром или шкалой.

8.9.2.2
Метод измерения твердости (арбитражный метод для частичного
обезуглероживания).

Метод
измерения твердости можно применять только для резьбы с шагом Р ≥1,25 мм.

Измерения
твердости по Виккерсу проводят в трех точках, показанных на рисунке .
Значения Е приведены в таблице . Нагрузка должна составлять 300 г.

HV₂≥HV₁ — 30; HV₃≤HV₁ + 30;

, 2, 3 — точки измерений; 4 — образующая среднего диаметра
резьбы

Рисунок 6 — Измерение твердости в испытании на обезуглероживание

Таблица 13 — Значения для H₁ и Е

В миллиметрах

Определение твердости в точке 3 следует проводить на образующей среднего диаметра резьбы витка,
соседнего с витком, на котором проводили измерения в точках 1 и 2.

Значение твердости по Виккерсу в точке 2 (HV₂) должно быть не менее соответствующего значения
в точке 1 (HV₁) минус 30 единиц по
Виккерсу. В этом случае высота необезуглероженной зоны Е, как минимум, соответствует
значению, установленному в таблице .

Значение твердости по Виккерсу в точке 3 (HV₃) должно быть не более
соответствующего значения в точке 1 (HV₁), плюс 30 единиц по Виккерсу.

Данный метод измерения твердости не позволяет обнаружить зону
полного обезуглероживания вплоть до максимального значения, установленного в
таблице .

Скачать документ

ГОСТ 11284-75

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ОТВЕРСТИЯСКВОЗНЫЕ
ПОД КРЕПЕЖНЫЕ ДЕТАЛИ

РАЗМЕРЫ

Москва
Стандартинформ
2006

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Издание с Изменением № 1, утвержденным в
декабре 1981 г. (ИУС 2-82)

ПостановлениемГосударственного комитета
стандартов СоветаМинистров СССР от
14 ноября 1975 г. № 3134 дата
введения установлена

01.01.77

Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95
Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и
сертификации (ИУС 11-95)

1. Настоящий стандарт устанавливает размеры
сквозных отверстий под болты, винты, шпильки и заклепки с
диаметрами стержней от 1,0 до 160 мм, применяемых для соединения
деталей с зазорами.

2. Размеры сквозных отверстий должны
соответствовать указанным на чертеже и в таблице.

мм

Примечания:

1. 3-й ряд отверстий не допускается применять для
заклепочных соединений.

2. Рекомендации по выбору рядов сквозных отверстий
приведены в приложении.

3. Размеры в скобках применять не
рекомендуется.

3. Предельные отклонения диаметров отверстий:

для 1-го ряда — Н12;

для 2-го ряда — Н13;

для 3-го ряда — Н14.

1-3. (Измененная редакция, Изм. № 1).

4. При необходимости следует устранить контакт кромки отверстия
с радиусом под головкой крепежной детали; отверстие рекомендуется
раззенковывать».

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ РЯДОВ СКВОЗНЫХ ОТВЕРСТИЙ

1. При независимой обработке отверстий каждой
детали соединения с расстоянием между осями наиболее удаленных
отверстий менее 500 мм, для соединений, к которым предъявляются
лишь требования собираемости, ряды сквозных отверстий рекомендуется
выбирать по приводимой ниже таблице.

Тип соединения

2. Для соединений, к которым предъявляются
требования собираемости и дополнительные требования обеспечения
определенной степени относительного перемещения деталей, а также
для соединений, к которым предъявляются лишь требования
собираемости, но с расстояниями между осями наиболее удаленных
отверстий в деталях 500 мм и более, допускается принимать более
грубые (по сравнению с рекомендуемыми в таблице) ряды сквозных
отверстий.

3. При совместной обработке отверстий в деталях
соединения (для заклепочных и неразбираемых болтовых соединений)
номинальный диаметр сквозного отверстия рекомендуется принимать
равным наибольшему предельному размеру диаметра стержня крепежной
детали. При этом отверстия должны быть раззенкованы на размер,
соответствующий переходному радиусу между головкой и стержнем.

Параметры отверстия

Различают следующие параметры резьбы:

• диаметры (внутренний, внешний и так далее);
• форму профиля, его высоту и угол;
• шаг и вхождение;
• прочие.

Условием соединения деталей между собой является полное совпадение показателей внешней и внутренней резьбы. В случае, если какая-то из них выполнена без соблюдения требований, то крепление будет ненадежным.

Внешняя резьба

Крепление может быть болтовым или шпилечным, которые кроме основных деталей включают в себя гайки и шайбы. В скрепляемых деталях перед соединением формируют отверстия, а затем проводят нарезание.

При сквозном выполнении диаметр отверстия должен быть на 5-10% больше размера болта или шпильки, тогда выполняется условие:

dотв = (1,05..1,10)×d, (1),

где d – номинальный диаметр болта или шпильки, мм.

Для определения размера отверстия второй детали расчет ведут так: из значения номинального диаметра (d) вычитают величину шага (Р) – полученный результат является искомым значением:

dотв = d — P, (2).

Результаты расчетов наглядно демонстрирует таблица диаметров отверстий под резьбу, составленная по данным ГОСТ 19257-73, для размеров 1-1,8 мм с малым и основным шагами.

Немаловажным параметром является глубина сверления, которая вычисляется из суммы таких показателей:

• глубины ввинчивания;
• запаса внешней резьбы ввинчиваемой детали;
• ее недореза;
• фаски.

При этом 3 последних параметра справочные, а первый вычисляется через коэффициенты учета материала изделия, которые равны для изделий из:

• стали, латуни, бронзы, титана – 1;
• чугунов серого и ковкого – 1,25;
• легких сплавов – 2.

Внутренняя резьба на муфте-бочонке

Таким образом, глубина ввинчивания составляет произведение коэффициента учета материала на номинальный диаметр, и выражается в миллиметрах.

Размеры

Отверстия под крепеж М6 таковы (в сантиметрах):

• для первого ряда – 0,64;

• для второго ряда – 0,66;

• на третьей линии еще больше — 0,7.

Но на практике встречаются и крепежные изделия меньшего габарита — М5. В этом случае порядная раскладка сечений такова:

• 5,3;

• 5,5;

• 5,8 мм.

При этом существует и немало отверстий под болты большего размера. Так, под М8 приходится делать каналы:

• сначала 8,4 мм;

• затем 9 мм;

• и наконец, в третьем ряду уже 10 мм.

Следующий по диаметру габарит — М10. Для этого типа метизов действуют такие размерные нормы:

• на первой линии – 1,05;

• на второй линии – 1,1;

• на третьей линии – 1,2 см.

Разумеется, существуют и гораздо более длинные приспособления для крепления. Речь идет, прежде всего, о категории М30. Для отверстий под такие болты установлены следующие стандарты (по рядам):

• 3,1;

• 3,3;

• 3,5 см.

Самый крупный тип болтов, допускаемых стандартом 1975 года, – это М85. Чтобы использовать его на первом ряду, необходимы каналы как минимум 87 мм. На втором и третьем уровнях требуются уже, соответственно, 91 и 96 мм. Правда, в бытовых условиях этот размер потребуется весьма редко.

Довольно часто в индустриальном секторе находят применение и болты типа М45. Для их использования необходимо готовить отверстие:

• в первом ряду – 4,6;

• во 2-м – 4,8;

• в 3-м – 5,2 см.

Но, опять же, все это излишне крупно для обычного бытового крепления в большинстве случаев. Там зато находит спрос болт М12. А с ним уже ситуация заметно интереснее. В начальной размерной группе значение весьма жестко задано — 13 мм. Но в двух последующих есть выбор — 1,35/1,4 и 1,45/1,5 см соответственно.

То же самое касается и М14 (15, 15,5/16, 16,5/17), и М16 (17, 17,5/18, 18,5/19 мм). Следующий по списку продукт — М18 — имеет размеры подходящих проходов в металле (порядные):

• 1,9;

• 2;

• 2,1 см.

Но внимания, безусловно, заслуживают и крепежные изделия категории М20, вернее, отверстия под их размещение. Тут все кажется сравнительно простым — 21, 22 и 24 мм в зависимости от конкретного ряда. Для следующей позиции — М22 — типичны габариты проходов для фиксации 2,3, 2,4 и 2,6 см. Наконец, у еще одного популярного варианта — болтов категории М24 — эти же показатели порядно составят:

• 2,5;

• 2,6;

• 2,8 см.

Варьирование величины отверстий как минимум в некоторых случаях объясняется очень легко. Это связано с тем, что сами болты отличаются по классу точности. Если они отвечают требованиям категории A, то можно формировать канал и без зазора. Однако проблема в том, что это довольно сложно. И потому в реальных строительных конструкциях преимущественно используются соединения категории B.

Для фрикционных метизов сечением 12 мм номинальные размеры технического канала составляют от 13 до 15 мм. Для срезных и фрикционно-срезных установлены те же ограничения. Но при большем диаметре стержня начинаются уже отличия между этими двумя группами (для 20-мм крепежа — 21–24 и 21–23 мм соответственно).

Дальше нужно добавить еще толщину применяемых шайб и гаек. Дополнительно вводится поправочный коэффициент 30% к сечению метиза. Когда этот расчет произведен, необходимо подобрать среди сортамента крепежных конструкций ближайший размер. (По мере надобности расчет округляют в большую сторону, чтобы болт выходил из гайки как минимум на один оборот резьбы). Описанного вполне достаточно, чтобы оценить базовые параметры отверстий.

​Но есть еще несколько тонкостей, о которых следует помнить обязательно. Некоторые болтовые соединения работают на срез. Если толщина внешней части более 0,8 см, то резьба должна оказываться вне соединяемого пакета. В прочих случаях она должна как минимум на 50%, но не менее чем на 0,5 см оказываться вне соединяемых изделий. Если длина крепежа не выполняет это условие, нужно выбирать более длинный или же укорачивать отверстие — только убедившись, что крепление не потеряет надежности.

В следующем видео предлагаем наглядно ознакомиться с видами и размерами отверстий под болты.

Допуски и посадки крепежной резьбы с натягом

Согласно ГОСТ 16093—81 допускаются любые сочетания полей допусков резьбы болтов и гаек, но сочетание полей допусков разных классов точности на средний и наружный (или внутренний для гаек) диаметры резьбы должно быть обосновано.

В соединениях шпилек с корпусами, а также при наличии специальных требований к резьбовым соединениям применяют переходные посадки, а также посадки с натягом. Неподвижность и прочность соединения обеспечиваются при посадках с натягом за счет натяга по среднему диаметру, при переходных посадках — за счет применения дополнительных элементов заклинивания:

• конического сбега,
• плоского бурта
• цилиндрической цапфы.

Схема расположения полей допусков для посадок с натягом показана на рис. 2. По наружному и внутреннему диаметрам предусмотрены зазоры, компенсирующие пластическое течение материала к вершинам резьбы. Для образования полей допусков в посадках с натягом установлены основные отклонения диаметров резьбы в зависимости от степени точности.

При малых натягах не исключается вывинчивание шпилек в эксплуатации, а при чрезмерно больших натягах возможно скручивание шпилек и разрушение резьбы в корпусах при монтаже, поэтому на средние диаметры резьб деталей стандартом установлены более высокие степени точности: 3-я и 2-я — для шпилек, 2-я — для гнезд.

Для обеспечения более однородных натягов в партии соединений резьбовые детали сортируют на группы.

На рис. 3, к примеру, представлены схемы расположения полей допусков среднего диаметра резьбы М14 X 1,5 с натягом при сборке без сортировки на группы (случай А), а также с сортировкой на две (В) и три (С) группы. Номера сортировочных групп обозначены цифрами I, II, III.

Посадки с натягом предусмотрены только в системе отверстия, что обеспечивает технологические преимущества. Рекомендуемые поля допусков и посадки приведены в табл. 1.1 (ГОСТ 4608—81).

Система допусков и посадок резьбовых соединений

Системой допусков и посадок деталей машин называют набор допусков и посадок, построенных закономерно на основе опыта, теоретических расчетов и экспериментов и оформленных в виде стандартов. Система предназначена для выбора минимально необходимых, но достаточных для практики вариантов допусков и посадок типовых соединений деталей машин. Оптимальные градации допусков и посадок являются основой стандартизации режущих инструментов и измерительных средств, обеспечивают достижение взаимозаменяемости изделий и их составных частей, обусловливают повышение качества продукции.

Основной принцип построения допусков и посадок на резьбовые соединения крепежных изделий

Резьба должна сопрягаться только по сторонам резьбового профиля (исключение составляют паронепроницаемые резьбы), поэтому основным параметром, определяющим характер посадки резьбовой пары, является средний диаметр. Допуски на наружный и внутренний диаметры устанавливают таким образом, чтобы исключить возможность защемления по вершинам и впадинам резьбы.

Диаметральные погрешности уменьшения наружной резьбы и погрешности увеличения – для диаметров внутренней резьбы не повлияют на свинчиваемость. Однако любая погрешность шага резьбы и угла профиля мешает свинчиванию крепежной детали.

В России стандартизованы:

1. посадки с зазором (ГОСТ 16093–81, заменён межгосударственным ГОСТ 16093–2004 «Основные нормы взаимозаменяемости.Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором»),
2. переходные (ГОСТ 24834–81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Переходные посадки»)
3. с натягом (ГОСТ 4608–81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Посадки с натягом»).

Приспособления

Ручные или автоматические способы нарезания обеспечивают результаты различных классов точности и шероховатости. Так, основным инструментом остается метчик, представляющий собой стержень с режущими кромками.

Устройство метчика

Метчики бывают:

• ручными, для выполнения метрической (М1-М68), дюймовой – ¼-2ʺ, трубной – 1/8-2ʺ;
• машинно-ручными – насадки на сверлильные и прочие станки, используются для тех же размеров, что и ручные;
• гаечными, которые позволяют нарезать сквозной вариант для тонких деталей, с номинальными размерами 2-33 мм.
• Под нарезание метрической резьбы используют комплект стержней – метчиков:
• черновой, имеющий удлиненную заборную часть, состоящую из 6-8 витков, и маркирующийся одной риской у основания хвостовика;
• средний – с заборной частью средней длины в 3,5-5 витков, и маркировкой в виде двух рисок;
• чистовой имеет заборную часть всего в 2-3 витка, без рисок.

Контроль допуска расположения метрической резьбы

При ручной нарезке, если шаг превышает 3 мм, то используют 3 метчика. Если шаг изделия менее 3 мм – достаточно двух: чернового и чистового.

Метчики, применяемые к малой метрической резьбе (М1-М6), имеют 3 канавки, по которым отводится стружка, и усиленный хвостовик. В конструкции остальных – 4 канавки, а хвостовик проходной.

Диаметры всех трех стержней под метрическую резьбу увеличиваются от чернового к чистовому. Последний стержень под резьбу должен иметь диметр равный ее номинальному.

Метчики крепятся в специальные приспособления – держатель инструментов (если он небольшого размера) или вороток. С помощью них осуществляется вворачивание режущего стержня в отверстие.

Подготовку отверстий к нарезке проводят с помощью сверл, зенкеров и токарных станков. Сверлением его образуют, а зенкерованием и растачиванием увеличивают его ширину и повышают качество поверхности. Приспособления используются для цилиндрических и конических форм.

Шаг резьбы

Сверло представляет собой металлический стержень, состоящий из цилиндрического хвостовика и винтовой режущей кромки. К их основным геометрическим параметрам относятся:

• угол винтового подъема, как правило, составляющий 27°;
• угол заострения, который может быть 118° или 135°.

Зенкеры для цилиндрических форм называют цековками. Они представляют собой металлические стержни с двумя, закрученными в спираль резцами и неподвижной направляющей цапфой, чтобы ввести зенкер в полость.

Заключение

Таким образом, наиболее употребимой для крепежной резьбы фланцевых соединений является посадка с зазором: она предотвращает защемление резьбы по вершинам и впадинам витков. Для ответственных условий применяются резьбы с переходными посадками и посадками с натягом, которые обеспечивают неподвижность и прочность соединения.

Список литературы

1. Иосилевич Г. Б., Строганов Г. Б., Шарловский Ю. В. Затяжка и стопорение резьбовых соединений.. – М. : Машиностроение, 1985. – 224 c.
2. Гоулд Д., Микич М. Площади контакта и распределение давлений в болтовых соединениях // Конструирование и технология машиностроения. 1972. №3… – С. 99.
3. Ретшер Ф. Детали машин : в 2-х томах.. – М. : Госмашметиздат. 1933-1934г..

Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете Пользовательское соглашение.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.