Гост 8724-2002. основные нормы взаимозаменяемости. резьба метрическая. диаметры и шаги

Технология производства и материалы

Материал, из которого изготавливаются шплинты, обычно представляет собой мягкую конструкционную сталь, нержавеющую сталь, в редких случаях медь, медные или алюминиевые сплавы, латунь.

Например, пружинные заглушки DIN 11024 обычно делают из углеродистой или нержавеющей стали с цинковым защитным слоем, предохраняющим от коррозии металла.

Размеры креплений зависят от диаметров крепежных болтов или винтов. Обозначаются они по определенной условной схеме, приведенной ниже для образца, имеющего диаметр 5 мм, длину 28 мм, сделанного из латуни Л63, покрытого слоем никеля толщиной 6 мкм, по ГОСТу 397-79 (Шплинт 5 × 28.3.036 ГОСТ 397-79).

Имеющийся зазор должен быть с шероховатостью, которая не препятствует проталкиванию крепежа в отверстие. При этом нельзя использовать слишком короткое крепление – его длина должна быть как минимум вдвое больше длины самого отверстия.

По требованиям ГОСТ 397-79 поверхность крепежных изделий не должна содержать различных трещин, сколов, засечек, заусенцев и тому подобных дефектов, нарушающих допустимые стандарты шероховатости.

Среди метизных изделий существует множество разновидностей крепежных элементов, тех же контргаек. Но все они ослабевают с течением времени, особенно при наличии вибраций. Шплинт же полностью исключает вероятность ослабления крепежа. Конечно, если приложенная сила недостаточно велика, чтобы разрушить общую конструкцию.

Какие есть классы?

Классы прочности для гаек утверждены в ГОСТ 1759.5-87, который на данный момент не актуален. Но его аналогом является международный стандарт ИСО 898-2-80, именно на него ориентируются производители во всем мире. Данный документ распространяется на все гайки с метрической резьбой, кроме крепежных изделий:

• со специальными параметрами (работа в условиях экстремальных температур – 50 и +300 градусов Цельсия, с высокой устойчивостью к коррозийным процессам);
• самоконтрящегося и стопорящего вида.

В соответствии с этим эталоном гайки делятся на две группы.

• С диаметром 0,5 до 0,8 мм. Такие изделия называются «низкими» и служат в тех местах, где не предполагается высокая нагрузка. В основном они предохраняют от раскручивания гайки высотой более 0,8 диаметра. Поэтому они изготавливаются из низкоуглеродистой стали невысокого качества. Для таких изделий существует всего два класса прочности (04 и 05), и они обозначаются числом из двух цифр. Где первая говорит о том, что это изделие не держит силовую нагрузку, а вторая показывает одну сотую часть усилий, при которой резьба может сорваться.
• С диаметром 0,8 и более. Они могут быть нормальной высоты, высокой и особо высокой (соответственно Н≈0,8d; 1,2d и 1,5d). Крепежи выше 0,8 диаметра обозначаются одной цифрой, которая показывает самую большую степень надежности болтов, с которыми гайка может соединяться. Всего классов прочности у гаек высокой группы семь – это 4; 5; 6; 8; 9; 10 и 12.

В нормативном документе указаны правила подбора гаек к болтам по уровню прочности. Например, с гайкой 5 класса рекомендуется использовать сечение болта менее или равно М16 (4.6; 3.6; 4.8), менее или равно М48 (5.8 и 5.6). Но на практике советуют заменять изделия с низким уровнем прочности более высоким.

Особенности

Шлицевая гайка поставляется самыми разными компаниями и присутствует в ассортименте всех ведущих изготовителей. Технически это «всего лишь» металлическое кольцо. На отверстие изделия изнутри наносится резьба. При этом снаружи наносятся специальные шлицы, которые и дали название такому крепежу. Подобные пазы формируются с использованием фрезеровки.

Роль пазов – обеспечение прокручивания метиза вокруг своей оси. Количество шлицов должно соответствовать сечению изделия. Шлицевые метизы редко используют для обычных резьбовых стыков, зато они очень востребованы в различных отраслях промышленности, а именно:

• станкостроение;
• автомобилестроение;
• другие отрасли машиностроения.

Речь идет, прежде всего, об агрегатах, которые содержат валы и другие интенсивно вращающиеся части. Нагрузка на шлицевой крепеж очень велика, поэтому он должен быть крайне надежен и устойчив. Для его изготовления применяют только сталь прочностью не ниже 36 HRS. Минимальная глубина закаливания – 0,1 см.

Особенности соединения с помощью резьбы

1. Надежность за счет использования специальной метрической резьбы и универсальности профиля. Многочисленные исследования подтверждают, что при правильно выбранном классе прочности болта, а также моменте затяжки такое соединение выдерживает большие нагрузки, а также надежно защищено от самооткручивания.
2. Выдерживание поперечных и осевых нагрузок. Изготовленные из специальных марок стали, болты хорошо противодействуют нагрузкам в любом направлении.
3. Несложный монтаж и демонтаж конструкций. Несмотря на то, что спустя некоторое время открутить резьбовое соединение бывает непросто (из-за коррозии металла), с помощью специальных растворителей это сделать вполне реально.
4. Небольшая стоимость работ, которая значительно ниже затрат на сварку. Многие конструкции возводятся сегодня с использованием болтов, поскольку это требует меньше времени и сил.

Нужно отметить, что небольшим недостатком резьбового соединения можно считать сильную концентрацию напряжения в месте впадины профиля самой резьбы. По этой причине маркировка болта должна быть подобрана правильно, в точном соответствии с нагрузкой, которую испытывает деталь. Это позволит уменьшить риск как самооткручивания при слабой затяжке, так и разрыва гайки / срезания резьбы вследствие экстремального напряжения.

Болт лемешный с потайной головкой

Маркировка

Размеры номинального диаметра резьбы могут составлять:

• 6;
• 8;
• 10;
• 12;
• 14;
• 16;
• 18;
• 56;
• 80;
• 95;
• 170;
• 200 мм (встречаются еще и другие габариты).

Маркировка тары для крепежей должна включать следующее:

• официальный товарный знак (иногда в сочетании с наименованием фирмы);
• условные знаки метизов;
• массу нетто или количество в штуках.

В каждую упаковку можно вкладывать только крепежные изделия совершенно однородного типа. То есть, если туда помещают круглые модели, то квадратные и любые другие формы использовать нельзя. Это же относится и к размерам, к используемым маркам материалов и покрытий. Для изготовления шлицевых гаек может применяться либо нержавеющая сталь, либо латунь. Поверх нержавеющего металла может быть нанесено различное покрытие.

Гайки под стопорные шайбы могут быть категории от HM 3044 до HM 3192. Другой возможный ряд – от HM 30/500 до HM 30/710. Масса гаек в маркировке рассчитывается из предположения о плотности стали 7,85 г на 1 кв. см. Иногда практикуется нанесение не трапецеидальной, а метрической резьбы – что также должно быть маркировано.

Правила крепления

Установить любую мебельную гайку несложно, по сути это однонаправленный процесс. Самое главное в работе придерживаться установленной последовательности действий, это позволит не допустить деформации резьбы, а также обрыва болта.

При монтаже обычно используют гаечный инструмент подходящего размера, если выполнять закручивание без него, то высок риск неравномерного силового натяжения. Основные требования при выполнении закручивания гайки сводятся к следующему:

• гайку до места посадки необходимо накручивать свободно, можно от руки, не допуская колебаний, ключом выполняют окончательный монтаж;
• в процессе закручивания метиза торец должен располагаться ровно перпендикулярно направлению осевого стержня, не допускается наличие выбоин и шероховатостей;
• в случае удлинения болта процесс затягивания следует держать под контролем, поворот ключа в данном случае выполняют по углу поворота гайки.

Перед самым началом соединения конструкции нужно выполнить комплектацию всех метизных элементов, удостовериться в их совместимости по типу защитного покрытия, виду стали и механическим характеристикам. На этом же этапе следует учесть тип монтажа, готовность посадочных мест, а также общую эстетичность итогового соединения.

После выполнения подготовки поверхности и самих метизов необходимо очистить от смазки, проверить работоспособность функциональной резьбы. При обнаружении поврежденных мест — тщательно зачистить их и выполнить визуальный осмотр с целью определения точности прилегания соединяемых поверхностей.

Непосредственно закручивание гайки начинается с её посадки на деревянный модуль и первичного затягивания примерно на 75%. Далее нужно убедиться в отсутствие зазоров по всей окружности и если метис располагается корректно, выполняют финальную затяжку гайки.

При проведении монтажа важно придерживаться норм техники безопасности

В следующем видео рассказывается о видах гаек.

Как подобрать колесный диск под шину: инструкция и таблица размеров

Для многих автовладельцев актуальным является вопрос о том, как подобрать колесные диски: по модели автомобиля или в соответствии с размером шин.

Для ответа необходимо учитывать связанные между собой параметры:

• Одинаковая радиальность диска и резины, т. к. именно в этом случае они будут совместимы. Наиболее распространенными являются колеса с обозначениями от R13 до R20, где цифра указывает диаметр в дюймах.
• Одинаковая ширина, допустимы лишь незначительные отклонения по данному параметру. Для обозначения ширины используется буква J, сама ширина измеряется в дюймах. Диапазон может варьироваться в пределах 5J-6J, что в миллиметрах будет соответствовать шине шириной 175 мм, 5,5J-7,0J означает 215 мм, 6,0J-7,5J – 225 мм, 7,0J-8,5J – 245 мм. Следовательно, ширина обоих элементов колес взаимосвязана.
• Еще одним важным параметром является профиль резины, влияющий на размер колеса в сборе. К примеру, при радиусе R17 на «Лада Калина» можно установить шины, имеющие профиль высотой 40–45 мм, т. к. колесные арки позволяют использовать такие максимальные размеры колеса. В то же время на Toyota Land Cruiser 200 можно без проблем поставить шины, имеющие профиль 100 мм.
• Современные производители выпускают исключительно бескамерную резину, снижающую вероятность ДТП при ее проколе. За счет специальных жестких ребер на покрышке и дисковом ободе исключается пропускание воздуха при соприкосновении резины со сталью. Но для такой резины нужно подобрать подходящий колесный диск, что не всегда просто.
• Любители езды по бездорожью пользуются бедлоками, которые представляют собой мощные стальные диски на болтах, прижимающие резину с внутренней стороны колеса. Бедлоки не позволяют шине соскочить с колесного обода даже при низком давлении.

Решая, как подобрать колесный диск, возьмите с собой шину или запишите ее основные характеристики, тогда вы сможете с легкостью подобрать нужное колесо.

А теперь – таблица соотношения дисков и шин.

Чтобы вам было легче подобрать колесный диск в соответствии с имеющимися покрышками, приведем данные самых распространенных геометрических характеристик колес:

Подобрать колеса, используя таблицу, не составит проблем даже для начинающего автовладельца.

Прочностные характеристики

Для болтов установлены 11 классов прочности, которые регламентируются требованиями, отображенными в ГОСТ 7798-70 с показателями от 3.6 до 12.9. Болты, обладающие наиболее высоким уровнем прочности, изготавливаются из легированной стали, в которой к минимуму сведено содержание фосфора и серы.

Болты которые производятся  по ГОСТ 1488-84 РФ, являются аналогом винтов DIN 478, но между изделиями этих стандартом могут быть некоторые различия в размерах.

Современный стандарт DIN 478 содержит информацию о параметрах установочных винтов, имеющих квадратную головку и буртик. Благодаря наличию буртика, площадь опирания винта увеличивается, что позволяет избежать продавливания материала головкой и в некоторых случаях дает возможность обходиться без шайб.

Болт DIN 478 производятся с метрической резьбой М6-М24 с неполной резьбой длиной 18-38 мм. Квадратная головка винта имеет сторону 6-16 мм. Высота буртика изделия 2-4 мм, а диаметр головки винта по буртику составляет 13,5-25 мм. Полная высота головки с буртиком составляет от 10 до 20 мм.

Согласно DIN 478, винты установочные выпускают класса прочности 5.8 / 8.8 / 10.9. Материалом для изготовления служит сталь обычная или стойкая к коррозии, а также сталь с гальванической оцинковкой.

Очень важным параметром является прочность болта под нагрузкой!

Использование болтов по назначению

Производимые болты на основании предъявляемых требований подразделяются:

• на машиностроительные используемые при производстве оборудования, техники, станков;
• мебельные имеют меньшую насечку резьбы гладкую головку;
• на дорожные используемые для изготовления металлических ограждений. Головка болта изготовлена в форме полукруга, а подголовник квадратного сечения;
• на лемешные со сферой применения в сельском хозяйстве;
• на путевые – специально предназначенные для использования при ведении строительных работ на железнодорожном транспорте.

Применение болтов с учетом формы головок

Использование болтов имеющих разную форму и посадочный размер головки изделия подразделяются на группы:

• анкерные применяемые для монтажа конструкций имеющих большой вес, используются для монтажа дверей, подвесных потолков, разнообразных светильников, оконных рам;
• универсальные (имеющие шестигранную головку) применяются в производстве, строительстве;
• оснащенные полукруглой головкой используются при изготовлении мебели;
• рым-болты – изделия с крепежными кольцами вместо головки:
• с потайной головкой – применяются при производстве радиотехнических изделий.

Различия болтов по форме стержня

Стержень болта может иметь различную длину, насечку резьбы, разный диаметр головной и резьбовой части болта. Тип таких болтов имеет маркировку – ступенчатый.
Использование различного шага резьбы.

На болты наносится резьба в зависимости от технических условий применения:

• дюймовая выполненная в форме треугольного профиля;
• метрическая, форма резьбы в виде равнобедренного треугольника;
• трапециевидная имеет идентичную форму, создающую сильное трение при вращении, что предотвращает самопроизвольное откручивание гайки;
• прямоугольная используется для болтов подверженных воздействию больших нагрузок;
• упорная предназначена для болтов в конструкциях испытывающих сильное боковое смещение.

Форма гайки

Конструкция гайки оказывает большое влияние на распределение нагрузки между витками и, как следствие на долговечность соединений. Например, действие нагрузки на нижний виток гайки растяжения, в 1,7…1,8 раза меньшей, чем для обычной гайки, приводит к существенному повышению предела выносливости.

Исследование влияния формы гайки выполнено Г. Вигандом. В его опытах образцы имели резьбу Витворта (угол профиля 55°) 3/4″. Результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Гайки с кольцевой выточкой (поднутрением)

Как и следовало ожидать, наибольшим сопротивлением усталости характеризуются соединения с гайкой растяжения, наименьшим — со стандартной гайкой. При использовании гаек с кольцевой выточкой (поднутрением) значение σ_ап увеличивается на 30%. Размеры гаек с поднутрением к табл. 1 приведены на рис. 1.

Гайки растяжения и сжато-растянутые гайки

Прочность соединений при переменных нагрузках повышают только гайки, обеспечивающие более равномерное распределение нагрузки (гайки растяжения и сжато-растянутые гайки). На рис. 2. показаны соединения с такими гайками, применяемые фирмой «Роллс-ройс моторс» (Великобритания) в авиационных двигателях. При использовании сжато-растянутых гаек предел выносливости, по данным И. А. Биргера, повышается на 25…30%, по данным Штаудте — на 40 %. 

Гайки с вогнутой опорной поверхностью

Р. Хейвудом исследована гайка с вогнутой опорной поверхностью (рис. 3). Под действием радиальных составляющих нагрузки на эту поверхность, наклоненную под углом 30°, гайка расширяется (вблизи опоры). Это способствует равномерному распределению нагрузки и повышает долговечность соединений с углом профиля α = 90° до 25,4 -105 циклов (долговечность соединений с обычной гайкой составляет 105 циклов). 

Гайка с контргайкой

Обращенное распределение нагрузки можно получить при использовании контргайки, затягиваемой с большим моментом.

Кросс и Норрис установили, что предел выносливости соединений с болтами 3/4″ из стали (σ_в = 920 МПа), затянутых гайкой и контргайкой с моментом 345 Н⋅м, повышается на 50% по сравнению с обычными соединениями.

Гайки со спиральными вставками

Существенно повысить сопротивление усталости соединений можно и в случае применения гаек со спиральными вставками. Экспериментально (табл.2) установлено, что на предел выносливости большое влияние оказывает характер распределения нагрузки между витками. Так как обычным соединениям свойственны менее благоприятное распределение нагрузки по сравнению с соединениями со спиральными вставками  и, как следствие, большая нагрузка на первый рабочий виток (на 40…50 %) для дуралюминовой и на 70…75 % для стальной гайки), предел выносливости соединений со вставками значительно выше, чем обычных.

Таблица 2

Примечания. 1. В скобках даны значения для соединений с гайками из стали 45 (σ_в= 950 МПа).
2. Материал шпилек — сталь 38ХА (σ_в = 1160 МПа); форма впадины — плоскосрезанная.

Поскольку повышение нагрузки на первый рабочий виток пропорционально снижению предела выносливости, усталость резьбовых соединений можно оценивать исходя из характера распределения нагрузки между витками.

Плюсы и минусы гаечного крепления

Можно выделить несколько преимуществ и недостатков.

Преимущества

• Разъемная система. Такое крепление — оптимальный вариант для конструкций, которые могут время от времени разбирать. Если рассматривать вариант сварки, это было бы невозможным.
• Удобство и практичность. На рынке есть множество моделей, которые по классу прочности и надежности заменяют сварку. После их тестирования на производстве устанавливают маркировку по ГОСТу, определяющую их технические возможности. 
• Цена. Крепежи остаются бюджетным вариантом. Недорогой способ сопряжения поверхностей друг с другом считается достаточно эффективным.
• Большой выбор. Производители выпускают детали общего применения и специализированные, поэтому из всего изобилия можно подобрать наиболее подходящие варианты. 

Классы прочности гаек и болтов с метрической резьбой от 1 до 48 мм по ГОСТ 1759.5

В табл. 4 представлены рекомендуемые сочетания классов прочности сопрягаемых деталей для различных диаметров резьб. В специальных случаях крепежные детали могут изготовляться из коррозионно-стойких, жаропрочных, жаростойких сталей, а также из цветных сплавов. Класс прочности гаек обозначен числом, которое при умножении на 100 дает величину напряжения от испытательной нагрузки в МПа.

Как правило, гайки высоких классов прочности могут заменить гайки низких классов прочности. Такая замена рекомендуется для соединений болт гайка, напряжение в которых будет выше предела текучести, или напряжения от пробной нагрузки болта.

Соседние страницы

• Резьбы цилиндрические
• Резьбы конические
• Резьба метрическая
• Сбеги, недорезы, проточки и фаски по ГОСТ 10549
• Резьба упорная
• Резьба трапецеидальная
• Условные обозначения крепежных изделий по ГОСТ 1759.0 (СТ СЭВ 4203)
• Болты общего назначения с шестигранными головками
• Винты общего назначения
• Винты невыпадающие
• Винты установочные
• Болты и винты специального назначения
• Винты самонарезающие для металла и пластмасс
• Стопорение гайки относительно болта дополнительными элементами
• Стопорение гаек относительно корпуса
• Стопорение гайки относительно болта за счет дополнительного трения, сварки и пластического деформирования
• Стопорение болтов. Предохранение винтов и гаек от потери
• Стопорение винтов
• Фланцевые соединения деталей
• Фланцевые соединения труб и крышек цилиндров
• Фланцевые соединения труб металлоконструкций
• Примеры применения установочных винтов
• Клеммовые соединения
• Фрикционно-винтовые зажимы
• Стяжки и упоры
• Крепление машин к основаниям

Материал

Прочность крепежного элемента один из важнейших параметров, характеризирующих метизы. Прочность крепления напрямую зависит от типа материала, из которого оно изготовлено. В зависимости от прочностных характеристик, подбирается металл для производства и режим его термической обработки.

Чаще всего стандартные болты изготавливаются из легированной и нелегированной стали. Но в некоторых случаях они могут изготавливаться из других металлов, таких как медь, алюминий, которые применяются в тех случаях, когда нет необходимости достижения высокой прочности крепежа. Для изготовления ювелирных изделий, крепежи могут изготавливаться из драгоценных металлов, таких как золото, серебро и других.

Очень часто для повышения технических характеристик метизов применяют специальное покрытие, которое защищает крепежный элемент от воздействия окружающей среды (влажность, вода, диапазон температур, химические вещества).

Среди наиболее распространенных покрытий можно выделить следующие разновидности:

1. Цинковые. Толщина цинкового покрытия может варьироваться в зависимости от требований. Для болтов, используемых в бытовых приборах, толщина обычно небольшая. Но для крепежей промышленного назначения она обычно составляет до 25 мкм.
2. Кадмированные. Не очень распространенный тип болтов, из-за токсических свойств кадмия. Поэтому применятся в редких случаях, когда покрытие из других материалов не позволяют достичь желаемых эксплуатационных характеристик.
3. Никелевые. Обычно применяются для крепежей, используемых при производстве мебели. Никель повышает только декоративные характеристики, практически не изменяю эксплуатационные.
4. Фосфатирование и оксидирование. Применяются для создания защитного слоя на поверхности болтов, за счет окисления основного металла.
5. Цинк-ламельное. Приобретают широкое распространение, так как могут повысить срок службы крепежей в несколько раз.

8.1 Испытание пробной нагрузкой

Испытаниепробнойнагрузкойследуетпроводитьвсегда, когдаэтопозволяетприменяемоеиспытательноеоборудование, иэтоиспытаниеявляетсярешающимдлягаекдиаметромрезьбыМ5 иболее.

Гайкунавинчиваютназакаленнуюоправку, какпоказанонарисунках 1 и 2. Вспорныхслучаяхрешающимявляетсяиспытаниенарастяжение (см. рисунок 1).

1) D11 — по ГОСТ 25346

Рисунок 1
—Испытаниенаосевоерастяжение

Рисунок 2
—Испытаниенаосевое сжатие

Пробнуюнагрузкуприкладываюткгайкевосевомнаправленииивыдерживаютвтечение 15 с. Гайкадолжнавыдерживатьнагрузкубезразрушенияилисрыварезьбыиотвинчиватьсявручнуюпосле снятиянагрузки. Есливовремяиспытанияповреждаетсярезьбаоправки, тоиспытаниесчитаютнедействительным. Допускаетсяприотвинчиваниигайкиприменятьгаечныйключдляпроворачиваниягайки на 1/2 оборота, азатемонадолжнаотвинчиватьсявручную.

Твердостьиспытательнойоправкидолжнабытьнеменее 45 HRC.

Поледопускарезьбыоправки 5h6g, заисключениемдопусканаружногодиаметрарезьбы, которыйдолженсоставлять 1/4 полядопуска 6gвегонижнейчасти.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.