какую нагрузку выдерживает шпилька м10 на разрыв

Все о резьбовых шпильках

Резьбовые шпильки – один из наиболее популярных и востребованных видов крепежных изделий, широко применяемых в строительстве, промышленности, при проведении различных монтажных работ и в быту.

Широкое распространение крепежного изделия послужило причиной большого количества названий данных крепежных изделий, эти изделия могут также называться:

Конструкция резьбовой шпильки:

Резьбовая шпилька – это металлический стержень длиной, как правило, 1 или 2 метра, с резьбой нанесенной по всей его длине.

Применение резьбовых шпилек:

Как правило, резьбовая шпилька используется вместе с соединительными гайками DIN 6334 или шестигранными гайками DIN 934, а также с увеличенными шайбами DIN 9021. При монтаже шпильки в бетонное основание применяются латунные дюбели или забивные анкеры соответствующего диаметра. При необходимости, шпилька может быть нарезана на отрезки нужной длины.

Стандарты резьбовых шпилек

В обозначении резьбовых шпилек у различных продавцов встречаются 2 стандарта DIN 975 и DIN 976. Ранее, в статье, посвященной этим стандартам мы подробно рассмотрели этот вопрос. Если кратко, стандарт DIN976 выпущен как замена стандарта DIN975. Его основное отличие – расширенное количество типоразмеров резьбового стержня, охваченного стандартом. В отличие от традиционных размеров шпильки 1000 и 2000 мм, в него вошли еще свыше 30 размеров резьбовых шпилек длиной от 5 до 160 мм.

Класс прочности резьбовых шпилек

Резьбовые шпильки из углеродистой стали, как и болты имеют различный класс прочности. Большинство шпилек, представленных на рынке имеют следующие классы прочности: 4.8, 8.8 и 10.9.

Класс прочности представляет собой цифровой код, состоящий из двух цифр, разделенных точкой.

Первая цифра класса прочности обозначает 1/100 номинальной величины предела прочности на разрыв, измеряемую в Мпа.

Например, для класса прочности 4.8, предел прочности равен = 4 х 100 = 400 Мпа.

Вторая цифра – отношение предела текучести к пределу прочности, умноженному на 10. Для примера, для шпильки класса прочности 4.8. предел текучести = 400 (предел прочности) * 8 /10 = 320 Мпа.

Значение предела текучести имеет важное практическое значение, поскольку это и есть максимальная рабочая нагрузка шпильки.

Данные по пределу прочности и пределу текучести для различных классов прочности шпилек:

Таким образом, шпилька одинакового диаметра, класса прочности 8.8 в 2 раза прочнее шпильки класса 4.8. а шпилька класса прочности 10.9 в 3 раза. К шпилькам класса прочности 8.8. и 10.9 применяются термин «высокопрочные шпильки».

Цветовая маркировка резьбовых шпилек

Стандартом DIN 976-1:2002 предусмотрено нанесение цветной маркировки на один из концов резьбовых шпилек в зависимости от их класса прочности. Все варианты цветной маркировки рассмотрены в статье.

Маркировка наиболее популярных резьбовых шпилек:

В большинстве случаев, применяются оцинкованные шпильки, что обеспечивает их коррозионную стойкость, а следовательно, и возможность наружного применения. В подавляющем большинстве случаев используется покрытие из белого цинка, но, на рынке можно приобрести и резьбовые шпильки в желтом цинке. Как правило, они используются в декоративных целях.

Такие шпильки являются высокопрочными. Как указывалось выше показатели прочности таких шпилек вдвое выше по сравнению с обычными резьбовыми стержнями класса прочности 4.8. Шпильки класса прочности 8..8. имеют желтую маркировку на своем торце. Сфера применения таких шпилек близка к шпилькам 4.8., но, в силу, более высокой прочности они чаще используют для монтажа ответственных инженерных конструкций, таких как инженерные коммуникации значительного веса, водопроводных и канализационных труб большого диаметра. Шпильки класса прочности поставляются с цинковым покрытием белого цвета.

Еще один вид высокопрочной шпильки, прочностные характеристики. которой втрое превышают характеристики резьбовой шпильки 4.8. и приблизительно на 50% выше по сравнению со шпилькой класса 8.8. Данная шпилька имеет белую маркировку на торце. В отличие от шпилек класса прочности 4.8 и 8.8. подавляющее большинство таких шпилек поставляется без цинкового покрытия, так как резьбовые стержни такого класса прочности не подвержены коррозии. Однако, на рынке представлены и высокопрочные шпильки класса 10.9 с цинковым покрытием, которое служит для улучшения внешнего вида шпильки. Шпильки класса прочности 10.9 используются в наиболее ответственных и тяжелонагруженных применениях, когда требуется обеспечить максимальную надежность крепления элементов, часто они используются в промышленности при монтаже различного оборудования.

Угол резьбы резьбовых шпилек

Таблица весов стандартных и облегченных резьбовых шпилек

Источник

Как рассчитывается прочность болтов

На каждый болт, изготовленный по установленным стандартам, наносится маркировка:

Класс прочности состоит из двух цифр разделенных точкой:

Например, маркировка 9.8 обозначает:

Все болты с прочностью не меньше чем 800 Н/мм2, согласно международной классификации принято относить к высокопрочной группе. Это значит, что все изделия с маркировкой 8.8 и выше относятся к высокопрочной группе.

Что такое текучесть материала

Другим примером из практики может послужить процесс вкручивания гайки в болт, который способен увеличить свою длину только при определенном воздействии на него. При чрезмерном усилии при закручивании гайки произойдет не увеличение длины болта, ка срыв резьбы на креплении.

Следующий показатель, используемый при расчете прочности болтов — процент удлинения. Он показывает длину деформированной детали до выхода ее со строя. Каждый болт в определенной степени можно считать гибким и способным удлиняться до определенного показателя не нарушая своих качеств. Измеряется этот показатель в процентах, на сколько может удлиняться деталь, по сравнению с первоначальными параметрами.

Твердость материала

Устаревшая система измерения (ГОСТ) не удела достаточного внимание нагрузкам на болтовые соединения. Именно по этой причине метизы, выпущенные до принятия международной классификации, были существенно ниже по качеству, чем современные. Пример расчета нагрузки на металл при использовании классификации прочности: Крепление М12, при прочности 8.8, с диаметром 10.7 мм, при максимальном сечении 89.97 мм2. Нагрузка на крепление будет равна (8Х8Х10)Х89,87=57520 Н.

Таблица предельных нагрузок для болтов изготовленных из углеродистых и нержавеющих сталей

Источник

Прочность болтов

Расчет нагрузки на болт

Маркировка головки болта обычно содержит следующие данные:

— клеймо завода изготовителя (JX, THE, L, WT, и т.п.);
— класс прочности;
— стрелка «против часовой стрелки» (если левая резьба).

Первая цифра обозначает номинальное временное сопротивление (предел прочности на разрыв): 1/100 Мпа (1/100 Н/мм 2 ;

1/10 кг/мм 2 ). Пример: (класс прочности 9.8) 9*10=900 Мпа (900 Н/мм 2 ; 91,71 кг/мм 2 ).

Вторая цифра обозначает процентное отношение предела текучести к временному сопротивлению (пределу прочности на разрыв): 1/10%. Пример: (класс прочности 9.8) 9*8=720 Мпа (720 Н/мм 2 ; 73,37 кг/мм 2 ).

По действующей международной классификации к высокопрочным болтам относятся изделия, временное сопротивление которых больше или равно 800 Мпа (800 Н/мм 2 ; 81,52 кг/мм 2 ). Соответсвенно начиная с 8.8 для болтов и 8 для гаек.

Примеры текучести материала

Примером может послужить обычная кухонная вилка. Изогнув её в одном направлении, можно получить совершенно другой предмет, значит нарушилась ее текучесть, что привело к деформации. Материал при этом только деформировался, но не сломался, что свидетельствует о большой степени упругости стали. Вывод: максимальная прочность намного выше текучести.

Аналогичным практическим примером может послужить вкручивание гайки: сам болт увеличивает длину только после определенного действия над ним. При неблагоприятном исходе эксперимента может состояться срыв резьбы на креплении.

Можно просмотреть тематический ролик, который покажет способ испытания болтов.

Твердость материала

Твёрдость по Бринеллю – это характеристика, которая позволяет определить твёрдость материала.

Крепежи из нержавеющий стали тоже оснащены специальной маркировкой на верхушке крепления.

Например, значение 70 – самое стандартное и демонстрирует максимальную прочность крепежа из нержавеющей стали.

Максимальная текучесть для нержавеющих метизов, часто лишь справочное значение.

Текучесть в данном случае будет составлять 250 Н/мм2 для A2-70 и около 300 Н/мм2 для A4-80.

Приблизительное увеличение при этом будет не больше чем 40%. Иными словами, данный вид стали отменно меняет форму перед тем, как произойдёт непоправимая деформация.

Старые отечественные методы измерения по ГОСТ-у не позволяли уделить должное внимание максимально допустимым нагрузкам на болты, поэтому выпускаемые метизы были значительно ниже по качеству относительно современных.

Пример, чтобы максимально точно рассчитать нагрузку на материал, используя классификацию прочности:

Крепление М12 с прочностью 8.8 размером d2 = 10,7мм и максимально продолжительностью сечения 89,87мм2. В этом случае максимально допустимая степень нагрузки будет: (8*8*10)*89,87 ;0) = 57520 Ньютон.

Таблица нагрузок для болтов из углеродистой и из нержавеющей стали.

Дополненная таблица максимальных нагрузок на нержавеющие материалы и высокопрочные соединения.

Чтобы быть уверенным в безопасности нагрузки, можно без зазрения совести разделять нагрузку в Ньютонах на тридцать.

Источник

Какую нагрузку выдерживает шпилька м10 на разрыв

Для изделий из углеродистой стали, класс прочности обозначают двумя цифрами через точку.
Пример: 4.6, 8.8, 10.9, 12.9.

Вот тут есть небольшой ролик с испытанием болтов на разрыв, наглядно демонстрирующий протекающие процессы.

Значение 70 – является стандартным пределом прочности нержавеющего крепежа и принимается в расчет пока явно не указано 50 или 80.

Предел текучести для нержавеющих болтов и гаек является справочным значением и составляет около 250 Н/мм2 для A2-70 и около 300 Н/мм2 для A4-80. Относительное удлинение при этом составляет около 40%, т.е. нержавейка хорошо “тянется” после превышения предела текучести, прежде чем наступит необратимая деформация. В сравнении с углеродистыми сталями относительное удлинение для ST-8.8 составляет 12%, а для ST-4.6 соответственно 25%

Для болта M12 из нержавеющей стали A2-70 та же расчетная рабочая нагрузка не должна превышать половину значения предела текучести и составит 250 x 89,87 / 20 = приблизительно 1,12 тонны, а для M12 A4-80 – 1,34 тонны.

В сокращенном виде этот материал изложен на последней странице крепежного каталога.

Дополнительные таблицы, сделанные еще перед выходом статьи в 2008 году и добавленные 21.09.2011 спустя почти четыре года. Добавлены сведения для нержавейки A2-50 и высокопрочных ST-10.9. Коэффициент запаса равен двум. Можно перестраховаться и смело делить на тридцать нагрузку в Ньютонах. Кстати, на такелаже именно так и делают, только делят нагрузку на сорок, т.е. принимают запас равным четырем.

Источник

Классы прочности метрического крепежа

От правильного выбора крепежа по классу прочности зависит надежность, безопасность, долговечность крепежного соединения и всей конструкции. Эта характеристика является такой же важной, как размер элемента. Как определить класс прочности по маркировке? Что необходимо знать о свойствах крепежных элементов? Расскажем подробно.

Содержание:

Прочность стального крепежа

Все элементы с наружной метрической резьбой, такие как болты, винты, шпильки, различаются по классу прочности в пределах от 3.6 до 12.9. Это значение содержится в маркировке и обычно наносится на головку крепежа. Чем оно выше, тем прочнее крепеж.

Рассмотрим пример. На крепеже есть маркировка 8.8. Первое число показывает предел прочности на разрыв и определяет номинальное временное сопротивление (измеряется в Н/кв.мм). Чтобы узнать, соответствует ли крепежный элемент оказываемой на него нагрузке, необходимо 8 умножить на 100 – получим 800 (Н/кв.мм). Это минимальный предел прочности. Если нагрузка ниже данного значения, элемент выдержит. Второе число обозначает предел текучести, то есть натяжения, ведущего к пластической деформации крепежа. Определяется следующим образом: минимальный предел прочности умножается на соотношение второго числа, деленного на 10. Получим: 400х0,8 = 320 (Н/кв.мм). Если нагрузка будет превышать данное значение, начнется необратимое изменение формы и структуры элемента – он начнет течь, то есть деформироваться.

На заметку: предел прочности и текучести может обозначаться не только в ньютонах на квадратный миллиметр (Н/кв.мм), но и в мегапаскалях (МПа).

Есть условное разграничение метрического крепежа в зависимости от назначения.

На заметку: при определении расчетной нагрузки на метрический крепеж необходимо заложить запас прочности, чтобы соединение было максимально надежным.

Классы прочности гаек

У данных элементов класс прочности обозначается так же, как у стальных болтов, винтов и шпилек. Единственная разница – маркировка на гайках начинается с класса 8.0. Маркировка наносится на торцевую часть. Изделия с низким классом прочности не маркируются и применяются для конструкций с небольшой нагрузкой.

При подборе гаек к резьбовым крепежным элементам учитывают следующую взаимосвязь:

На заметку: существуют гайки, не предназначенные для крепежных соединений под нагрузкой, – в начале маркировки ставится 0, например, класс прочности может быть 04 или 05.

Правильный выбор гайки и болта по классу прочности и соблюдение усилия затяжки гарантируют надежное и долговечное соединение. Ему не грозит разрушение или срыв резьбы.

О прочности шайб

Свойства данных элементов не определяются прочностью на разрыв и текучесть, так как их основная задача – равномерное распределение нагрузки на опорную поверхность. Аналогом прочности является их твердость – значение может находиться в диапазоне от 35 до 45 HRC. Назначение элементов определяется материалом изготовления и защитным покрытием. Элементы без покрытия применяются в местах, где нет воздействия влаги, цинковое или оксидированное покрытие дает возможность использовать крепеж на улице без угрозы образования коррозии.

Маркировка элементов из нержавеющей стали

Отдельно следует сказать о крепеже, изготовленном из нержавеющей стали. У него особая маркировка. Например, А2-70, где А-2 – это марка стали, 70 – предел прочности. Чтобы вычислить предел прочности, необходимо указанное значение умножить на 10: получим 700 МПа (что соответствует классу прочности крепежа из углеродистой стали 5.6).

Надеемся, что данная статья будет полезна при выборе крепежных изделий для конкретного вида работ. Вы сможете определить, подходит ли метрический крепеж под нагрузку и тип конструкции. Заказать болты, винты, шпильки, гайки и шайбы вы можете в нашем интернет-магазине. Выбрать подходящие элементы легко – в карточках товаров дана подробная информация о каждом из них.

Источник