Каким классом прочности должен обладать металлический крепёж

Такое понятие в науке как физика прочности, основал ещё Галилео Галилей, проводя свои опыты в 1638 году. Он выявил, что при сжатии, растяжении и прочих факторах, нагрузка разрушения для конкретного материала, зависит исключительно от площади его поперечного сечения. Изготовление крепежа должно учитывать фактор прочности, или как это называется в нормативной документации – сопротивление материала, в обязательном порядке. От того, насколько правильно подобраны метизы, во многом зависит надёжность и безопасность соединения, вне зависимости от того, где оно находится – в сооружениях или механизмах. Более того, данная характеристика не менее важна, нежели размер элемента.

Но чтобы выяснить какой должна быть прочность стального крепежа, стоит разобраться в целом, что же такое предел прочности металлов. Выделяют несколько его разновидностей:

• ∇ При растяжении
• ∇ При сжатии
• ∇ При изгибе
• ∇ При кручении

Само по себе понятие предела прочности – это ни что иное, как максимально допустимое механическое напряжение, выше которого, металл начинает разрушаться. Измеряется оно в килограммах силы на квадратный сантиметр, а указывается в мегапаскалях.

Это знание просто необходимо проектировщикам, а также инженерам, которые разрабатывают различные элементы и соединения. А вот при покупке крепежа, руководствоваться им будет мало кто. Достаточно просто знать класс прочности метизов, который требуется для проведения тех или иных работ. Если ошибиться и заказать изготовление крепежа классом выше, то вы просто заложите запас прочности. А вот ошибиться в меньшую сторону – может быть критично, поскольку это скажется на эксплуатационных характеристиках.

Какой бывает прочность стального крепежа

Любые метизы, у которых есть наружная метрическая резьбы – болты, шпильки, винты и прочее, всегда имеют показатель прочности. Он варьируется от 3.6 до 12.9 и чем значение выше, тем большая прочность у крепежа. Данное значение наносится на головку изделия.

К примеру, рассмотрим самый высокий из всех показателей – маркировку 12.9. Первое число 12 – это предел прочности на разрыв, которое измеряется в Н/мм². И чтобы выяснить, насколько крепёж соответствует прогнозируемой нагрузке, необходимо 12 12 умножить на 100 и получается 1200 Н/мм². Именно таким и будет предел прочности, нагрузку выше которого, элемент не выдержит. А вот вторая цифра, 9 – это предел текучести. Она демонстрирует натяжение, показатели больше которого, приводят к пластической деформации крепежа. Чтобы определить его, необходимо минимальный предел прочности, умножить на соотношение второго числа, деленного на 10.

В зависимости от предназначения крепежа, он делится на три основных вида:

• ∇ Для малонагруженных соединений. Поскольку соединения не предусматривают серьёзных требований, для них могут использоваться метизы с показателем прочности 4.8 – 5.8. Как правило, для их изготовления используют конструкционные углеродистые стали, марок 10 и 20.
• ∇ Для ответственных нагруженных соединений. При работе с данными соединениями, используется крепёж с маркировкой 8.8. Он является одним из наиболее распространённых видов всех метизов с наружной резьбой, а изготавливается крепёж из закаленной стали марок 35 и 20Г2Р.
• ∇ Для особо тяжелых конструкций. Такие изделия имеют маркировку 10,9 и 12,9. Данный крепёж является наиболее прочным. К тому же, он может выдерживать многократные циклы монтажа и демонтажа. Что характерно, его размеры могут быть меньше, нежели у изделий, имеющих меньший класс прочности. Изготавливаются такие метизы из легированной стали марок 40Х и 20Г2Р.

Для того, чтобы обеспечить надёжность соединения, крепёж необходимо использовать с запасом. То есть, заложить в него дополнительную прочность. Это не значит, что при работе с малонагруженными соединениями, стоит покупать метизы для особо тяжёлых конструкций – такой подход не рационален. Но стоит выбрать изделия с пределом прочности, хотя бы на единицу выше, нежели допустимо.

Классы прочности гаек и шайб

У крепёжных элементов с внутренней метрической резьбой, также есть свой класс прочности. Вот только в случае с гайками, маркировка имеет классы от 8.0 и выше. Наносится она на торцевую часть изделия. Это не значит, что не существует изделий, прочность которых ниже. Они изготавливаются, но не маркируются. А используют их для конструкций, на которые приходится небольшая нагрузка.

Для того, чтобы правильно подобрать гайки под соответствующие болты, необходимо знать «пары», то есть – какие и для чего подходят.

• ∇ Гайки 5.0 с диаметром резьбы М16 – для болтов 3.6-4.8
• ∇ Гайки 6.0 с диаметром резьбы М48 – болты 4.5-5.8
• ∇ Гайки 8.0 – болты 8.8. Изготавливаются из углеродистой или легированной сталей и подбираются по резьбе
• ∇ Гайки 10.0, 12.0 – для болтов 10.9 и 12.9, соответственно. Они используются при высоконагруженных соединениях, изготавливаются из легированной стали и подвергаются закалке.

Стоит учитывать, что есть и такие гайки, которые вовсе не предназначены для крепежей, которые поддаются любой нагрузке. Ох маркировка начинается с цифры 0. Например – 05.

Несмотря на то, что у шайб резьбы нет, но показатель прочности у данных крепёжных элементов, также выделяют. Но они не определяются ни текучестью, ни прочностью на разрыв. Поскольку их задача – равномерно распределить нагрузку на опорную поверхность, то вместо показателя прочности, решающим является твёрдость метиза. И данное значение имеет диапазон 35 – 45 HRC. В зависимости от материала, из которого шайбы изготовлены, а также наличия у них покрытия, определяется и сфера их использования. К примеру, элементы без покрытия, используются исключительно там, где они не подвергаются воздействию влаги или прочим атмосферным воздействиям. А вот шайбы с цинковым покрытием, негативного влияния окружающей среды не боятся, поэтому, их можно использовать на улице.