Цены по запросу.
В настоящее время производственная компания ООО "ЮКОМ" начала развивать дилерскую сеть по всей территории Российской Федерации и ближнему зарубежью. Условия поставок и дальнейшего сотрудничества обсуждаются индивидуально. Заключается Дилерское соглашение с закреплением региона деятельности будущего партнера.
Технические характеристики
Ниже мы ответим на вопрос - насколько надежна резьбовая стяжка М10, применяемая как основной крепежный элемент, соединяющий верхнее крепление и низ (основание) наших подстольев.
Метод приложения крутящего момента
Самый распространенный и, вероятно, самый простой и надежный метод затяжки резьбовых соединений. Он заключается в создании на гайке крутящего момента, обеспечивающего необходимое усилие предварительной затяжки. А главное его преимущество в том, что он очень прост, занимает минимум времени и используемый инструмент сравнительно не дорог.
Крутящий момент (Мкр, в Нм) – это момент силы, приложенной к гайке на определенном расстоянии от её центра (произведение силы на плечо), действие которого вызывает поворот гайки вокруг оси.
Болт (шпилька) в резьбовом соединении находится под постоянным механическим напряжением и устойчив к усталости. Однако, если первоначальное усилие слишком мало, под действием изменяющихся нагрузок болт быстро будет повреждаться. Если первоначальное усилие слишком велико, процесс затяжки может привести к разрушению болта. Следовательно, надежность зависит от правильности выбора первоначального усилия и, соответственно, необходим контроль крутящего момента на гайке.
Метод заключается в создании на гайке крутящего момента, в результате чего гайка закручивается по резьбе, создавая усилие затяжки | Расход приложенного усилия |
Расположение трущихся поверхностей |
Критичным фактором при затяжке резьбового соединения является усилие предварительной затяжки соединяемых деталей. Крутящий момент косвенно характеризует величину усилия предварительной затяжки.
Усилие предварительной затяжки (Q, в H), на которое производится затяжка резьбового соединения, обычно принимается в пределах 75-80%, в отдельных случаях 90%, от пробной нагрузки.
Пробная нагрузка (N, в H) является контрольной величиной, которую стержневая крепежная деталь должна выдержать при испытаниях. Пробная нагрузка приблизительно, на 5%-10% меньше, произведения предела текучести стержневой крепежной детали на номинальную площадь сечения.
Пробная нагрузка, в соответствии с ГОСТ 1759.4, для крепежных деталей с классом прочности 6.8 и выше составляет 74-79% от минимальной разрушающей нагрузки (P, в H).
Минимальная разрушающая нагрузка соответствует произведению предела прочности (временному сопротивлению разрыву) стержневой крепежной детали на номинальную площадь сечения.
Соответственно, усилие предварительной затяжки не должно приводить к переходу стержневой крепежной детали из области упругой в область пластической деформации материала.
Нередко возникает вопрос почему «предварительной». Дело в том, что затяжка соединений подразумевает создание во всех деталях - и крепежных, и соединяемых, некоторых напряжений. При этом в упруго напряженных телах проявляются некоторые механизмы пластических деформаций, ведущие к убыванию напряжений во времени (явление релаксации напряжений). Поэтому по истечении некоторого времени усилие затяжки соединения несколько снижается без каких либо дополнительных силовых воздействий на него.
Требуемый крутящий момент затяжки конкретного соединения зависит от нескольких переменных:
- Коэффициент трения между гайкой и стержневой крепежной деталью;
- Коэффициент трения между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали;
- Качество и геометрия резьбы.
Наибольшее значение имеет трение в резьбе между гайкой и стержневой крепежной деталью, а также гайкой и поверхностью соединяемой детали, которые зависят от таких факторов как, состояние контактных поверхностей, вид покрытия, наличие смазочного материала, погрешности шага и угла профиля резьбы, отклонение от перпендикулярности опорного торца и оси резьбы, скорость завинчивания и др.
Потери на трение могут быть достаточно большими. При практически сухом трении, грубой поверхности и усадке материала, потери могут быть такими большими, что при затяжке на непосредственно напряжение соединения останется не более 10% момента (см. рисунок выше). Остальные 90% уходят на преодоление сопротивления трения и усадку.
Для иллюстрации покажем следующий пример: когда оборудование установлено, соединения новые и чистые. Через несколько лет работы они становятся загрязненными, перекодированными и т.п. Таким образом, при откручивании и затяжке, «паразитное» трение больше. И хотя гайковерт будет показывать требуемый момент, требуемое сжатие соединения не будет достигнуто. И когда при эксплуатации, на резьбовое соединение будет воздействовать нагрузки или вибрация, велик риск самоослабления соединения и как результат — аварии.
Коэффициент трения можно снизить, используя масло, но не чрезмерно, поскольку при этом велика опасность чрезмерного падения сопротивления, и превышения силы напряжения соединения, что может привести к разрушению стержневой крепежной детали.
Значения коэффициента трения в реальных условиях сборки можно лишь прогнозировать. Как показывают многочисленные эксперименты, они не стабильны. В табл. приведены их справочные значения.
Таблица Значения коэффициентов трения в резьбе стержневой крепежной детали из стали µр и между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали µт
Вид покрытия | Коэффициент трения | Без смазочного материала | Машинное масло | Солидол синтетический | Машинное масло с МоS2 |
Без покрытия | µр | 0,32-0,52 | 0,19-0,24 | 0.16-0,21 | 0,11-0,15 |
µт | 0,14-0,24 | 0,12-0.14 | 0,11-0,14 | 0,07-0,10 | |
Цинкование | µр | 0,24-0,48 | 0,15-0,20 | 0,14-0,19 | 0,14-0,19 |
µт | 0,07-0.10 | 0.09-0,12 | 0,08-0,10 | 0,06-0,09 | |
Фосфатирование | µр | 0,15-0,50 | 0,15-0,20 | 0,15-0.19 | 0.14-0,16 |
µт | 0,09-0,12 | 0,10-0,13 | 0,09-0,13 | 0,07-0,13 | |
Оксидирование | µр | 0.50-0,84 | 0,39-0.51 | 0,37-0,49 | 0.15-0,21 |
µт | 0,20-0,43 | 0,19-0.29 | 0.19-0,29 | 0,07-0,11 |
Для крепежа из нержавеющей стали А2 и А4 коэффициенты трения:
- Без смазочного материала:
µр– 0,23- 0,50
µт — 0,08-0,50 - Со смазкой, включающей хлоропарафин:
µр– 0,10- 0,23
µт — 0,08-0,12
Номинальный крутящий момент рассчитывается по формуле:
Мкр = 0,001 Q*(0,16*Р + µр *0 ,58* d2 + µт *0,25*(dт + d0)),
где µр– коэффициент трения в резьбе между гайкой и стержневой крепежной деталью;
µт — коэффициент трения между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали;
dт – диаметр опорной поверхности головки болта или гайки, мм;
d0 – диаметр отверстия под крепёжную деталь, мм;
Р – шаг резьбы, мм;
d2– средний диаметр резьбы, мм;
Q – усилие предварительной затяжки.
Для упрощения расчетов Мкр коэффициенты трения усредняют. Средние коэффициенты трения крепежных соединений из стали соответствуют следующим состояниям поверхности:
- 0,1 – фосфатированный или оцинкованный болт, хорошо смазанная поверхность
-0,14 – химически оксидированный или оцинкованный болт, плохое качество смазки
-0,2 – болт без покрытия, нет смазки
Усилие предварительной затяжки определяются требованиями к соединению, поэтому наши рекомендации выбора усилий предварительной затяжки и крутящего момента, приведенные в таблицах, являются справочными и не могут быть приняты как руководство к действию, учитывая множество факторов оказывающих роль на качество соединения.
Для выбора усилия предварительной затяжки резьбовых соединений и крутящего момента различного класса прочности можно использовать приведенные ниже таблицы. Таблицы приведены для соединений, имеющих средний коэффициент трения 0,14.
Усилие предварительной затяжки и крутящий момент резьбового соединения с крупным шагом резьбы и коэффициентом трения 0,14
Номинальный диаметр резьбы | Шаг резьбы, P | Номинальная площадь сечения As, мм² | Усилие предварительной затяжки Q, H | Крутящий момент Мкр Нм | ||||||||
4.6 | 5.6 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | 4.6 | 5.6 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | |||
М4 | 0,7 | 8,78 | 1280 | 1710 | 4300 | 6300 | 7400 | 1,02 | 1,37 | 3,3 | 4,8 | 5,6 |
М5 | 0,8 | 14,2 | 2100 | 2790 | 7000 | 10300 | 12000 | 2,0 | 2,7 | 6,5 | 9,5 | 11,2 |
М6 | 1,0 | 20,1 | 2960 | 3940 | 9900 | 14500 | 17000 | 3,5 | 4,6 | 11,3 | 16,5 | 19,3 |
М8 | 1,25 | 36,6 | 5420 | 7230 | 18100 | 26600 | 31100 | 8,4 | 11 | 27,3 | 40,1 | 46,9 |
М10 | 1,5 | 58 | 8640 | 11500 | 28800 | 42200 | 49400 | 17 | 22 | 54 | 79 | 93 |
М12 | 1,75 | 84,3 | 12600 | 16800 | 41900 | 61500 | 72000 | 29 | 39 | 93 | 137 | 160 |
М14 | 2,0 | 115 | 17300 | 23100 | 57500 | 84400 | 98800 | 46 | 62 | 148 | 218 | 255 |
М16 | 2,0 | 157 | 23800 | 31700 | 78800 | 115700 | 135400 | 71 | 95 | 230 | 338 | 395 |
М18 | 2,5 | 193 | 28900 | 38600 | 99000 | 141000 | 165000 | 97 | 130 | 329 | 469 | 549 |
М20 | 2,5 | 245 | 37200 | 49600 | 127000 | 181000 | 212000 | 138 | 184 | 464 | 661 | 773 |
М22 | 2,5 | 303 | 46500 | 62000 | 158000 | 225000 | 264000 | 186 | 250 | 634 | 904 | 1057 |
М24 | 3,0 | 353 | 53600 | 71400 | 183000 | 260000 | 305000 | 235 | 315 | 798 | 1136 | 1329 |
М27 | 3,0 | 459 | 70600 | 94100 | 240000 | 342000 | 400000 | 350 | 470 | 1176 | 1674 | 1959 |
М30 | 3,5 | 561 | 85700 | 114500 | 292000 | 416000 | 487000 | 475 | 635 | 1597 | 2274 | 2662 |
М33 | 3,5 | 694 | 107000 | 142500 | 363000 | 517000 | 605000 | 645 | 865 | 2161 | 3078 | 3601 |
М36 | 4,0 | 817 | 125500 | 167500 | 427000 | 608000 | 711000 | 1080 | 1440 | 2778 | 3957 | 4631 |
М39 | 4,0 | 976 | 151000 | 201000 | 512000 | 729000 | 853000 | 1330 | 1780 | 3597 | 5123 | 5994 |
Усилие предварительной затяжки и крутящий момент резьбового соединения с мелким шагом резьбы и коэффициентом трения 0,14
Номинальный диаметр резьбы | Шаг резьбы, P | Номинальная площадь сечения As, мм² | Усилие предварительной затяжки Q, H | Крутящий момент Мкр Нм | ||||
8.8 | 10.9 | 12.9 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | |||
М8 | 1 | 39,2 | 19700 | 28900 | 33900 | 29,2 | 42,8 | 50,1 |
М10 | 1,25 | 61,2 | 30800 | 45200 | 52900 | 57 | 83 | 98 |
М12 | 1,25 | 92,1 | 46800 | 68700 | 80400 | 101 | 149 | 174 |
М14 | 1,5 | 125 | 63200 | 92900 | 108700 | 159 | 234 | 274 |
М16 | 1,5 | 167 | 85500 | 125500 | 146900 | 244 | 359 | 420 |
М18 | 1,5 | 216 | 115000 | 163000 | 191000 | 368 | 523 | 613 |
М20 | 1,5 | 272 | 144000 | 206000 | 241000 | 511 | 728 | 852 |
М22 | 1,5 | 333 | 178000 | 253000 | 296000 | 692 | 985 | 1153 |
М24 | 2 | 384 | 204000 | 290000 | 339000 | 865 | 1232 | 1442 |
М27 | 2 | 496 | 264000 | 375000 | 439000 | 1262 | 1797 | 2103 |
М30 | 2 | 621 | 331000 | 472000 | 552000 | 1756 | 2502 | 2927 |
ОТКРУЧИВАНИЕ
При откручивании гаек требуется крутящий момент большей величины, чем при затяжке. Это объясняется коррозией резьбового соединения, взаимным проникновением материалов болта и гайки в зоне резьбы под действием длительной нагрузки.
Общее правило – при откручивании требуется момент в 1,3-1,5 раза больший, чем при затяжке!
При откручивании прокорродированных и закрашенных соединений часто требуется инструмент с моментом в 2 раза больше, чем при затяжке. Но лучше в таких случаях использовать специальные средства для разрушения продуктов коррозии. Это снизит трение и, соответственно, силы воздействующие на упорную часть инструмента, продлевая срок его жизни.
Испытание по ГОСТ 1759.4-87.
Расчёт нагрузки на болт
Головка болта имеет следующие маркировки:
- Обозначение изготавливающего завода (JX, THE, L, WT, и др.)
- Степень выносливости.
- Маркируется только левая резьба против часовой стрелки. Правая никак не обозначается.
Винт можно отличить от болта именно за отсутствие шлицев.
Чтобы распознать изделия из углеродистой стали стоит обратить внимание на особые обозначения - прочность болтов: 8.8, 10.9, 12.9 и другие.
Это значит, что данный вид креплений отличается высокой степенью выносливости металла.
Первое обозначение – это 1/100 от общей прочности, которая измеряется в МПа.
В том варианте, когда 8.8 первая 8 обозначает 8 х 100 = 800 МПа = 800 Н/мм2 = 80 кгс/мм2.
Следующая цифра будет обозначать текучесть по отношению к прочности. Она насчитывается как 8 х 8 х 10 = 640 Н/мм2.
Текучесть материала
Практическое значение текучести иногда незаслуженно недооценивается.
Именно этот параметр определяет максимальную нагрузку, которую может выдержать метиз.
Чтобы максимально точно определить нагрузку стоит понимать значение специальной терминологии:
Предел прочности на разрыв – это максимальная нагрузка, увеличение которой приводит к полному разрушению, то есть к напряжению, которое разрушает.
Предел текучести – это вид нагрузки, при увеличении которой происходит деформация, не поддающаяся исправлениям.
Примеры текучести материала
Примером может послужить обычная кухонная вилка. Изогнув ее 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 великой степени упругости стали.
Вывод: максимальная прочность намного выше текучести, что продемонстрировано на примере.
Другое кухонное оборудование, например нож, сломается при попытках изменить его форму.
Вывод: у ножа одинаковая сила текучести и прочности, такое изделие можно назвать хрупким, несмотря на то, что оно изготовлено из стали.
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. Тогда уже можно сказать, что резьба сошла.
Процент удлинения - это среднестатистический показатель, который демонстрирует длину деформированной детали еще до начало поломки. Новички могут называть такого рода болты гибкими, имея ввиду именно способность к удлинению.
Техническая терминология на этот счет довольно простая: относительное удлинение - это не что иное, как процент увеличения образца по сравнению с первоначальным размером.
Твердость материала
Твёрдость по Бринеллю – это характеристика, которая позволяет определить твёрдость материала.
Крепежи из нержавеющий стали тоже оснащены специальной маркировкой на верхушке крепления.
Вид стали А2 или А4 и предел прочности - 50, 70, 80,примером может прослужить: А2-70, А4-80. На крепления, которые имеют четко выраженную резьбу наноситься цветная маркировка для A2 – зеленым цветом, для A4 – красным. Значение для предела текучести не указывается.
Например, значение 70 – самое стандартное и демонстрирует максимальную прочность крепежа из нержавеющей стали.
Максимальная текучесть для нержавеющих метизов и гаечных изделий зачастую всего 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.
Отечественные методы измерения по ГОСТУ не позволят уделить должное внимание максимально допустимым нагрузкам на болты. Именно потому нержавеющий болт повергается риску сойти с резьбы при не высоких нагрузках.
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.
Из ниже приведенной таблицы хорошо видно, что даже у самой мягкой стяжки М10 (4,5) максимальная рабочая нагрузка составляет 740кг.
Таблица нагрузок для болтов из углеродистой и из нержавеющей стали.
ST-4.6 | ST-8.8 | А2-70 | А4-80 | |||||||
РЕЗЬБА | d2, мм | Площадь по 62, тт2 | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагрузка, кг | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагрузка, кг | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагрузка, кг | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагрузка, кг |
М1 | 0,8 | 0,5 | 121 | 0 | 322 | 10 | 126 | 0 | 151 | 0 |
М2 | 1,7 | 2,27 | 544 | 20 | 1 452 | 70 | 567 | 20 | 681 | 30 |
М3 | 2,6 | 5,31 | 1 274 | 60 | 3 396 | 160 | 1 327 | 60 | 1 592 | 70 |
М4 | 3,5 | 9,62 | 2 308 | 110 | 6 154 | 300 | 2 404 | 120 | 2 885 | 140 |
М5 | 4,4 | 15,2 | 3 647 | 180 | 9 726 | 480 | 3 799 | 180 | 4 559 | 220 |
М6 | 5,3 | 22,05 | 5 292 | 260 | 14 112 | 700 | 5 513 | 270 | 6 615 | 330 |
М8 | 7,1 | 39,57 | 9 497 | 470 | 25 326 | 1 260 | 9 893 | 490 | 11 872 | 590 |
М10 | 8,9 | 62,18 | 14 923 | 740 | 39 795 | 1 980 | 15 545 | 770 | 18 654 | 930 |
М12 | 10,7 | 89,87 | 21 570 | 1 070 | 57 520 | 2 870 | 22 469 | 1 120 | 26 962 | 1 340 |
М14 | 12,6 | 124,63 | 29 910 | 1 490 | 79 761 | 3 980 | 31 157 | 1 550 | 37 388 | 1 860 |
М16 | 14,6 | 167,33 | 40159 | 2 000 | 107 092 | 5 350 | 41 833 | 2 090 | 50199 | 2 500 |
М20 | 18,3 | 262,89 | 63 093 | 3 150 | 168 249 | 8 410 | 65 722 | 3 280 | 78 867 | 3 940 |
М24 | 21,9 | 376,49 | 90 359 | 4 510 | 240 956 | 12 040 | 94 123 | 4 700 | 112 948 | 5 640 |
М27 | 24,9 | 486,71 | 116 810 | 5 840 | 311 493 | 15 570 | 121 677 | 6 080 | 146 012 | 7 300 |
М30 | 27,6 | 597,98 | 143 516 | 7170 | 382 708 | 19130 | 149 495 | 7 470 | 179 394 | 8 960 |
Вашему вниманию представлена дополненная таблица максимальных нагрузок на нержавеющие материалы и высокопрочные соединения.
Чтобы дополнительно быть уверенным в безопасности нагрузки, можно без зазрения совести разделять нагрузку в Ньютонах на тридцать.
РЕЗЬБА | Нержавейка А2-50 | d2, мм | Площадь d2, мм2 | Предел текучести, МПа | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагружа, кг | |
М1 | 0,8 | 0,50 | 200 | 100 | 0 | ||
М2 | 1.7 | 2,27 | 200 | 454 | 20 | ||
М3 | 2,6 | 5,31 | 200 | 1 061 | 50 | ||
М4 | 3,5 | 9,62 | 200 | 1 923 | 90 | ||
М5 | 4,4 | 15,20 | 200 | 3 040 | 150 | ||
Мб | 5,3 | 22,05 | 200 | 4 410 | 220 | ||
М8 | 7,1 | 39,57 | 200 | 7 914 | 390 | ||
М10 | 8,9 | 62,18 | 200 | 12 436 | 620 | ||
М12 | 10,7 | 89,87 | 200 | 17 975 | 890 | ||
М14 | 12,6 | 124,63 | 200 | 24 925 | 1 240 | ||
М16 | 14,6 | 167,33 | 200 | 33 466 | 1 670 | ||
М20 | 18,3 | 262,89 | 200 | 52 578 | 2 620 | ||
М24 | 21,9 | 376,49 | 200 | 75 299 | 3 760 | ||
М27 | 24,9 | 486,71 | 200 | 97 342 | 4 860 | ||
МЗО | 27,6 | 597,98 | 200 | 119 596 | 5 970 | ||
РЕЗЬБА | Нержавейка А2-70 | 62,мм | Площадь d2, мм2 | Предел текучести, МПа | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагружа, кг | |
М1 | 0,8 | 0,50 | 250 | 126 | 0 | ||
М2 | 1,7 | 2,27 | 250 | 567 | 20 | ||
М3 | 2,6 | 5,31 | 250 | 1 327 | 60 | ||
М4 | 3,5 | 9,62 | 250 | 2 404 | 120 | ||
М5 | 4,4 | 15,20 | 250 | 3 799 | 180 | ||
Мб | 5,3 | 22,05 | 250 | 5 513 | 270 | ||
М8 | 7,1 | 39,57 | 250 | 9 893 | 490 | ||
М10 | 8,9 | 62,18 | 250 | 15 545 | 770 | ||
М12 | 10,7 | 89,87 | 250 | 22 469 | 1 120 | ||
М14 | 12,6 | 124,63 | 250 | 31 157 | 1 550 | ||
М16 | 14,6 | 167,33 | 250 | 41 833 | 2 090 | ||
М20 | 18,3 | 262,89 | 250 | 65 722 | 3 280 | ||
М24 | 21,9 | 376,49 | 250 | 94 123 | 4 700 | ||
М27 | 24,9 | 486,71 | 250 | 121 677 | 6 080 | ||
МЗО | 27,6 | 597,98 | 250 | 149 495 | 7 470 | ||
РЕЗЬБА | Нержавейка А4-80 | 12, мм | Площадь d2, мм2 | Предел текучести, МПа | Макс. нагрузка, Ньютон | Рабочая нагружа, кг | |
М 1 | 0,8 | 0,50 | 300 | 151 | 0 | ||
М2 | 1,7 | 2,27 | 300 | 681 | 30 | ||
М3 | 2,6 | 5,31 | 300 | 1 592 | 70 | ||
М 4 | 3,5 | 9,62 | 300 | 2 885 | 140 | ||
М 5 | 4,4 | 15,20 | 300 | 4 559 | 220 | ||
Мб | 5,3 | 22,05 | 300 | 6 615 | 330 | ||
М 8 | 7,1 | 39,57 | 300 | 11 872 | 590 | ||
М10 | 8,9 | 62,18 | 300 | 18 654 | 930 | ||
М12 | 10,7 | 89,87 | 300 | 26 962 | 1 340 | ||
М14 | 12,6 | 124,63 | 300 | 37 388 | 1 860 | ||
М16 | 14,6 | 167,33 | 300 | 50199 | 2 500 | ||
М20 | 18,3 | 262,89 | 300 | 78 867 | 3 940 | ||
М24 | 21,9 | 376,49 | 300 | 112 948 | 5 640 | ||
М27 | 24,9 | 486,71 | 300 | 146 012 | 7 300 | ||
МЗО | 27,6 | 597,98 | 300 | 179 394 | 8 960 |