Високоміцне кріплення: види, особливості, переваги

Якщо необхідно максимально надійно з'єднати елементи високо навантажених конструкцій, застосовують високоміцний кріплення. Він дозволяє отримати з'єднання за міцністю не поступається зварному або заклепувальному. Завдяки високій якості сталі, а також особливою технологією виробництва, що включає обов'язкову загартування, метизи успішно протистоять впливу руйнуючих факторів і не потребують заміни. Купити високоміцний кріплення оптом і в роздріб пропонує компанія «Зевс». Зі статті ви дізнаєтеся про основні види випускаються нами металовиробів, їх характеристики та переваги.

Відповідно до класифікації, діючої в більшості країн світу, високоміцний кріплення – це вироби, показник тимчасового опору яких дорівнює або перевищує 800 МПа. Відповідно до даної категорії відносяться болти, гвинти та шпильки з класом міцності від 8.8, а також гайки, клас яких 8 і вище.

Виробники високоміцного кріплення зобов'язані вказувати клас міцності на всі вироби. У болтів і гвинтів маркується торцева частина голівки. Маркування (дві цифри, розділені крапкою) містить важливу інформацію про основні показники кріпильних елементів – межах міцності і текучості.

Формули розрахунку цих параметрів нескладні. Збільшивши першу цифру маркування в 100 разів, ви дізнаєтеся межа міцності даного кріпильного елемента, тобто, дізнатися, яку максимальну навантаження він зможе витримати. Для прикладу візьмемо болти високоміцні 10.9. Формула розрахунку буде виглядати так:

10 х 100 = 1000 Н/мм².

Так само легко обчислюється і другий показник – межа плинності. На нього вказує друга цифра маркування. Дане число – це 1/10 частина співвідношення меж текучості і міцності. Тобто, якщо клас міцності болта 10.9, то його межа плинності дорівнює 90% межі міцності:

1000 x 0,9 = 900 Н/мм².

Межею плинності називають максимальний рівень напруги, яке здатне витримати кріпильний виріб. При перевищенні цього показника деформація неминуча. Перед тим, як високоміцний кріплення купити, необхідно розрахувати навантаження, які будуть на нього впливати. При цьому рекомендується розрахунковий межа плинності збільшити в два-три рази, створивши резерв. Розрахунок високоміцних болтів проводиться обов'язково. Тільки правильно підібрані метизи можуть забезпечити необхідну якість з'єднання.

Клас міцності гайок – це 1/100 частина значення межі міцності болта, разом з яким рекомендовано використовувати даний метиз. Тобто, якщо на гайку нанесене маркування 8, то вона підходить для болтів класу 8.8. Позначення, нанесене на поверхню металовироби, дозволяє безпомилково підібрати гайки до високоміцних болтах.

Як було сказано вище, високоміцні болти відрізняються підвищеним показником опору (більше 800 МПа). Для виробництва цих кріпильних елементів використовується якісна вуглецева сталь. Обов'язковий етап процесу виробництва – загартування. Саме завдяки їй вдається досягти необхідних показників твердості і міцності виробів.

Болт високоміцний проводиться методом штампування – гарячої або холодної. На спеціальному обладнанні на отримані заготовки накочується різьблення, після чого вони відправляються в піч, що працює на електриці. Термообробка підвищує не тільки міцність виробів, а також їх стійкість до корозійних процесів. Для підвищення корозійної стійкості використовують захисне покриття, нанесене методом гарячого або холодного цинкування. Оцинковані болти краще протистоять дії вологи.

До високоміцних відносяться болти з класами міцності 8.8, 10.9, 12.9. Виробництво кріпильних виробів регламентують державні і міжнародні стандарти. У нормативних документах містяться вимоги до якості болтів, вказані їх розміри і фізичні характеристики, а також матеріал виготовлення.

Болти класу міцності 8.8 виробляються з наступним стандартам:

• ГОСТ 7805-70;
• ГОСТ 7798-70;
• ГОСТ 10602-94
• ГОСТ 22353-77;
• ГОСТ 7808;
• ГОСТ 7796;
• ГОСТ 7795;
• DIN 931;
• DIN 933;
• DIN 960;
• DIN 961;
• DIN 603;
• DIN 608;
• DIN 609;
• DIN 610;
• DIN 15237.

Для виробництва метизів використовується сталь вуглецева марок 35, 20Г2Р, 40Х. Порівняно з виробами класу 4.8 болти високоміцні 8.8 здатні витримувати подвоєні експлуатаційні навантаження.

Болти високоміцні 10.9 виготовляються відповідно до вимог наступних державних і міжнародних стандартів:

• ГОСТ Р 52644-2006;
• ГОСТ 22353-77;
• ГОСТ 7805-70;
• ГОСТ 7798-70;
• ГОСТ 10602-94;
• DIN 931;
• DIN 933;
• DIN 6914;
• DIN 6921;
• DIN 960;
• DIN 961;
• DIN 609;
• DIN 610.

В якості матеріалу для виробництва використовуються такі марки стали: 20Г2Р, 40Х, 30Х3МФ. Навантаження, які можуть витримати болти високоміцні 10.9, в 2,7 разів більше, ніж для стандартних металовиробів міцністю 4.8. Метизи рекомендується застосовувати для з'єднання високонавантажених елементів конструкцій, які часто доводиться розбирати і знову збирати.

Вимоги до виробництва болтів класу міцності 12.9 регламентують наступні стандарти:

• ГОСТ 7798-70,
• ГОСТ 7805-70;
• DIN 931;
• DIN 933;
• DIN 6921.

Це найміцніший кріплення з даної категорії. Виробляють болт високоміцний зі сталі 40Х, 20Г2Р, 30Х3МФ. Його застосування гарантує надійність з'єднання і тривалий термін експлуатації конструкції навіть при несприятливих умовах. Прайс на високоміцні болти, а також інформацію про знижки вам нададуть наші менеджери.

Момент затягування високоміцних болтів – зусилля, що прикладається до резьбовому з'єднанню під час загвинчування. Якщо це зусилля буде менше, ніж необхідно, під впливом вібрації може відбутися зрив різьби або руйнування з'єднання.

Затяжку високоміцних болтів здійснюють у кілька етапів. На початковому етапі застосовується 50-90% від розрахункового зусилля. Досягти щільного прилягання деталей допоможе використання гайковертів.

Для досягнення кінцевого розрахункового зусилля використовуються динамометричні ключі. В процесі роботи можна контролювати крутний момент, застосовуваний до болта.

Якісні інструменти, що дозволяють виміряти прикладається зусилля, дають можливість забезпечити більш точну затяжку. Застосування ключів-мультиплікаторів для затягування болтів високої міцності не рекомендується.

Компанія «Зевс» пропонує якісні і недорогі високоміцні болти – купити в Україні ці метизи ви можете з доставкою в будь-який населений пункт. Жителі Харкова мають можливість оформити замовлення самовивозом.

Високоміцні гайки: характеристики, класи міцності і матеріали

Гайка високоміцна – кріпильний виріб, в якому передбачено різьбовий отвір. Метизи утворюють розбірне з'єднання з застосуванням болтів, шпильок або гвинтів. Елементом для передачі моменту кручення може служити:

• накатка на бічній поверхні;
• багатогранник;
• шліци;
• торцеві і радіальні отвори.

Високоміцні гайки виготовляються двома методами: штампуванням і нарізкою. Металовироби, виготовлені методом штампування, дешевше аналогічних виробів, виготовлених методом нарізки. Головна відмінність кріплення високої міцності від звичайного – матеріал, використовуваний для виготовлення. Це переважно сталі марок 40Х і 40Х «Селект». Їх клас не може бути нижчим 8.

Маркування високоміцних гайок обов'язково містить відомості про клас міцності. Метизи з класом нижче 8 не маркуються. Крім того, маркування кріпильних виробів містить наступну інформацію:

• параметри металовироби;
• позначення розміру під ключ (буква S означає, що розмір збільшений);
• ідентифікацію виробника.

Мають маркування на верхній або нижній частині металовироби. Позначення може бути вдавленим або опуклим.

Гайки до високоміцних болтів підбирають, орієнтуючись на класи міцності. Про це ми згадували вище. Клас міцності гайки вказує на значення межі міцності болта, з яким вона може використовуватися. Відповідно:

• гайки класу 8 підходять для болтів 8.8;
• гайки 10 класу призначені для болтів 10.9;
• гайки з класом міцності 12 використовуються з болтами 12.9.

Гайки високоміцні, виготовлені по ГОСТ і DIN, можуть випускатися з цинковим покриттям. Оцинковані метизи захищені від корозії, тому довше залишаться в хорошому стані. Такі кріпильні вироби можуть експлуатуватися в більш жорстких умовах, ніж звичайні металовироби.

Гайки класу міцності 8 виготовляються з таких марок стали: Ст.35, Ст.45, Ст.20Г2Р, Ст.40Х. Межа міцності кріпильних виробів – 800-920 МПа. Твердість по Брінеллю – 162-288 HB. Виробництво гайок класу 8 регламентують наступні стандарти:

• ГОСТ 22354-77;
• ГОСТ Р 52645-2006;
• ГОСТ 5915-70;
• ГОСТ 9064-75;
• ГОСТ 5918-73;
• ГОСТ 5919-73;
• DIN 934;
• DIN 935;
• DIN 937;
• DIN 985;
• DIN 986;
• DIN 6923;
• DIN 980.

Високоміцні гайки класу 8 використовуються спільно з болтами, гвинтами і шпильками класу міцності 8.8. Використання кріпильних виробів дозволяє досягти надійної фіксації деталей і вузлів навантажених конструкцій.

Для виробництва гайок класу міцності 10 використовуються сталі марок Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.45, Ст.40Х, Ст.30ХГСА, Ст.40ХНМА. Межа міцності виробів – 900-920 МПа, твердість по Брінеллю – 260-335 HB. При виробництві металовиробів враховуються вимоги наступних стандартів:

• ГОСТ 1759.5-87;
• ГОСТ Р 52628-2006;
• ГОСТ Р 52645-2006;
• ГОСТ 5915-70;
• ГОСТ 22354-77;
• ГОСТ 15523-70;
• ГОСТ 8918-69;
• ГОСТ 9064-75;
• ГОСТ 5918-73;
• ГОСТ 5919-73;
• DIN 934;
• DIN 935;
• DIN 937
• DIN 6915;
• DIN 6330;
• DIN 6331;
• DIN 980;
• DIN 985;
• DIN 6923;
• DIN 74361 B.

Домогтися необхідного класу міцності, а також фізичних характеристик дозволяє загартування готових виробів. За допомогою цинкового покриття можна забезпечити гайок 10 класу стійкість до впливу корозії.

Для виготовлення гайок класу міцності 12 використовують сталі марок Ст.30ХГСА, Ст.40ХНМА. Межа міцності металевих виробів – 1150-1200 МПа, твердість по Брінеллю – 280-335 HB. Високоміцні гайки даного класу виготовляються у відповідності зі стандартами:

• ГОСТ 5915-70;
• ГОСТ 5927-70;
• DIN 934;
• ISO 4032.

Гайки класу міцності 12 відрізняються найвищою стійкістю до впливу вібраційних навантажень. На поверхню кріплень, які використовуються в несприятливих умовах (висока вологість, вплив агресивних середовищ і т. д.) наноситься шар цинку.

Компанія «Зевс» пропонує купити високоміцні болти і гайки, виготовлені у відповідності з перерахованими стандартів ГОСТ і DIN. Нашим клієнтам ми пропонуємо вигідні умови співпраці: низькі ціни, хороші знижки на оптові замовлення, гарантію на 36 місяців.

Високоміцні гвинти кріплення, що використовується для створення розбірного з'єднання елементів, один з яких повинен мати внутрішню різьбу. Гвинти виконуються у вигляді стрижня з зовнішньою різьбою та головкою, що служить для передачі крутного моменту.

В залежності від призначення гвинти високоміцні діляться на дві групи:

• кріпильні для рознімного з'єднання;
• настановні – для взаємної фіксації елементів.

Кріпильні гвинти – найпоширеніший тип даної категорії металовиробів. Мають стандартну конструкцію – різьбовий стрижень, обладнаний головкою. Голівка може мати круглу, шестигранну або квадратну форму, але зустрічаються й інші варіанти.

Настановні гвинти дозволяють зафіксувати взаємне розташування деталей. Для кращої фіксації на кінцях металовиробів передбачені поглиблення або виступи. Настановні гвинти випускаються з конічним, циліндричним, плоским, ступінчастим або засверленным кінцем.

Гвинти класифікуються і за формою головки. Вона може бути:

• плоскою;
• опуклою;
• круглої;
• грибоподібної;
• потаємний;
• полупотайной.

Види шліців, використовуваних у гвинтах, представлені в таблиці нижче.

Гвинти виготовляють з легованих і вуглецевих нелегованих сталей. Високоміцними вважаються метизи з класами міцності 8.8, 10.9, 12.9.

Високоміцні гвинти класу 8.8 – метизи, тимчасовий опір яких дорівнює 800 МПа. Ця властивість забезпечується завдяки використанню в якості матеріалу для виготовлення легованих сталей марок 35 або 40Х.

Компанія «Зевс» пропонує купити гвинти класу міцності 8.8, вироблені за наступним стандартам:

• DIN 7991 – гвинти під внутрішній шестигранник, оснащені потайною головкою;
• DIN 912 – гвинт з внутрішнім шестигранником і циліндричною головкою.

Метизи мають різьбу з великим і дрібним кроком. Усі типорозміри представлені в каталозі. Ви можете замовити високоміцні гвинти 8.8 з цинковим покриттям або без нього.

Для високоміцних гвинтів класу 10.9 тимчасовий опір становить 1000-1040 МПа, а межа плинності – 900-940 МПа. Твердість по Брінеллю – 304-361 HB. Для виробництва метизів використовується сталь 40Х.

Гвинти 10.9 виготовляються з наступним стандартам:

• DIN 7991;
• DIN 912;
• ISO 7380 – метизи з напівкруглою головкою і внутрішнім шестигранником;
• ISO 7380 TORX – з внутрішнім шестигранником і шліцом TORX (антивандальний).

Гвинти класу міцності 10.9 здатні витримувати підвищені навантаження, не деформуючись і не ламаючись. Вироби з цинковим покриттям підходять для регіонів з високим рівнем вологості.

Високоміцні гвинти класу 12.9 – найміцніші в даній категорії. Використовуються для монтажу високо навантажених конструкцій, добре переносять різні види навантажень, у тому числі і вібрацію. Межа міцності даних метизів – 1200-1220 МПа, межа текучості – 1080-1100 МПа, твердість по Брінеллю – 366-414 HB. Виробництво гвинтів з класом міцності 12.9 регламентують такі стандарти:

• ISO 7379 – метизи з потовщеним стрижнем і циліндричною голівкою під шестигранний ключ;
• ISO 14579 – гвинти з циліндричною головкою і поглибленням під ключ у формі зірки;
• DIN 912.

12.9 гвинти здатні забезпечити максимально надійне з'єднання. Матеріалом для виробництва кріплення служать сталі марок Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.40ХНМА.

Шпильки високоміцні – кріпильний елемент у вигляді металевого стержня, що має різні чи однакові по довжині різьбові частини або суцільну різьблення. Метизи дозволяють створювати міцні і довговічні сполуки, які при необхідності легко розбираються.

Шпильки різьбові, сталеві, будівельні, монтажні – все це назви одного і того ж кріпильного елементу. Завдяки кількома варіантами конструкції використовувати його для різних цілей. За допомогою шпильок будівельники монтують конструкції з металу або дерева, скріплюють бруси і кріплять дерев'яні лаги. Метизи незамінні, якщо необхідно з'єднати два елементи, між якими є відстань.

Без високоміцних шпильок не обійтися при монтажі трубопроводів, повітроводів, систем кондиціонування та вентиляції на стельових конструкціях. Метизи високої міцності необхідні при монтажі різних видів трубопроводів. Кріплення використовується при створенні фланцевих з'єднань. Шпильки застосовують у комплекті з гайками і шайбами відповідного діаметру.

Одна з переваг шпильок з різьбою по всій поверхні стрижня – можливість зменшити або збільшити довжину. При монтажі можна відрізати фрагмент металовироби потрібного розміру або з'єднати дві шпильки за допомогою гайки.

Високоміцними вважаються різьбові шпильки з класами міцності 8.8, 10.9, 12.9. Для їх виробництва використовується якісна конструкційна або легована сталь. Виготовлення сталевих шпильок високої міцності регламентується діючими державними та міжнародними стандартами.

Високоміцні будівельні шпильки класу 8.8 здатні витримувати більш високі навантаження, ніж звичайні метизи, тому можуть використовуватися для монтажу високо навантажених конструкцій. Виробляються кріпильні вироби методом гарячого штампування з обов'язковим наступним загартуванням. Накатка різьби здійснюється холодним методом. Для виробництва шпильок класу міцності 8.8 використовуються такі марки стали:

• ст. 35;
• ст. 45;
• ст. 35Х;
• ст. 38ХА;
• ст. 20Г2Р.

Монтажні шпильки класу 8.8 виробляються згідно вимогам наступних стандартів:

• DIN 975 – метричні з повною різьбою, довжина стрижня від 1 до 3 метрів, діаметр різьби – від М2 до М52;
• DIN 938 – з ввинчиваемым кінцем 1D, довжина угвинчуємого кінця приблизно дорівнює діаметру різьблення, діаметр гладкої частини та різьбових ділянок однаковий
• DIN 939 – з ввинчиваемым кінцем 1,25 D, довжина угвинчуємого кінця дорівнює діаметру різьби, помноженому на 1,25;
• DIN 835 – з ввинчиваемым кінцем 2D, довжина стрижня від 16 до 120 мм;
• ГОСТ 22032-76 – з ввинчиваемым кінцем 1D і однаковим діаметром гладкою і різьбових частин;
• ГОСТ 22034-76 – метизи з ввинчиваемым кінцем довжиною 1,25 D, з діаметром різьби від М2 до М48;
• ГОСТ 22038-76 – з ввинчиваемым кінцем довжиною 2D, крок різьби великий і дрібний, однаковий чи різний на гайковому і ввинчиваемом кінцях.

Межа міцності для різьбових шпильок 8.8 – 800-830 МПа, межа текучості – 640-660 МПа. Показник твердості за Брінеллем – 238-318 HB. Показники залежать від номінального діаметра металовиробів.

Високоміцні шпильки класу 10.9 виготовляються з якісних матеріалів, що дозволяє металовиробів витримувати підвищені навантаження різного характеру. Необхідний показник міцності досягається завдяки властивостям сталі, використовуваної для виробництва, і технології термічного поліпшення. Межа міцності для різьбових шпильок класу 10.9 – 1000-1040 МПа, межа текучості – 900-940 МПа, твердість по Брінеллю – 304-361 HB.

При виробництві сталевих шпильок класу міцності 10.9 враховуються вимоги стандартів:

• DIN 975;
• DIN 976;
• DIN 939;
• ГОСТ 22032-76;
• ГОСТ 22034-76;
• ГОСТ 22038-76.

Особливою популярністю користуються різьбові шпильки, виготовлені згідно DIN 975 і DIN 976. Зовні ці метизи виглядають практично однаково і використовуються для вирішення одних і тих же завдань. Але деякі відмінності між кріпильними виробами все ж є. За стандартом DIN 976 випускаються шпильки в двох виконаннях: з фасками і без них. Довжина стрижнів по DIN 975 фіксована (1000, 2000 і 3000 мм). Довжина шпильок, виготовлених по DIN 976, може бути різною. Наприклад, кріплення з діаметром різьби 64 мм може бути довжиною 130-3000 мм.

Шпильки класу міцності 12.9

Якщо необхідно закріпити елементи або конструкції, що піддаються постійним підвищеним навантаженням, рекомендується використовувати будівельні шпильки класу міцності 12.9. Завдяки матеріалу високої якості і технології виробництва, що передбачає обов'язкову термічну загартування, кріплення здатний витримувати постійні підвищені навантаження, в тому числі і вібраційні. Виробництво високоміцних шпильок класу 12.9 регламентують стандарти DIN 975 і DIN 976.

Для виробництва сталевих шпильок класу міцності 12.9 використовують вуглецеві сталі марок Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.40ХНМА. Основні характеристики металовиробів:

• межа міцності – 1200-1220 МПа;
• межа текучості – 1080-1100 МПа;
• твердість по Брінеллю – 366-414 HB.

Числова маркування для кріплення з суцільною різьбленням не використовується. Шпильки високоміцні класу 12.9 маркуються спеціальним символом у вигляді трикутника.

Шайба високоміцна – кріпильний елемент, що дозволяє збільшити площу опорної поверхні іншого металовироби, з яким використовується в парі. Шайби застосовують разом з болтами, гвинтами, саморізами, шурупами, підкладаються під головки або під гайку для запобігання самораскручивания кріплення в процесі експлуатації. Завдяки шайбам можна вберегти поверхню скріплюються деталей від пошкодження, а також застосувати більше зусилля затяжки.

Зазвичай високоміцні метизи класифікуються за класами міцності. Але для шайб класи міцності не передбачені. До цих кріпильних виробів пред'являються вимоги по твердості. За аналогією з болтами, гайками та іншим кріпленням показник твердості шайб часто називають класом міцності, але це не зовсім вірно.

Твердість шайб вимірюється за різними шкалами: За Роквеллом, Віккерсом і Брінеллем. Цей показник – один з основних механічних властивостей металевих виробів, визначає сферу їх застосування в різних умовах.

Умовні позначення показників твердості шайб:

• HV – по Віккерсу;
• HRC – за методом Роквелля;
• HRB – за Брінеллем.

Шайби до високоміцному кріплення проводяться у відповідності з вимогами стандартів ГОСТ, DIN, ISO, EN. Нормативні документи регламентують форму металовиробів, показник твердості, розміри, матеріал виготовлення. Найчастіше використовують метизи, вироблені за такими стандартами:

• ГОСТ Р 52646-2006 – плоскі шайби до високоміцних болтів, використовуваним для кріплення конструкцій з металу;
• ГОСТ 22355-77 – плоскі шайби класу точності З до високоміцних болтів ГОСТ 24379.1-80;
• DIN 6916 – шайби плоскої форми з внутрішньої і зовнішньої фаскою, використовувані з високоміцними болтами DIN 6914;
• ISO 7416 – плоскі шайби (холодостійкі) з внутрішньої і зовнішньої фаскою;
• EN 14399-6 – шайби плоскі з фаскою, клас точності А;
• ГОСТ 24379.1-80 – шайби для анкерних (фундаментних) болтів;
• DIN 7349 – посилені шайби для болтів з пружинними штифтами, клас точності А.

Матеріал для виробництва високоміцних шайб – і конструкційні леговані сталі. Готові вироби обов'язково піддаються загартуванню і відпустці. Це дозволяє підвищити міцність, знизити напругу і запобігти отхрупчивание.

Тим, хто вирішив придбати високоміцний кріплення, буде цікава інформація про його переваги. Метизи підвищеної міцності коштують дорожче стандартних, але їх численні плюси перекривають цей недолік. Крім того, покупка високоміцного кріплення, незважаючи на його ціну, в результаті дозволить вам заощадити гроші.

Як можна заощадити, купивши більш дорогі металовироби? Це можливо завдяки відмінним експлуатаційним характеристикам високоміцного кріплення. Кріпильних виробів високої міцності знадобиться менше, ніж стандартні, для виконання однієї і тієї ж задачі. Крім того, можна використовувати високоміцний кріплення, наприклад, болти, меншого діаметру, що також впливає на загальну вартість.

Для прикладу візьмемо стандартний шестигранний болт М20 з класом міцності 4.8. Для цього металовироби мінімальна руйнівне навантаження становить 103 kH. Такий же показник відповідає болту М12, клас міцності якого 12.9. Відповідно, ці кріпильні вироби взаємозамінні. А болти М12, навіть високоміцні, коштують дешевше, ніж М20.

Крім того, якщо болти М20 важать 240,7 кг (1000 шт.), то М12 – всього 76,44 кг. Відповідно, при використанні високоміцних металевих виробів можна зменшити металоємність і, відповідно, вага конструкції. В результаті споживчі властивості готового виробу або споруди підвищуються, а витрати на його створення знижуються.

Варто згадати і про інші переваги високоміцного кріплення. Найважливіші з них:

• тривалий термін служби;
• стійкість до підвищених навантажень, в тому числі і вібрації;
• можливість використовувати у регіонах з холодним кліматом;
• можливість використовувати метизи багаторазово, розбирати з'єднання, проводити ревізії.

Вирішивши купити високоміцний кріплення від компанії «Зевс», ви можете бути впевнені в якості продукції. На всі метизи надається гарантія, яка діє протягом трьох років.