Болты как делают: Болты — их производство, размеры, сферы применения

Как правильно затягивать болты и гайки? Что делать, чтобы они не откручивались

Для создания разъёмных соединений часто используются болты и гайки. Они просты в монтаже и весьма доступны по цене, что делает метизы одними из самых распространённых. Единственный недостаток такого крепежа — возможность непроизвольного откручивания. Если речь идёт о колёсах автомобиля, деталях производственных механизмов и строительных конструкций, это может повлечь за собой ряд негативных последствий. Из этой статьи вы узнаете, как затягивать болты и гайки, чтобы их избежать.

Многих интересует, как правильно закручивать гайки, чтобы они не раскручивались, но техника и сила закручивания играют второстепенную роль. Особенно это актуально там, где имеет место вибрация. Чтобы гарантированно застопорить резьбу и избежать непроизвольного раскручивания болтового соединения, можно использовать анаэробные герметики (после застывания делают соединение трудноразборным), контрить гайку ещё одной (длина болта или шпильки не всегда позволяет делать это), но лучше применять специальные метизы. Наиболее действенные в этом контексте приведены ниже.

Гайка с фланцем DIN 6923

Создана в основном для бытового использования. Отличается обычных конструкционными особенностями — имеет широкую опорную поверхность с насечками в противоход. Первая увеличивает прижимную силу, вторые препятствуют непроизвольному раскручиванию. Востребованы при креплении анкерного болта, который не подвергается вибрации.

Корончатая гайка DIN 935

Применяется в тандеме со шплинтом (металлический фиксатор в виде согнутого пополам проволочного стержня с ушком в месте сгиба). Такое соединение — одно из самых надёжных, поэтому применяется на самых ответственных узлах и механизмах, в том числе в авиастроении. Перед тем, как открутить болт, придётся выпрямить шплинт и вытащить его.

Зубчатая шайба DIN 6798

Поверхность шайбы имеет рифлёный вид, благодаря чему её сцепные свойства в разы выше, чем у обычных. Такие шайбы часто используются производителями бытовой техники, в частности стиральных машин. Затяжка болтов с такой шайбой требует дозированных усилий. Во избежание расплющивания метиза нужно контролировать крутящий момент. В противном случае её способность противостоять раскручиванию пропадёт.

Пружинная шайба Гровера DIN 127

Сделана из стали, обладающей высокими амортизационными качествами. Благодаря этому нивелирует деструктивное вибрационное воздействие на гайку. Часто монтаж болтов с гроверами выполняется вместе с обычными шайбами. Метиз не предназначен для соединений, испытывающих чрезмерные нагрузки. Используется один раз.

Гайка с нейлоновой вставкой DIN 985 (самоконтрящаяся)

Отличительная особенность — кольцо из нейлона, которое интегрируется в гайку с внутренней стороны в районе резьбы. Оно эффективно гасит вибрации и не позволяет гайке раскручиваться под её воздействием. Закручивание/раскручивание таких гаек требует значительных усилий. Используются преимущественно в автомобильной, мотоциклетной, велосипедной индустрии.

Теперь вы знаете,с какими метизами нужно закручивать болты, чтобы они не откручивались. Описанный выше крепёж можно на выгодных условиях приобрести у нас. Обращайтесь!

Методы испытания болтов | Айронкон-Лаб

На болтах, как правило, соединяют металлические и железобетонные конструкции. Испытания болтовых соединений проводят для того, чтобы оценить прочность и другие характеристики крепежа, его устойчивость к различным воздействиям. Проверку должны проводить специалисты аккредитованных строительных лабораторий. Контроль качества соединений выполняется согласно установленным стандартам с применением современного оборудования и измерительных приборов в лабораторных и полевых условиях.

Характеристики и типы болтовых соединений

Для соединения металлоконструкций применяют болты разных классов точности: А, В, и С, при этом Класс А является наиболее точным, а класс С – наименее (ГОСТ ISO 4759-1-2015). Область применения и характеристики болтов различаются:

• Болты с классом точности А применяются для соединений, в которых отверстия просверлены на проектный диаметр в собранных элементах, или по кондукторам в отдельных элементах и деталях, или просверлены или продавлены на меньший диаметр в отдельных деталях с последующей рассверловкой до проектного диаметра в собранных элементах.
• Болты с классом точности В применяются в соединениях, в которых эти болты, преимущественно, работают на растяжение. Их устанавливают в отверстия, диаметр которых на 1-1,5 мм больше диаметра болта.
• Болты с классом точности С устанавливаются конструктивно без предварительных расчетов. Используют их для отверстий, диаметр которых на 2-3 мм больше диаметра стержня болта.

Сборка болтовых соединений выполняется поэтапно. Сначала подготавливают стыкуемые поверхности, затем совмещают отверстия под крепеж, предварительно стягивают детали стыка, если нужно, рассверливают отверстия до размера, установленного в проекте, монтируют болты и окончательно собирают соединение.

Болтовые соединения применяют повсеместно при монтажных работах, где не используется сварка. Главный тип болтовых соединений – на накладках. В строительстве преимущественно используют многоболтовые соединения. По принципу работы можно разделить соединения на те, в которых отсутствует или, наоборот, возникает сдвиг между соединяемыми элементами. Соединения, где отсутствует сдвиг, выполняют на болтах нормальной, повышенной и грубой точности (классы В, А и С соответственно). Во втором случае крепление делают на высокопрочных болтах.

Прочность соединений напрямую зависит от типа болтов, материала изготовления крепежа и соединяемых конструкций, от метода, которым были образованы отверстия. Отверстия, в свою очередь, выполняют:

• способом сверления, в этом случае они имеют гладкие края;
• методом продавливания в прессе, в этом случае возникают надрывы, наклепы и заусенцы металла;
• способом продавливания с последующим рассверливанием.

Болтовые соединения применяют как в обычных конструкциях, так и в конструкциях, которые воспринимают динамические нагрузки. Не ответственные конструкции работают без полноценной нагрузки. Особо строгих требований по прочности к крепежу таких изделий не предъявляется. К ответственным конструкциям относятся:

• Механизмы и узлы машин, например, системы передачи, силовые установки, приводы.
• Капитальные и несущие строительные конструкции.
• Системы безопасности, в частности, страховочные и такелажные приборы.
• Транспортные средства и подъемные механизмы.

При проектировании ответственных конструкций обязательно проводят испытания болтовых соединений. Их подвергают расчетам, приводят в соответствие требованиям установленных стандартов. О том, какие испытания проводятся, поговорим дальше.

Классы прочности болтов

Главный параметр, который определяют при оценке качества металла, — это класс прочности. Его указывают в виде двух цифр на головке изделия. Например, рассмотрим болт с классом прочности 10.9. В данном случае 10 – 1/100 номинального значения временного сопротивления разрыву в Н/мм2. Вторая цифра – 9 – это 1/10 отношения номинального значения предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Значение предела текучести мы можем получить, перемножив между собой первое и второе значение. Получается, что предел текучести металла данного класса изделия должен быть не ниже 900 МПа.

Виды испытаний болтовых соединений

Болтовые соединения испытывают разными способами, чтобы определить различные параметры и свойства крепежа. Рассмотрим подробнее типы испытаний, которые выполняют специалисты строительных лабораторий.

Испытание на растяжение

Испытание на растяжение проводится по ГОСТ Р 52627 на обработанных образцах. Проверка выполняется для определения ряда механических свойств – предел прочности на растяжение, предела текучести, относительное удлинение при разрыве, относительное сужение при разрыве. При вытачивании образца из болта, прошедшего термообработку с диаметром резьбы, превышающей 16 мм, допустимо уменьшение диаметра стержня не больше чем на 25%. Полученные показатели позволяют достоверно определить класс прочности болта.

При испытании на растяжение целых болтов определяется предел прочности на растяжение. Показатель рассчитывают по площади поперечного сечения. Длина нагруженной резьбовой части при этом должна равняться одному диаметру резьбы. Изделие будет считаться выдержавшим испытание, если разрушение произойдет по резьбе или по стержню. Если разрушится место соединения головки со стержнем, крепеж будет считаться не прошедшим тест. Скорость нагружения определяется свободно движущимся ползуном, но она не должна быть больше 25 мм в минуту. Чтобы избежать бокового нагружения, используют самоцентрирующиеся зажимы разрывного оборудования.

Определение твердости болтовых соединений

При стандартном испытании твердость болтов определяют на головке, стержне или торце, после того как образец подготовят и удалят покрытие. Если показатели превышают максимально допустимый предел, проводится вторичный замер, но уже на поперечном сечении. При этом он выполняется в точке, удаленной от поверхности на половину радиуса и расположенной на расстоянии одного диаметра от торца стержня. Если сомнения остаются, проверка проводится по Виккерсу при HV 0,3. Твердость измеряют на гранях и торцах, которые слегка полируют или шлифуют. Если показатель превышен более чем на 30 единиц, это указывает на науглероживание.

Для болтовых соединений с классом прочности от 8.8 до 12.9 решающей является разность между твердостью поверхности и сердцевины. По ней определяют состояние науглероживания в поверхности болта.

Испытание пробной нагрузкой

Тест проводится в два основных этапа. Сначала выполняется приложение заданной пробной нагрузки, а затем – измерение остаточного удлинения, которое возникает под действием пробной нагрузки.

Нагрузку прикладывают по оси болта на разрывной машине и выдерживают на протяжении 15 секунд. Длина свободной части резьбы, которая находится под нагрузкой, равняется 6 шагам резьбы.

Чтобы измерить остаточное удлинение, просверливают отверстия с конусом 60 градусов по центру болта. Изделие до и после приложения пробной нагрузки устанавливают на призму в измерительный прибор. Внутри прибора находятся измерительные штифы с концами в форме сферы. Чтобы свести погрешность до минимального уровня, при измерениях используют щипцы или перчатки. Длина крепежа после испытания должна оставаться неизменной. Допускается ± 12,5 мкм погрешности. Скорость нагрузки при этом не может превышать 3 мм в минуту. В целях исключения бокового нагружения используется машина с самоцентрирующимися захватами.

Ввиду того, что в ходе испытания на точность результатов оказывают влияние непостоянные величины, наподобие отклонений от прямолинейности, соосности, при первоначальном нагружении показатель удлинения может превысить допустимые значения. Поэтому изделие испытывают повторно, увеличивая нагрузку на 3%. Если после повторного нагружения длина крепежа в сравнении с результатом после первого нагружения не меняется, итог испытания считается удовлетворительным.

Испытание на разрыв по косой шайбе

Испытание болтов на разрыв по косой шайбе проводят в соответствии с ГОСТ Р 52627. Косую шайбу устанавливают под головкой болта. До того, как болт разрушится, проводят испытание на растяжение. Изделие считается прошедшим тест, если разрыв произошел на резьбе или в стержне, но не в месте соединения головки и стержня. При проверке на разрыв придерживаются требований по минимальному временному сопротивлению. Значения варьируются в зависимости от класса прочности болтовых соединений.

Определение ударной вязкости

Испытание выполняют по ГОСТ 9454-78 на образцах с U-образным надрезом, вырезанных из ботов в продольном направлении. Надрезанную сторону располагают близко к поверхности болта. Испытывают изделия с диаметром d>M l6.

Ударному изгибу подвергают стандартный образец в форме призматического бруска, надрез посередине имеет глубину 2 мм, делают его с помощью шлифовального круга. Исследование выполняют на маятниковом копре. Прибор имеет тяжелое основание, на котором установлены две стойки из металла, поддерживающие ось, вращающуюся в шариковых подшипниках.

Во время теста образец кладут на опоры станины копра таким образом, чтобы надрез находился против острия ножа маятника со стороны, которая противоположна удару. Затем маятник поднимают на определенную высоту, фиксируют, а стрелку шкалы ставят на 0. Далее маятник освобождают, он падает, ударяет по образцу. В итоге тот разрушается. Ударную вязкость определяют по отношению работы, поглощенной при разрушении образцов, к площади его поперечного сечения в месте надреза.

Определение прочности соединения головки и стержня

При испытании по головке болта выполняют удары молотком. После нескольких ударов она должна согнуться на угол 90 градусов. При этом трещин в округлении под головкой быть не должно. Болты считают выдержавшими испытания, даже если трещины появятся в первом витке резьбы. Но головка при этом не должна оторваться. Исследованию подвергают крепеж с диаметром d<М16 с недостаточной длиной для проведения исследования на разрыв по косой шайбе. Также тест проводится и для более длинных крепежных изделий, но решающим для них все-таки является испытание на косой шайбе.

Определение коэффициента закручивания

Болтовой комплект устанавливают в специальное устройство, которое фиксирует напряжение в теле болта. Далее болтокомплект затягивают и измеряют усилие натяжения, угол поворота между болтом и гайкой, удлинение изделия, крутящий момент. Коэффициент закручивания вычисляют посредством измерения фактического крутящего момента, который приложен к гайке в момент достижения нормативного растягивающего усилия в теле болта.

При выполнении болтовых соединений на ответственных конструкциях, требования к крепежу чрезвычайно высоки, поэтому результаты испытаний в данном случае должны быть корректными и точными. Чтобы избежать ошибок и получить достоверные сведения о свойствах и характеристиках соединений, необходимо обращаться к профессионалам – в специализированные строительные лаборатории.

Три способа изготовления стальных болтов

Существует три распространенных метода изготовления стальных болтов: холодное формование, горячая ковка и механическая обработка. В этой статье мы обсудим каждый из них и укажем на их различные преимущества и недостатки. Вот предварительная информация, которую мы рассмотрим:

Холодное формование — повышает прочность и сводит к минимуму отходы, но имеет ограничения по размеру и форме
Горячая ковка — уменьшает количество отходов и имеет несколько ограничений по размеру и форме, но не повышает прочность
Механическая обработка — идеально подходит для изготовления изделий сложной формы, но создает много отходов и снижает прочность.

Прочтите более подробное описание этих методов и узнайте больше о том, какой из них лучше всего подходит для вашего применения.

3 способа изготовления стальных болтов — холодная штамповка, горячая ковка и механическая обработка контексте размера и формы, отходов, прочности и материала.

1. Стальные болты холодной штамповки

Холодная штамповка или холодная высадка – это процесс формовки болта без нагрева стали. Это достигается штамповкой или прессованием стали в форме или штампе для получения желаемых размеров. Во многих случаях требуется более одного удара.

Размер и форма (-)

Существует ограничение на размер болтов, которые можно изготовить методом холодной штамповки. Чем больше диаметр болта, тем большее давление необходимо, чтобы придать материалу желаемую форму. Имея достаточно большой станок, вы могли бы изготовить болт любого размера, но в какой-то момент сам размер станка, необходимого для холодной штамповки стали, становится нецелесообразным.

Холодное формование также имеет ограничения на то, какие формы можно формовать. Инновации в технологии значительно улучшили возможности холодной штамповки, но даже сегодня некоторые детали чрезвычайно сложно или даже невозможно сформировать без нагревания или резки материала.

Отходы (+)

При холодной формовке вы формируете материал в желаемую форму, не удаляя какой-либо материал и не используя энергию для нагрева материала. Следовательно, холодное формование имеет большое преимущество с точки зрения сокращения отходов материалов и энергии.

Прочность (+)

Процесс холодной штамповки увеличивает прочность болта в процессе, называемом деформационным упрочнением. Поскольку сталь перемещается без резки или нагрева, ее зернистая структура остается неизменной. Зерна сливаются с контурами детали, добавляя прочности.

Материал (+/-)

Различные металлы и сплавы ведут себя по-разному. Такие материалы, как легированная сталь, достаточно пластичны при комнатной температуре, чтобы их можно было легко деформировать в холодном состоянии. Другие, такие как низкоуглеродистая сталь, выигрывают от дополнительной прочности в результате холодной штамповки.

Однако существует множество материалов, которые плохо поддаются холодной штамповке, например нержавеющая сталь. Или бывают случаи, когда деформационное упрочнение, обеспечиваемое холодной штамповкой, может ограничивать поток материала, что затрудняет получение желаемой формы.

2. Стальные болты горячей штамповки

Горячая штамповка — это процесс нагрева стали до точки, при которой она становится ковкой, и последующего формования ее в штампе.

Размер и форма (+)

Нагрев стали выше точки рекристаллизации делает ее значительно более пластичной, что позволяет формовать детали с меньшим давлением. По этой причине болты большинства размеров могут быть изготовлены методом горячей ковки. Фактически, это обычно предпочтительный метод изготовления болтов большого диаметра.

Точно так же нагрев стали и повышение ее пластичности позволяет получить больше вариаций формы. Это хорошая альтернатива конфигурированию уникальных форм болтов, которые не поддаются холодной штамповке.

Отходы (+/-)

Подобно холодной штамповке, горячая ковка позволяет получить желаемую форму болта без удаления материала. Однако для нагрева стали требуется дополнительная энергия. Таким образом, хотя вы можете сэкономить на материальных отходах, вы также можете потратить немного больше на потребление энергии.

Прочность (-)

Горячая штамповка не допускает сильного упрочнения. Несмотря на то, что он сохраняет часть стальных зерен нетронутыми, упрочняющий эффект ограничен, потому что сталь при нагревании немного изменяет свою структуру зерна.

Материал (+/-)

Для разных материалов требуются разные методы. Как правило, если материал не поддается холодной штамповке или механической обработке, хорошей альтернативой является горячая ковка. Существуют материалы, которые плохо поддаются холодной штамповке или механической обработке, и их необходимо нагревать до высоких температур, чтобы правильно формовать.

3. Механическая обработка стальных болтов

Механическая обработка — это процесс вырезания стали для получения требуемых размеров.

Размер и форма (+)

Обработка не имеет ограничений по размеру или форме. Фактически, сложные детали могут быть обработаны относительно легко, что делает этот метод предпочтительным для изготовления болтов сложной формы.

Отходы (-)

Когда вы обрабатываете деталь, вы получаете желаемую форму, удаляя материал. Таким образом, возможно, самым большим недостатком этого метода изготовления болтов является количество отходов материала, которое он производит.

Прочность (-)

Поток зерна прерывается, и при удалении материала не происходит деформационного упрочнения, поэтому болт не приобретает дополнительной прочности. Это может быть проблемой для приложений, которые требуют высокой прочности на растяжение и долговечности.

Материал (+/-)

Иногда проще обработать деталь, чем пытаться придать ей правильную форму. Например, некоторые виды алюминия хорошо поддаются механической обработке. Все зависит от конкретного типа материала, с которым вы работаете, и от того, как он справляется с обрезкой.

Узнайте больше о наших процессах производства стальных болтов в Wilson-Garner

Холодное формование, горячая ковка и механическая обработка — все это приемлемые методы, обычно используемые для производства стальных болтов. Однако ключом к успеху является знание того, какой метод использовать в той или иной ситуации. В Wilson-Garner мы в основном используем холодное формование, но мы также используем механическую обработку, когда это имеет смысл. Если вам нужна дополнительная информация о нашей компании, наших специальных крепежах или наших производственных процессах, позвоните нам по телефону 800-656-2658 или свяжитесь с нами через Интернет.

Специальные застежки

Вернуться к блогу

Как работают процессы производства гаек и болтов?

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, сколько процессов используется для производства болтов и гаек ? Что ж, для изготовления крепежа производители используют несколько процессов, которые будут упомянуты в этом блоге. Если вы работаете в мастерской, то вам будет известно о различных способах использования крепежа, если вы новичок, то вы можете воспользоваться помощью этого блога, так как мы обсудим их использование и многое другое о крепеже. Приступим:

Для чего используются гайки и болты?

Болты и гайки используются для соединения двух или более объектов вместе. Болты относятся к категории резьбовых крепежных изделий и работают в паре с гайками резьбовых моделей. Болты бывают разных размеров и форм, и их можно классифицировать по характеристикам, таким как материалы, отделка, прочность и форма головки. Эти классификации важны, чтобы помочь людям выбрать правильный набор болтов для определенных применений.

Гайки представляют собой небольшие металлические предметы с небольшим отверстием в центре. Эти изогнутые узоры известны как нити. Гайки и болты неполноценны друг без друга. Таким образом, необходимо использовать оба, чтобы прикрепить два объекта. Ниже приведены некоторые  гайки и болты используют :

• Соединение материалов или предметов вместе
• Строительство и строительство
• Повесить что-нибудь на стену
• Производство мебели
• Монтаж шкафов

Гайки и болты Значение

Гайки и болты — это виды крепежа, и эти инструменты используются для соединения предметов или материалов без их повреждения. Существуют различные типы этих застежек, и вы можете выбрать их в соответствии с вашими требованиями.

Типы болтов и гаек

Типы болтов: болты с квадратным подголовком, болты с шестигранной головкой, U-образные болты, стяжные болты, болты с буртиком, болты с квадратной головкой, плужные болты и т. д.

Типы гаек: накидные гайки, стопорные гайки, шестигранные гайки, квадратные гайки, колесные гайки, шлицевые гайки и т. д.

Как производятся гайки и болты?

Крепежные изделия, такие как винты, зажимы, болты, гайки и другие крепежные изделия, подвергаются различным процессам. Холодная ковка, механическая обработка и горячая ковка — три распространенных метода изготовления крепежных изделий. Компании-производители используют разные типы процессы производства гаек и болтов . Техника изготовления застежки зависит от качества, металла и объема. Некоторые металлы более гибкие, и тип металла оказывает значительное влияние на процедуру формования.

• Холодная ковка

Холодная ковка, также называемая холодной прокаткой, является наиболее распространенным процессом производства гаек и болтов из-за его скорости и малого количества отходов. Этот процесс очень похож на механическую обработку, поскольку он выполняется при комнатной или близкой к ней температуре для производства большого количества крепежных изделий по доступной цене, эффективно, быстро и стабильно.

• Обработка

С помощью механической обработки металлы деформируют для изготовления узлов и деталей. Металлическую деталь можно согнуть, чтобы получить желаемый рисунок, путем сверления, резки, шлифования, фрезерования и токарной обработки. Механическая обработка металла производится при комнатной температуре, а может быть и чуть выше. Преимуществом механической обработки являются превосходные допуски, точность и способность изготавливать сложные формы. Если необходимо изготовить небольшие партии крепежных изделий, лучшим методом является механическая обработка.

• Горячая штамповка

Если холодная ковка или механическая обработка не выполняются, то  компании, производящие гаек и болтов, используют метод горячей ковки. Как следует из названия, горячая ковка использует метод нагревания объекта. Объект или материал нагревается, и в процессе нагрева он может достигать 1200 градусов Цельсия. Деформированная форма металла сохраняется при охлаждении из-за высокой температуры, при которой он нагревается.

Сырье для производства гаек

Обратите внимание на следующие пункты, чтобы узнать, какое сырье используется для производства крепежа:

• Углеродистая сталь
• Латунь
• Шестигранный стержень
• Алюминиевый сплав
• Никелевый сплав
• Нержавеющая сталь
• Полировальный материал

Общие машины для производства гаек и болтов Б/у

• Резьбонакатная машина
• Красильная машина
• Станок для наведения проводов
• Станок для холодной штамповки
• Станок для обрезки головок
• Станок для полировки стали
• Охладитель
• Котел
• Станок для волочения проволоки на бычьих блоках

Крепеж создает непостоянное соединение, это означает, что если вы используете крепеж для крепления предметов, то вы можете удалить их, не причиняя вреда объекту, но это не значит, что вы используете их, когда вам нужно что-то разобрать.