Маркировка, покрытия и виды крепежных изделий

Крепежные изделия или крепеж предназначены для соединения или закрепления между собой или к опоре деталей, выполненных из различных материалов. Видов крепежа огромное множество, но все они стандартизованы по ГОСТу и отраслевым стандартам, используемых на производстве.

Виды крепежа.

В большинстве случаев соединения делаются резьбовым крепежом. Чаще всего резьбу имеют шпильки, винты, болты и ответные к ним детали – гайки, если они есть и элементы дополнительного крепежа – шайбы. Первая группа (шпильки, винты, болты) – это стержни с наружной резьбой, которая характеризуется шагом и диаметром. Болт в обязательном порядке имеет головку, винт может ее иметь или нет. При этом у винта есть шлиц, а у болта – нет. Все стержни с внешней резьбой могут соединяться либо с гайкой, где тоже есть внутренняя резьба, либо с крепежным отверстием.

Наиболее распространенными крепежными изделиями являются: болты, шайбы, гайки, винты, шпильки.

Винты могут использоваться для:соединения деталей, с внутренней резьбой или без неё. Имеет вид стержня с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом. Передающим усилие элементом могут являться различного рода головки, шлицы в торце стержня и тому подобное. Винт предназначен для образования резьбового соединения или фиксации. Кроме соединения деталей, винты наряду с болтами могут выполнять функцию оси вращающихся деталей, служить направляющей для прямолинейного или вращательного движения и прочих целей.

Шуруп — это разновидность винта, отличается тем, что имеет коническое сужение на конце и более редкую резьбу. Шуруп, создающий резьбу при вкручивании, называется самонарезающим винтом — в просторечии «саморезом». Гайка тоже служит для передачи крутящего момента с большим усилием, имеет резьбовое отверстие и обычно соединяется с винтами, болтами или шпильками, имеющими ответную резьбу.

Шайба служит для увеличения площади опорной поверхности (плоская), предотвращения раскручивания под действием вибраций (пружинная) и т.п.

На все эти виды крепежа существуют стандарты, используемые как в нашей стране, так и за рубежом. Условно их все можно разделить на метрические и дюймовые, использующие соответственно шаг в метрической системе или же английской (дюймовой).

Материалы для изготовления крепежных деталей

Хотя элементы крепежа выполняются не только из металлов, но и пластиков, дерева и других материалов, основной интерес вызывают крепежи, изготовленные из различных типов сталей, цветных металлов и сплавов. В силу высокой стоимости последних, основную массу производимого крепежа делают из различных марок сталей. Выбираемый материал зависит от требований к механическим и физико-химическим характеристикам крепежных изделий и определяется таблицей, которая приведена ниже:

Выбор определяется требованиями к коррозионной стойкости, температурной прочности, возможности работы под давлением, в агрессивных средах, наличию или отсутствию определенных магнитных свойств и т.п.

В целом ряде случаев, когда к крепежным элементам предъявляются высокие требования по коррозионной стойкости, массе, прочности, габаритам, высокой жаростойкости, отсутствии искры при ударе и множества других, для их изготовления используют другие металлы и сплавы. Речь идет о латуни, титане, тантале, бериллиевых сплавах, алюминиевых, вольфрамовых и других.

Защитные покрытия крепежных элементов

Крепежные элементы дополнительно защищаются с помощью создания оксидных пленок (оксидирования), а также покрытиями различного типа. Выбор покрытия определяется техническими требованиями, толщина зависит от размеров крепежа и шага резьбы. В частности, для самых популярных вариантов:

• При шаге резьбы P < 0.4 мм, толщина покрытия изменяется в диапазоне 3-6 мкм;
• При шаге резьбы 0.4 < P < 0.8 мм, толщина составляет 6-9 мкм;
• При шаге резьбы от P > 0.8 мм, толщина покрытия составляет 9-12 мкм.

Все необходимые определения содержатся в ГОСТ 1759.4—87. Покрытия должны соответствовать требованиям, указанным в табл.2:

Обозначения прочности

ГОСТ 1759.0-87 определяет и маркировку крепежных элементов, которая обозначает класс их прочности. Она в обязательном порядке наносится на следующие элементы:

• Болты с головкой в форме шестигранника,
• Винты с диаметром резьбовой части d ≥ 5 мм и внутренним шестигранником,
• Шпильки большого диаметра (более 12 мм).

Для классов прочности 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 6.8 и 6.9 крепежные детали маркируются по согласованию между производителями крепежа и его потребителями. Маркировочные пометки наносятся изготовителями на головки болта или винта, или торец шпилек. При этом их размеры определяются производителями из технических и дизайнерских соображений. Традиционно маркировка делится на выпуклую и углубленную по способу ее нанесения.

Маркировка крепежа

Ряд элементов крепежа в обязательном порядке должны иметь нанесенные на них характеристики, определяющие механическую прочность, размеры, виды покрытия и другие. Такими элементами являются:

Болты с шестигранной головкой, винты с цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ, шпильки и гайки шестигранные следует маркировать знаком класса прочности (или группы материала)и клеймом (товарным знаком завода-изготовителя, а изделия с левой резьбой дополнительно знаком левой резьбы).

Обязательной маркировке подлежат:

болты с шестигранной головкой классов прочности 4.6, 5.6, 6.6, 8.8,9.8, 10.9, 12.9;

винты с цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ и шпильки классов прочности 8.8, 9.8, 10.9, 12.9;

Первое число характеризует предел прочности на разрыв (умноженное на 100, определяет номинальное временное сопротивление в Н/мм²). Пример, класс прочности 8.8: первое число означает, что предел прочности на разрыв будет не менее 800 Н/мм². Если нагрузка на болт равна или превышает вышеуказанное значение, происходит разрыв крепежного элемента.

Второе число — это умноженное на 10 отношение минимального предела текучести (напряжения, при котором уже начинается пластическая деформация) к пределу прочности. У класса прочности 8.8 второе число означает, что у изделия, относящегося к этому классу, минимальный предел текучести будет равен 8х8х10=640(Н/мм²).

Например, у двух болтов с классами прочности 4.6 и 4.8 минимальный предел прочности будет одинаков – 400 Н/мм², а вот пластическая деформация разная. У первого болта минимальный предел текучести будет 400х0,6=240(Н/мм²), а у второго — 400х0,8= 320(Н/мм²). То есть при достижении нагрузки на болты в 250 (Н/мм) у первого болта, в отличие от второго, начнется необратимая деформация формы и структуры его материала. Иначе говоря, болт начнет «течь».

гайки классов прочности 4, 5, 6, 8, 10, 12.

Гайки изготовленные из углеродистой стали, также подразделяют по прочности на 6 классов: 4, 5, 6, 8, 10, 12. Класс прочности маркируется одним числом - это уменьшенное в 100 раз минимальное значение предела прочности болта, с которым можно использовать гайку, что бы она полностью выдержала нагрузку. Например, гайку с классом прочности 10 можно использовать в паре с болтом, у которого минимальный предел прочности равен 1000 Н/мм², т.е. с болтом класса прочности 10.9.

При этом в обозначениях крепежа не указываются:

• Исполнение 1;
• Вид покрытия 00 (т.е. детали, не имеющие покрытия);,
• Крупный шаг резьбы;
• Класс точности 3.

Пример расшифровки обозначения элемента крепежа

Обозначение винта по ГОСТ 7795-70 с диаметром 20 и длиной 100 мм с полем допуска резьбы 6g из стали ЗОХР с цинковым покрытием:

• 1. с крупным шагом резьбы (исполнение 1): Болт M20×100.6g. ЗОХР.88.09. ГОСТ 7795-70;
• 2. с мелким шагом резьбы (исполнение 2): Болт 2M20×100×1.25.6g.ЗОХР.88.09.ГOCT 7795-70.

Заключение

ГОСТ 27017-86 устанавливает терминологию, номенклатуру и обозначения различных характеристик крепежных изделий. Как и всегда, установленные стандартом требования обязательны для использования во всех видах литературы, документации, чертежах и т.п., где используется соответствующий стандарт.

Однако ГОСТ подразумевает возможность использования других видов крепежа, а также обозначения дополнительных к уже введенным характеристикам, которые способствуют более точному, улучшенному пониманию свойств данных изделий или сферу их применения.