Будова І Властивості Болтів, Гвинтів І Шпильок

1. Конструктивні характеристики різних кріплень

1.1 Структура голови

Основними функціями головок болтів і гвинтів є несіння навантаження та гайковий ключ. Поширені типи головок включають шестигранну головку, подвійну шестигранну головку, шлицеву головку, круглу головку, потайну головку, циліндричну головку та інші спеціальні головки. Кожна конструкція відповідає конкретним сценаріям застосування та вимогам до складання.

1.2 Розбірна структура

Затискні конструкції болтів і гвинтів поділяються на зовнішні затискні конструкції та внутрішні затискні конструкції. Звичайні форми зовнішнього різання охоплюють шестикутну головку, дванадцятиточкову головку, шлицеву головку, десятикутну головку, восьмикутну головку, квадратну головку та п’ятикутну головку, серед яких шестикутна головка та дванадцятиточкова головка є найбільш широко використовуваними. Внутрішні гайковертні конструкції в основному застосовуються для поворотних головок, таких як потайні головки, пластинчасті головки та циліндричні головки. Типові типи внутрішніх гайкових ключів включають пазовий привод, хрестовий привод, внутрішній шестигранник і внутрішній шліц (Torx). Крім того, є запатентовані іноземні типи шліців: високомоментний хрестоподібний привід і високомоментний шліцевий привід.

За звичайних умов зовнішні гайкові конструкції мають кращий опір ковзанню та крученню, ніж внутрішні. Отже, високоміцні кріпильні елементи в основному використовують зовнішні гайкові конструкції. Тим не менш, зовнішній ключ потребує більшого простору для монтажу та підлягає більшим обмеженням щодо середовища встановлення. Серед типів внутрішнього гайкового різання внутрішній шестигранник і внутрішній Torx забезпечують надзвичайно високу ефективність кручення та можуть застосовуватися в умовах високої міцності. Внутрішні шестикутні отвори, як правило, утворюються шляхом попереднього свердління направляючих отворів з подальшим пробиванням шестигранними пуансонами. Металеве сміття, що утворюється під час пробивання, має тенденцію накопичуватися на дні отвору та може відпасти під час експлуатації, утворюючи сторонні забруднення. Для застосувань із суворим контролем за сторонніми предметами всі залишки всередині отворів повинні бути ретельно очищені.

1.3 Конструкція хвостовика

Theболтхвостовик відноситься до гладкої нерізьбової частини. За діаметром хвостовика він класифікується на хвостовик великого діаметру, хвостовик із кроком, ступінчастий хвостовик і збільшений хвостовик.

Хвостовик великого діаметра (стандартний хвостовик): його номінальний діаметр дорівнює головному діаметру різьби з двома ступенями допуску. Вільні допуски (h12, h14) в основному використовуються для натяжних болтів; жорсткі допуски (f9, f7, r6) застосовуються до зрізних болтів.

Хвостовик із кроком (тонкий хвостовик): його номінальний діаметр приблизно дорівнює діаметру кроку різьби, як правило, з допуском h12 або без спеціальних вимог до допуску. Підходить для натяжних болтів.

Ступінчастий хвостовик (хвостовик із талією): його діаметр менший або дорівнює меншому діаметру різьби, призначений для зменшення жорсткості болта та зменшення концентрації напруги в коренях різьби.

Збільшений хвостовик (посилений хвостовик): його діаметр перевищує основний діаметр різьби. Він може утворювати інтерференційну посадку з монтажними отворами та зазвичай використовується для обслуговування та посилення обладнання.

1.4 Структура потоку

Параметри різьби включають ефективну довжину різьби, точність різьби, профіль різьби, радіус кореня різьби, биття різьби та відстань до плеча. Для болтів однакового стандарту і номінального діаметра ефективна довжина різьби фіксована. Зміна загальної довжини затвора досягається регулюванням довжини гладкого хвостовика. Нитки поділяються на довгі, середні та короткі:

Довга різьба: поєднується з натяжними болтами, щоб витримувати великі навантаження на розтяг;

Коротка різьба: сумісна зі зрізними болтами, спираючись на поверхневий контакт для позиціонування проти падіння з мінімальним навантаженням на розтяг;

Середня різьба: Застосовується до болтів, що піддаються комбінованим навантаженням на розтяг і зсув, здатні витримувати як розтяг, так і зріз.

2. Ексклюзивна структура шпильок

Шпильки не мають голівок болтів і повністю нарізані на обох кінцях. Різьба на двох кінцях може бути виготовлена ​​з однаковими або різними діаметрами. Під час монтажу один кінець вкручується в базовий компонент для постійної фіксації з рідкісним розбиранням; інший кінець з'єднується з гайками для повторного складання та розбирання. Щоб гарантувати щільне кріплення вбудованого кінця, використовуються перехідні різьби для фіксації натягу. Фіксируючі ключі та інші конструкції також можуть використовуватися для фіксації проти розкручування.

3. Загальні властивостіБолти, шурупи та шпильки

Властивості кріплення поділяються на механічні та металургійні властивості. Механічні властивості оцінюють здатність кріплень витримувати різні зовнішні навантаження з макроскопічної точки зору, з основними показниками, включаючи властивість розтягування, властивість зсуву та опір втомі. Металургійні властивості оцінюють мікроскопічну якість структур матеріалу, що охоплює лінії потоку металу, металографічну структуру та розриви матеріалу, такі як пористість і тріщини.

4. Класифікація ступенів ефективності кріплення

У країні прийнято дві основні системи стандартів кріплень: національна стандартна система загального призначення (система GB) і система кріплень, призначена для аерокосмічної галузі. Відмінності в робочому середовищі та технічних показниках призводять до різних правил класифікації механічних властивостей між двома системами.

4.1 Оцінки продуктивності згідно з Національною системою стандартів Великобританії

У Китаї існує 12 чинних національних стандартів, що визначають механічні властивості болтових кріплень.

(1) Класи продуктивності болтів, гвинтів і шпильок із вуглецевої та легованої сталі

Дев'ять класів визначаються на основі міцності на розрив і межі текучості: 4,6, 4,8, 5,6, 5,8, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9 і 12,9. Традиційно марки нижче 8.8 виготовляються з вуглецевої сталі, тоді як марки 8.8 і вище використовують леговану сталь зі спеціальною термічною обробкою.

Формат маркування: XY Правила визначаються таким чином:

Число перед комою дорівнює номінальній міцності на розрив (МПа), поділеній на 100;

Число після коми дорівнює коефіцієнту доходності, помноженому на 10;

Номінальна межа текучості=(добуток двох чисел) ÷ 10.

Приклад: болт класу 9.8. Цифра 9 означає номінальну міцність на розрив=9 × 100=900 МПа; цифра 8 означає коефіцієнт виходу=8 ÷ 10=0.8.

(2) Класи продуктивності болтів, гвинтів і шпильок з нержавіючої сталі

Кріплення з нержавіючої сталі поділяються на три категорії (аустенітні, мартенситні, феритні) і дев'ять груп матеріалів: A1, A2, A3, A4, A5, C1, C3, C4, F1. У поєднанні з процесами формування формуються 23 повні оцінки продуктивності.

Правило маркування: група матеріалу + двозначне число міцності. Букви позначають категорії матеріалів: A=аустенітна нержавіюча сталь, C=мартенситна нержавіюча сталь, F=феритна нержавіюча сталь. Дві цифри представляють одну десяту значення міцності на розрив.

Приклади: A2-70 відноситься до аустенітної нержавіючої сталі групи 2, утвореної методом холодної обробки з мінімальною міцністю на розрив 700 МПа; C3-80 відноситься до мартенситної нержавіючої сталі групи 3, обробленої загартуванням і відпусткою з мінімальною міцністю на розрив 800 МПа.

(3) Ступені ефективності кріплення з кольорових металів

Звичайні кольорові матеріали включають мідний сплав і алюмінієвий сплав. Класифікація визначається міцністю на розрив, і ці кріплення, як правило, класифікуються як типи низької міцності. Кріпильні вироби однакового класу та специфікації мають однакове мінімальне навантаження на розтяг. Марки відповідають маркам матеріалу і показникам розтягування. Мідні сплави мають сім марок: CU1, CU2, CU3, CU4, CU5, CU6, CU7; Алюмінієві сплави мають шість марок: AL1, AL2, AL3, AL4, AL5, AL6.

Приклад: CU2 позначає мідний сплав класу 2, що відповідає класу Н63, з міцністю на розрив 370 МПа. Маркування складається з двох букв плюс одна цифра. Літери відповідають символам хімічних елементів (CU для міді Cu, AL для алюмінію Al); цифри є лише серійними номерами, не розташованими в порядку зростання міцності, і відповідають фіксованим маркам матеріалу та механічним параметрам.

(4) Класи продуктивності установочних гвинтів

Установчі гвинти також є кріпильними елементами із зовнішньою різьбою, але мають інші критерії класифікації, ніж звичайні болти. Вони класифікуються за твердістю, а не за міцністю на розрив.

Вуглецева сталь івстановлені гвинти з легованої сталі: чотири сорти, а саме 14H, 22H, 33H, 45H. Число означає одну десяту мінімальної твердості за Віккерсом, а H означає твердість. Наприклад, 14H означає мінімальну твердість за Віккерсом=14 × 10=140 HV.

Установчі гвинти з нержавіючої сталі: використовується лише аустенітна нержавіюча сталь, розділена на п’ять груп, що відповідають болтам з нержавіючої сталі: A1, A2, A3, A4, A5 з ідентичним хімічним складом. Вказано два класи твердості: 12H і 21H. 12H застосовуються до м’яких аустенітних установочних гвинтів з мінімальною твердістю 125 HV; 21H стосується холоднооброблених загартованих установочних гвинтів з мінімальною твердістю 210 HV.