Как выбрать шайбу для болта

Как выбрать шайбы
Рекомендации по выбору

КАК ВЫБРАТЬ ШАЙБЫ

Шайба – это один из самых простых метизов по своей конструкции. Однако функции, которые она выполняет, сложно назвать незначительными. Различные их виды используются в машиностроении и промышленности, особенно они незаменимы в сфере строительства. Шайба позволяет увеличить площадь опорной поверхности или предотвратить самостоятельное отвинчивание закрепленных болтов. Располагают ее либо под головкой болта или винта, либо под гайкой.

ТИПЫ ШАЙБ

Все типы выпускаются в соответствии с ГОСТ, для каждого имеется свой стандарт.

Плоская шайба исполняется в двух вариантах, в зависимости от класса точности. Для классов точности А и С (так обозначается твердость) она имеет классическую форму. Для класса А – на шайбе имеется фаска. Размер фаски от ¼ до ½ от общей толщины. Изготавливаются по ГОСТу 11371.

Что касается размеров, внутренний диаметр такой шайбы лежит в диапазоне от 1до 48 мм, наружный – от 3,5 до 92 мм. А вот толщина у них небольшая – от 0,3 до 3 мм.

Пружинная шайба (ее еще называют гроверной) позволяет предотвратить произвольное раскручивание крепежа. Существует четыре вариации: легкие, нормальные, тяжелые и особо тяжелые. Согласно ГОСТу 11850, для их производства может использоваться проволока из стали, бронзы и других цветных металлов. Если крепеж будет подвержен воздействию влаги, следует выбирать оцинкованные шайбы, в сухих помещениях могут использоваться элементы крепления без антикоррозийного покрытия вовсе.

Усиленная шайба используется для установки сантехники – для крепления к стене или полу. Наружный диаметр ее в 3 раза больше внутреннего (от 4 до 145 мм – внешний, от 1 до 48 – внутренний), поэтому нередко ее называют увеличенной. Производится по ГОСТу 6958.

Кровельная шайба с эпдм-прокладкой используется для крепления шифера, листового железа или профнастила к деревянным лагам. В строительстве они используются для укрытия кровли. Прокладка обеспечивает дополнительную герметичность крепления.

Двухвитковая шайба в строительстве используется редко, основное ее назначение раскрывается при прокладке железнодорожных путей. Там она незаменима – ее подкладывают под головки шурупов. Изготавливают из стали в соответствии с ГОСТом 21797.

ТВЕРДОСТЬ ШАЙБ

Для каждого из метизов есть понятие класса прочности, для шайб же более применительно использовать термин «твердость». Именно твердость определяет их качество. Твердость каждого из видов выглядит следующим образом:

для плоских шайб класса А твердость должна быть не менее 140 HV, для класса С – не менее 100 HV (по методу Виккенса);

для пружинных твердость должна лежать в диапазоне от 40 до 48 HRC (по методу Роквелла);

для гроверных твердость должна быть равна 90 HRB (по методу Бринелля);

для двухвитковых твердость определяется диапазоном от 35 до 45 HRC (по методу Роквелла).

Источник

Шайбы — их классификация и сферы применения

Шайбы представляют собой метизные изделия с внутренним отверстием, используемые в качестве подкладки под головку винта, болта либо гайки.

Шайба может выполнять сразу несколько полезных функций:

Поэтому шайбы нашли широкое применение в создании всевозможных крепежных соединений, но при этом отличаются по множеству критериев (диаметр, ширина полей, состав материала, форма и т. д.).

Шайба обязательно устанавливается на особо ответственных участках, где ослабление крепежа недопустимо и может привести к большим последствиям.

Основные требования к шайбам

Конечно же, шайба выступает стандартизированным изделием и должна соответствовать определённым установленным требованиям, главное из которых — это отсутствие каких-либо видимых дефектов (сколов, острых кромок, ржавчины и т. д.).

По уровню точности изготовления подобные изделия бывают:

Шайбы производятся из самых разнообразных материалов. Чаще всего это металлические изделия, при этом каждой шайбе присваивается свой класс прочности с учетом конкретного типа исполнения.

Для производства изделий повышенной крепости (например, шайб класса 4,8 и 5,8) используется сталь 10 или 20. Для продукции большой прочности используется закаленная сталь.

Для соединения разных элементов в условиях агрессивных сред применяются исключительно коррозионно-стойкие сорта стали или цветные сплавы (на основе меди, латуни, алюминия, бронзы).

В основном шайбы производятся методом холодной штамповки, что позволяет создавать детали разнообразных размеров. Помимо этого, такой метод изготовления предоставляет возможность проводить множество дополнительных процедур, включая термообработку, шлифовку, нанесение защитного покрытия для достижения необходимых эксплуатационных характеристик готовой продукции.

В качестве защитного слоя используются следующие разновидности покрытия:

Изготовление шайб ГОСТ осуществляется с учетом установленных стандартов. Если необходимы какие-либо отклонения от общепринятых норм, тогда в этом случае используется дополнительная токарная обработка.

Размеры шайб

При выборе размера шайбы необходимо учитывать следующие показатели:

Стоит знать, что если шайба приобретается у иностранных поставщиков, то она была изготовлена по нормам DIN125. В этом случае подобный стандарт предусматривает свой набор размеров, который отличается от привычного российского ГОСТа. Шайбы DIN тоже пользуются большой популярностью на российском рынке.

Наиболее востребованные размеры шайб — это 8, 10, 12, 16, 20 мм.

Помимо этого, крепежные шайбы бывают следующих основных видов в зависимости от формы изготовления:

На сегодня существует множество разновидностей шайб для крепежа:

Как видно из списка, на сегодня представлено огромное разнообразие шайб в зависимости от назначения, и все они широко используются во многих сферах промышленности, позволяют производить надёжный транспорт, металлоконструкции и т. д.

Сферы применения крепежных шайб

Такие крепёжные изделия активно применяются в самых разнообразных промышленных сферах и в быту, поэтому пользуются заслуженным спросом.

Самые распространённые модели:

Наш интернет-магазин «Иж-Тандем Маркет» предлагает купить шайбы разного назначения по отличным ценам. Все изделия сертифицированы, соответствуют высоким стандартам качества, обеспечат надежное крепление разнообразных элементов. Чтобы оформить заказ, обращайтесь по указанным телефонам или заполняйте заявку на сайте. Менеджеры быстро оформят ваш заказ, помогут подобрать подходящие варианты крепежных элементов.

На сегодня представлено такое разнообразие декоративных красок, что приходится учитывать массу нюансов, чтобы подобрать подходящий вариант для отделки того либо иного помещения.

Ремонт — дело хлопотное и дорогостоящее, поэтому стоит планировать проведение всех задач довольно тщательно.

Саморез (или самонарезающий винт) широко используется в строительной области, при изготовлении мебели, техники, оборудования и иных конструкций.

Грунтование — это обязательная процедура перед выполнением отделочных работ.

Источник

buildingbook.ru

Информационный блог о строительстве зданий

Расчет и проектирование болтового соединения

Стальные конструкции на строительной площадке почти всегда соединяются при помощи болтового соединения и у него есть много преимуществ перед другими способами соединения и прежде всего сварным соединением — это простота монтажа и контроля качества соединения.

Из недостатков можно отметить большую металлоемкость по сравнению со сварным соединением т.к. в большинстве случаев нужны накладки. Кроме того отверстие для болта ослабляет сечение.

Видов болтового соединения великое множество, но в данной статье рассмотрим классическое соединение, применяемое в строительных конструкций.

Нормативные документы и рекомендуемая литература по болтовым соединениям

СНиП II-23-81 Стальные конструкции

СП 16.13330.2011 Стальные конструкции (Актуализированная редакция СНиП II-23-81)

СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции

СП 70.13330.2011 Несущие и ограждающие конструкции (Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87)

СТО 0031-2004 Болтовые соединения. Сортамент и области применения

СТО 0041-2004 Болтовые соединения. Проектирование и расчет

СТО 0051-2006 Болтовые соединения. Изготовление и монтаж

Виды болтовых соединений

По числу болтов: одноболтовые и многоболтовые. Думаю смысл объяснять не нужно.

По характеру передачи усилия от одного элемента к другому:

Не сдвигоустойчивые и сдвигоустойчивые (фрикционные). Чтобы понять смысл этой классификации рассмотрим как в общем случае работает болтовое соединение при работе на срез.

Как видим болт сжимает 2-е пластины и часть усилия воспринимается силами трения. Если болты сжимают пластины не достаточно сильно то происходит проскальзывание пластин и усилие Q воспринимается болтом.

Расчет не сдвигоустойчивых соединений подразумевает, что сила затяжки болтов не контролируется и вся нагрузка передается только через болт без учета возникающих сил трения. Такое соединение называют соединение без контролируемого натяжения болтов.

В сдвигоустойчивых или фрикционных соединениях используют высокопрочные болты которые затягивают пластины с такой силой, что нагрузка Q передается посредством сил трения между 2-мя пластинами. Такое соединение может быть фрикционным или фрикционно-срезным, в первом случае при расчете учитываются только силы трения, во втором учитываются силы трения и прочность болта на срез. Хотя и фрикционно-срезное соединение более экономичное, но практически его реализовать в многоболтовом соединении очень трудно — нет уверенности что все болты одновременно смогут нести нагрузку на срез, поэтому фрикционное соединение лучше рассчитывать без учета среза.

При больших сдвигающих нагрузках фрикционное соединение более предпочтительно т.к. металлоемкость данного соединения меньше.

Виды болтов по классу точности и их применение

Болты класса точности А — данные болты устанавливают в отверстия рассверленные на проектный диаметр (т.е. болт встает в отверстие без зазора). Изначально отверстия делают меньшего диаметра и поэтапно рассверливают до нужного диаметра. Диаметр отверстия в таких соединениях не должен быть больше диаметра болта больше чем на 0,3 мм. Сделать такое соединение крайне сложно, поэтому в строительных конструкциях они практически не используются.

Болты класса точности B (нормальной точности) и С (грубой точности) устанавливают в отверстия на 2-3 мм больше диаметров болтов. Разница между этими болтами заключается в погрешности диаметра болта. Для болтов класса точности B фактический диаметр может отклонится не более чем на 0,52 мм, для болтов класса точности C до 1 мм (для болтов диаметром до 30 мм).

Для строительных конструкций как правило применяют болты класса точности В т.к. в реалиях монтажа на строительной площадке добиться высокой точности практически невозможно.

Виды болтов по прочности и их применение

Для углеродистых сталей класс прочности обозначают двумя цифрами через точку.

Существуют следующие классы прочности болтов: 3.6; 3.8; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Первая цифра в классификации предела прочности болтов обозначает предел прочности болта при растяжении — одна единица обозначает предел прочности в 100 МПа, т.е. предел прочности болта класса прочности 9.8 равен 9х100=900 МПа (90 кг/мм²).

Вторая цифра в классификации класса прочности обозначает отношение предела текучести к пределу прочности в десятках процентов — для болта класса прочности 9.8 предел текучести равен 80% от предела прочности, т.е. предел текучести равен 900 х 0.8 = 720 МПа.

Что означают данные цифры? Давайте посмотрим на следующую диаграмму:

Здесь приведен общий случай испытания стали на растяжение. На горизонтальной оси обозначено изменение длины испытуемого образца, по вертикали — прилагаемое усилие. Как видим из диаграммы при увеличении усилия длина болта изменяется линейно только на участке от 0 до точки А, напряжение в этой точке и есть предел текучести, далее при не большом увеличении нагрузки болт растягивается уже сильнее, в точке Д болт ломается — это есть предел прочности. В строительных конструкциях необходимо обеспечить работу болтового соединения в пределах предела текучести.

Класс прочности болта должен быть указан на торцевой или боковой поверхности головки болта

Если на болтах нет маркировки, то скорее всего это болты класса прочности ниже 4.6 (их маркировка не требуется по ГОСТ). Применение болтов и гаек без маркировки запрещается согласно СНиП 3.03.01.

На высокопрочных болтах дополнительно указывается условное обозначение плавки.

Для применяемых болтов требуется применять соответствующие им классу прочности гайки: для болтов 4.6, 4.8 применяются гайки класса прочности 4, для болтов 5.6, 5.8 гайки класса прочности 5 и т.д. Можно заменить гайки одного класса прочности на более высокие (например если удобнее комплектовать на объект гайки одного класса прочности).

При работе болтов только на срез допускается применять класс прочности гаек при классе прочности болтов: 4 – при 5.6 и 5.8; 5 – при 8.8; 8 – при 10.9; 10 – при 12.9.

Для болтов из нержавеющей стали также наносится маркировка на головке болта. Класс стали — А2 или А4 и предел прочности в кг/мм² — 50, 70, 80. Например А4-80: марка стали А4, прочность 80 кг/мм²=800 МПа.

Класс прочности болтов в строительных конструкциях следует определять согласно таблице Г.3 СП 16.13330.2017

Требования к болтам при различных условиях их применения

(таблица Г.3 в ред. Изменения N 2, утв. Приказом

Минстроя России от 04.12.2019 N 769/пр)

Допускается крепить детали одним болтом.

Выбор длины болта

Длину болта определяем следующим образом: складываем толщины соединяемых элементов, толщины шайб и гаек, и добавляем 0,3d (30% от диаметра болта) и далее смотрим сортамент и подбираем ближайшую длину (с округлением в большую сторону). Согласно строительным нормам болт должен выступать из гайки как минимум на один виток. Слишком длинный болт использовать не получится т.к. резьба имеется только на конце болта.

Для удобства можно воспользоваться следующей таблицей (из советского справочника)

В болтовых соединениях работающих на срез, при толщине наружного элемента до 8 мм, резьба должна находиться вне пакета соединяемых элементов; в остальных случаях резьба болта не должна входить вглубь отверстия более чем на половину толщины крайнего элемента со стороны гайки или свыше 5 мм. Если выбранная длина болта не соответствует этому требованию, то необходимо увеличить длину болта так, чтобы это требование выполнялось.

Болт работает на срез, толщина скрепляемых элементов 2х12 мм, согласно расчету принят болт диаметром 20 мм, толщина шайбы 3 мм, толщина пружинной шайбы 5 мм, толщина гайки 16 мм.

Минимальная длина болта равна: 2х12+3+5+16+0,3х20=54 мм, согласно ГОСТ 7798-70 выбираем болт М20х55. Длина нарезаной части болта составляет 46 мм, т.е. условие не удовлетворяется т.к. резьба должна входить вглубь отверстия не более чем на 5 мм, поэтому увеличиваем длину болта до 2х12+46-5=65 мм. Согласно нормам можно принять болт М20х65, но лучше использовать болт М20х70, тогда вся резьба будет вне отверстия. Пружинную шайбу можно заменить на обычную и добавить еще одну гайку (очень часто так делают т.к. применение пружинных шайб ограничено).

Мероприятия про предотвращению отвинчиванию болтов

Для того, чтобы крепление со временем не ослабло требуется использовать 2-ю гайку или стопорные шайбы, предотвращающие отвинчивание болтов и гаек. Если болт работает на растяжение, то необходимо использовать 2-ой болт.

Также есть специальные гайки со стопорным кольцом или фланцем.

Применять пружинные шайбы при овальных отверстиях запрещено.

Установка шайб

Под гайку необходимо устанавливать не более одной шайбы. Также допускается устанавливать одну шайбу под головкой болта.

Прочностной расчет болтового соединения

Болтовое соединение можно разделить на следующие категории:

1) соединение работающее на растяжение;

2) соединение работающее на срез;

3) соединение работающее на срез и растяжение;

4) фрикционное соединение (работающее на срез, но с сильным натяжением болтов)

Расчет болтового соединения, работающего на растяжение

В первом случае прочность болта проверяется по формуле 188 СП 16.13330.2011

где Nbt — несущая способность одного болта на растяжение;

Rbt — расчетное сопротивление болта на растяжение;

Abn — площадь поперечного сечения нетто (принимается согласно таблице Г.9 СП 16.13330.2011);

γc — коэффициент условия работы, принимаемый согласно таблице 1 СП 16.13330.2011.

Расчет болтового соединения, работающего на срез

Если соединение работает на срез, то необходимо проверить 2-а условия:

расчет на срез по формуле 186 СП 16.13330.2011

где Nbs — несущая способность одного болта на срез;

Rbs — расчетное сопротивление болта на срез;

Ab — площадь сечения болта брутто (принимается согласно таблице Г.9 СП 16.13330.2011);

ns — число срезов одного болта (если болт соединяет 2-е пластины, то число срезов равно одному, если 3-и, то 2-а и т.д.);

γb — коэффициент условия работы болтового соединения, принимаемый согласно таблице 41 СП 16.13330.2011 (но не больше 1.0);

γc — коэффициент условия работы, принимаемый согласно таблице 1 СП 16.13330.2011.

и расчет на смятие по формуле 187 СП 16.13330.2011

где Nbp — несущая способность одного болта на смятие;

Rbp — расчетное сопротивление болта на смятие;

db — наружный диаметр стрежня болта;

∑t — наименьшая суммарная толщина соединяемых элементов, сминаемых в одном направлении (если болт соединяет 2-е пластины, то принимается толщина одной самой тонкой пластины, если болт соединяет 3 пластины, то считается сумма толщин для пластин, которые передают нагрузку в одном направлении и сравнивается с толщиной пластины, передающей нагрузку в другом направлении и берется наименьшее значение);

γb — коэффициент условия работы болтового соединения, принимаемый согласно таблице 41 СП 16.13330.2011 (но не больше 1.0)

γc — коэффициент условия работы, принимаемый согласно таблице 1 СП 16.13330.2011.

Расчетные сопротивления болтов можно определить по таблице Г.5 СП 16.13330.2017

Нормативные сопротивления стали болтов и расчетные сопротивления одноболтовых соединений срезу и растяжению, Н/мм 2

Источник

Подбираем подходящую шайбу для болтов и гаек

Секрет постоянной и адекватной фиксации и соединения — это сумма используемых элементов и инструментов, а также способ, которым мы выполняем действия. Шайбы для болтов и гаек выполняют очень важную задачу — в т.ч. предотвратить ослабление соединения. Так что давайте выберем их соответственно. Чтобы посмотреть готовую продукцию шайб, нужно перейти по ссылке на картинку.

Шайбы — для чего они нужны и где находятся

Эти небольшие элементы являются еще одним винтиком для правильной работы различных машин и правильного функционирования большинства структур. Где бы мы ни использовали гайки и болты, также должны появиться шайбы. Таким образом, это элементы, которые мы в основном используем в:

Когда мы собираем купленный предмет мебели, мы должны использовать соответствующую шайбу в каждом соединении. Можно посчитать, что в наборе мы найдем модель, подходящую для данного типа крепления. Шайбы обычно помещают под головку болта так, чтобы она находилась между материалом и болтом и между гайкой и материалом. Шайбы также играют важную роль в правильном распределении давления и силы при соединении довольно пластичных материалов. Во многих случаях шайбы также предназначены для защиты основания и материала от повреждений при завинчивании шурупа — особенно в случае, например, мягкой древесины и пластика.

Везде, где болтовые или резьбовые соединения подвергаются вибрации, риск их самопроизвольного откручивания очень высок. Вот почему шайбы играют такую ​​важную роль в конструкции различных транспортных средств — например, велосипеда или автомобиля. Если мы сделаем болтовое соединение без шайбы, гораздо больше шансов быстро ослабить или просто потерять устойчивость. В некоторых случаях неправильно закрепленные суставы могут быть опасны.

Типы шайб для болтовых соединений

Мы различаем шайбы по различным параметрам, таким как материал или форма, в основном из-за их предполагаемого использования. Поэтому мы делим их на:

Что касается материала, из которого изготовлены шайбы, следует выбирать тот, который соответствует выполняемому соединению — общим правилом является необходимость использования элементов из одного материала. Чаще всего они изготавливаются из стали и подвергаются соответствующей обработке — цинкованию или латунному покрытию. Закаленные шайбы подходят для соединений, которые подвергаются особым нагрузкам.

Источник

Для чего нужна шайба в строительстве и ремонте

Деталь в форме диска или кольца с отверстием посередине подкладывают под головку болта, винта, гайку. Разные виды шайб нужны, чтобы распределить нагрузку более равномерно, противодействовать раскручиванию крепежного элемента. Существует несколько типов, каждый предназначен для конкретного случая крепежа.

Что такое шайба и для чего она нужна

Прокладки повышают прочность резьбового стыкования, поэтому стали обязательными элементами крепления при сборке механизмов. По статистике шайбы используют в 30% случаев крепежа.

Действие элементов в соединении:

Производится множество моделей. Помимо привычных, которые описаны в нормативах ГОСТ, пользователи заказывают индивидуальные изделия под нестандартные способы крепления.

Десятки видов производят по стандарту, их выбор зависит от факторов:

В промышленности детали нашли применение в отраслях:

Недорогие изделия производят способом холодной штамповки, вырубки. Используют метод пластичного холодного формирования, высадки из прута, навивки (гроверы).

Классификация шайб

Конструкционно изделия различаются, т. к. предназначены для разных условий работы. Цели применения также отличаются. В итоге разработаны определенные формы для удобного использования.

По конструкции различают типы:

Различают также быстросъемные виды (ГОСТ 11.649 – 1975). Их применяют для прочной посадки подшипников или иных элементов на осях, валах. Сфера использования — авто, сельхозтехника, производство станков.

Квадратные шайбы (ГОСТ24.197 – 1980) используют для установки без прокручивания винтового стержня. Широкие и узкие, высокие и уменьшенные используют только в сельскохозяйственных комбайнах, сеялках, других машинах.

Конструктивные элементы по типу своей работы должны быть прочными и надежными. Поверхность может иметь оцинкованное покрытие, нанесенное гальваническим методом, диффузионно-термическим и холодным способом (последний применяют редко).

В легированных сплавах есть углерод (до 25%), вводят много улучшающих добавок в виде никеля, хрома, ванадия, кремния, других разновидностей. Из такого металла получают износостойкие прочные пластичные товары с повышенной стойкостью к высоким температурам.

По размеру различают детали увеличенные, уменьшенные, плоские, косые — габариты шайб зависят от цели применения.

Шайбы имеют характеристики, которые нашли отражение в маркировке изделий:

Более широкие пластины работают результативнее, но не всегда есть возможность их установить.

Что нужно учитывать при выборе

Качественное крепление зависит от тщательного подбора параметров продукции. Лучше всего работают соединения, в которых болт, гайка и шайба выполнены из одного материала, например, металлическими.

Алюминиевые, пластмассовые элементы или модели из цветного металла покажут высокую стойкость к коррозии. Если не учитывать химические свойства материалов, они при взаимодействии будут окислять и разрушать друг друга.

При выборе обращают внимание на факторы:

Элементы, применяемые в бытовых механизмах, должны относиться к группе экологически чистых материалов.

Источник