Маркировка на болтах: как расшифровать код прочности по цифрам на головке болта

Вы когда-нибудь обращали внимание на цифры на шляпках
болтов? 8.8, 5.8, 10.9, 12.9 — что они означают? Многие ошибочно принимают их
за момент затяжки или нагрузку на разрыв. Пришло время раз и навсегда
разобраться в этих загадочных символах. Эта статья развенчивает мифы о
маркировке болтов. Вы узнаете, что означают цифры на шляпках, как
рассчитывается предел прочности и момент затяжки и как правильно выбирать
крепежные изделия для ответственных узлов.

Класс прочности: что это такое?

Цифры на болтах указывают на класс прочности крепежного
изделия. Этот класс не зависит от диаметра болта. То есть болт М8 и болт М36
могут иметь одинаковый класс прочности, например 8.8. Однако это не значит, что
они выдержат одинаковую нагрузку. Разберемся подробнее на примере болта с
маркировкой 8.8. Маркировка 8.8 — это не одно число, а два: 8 и 8.

Разберем маркировку болта. Первое число, в данном примере
это 8, указывает на предел прочности при растяжении. Чтобы определить его
значение в мегапаскалях (МПа), нужно умножить это число на 100. Таким образом,
8 умножаем на 100 и получаем 800 МПа. Данная величина показывает максимальное
напряжение, которое способен выдержать материал болта до момента разрушения.

Второе число, также равное 8, отражает предел текучести,
выраженный в процентах от предела прочности. В нашем случае это 80% от 800 МПа,
что составляет 640 МПа. Предел текучести — это уровень напряжения, при котором
в материале болта начинают происходить необратимые изменения формы, то есть
возникает пластическая деформация. Достижение этого предела крайне
нежелательно, так как болт перестает выполнять свою функцию и выходит из строя.

Усилие на разрыв: практический расчет

Мегапаскаль — это не давление, а напряжение, измеряемое в
ньютонах на квадратный миллиметр (Н/мм²). Чтобы рассчитать усилие на разрыв,
которое выдержит болт, нужно умножить предел прочности при растяжении на
площадь поперечного сечения болта.

Площадь поперечного сечения болта представляет собой площадь
круга, которую можно вычислить по формуле: S = πR², где π (пи) ≈ 3,14, а R —
радиус сечения.

Важно! При расчете радиуса нужно брать радиус по впадинам
резьбы, поскольку это самое тонкое место в сечении болта.

Допустим, для болта диаметром резьбы по впадинам 6,75 мм,
радиус будет 3,38 мм. Тогда площадь поперечного сечения составит: S = 3,14 *
(3,38)² ≈ 35,9 мм².

Теперь можем рассчитать усилие на разрыв (Pр): Pр = Предел
текучести * Площадь поперечного сечения = 640 МПа * 35,9 мм² ≈ 22900 Н
(ньютонов).

Для тех, кому привычнее измерять нагрузку в килограммах:
22900 Н ≈ 2300 кг (2,3 тонны).

Хотя эта цифра может показаться впечатляющей, она не
является определяющей при выборе болта. Гораздо важнее правильно рассчитать
момент затяжки.

Момент затяжки: ключевой параметр

Момент затяжки — это усилие, которое необходимо приложить к
гайке (или головке болта) для достижения оптимального натяжения болта в
соединении. Расчет момента затяжки важен для обеспечения надежности соединения.

Важное примечание: мы рассматриваем случай соединения
болт-гайка, где гайка имеет тот же класс прочности, что и болт. Если болт
закручивается в корпус, момент затяжки должен определяться изготовителем
корпуса.

Максимальный момент затяжки (M) для соединения болт-гайка
можно рассчитать по формуле:

M = K * D * Pр

Где:

• K — коэффициент трения (для сухого соединения ≈ 0,2);

• D — диаметр резьбы (в метрах);

• Pр — усилие на разрыв (в ньютонах).

Чтобы обеспечить запас прочности, рекомендуется использовать
60% от максимального момента затяжки.

В нашем примере:

• M = 0,2 * 0,008 м * 22900 Н * 0,6 ≈ 22 Н•м (ньютон-метра).

• Ньютон-метр — единица измерения момента затяжки.

Именно таким образом высчитываются табличные значения
моментов затяжки для различных болтов.

Болты по ГОСТу

Российский Госстандарт устанавливает, что болты с классами
прочности 8.8, 9.8, 10.9 и 12.9 являются высоконадежными. Подобные крепежные
элементы активно применяются в автомобильной сфере и иных производствах, где
необходима повышенная устойчивость соединения.

Крепежные болты, имеющие классы прочности 3.6, 4.6, 5.8 и
6.8, не относятся к категории высокопрочных. Это вовсе не говорит об их низком
качестве, однако их применение в конструкциях, подвергающихся повышенным
нагрузкам, не рекомендуется.

Например, сцепление и маховик автомобиля, как правило,
крепятся болтами с маркировкой 10.9 или 12.9.

Техническая грамотность — залог надежности

Итак, теперь вам известно, что скрывают числа,
выгравированные на головках болтов, и как определить их предел прочности, а
также требуемый крутящий момент при затягивании. Полагаю, эти знания станут
вашим подспорьем при подборе подходящего крепежа и поспособствуют долговечности
и безопасности создаваемых вами изделий. Развивайте свою техническую
компетентность, в особенности когда имеете дело с металлическими элементами.

Ключевые тезисы:

• Цифры на болтах обозначают класс прочности, а не момент
  затяжки.

• Первое число в маркировке (например, 8 в 8.8) — предел
  прочности при растяжении (умноженный на 100).

• Второе число — предел текучести в процентах от предела
  прочности.

• Важно правильно рассчитывать момент затяжки для обеспечения
  надежности соединения.

• Согласно ГОСТу болты с маркировкой 8.8 и выше считаются
  высокопрочными.