Как класть металлочерепицу на крышу?

Как покрыть крышу металлочерепицей: пошаговая инструкция по монтажу

Многие люди предпочитают заниматься строительством и отделкой жилых домов своими руками. Для этого требуется не только уделить внимание составлению грамотного чертежа, формированию проекта, созданию фундамента и кладке стен, но и организации качественной, надежной, теплой и долговечной крыши. Она может обладать разной конструкцией, но всегда встает вопрос о том, какое кровельное покрытие будет создаваться. Оптимальным выбором считается накрыть крышу металлочерепицей. Данный материал обладает многими плюсами и прост в использовании, поэтому при точном следовании технологии работы справиться с ней может каждый человек.

Важно! Пользоваться металлочерепицей можно не только для нового частного дома, но и для старой крыши.

Особенности использования металлочерепицы


Кровля из металлочерепицы на сложной крыше

  1. Угол ската крыши устанавливается не менее 14 градусов.
  2. Шумность во время осадков требует дополнительной звукоизоляции.
  3. Металлочерепица с полимерным покрытием выдерживает воздействие агрессивной среды и перепадов температуры, но места срезов требуют тщательного прокрашивания.
  4. При раскрое материала для сложной кровли остается много обрезков.
  5. Для разрезания листов нельзя использовать болгарку, так как высокая температура портит покрытие.

Доборные элементы

Помимо указанных выше карнизных и коньковых планок, при монтаже крыши из металлочерепицы могут понадобиться такие изделия (полный список тут):

  • Снегозадержатели. Они разрыхляют сходящие с крыши снежные массы, делая их падение относительно безопасным для конструкций здания и для человека.
  • Планки примыканий. Эти изделия обрамляют места стыков черепицы со всеми важными конструкциями, такими как печные трубы и вентиляционные трубы.
  • Уголки и ендовы. Они защищают все угловые конструкции кровли.
  • Отливы. Используются для перенаправления потоков дождевой и талой воды.
  • Конек.

Характеристики материала


Изготовление металлочерепицы

Чтобы не ошибиться с выбором материала, стоит узнать его основные характеристики.

  • Высота волны и толщина стали влияют на жесткость металлочерепицы, высокие показатели (50‒70 мм) обеспечат надежное покрытие кровли, но стоить такой лист будет дороже.
  • Тип профиля – симметричный, асимметричный, реже трапециевидный.
  • Вид защитного покрытия, обеспечивающего антикоррозийную защиту: цинк, алюмоцинк, железоцинк и т. д. Надежную защиту от коррозии обеспечивает значительный слой цинка, чтобы уменьшить его толщину, используются легирующие добавки.
  • Декоративный слой из полимера создает эффектный внешний вид и повышает стойкость к коррозии.

Полиэстер – недорогое универсальное покрытие, выполняется матовым или глянцевым. Гибкий и устойчивый к погодным условиям материал боится механических повреждений.

Пластизол – толстый тисненый слой поливинилхлорида до 200 мкм. Обладает хорошей износостойкостью, невосприимчив к механическому воздействию и коррозии. Его недостаток – повреждение при нагревании. Материал не рекомендуется к применению в жарких регионах.

Пурал – при средней толщине в 50 мкм обеспечивает стойкость к температурным скачкам, коррозии, воздействию агрессивной среды. При монтаже листов с таким покрытием следует соблюдать осторожность, он подвержен пластической деформации.

PVDF – соединение из акрила и поливинилфторида, при 27 мкм толщине обладает высокой стойкостью к повреждениям, наибольшим сроком использования, устойчивостью к выгоранию.


Выбор цветов

Выбор цвета для металлочерепицы достаточно обширный. Среди популярных расцветок, оттенки которые используются при производстве натуральной черепицы: графитовый, терракотовый, зеленый мох, оксидно-красный. К выбору цвета крыши стоит подходить ответственно, он оказывает значительное влияние на общую архитектуру дома.

Стропильная система

Чуть выше я затрагивал стропильные балки, но хотелось бы поговорить не только о них, а кровельном каркасе в целом.

Все пиломатериалы для скелета крыши предпочтительно выбирать из хвойных пород. Они должны быть прочными и отвечать требованиям по жесткости. Кроме этого, древесина обрабатывается антипиренами и антисептиками, дабы снизить вероятность ее разрушения в дальнейшем. Некоторые застройщики создают металлический кровельный каркас. Конечно, он прослужит гораздо дольше дерева, но при этом стоит понимать, что цена на металлические элементы будет куда выше.

После возведения стен здания сразу приступают к обустройству верхнего пояса. Здесь укладывается специальная «подушка» из железобетона. Кстати, не забудьте заложить туда детали, которые будут удерживать опорный брус.

Опорный брус, равно как и все кровельные пиломатериалы, должен иметь твердую структуру. Для этого, чаще всего используют хвойные породы дерева. Мауэрлат укладывается по периметру верхней обвязки дома, а в качестве крепежей, помимо закладных деталей, используются анкерные болты. Сечение, практически всегда, берется одно и тоже: 150х150 или 200х200 миллиметров. В нашем случае нагрузка от крыши будет небольшая, поэтому берем меньшее значение.

Обратите внимание, в зависимости от выбранного вами типа кровельной системы в ней могут присутствовать дополнительные элементы, например, затяжки, стойки, прогоны и тому подобное. Я же привожу пример практически самого простого кровельного каркаса – двухскатной крыши.

Сечение стропильных ног берется из расчетов, тоже касается их шага. Как правило, данное значение лежит в диапазоне от 60 до 120 сантиметров и выходит за эти пределы разве что на временных постройках. На шаг влияют много факторов, в частности вес кровельного пирога, сечение самой балки и ширина теплоизоляционного продукта.

Как вы уже знаете, пароизоляционный слой укладывается поверх стропильных ног. Перед тем, как вы начнете проводить такую процедуру нужно знать следующее. Пароизоляционное полотно ни в ноем случае не должно натягиваться, иначе при осадке здания оно попросту порвется. Дайте ему провиснуть между балок где-то на 2-3 миллиметра, тогда вы сохраните его целостность.

Помимо самого каркаса стоит упомянуть и обрешетку. Она создается из брусков или реек небольшого сечения. Под металлочерепицу вполне хватит пиломатериалов сечением 30х30 миллиметров, ну а про шаг вы уже знаете. Рейка или доска должна приходится на каждую волну листа. В случае, если вы захотите сделать обрешетку более разряженной, то вам нужно учесть уклон скатов. На низкоуклонных поверхностях будет скапливаться снег, временные нагрузки возрастут, следовательно, нужно брать шаг как можно меньше. Противоположное утверждение свойственно для крутоуклонных скатов.

ВАЖНО: Влажность древесины на момент монтажа не должна превышать значения в 20%. В противном случае, после ее крепежа начнется процесс коробления, что повредит не только кровельный каркас, но и все вышележащие продукты.

Кстати, минимальный уклон для металлических покрытий составляет порядка 12 градусов. Стоит понимать, что здесь все будет зависеть от количества осадков, так что в некоторых случаях лучше не рисковать и увеличить минимум до 15 градусов.

Теперь, когда вы узнали практически все об материале, можно отвечать на главный вопрос: «как покрыть крышу металлочерепицей своими руками?»

Советы


Монтаж

Производители металлочерепицы размещают подробные инструкции. Заботу о будущей кровле начинают с правильного размещения профилированных листов, их следует складывать на поддоны. Передвигаться по готовой металлочерепице нужно в мягкой обуви. Наступать следует на вогнутую часть волны. Стружку удаляют с поверхности листа мягкой щеткой, стараясь не повредить покрытие.

Утепление и гидроизоляция кровли


Пароизоляция кровли

Гидроизоляция необходима для защиты внутренней стороны кровельных листов от образования конденсата и для создания барьера от возможной протечки. Пароизоляционная пленка укладывается со свесом первого ряда со стороны карниза на 20 мм, между стропилами оставляется провисание до 20 мм. Все ряды стыкуются с нахлестом в 15 см и проклеиваются скотчем. Пленка закрепляется степлером или гвоздями. Для утепления крыши, особенно если чердачное помещение используется, между стропилами укладывается утеплитель: базальтовые маты или минеральная вата.

Обеспечить защиту утеплителя и деревянной конструкции можно при помощи гидроизоляционного материала, который крепится к внешней части стропил, и пароизоляционной пленки, уложенной с внутренней стороны. Между пленкой и утеплителем, а также между пленкой и металлочерепицей оставляется зазор для вентиляции. Чтобы влага удалялась из внутренней части кровли, делаются зазоры на свесах и коньке.

Установка обрешетки

Этому этапу работ следует уделить особое внимание, так как именно на обрешетку будет крепиться черепица. Также эта конструкция обеспечивает естественную вентиляцию внутреннего пространства кровли.

  1. Металлочерепичная обрешетка делается из деревянного бруса. Взаимное расположение досок может быть сплошным и прореженным.
  2. Чаще всего используются разреженные конструкции, при этом расстояние между досками (шаг обрешетки) строго привязано к расстоянию между нижними впадинами волн черепицы, так как в этих местах материал имеет наибольшую прочность.
  3. Расстояние между первыми двумя брусьями со стороны ската должно быть примерно на 70 сантиметров меньше установленного шага.
  4. Минимальные толщина и ширина доски для обрешетки составляют 25 и 100 мм соответственно.
  5. Ширина доски для контробрешетки может быть в два раза меньше. Первая со стороны края крыши доска должна быть толще всех остальных на 15-20 мм.

Установка конструкции проводится после завершения монтажа гидроизоляционного слоя. Основная обрешетка крепится к контробрешетке, которая связывается со стропильным каркасом саморезами. На коньке крыши под металлочерепицу укладывают дополнительные опорные доски.

Монтаж каркаса


Обрешетка

Для изготовления каркаса предпочтительней древесина хвойных пород. Она должна быть хорошо просушена и обработана антисептиком для предотвращения гниения. Обрешетка станет несущей основой для металлических листов, для нее используют брус размером 50×50 мм или доску 100×25 мм. Первая прибитая у карниза доска выбирается толще остальных на 1,5 см, вторая берется обычная, но крепится ближе на 5 см, чем последующий шаг обрешетки. Остальные доски крепятся к стропилам на расстоянии равном поперечному профилю черепицы: 30 см, 40 см, 45 см. Для фиксации используются оцинкованные гвозди. У конька и в ендовах для усиления конструкции выполняется сплошная обрешетка. Торцевая планка прибивается выше общего уровня на высоту волны металлочерепицы.

Перед монтажом черепицы проверяется геометрия ската, измеряется и сравнивается величина диагоналей. При правильном исполнении она должна быть одинаковой.

Как сделать лестницу для работы на крыше своими руками

Владельцы частных домов берут на себя обслуживание и ремонт здания. Кровля – ответственный участок постройки, она требует профилактического осмотра, сезонной очистки от листьев и снега, периодического ремонта. Безопасно выполнить любую работу позволит лестница, установленная на крышу дома. Деревянная или металлическая конструкция обеспечит доступ к мансардным окнам, трубе дымохода, антеннам, размещенным на кровле. В ассортименте хозяйственных магазинов всегда представлены различные модели лестниц, но если сделать ее своими руками, то сэкономите средства и будете уверены в надежности изделия.

Укладка металлочерепицы


Процесс укладки

Работу по укладке металлочерепицы начинают с закрепления на первой толстой доске карнизной планки, ее собирают с нахлестом в 10 см. При устройстве двускатной кровли монтаж черепицы начинается с торца. Если выбран шатровый вариант крыши, то монтаж начинается с верхней точки и ведется в две стороны. Вынос металлического листа по карнизу составляет 40 мм, его верхняя часть временно закрепляется на один саморез.

Монтаж следующего листа выполняется внахлест на первый при укладывании материала справа налево, если работа начинается с другой стороны, то лист заводится под волну предыдущего. Два соседних листа соединяются между собой, но не прикрепляются к обрешетке, чтобы их можно было при необходимости выровнять.

Третий лист металлочерепицы монтируется по аналогии со вторым. Все скрепленные листы выравниваются по линии параллельной карнизу крыши. После подгона черепицу основательно закрепляют саморезами. Нижняя часть закрепляется в каждый прогиб профиля. Стыки листов фиксируются через волну. Если скат крыши имеет протяженность более шести метров, удобней выполнять монтаж из разрезанных листов, укладывая их с нахлестом.

В ендовах на сплошную обрешетку крепится согнутый стальной лист шириной в 120 см. В этом месте листы металлочерепицы отрезаются под углом, а после закрываются декоративным элементом, который крепится саморезами в верхнюю часть волны на расстоянии в 30 см. Для фиксации используются специальные саморезы с резиновыми прокладками.


Торцевая планка под металлочерепицу

Торцевую планку необходимо закрепить на торцевой доске с нахлестом 7‒10 см. Чтобы обеспечить герметичное примыкание металлочерепицы к дымоходной трубе, стенам или мансардным окнам используют стальной лист, верхняя планка которого примыкает к конструкции. Место стыка стены и металлической планки замазывают герметиком. Избежать опасного схода снега с крыши помогут снегозадержатели надежно закрепленные на кровле.

Для создания вентиляционных отверстий верхние кромки не стыкуются вплотную. Конек крыши крепится саморезами длиной в 80 мм через одну волну черепицы. Под него укладывают специальный уплотнитель, защищающий от птиц и снега.

Порядок выполнения работы доступно излагается в видео. Работая согласно технологии укладки металлочерепицы, можно самостоятельно собрать надежную защиту для своего дома.

Выбор способа восстановления крыши дома

Когда все имеющиеся проблемы с кровлей, установлены, необходимо принять решение относительно выполнения вида работ:

  1. Аварийный ремонт. В этом случае проводится локальная реставрация наиболее поврежденных участков в местах, где имеются протечки.
  2. Текущий ремонт. Его осуществляют путем планового частичного восстановления элементов кровли, когда размер поврежденных участков не превышает 10 – 40% общей площади.
  3. Капитальный ремонт. В процессе его проведения выполняют демонтаж и замену больших участков кровельного покрытия на новый материал.

Вальмовая крыша из металлочерепицы: угол наклона, обрешетка, как монтируется

Из всех существующих конструкций кровли именно 4-скатная крыша из металлочерепицы обеспечивает прекрасную устойчивость, высокую долговечность и самый лучший внешний вид из всех возможных. Необходимо лишь правильно выполнить укладку металлочерепицы на вальмовую крышу. Задача не из легких, если учесть, что треугольные вальмы не очень подходят для прямоугольных листов металлической кровли.

Преимущества и недостатки вальмовой крыши под металлочерепицу

Использование металлической кровли всегда было очень разумным вариантом, оцинкованный металл практически не гниет и не боится механической нагрузки. Покрытие металлочерепицей вальмовой крыши дает возможность использовать преимущества металла и покатого треугольного каркаса.

У четырехскатной конструкции есть ярко выраженные преимущества:

  • Высокая устойчивость каркаса к сильным штормовым шквалам и снегопадам. Если выбрана сложная система наклонных скатов, то здание можно не ориентировать на местности относительно розы ветров;
  • Четырехскатная крыша из металлочерепицы, фото, выглядит намного изящнее и привлекательнее, чем стандартные двухскатные и тем более односкатные схемы.

Все они считаются классикой современной архитектуры и часто копируются в индивидуальном домостроении.

Недостатки четырехскатной конструкции

Красота дома потребует определенных расходов и достаточно серьезных физических усилий. Поэтому, перед тем как выбрать вальмовую схему, будет правильным узнать о наиболее важных недостатках тандема металлочерепицы и четырехскатного каркаса:

  • Сложность сборки и подгонки отдельных деталей кровли из металлочерепицы четырехскатной крыши. Для того чтобы собрать и установить покрытие, потребуется хороший глазомер и глубокое знание геометрии стропильного каркаса;
  • Существенные затраты при раскрое металлочерепицы на вальмовую крышу. Из-за того, что листы кровельного покрытия прямоугольной формы, их приходится подрезать по углу наклона треугольной вальмовой кровли.

Смонтировать металлочерепицу на кровлю вальмовой крыши без остатка можно лишь в том случае, если угол наклона ската превышает 55-60 о . Конструкция получается очень высокой, с ломаными скатами. Но даже в этом случае приходится подрезать кромки, чтобы обеспечить зазор между кромками смежных листов покрытия.

Устройство четырехскатной крыши из металлочерепицы

Конструктивно каркас под укладку кровельного покрытия ничем не отличается от стропильной системы для шифера или ондулина.

Дополнительные два ската собираются из наслонных стропил, уложенных на вальмовые стропила. Четырехскатные конструкции могут состоять из пары трапециевидных скатов и двух треугольных вальм. Этот вариант подойдет для местности с большим количеством осадков и достаточно низкими температурами в зимнее время

Для средних широт чаще используются четырехскатные кровли с вальмовыми скатами датской схемы. Она проще и доступнее в строительстве. Кроме того, удается уменьшить отходы металлочерепицы на вальмовой крыше, так как дополнительный скат имеет не треугольную, а трапециевидную форму.

Один из вариантов инструкции по устройству четырехскатной крыши из металлочерепицы приведен на видео

Обрешетка вальмовой крыши под металлочерепицу

Главным условием правильного формирования четырехскатного несущего каркаса является установка наслонных стропил с шагом, равным половине ширины листа. То есть при поперечном габарите металлочерепичного листа в 110 см шаг выбирается равным 55 см.

Второй нюанс обрешечивания вальмовой крыши под металлочерепицу связан с выбором горизонтального шага. Для кровельного покрытия изготавливают металлочерепичный профиль с шагом 350 и 400 мм, а так как материал крепят саморезами во впадинах, шаг обрешетки четырехскатной крыши под металлочерепицу выбирают точно по характеристикам листа. Мало того, линия крепления должна проходить точно по осевой линии доски обрешетки.

Оптимальный угол наклона вальмовой крыши из металлочерепицы

Для стандартной четырехскатной схемы все четыре ската располагаются либо под одним углом наклона, либо вальмовые треугольные скаты оказываются наклоненными сильнее, чем две основные плоскости. С точки зрения прочности стропильного каркаса угол в 35 о обеспечивает минимальную нагрузку на четырехскатную систему и одновременно гарантирует хороший сход воды с поверхности кровли.

В этом случае малые вальмы необходимо поднимать до угла в 15 о , иначе вода будет затекать на стыках. Соответственно, главные скатные поверхности приходится располагать под углом в 40-45 о .

Читайте также:  Технология монтажа кровли из профнастила

Как рассчитать металлочерепицу на вальмовую крышу

Укладка кровельного материала на четырехскатной поверхности требует предварительного расчета геометрии покрытия и оценки затрат по расходу кровельного листа.

Проще всего, посчитать количество материала можно с помощью планиметрии. Для датской схемы вычислить площадь вальмовых и основных плоскостей можно, используя формулу равнобедренной трапеции. Затем полученную величину умножают сначала на 10%, чтобы учесть перекрытия листов, а затем на 20% на обрезку краев.

Если нужно составить смету на четырехскатную крышу из металлочерепицы, то лучше всего воспользоваться графическим способом:

  • Первоначально составляется эскиз будущей четырехскатной кровли с обязательным соблюдением масштаба и пропорций;
  • На эскиз наносятся ряды или раскладка металлочерепицы на вальмовой крыше;
  • По линии пересечения скатов устанавливают величину и угол подреза для каждого листа.

Таким способом удается не только выполнить расчет, но и подобрать оптимальный размер металлочерепицы. Если расчет выполнен на профессиональном уровне, то количество отходов уменьшится с 20% до 15%.

Как монтируется металлочерепица на вальмовую крышу

К процессу укладки можно приступать только после того, как полностью выполнена обрешетка стропильного каркаса, уложена пароизоляция, и нашита монтажная планка.

Раскладка и подрезка

Монтаж металлочерепицы на четырехскатную крышу начинается с выкладки и нарезки листов вдоль ребра пересечения скатов. Часть листов поднимают на крышу и укладывают на малом вальмовом скате, вдоль линии «перелома» крыши. Чтобы упростить работу, от конька до карниза натягивают разметочный шнур, он должен проходить точно по осевой вальмовой стропильной балке. Это поможет правильно выравнивать кромку в процессе подгонки.

Начиная с нижнего ряда, листы последовательно укладывают на ребро вальмы и по шнуру размечают линию реза. В результате получается линия ступенек из металлочерепицы. Не разбирая ступенчатый ряд, аналогичным способом вырезают и выкладывают материал со смежной стороны вальмового ската. Между кромками должна оставаться щель шириной 3-4 мм, по завершению работ ее закроют доборной накладкой.

Крепление на обрешетке

После того как были выложены все четыре ребра четырехскатной вальмовой крыши, необходимо выровнять кромки нижних листов так, чтобы они располагались на одном горизонтальном уровне. Для этого можно использовать шнуровую разметку или более современный лазерный уровень.

По завершению раскроя металлочерепицы на вальмовой крыше листы маркируют, подписывают и отправляют на подкраску линии реза. Далее монтируют карнизную планку и капельник. Остальную часть вальмовой кровли укладывают так, как и в случае двухскатной крыши. После того как заполнен нижний ряд металлочерепицы, ее сразу пришивают саморезами к каркасу. Делается это для того, чтобы избежать случайного смещения материала, например, при подгонке или из-за сильного ветра.

Советы и рекомендации

Слабым звеном невысокой вальмовой кровли являются места примыкания и ребро на стыке двух скатов. Несмотря на то, что линия в обоих случаях закрывается доборными планками, уложенного под накладку уплотнителя не хватает, чтобы обеспечить защиту от затекания воды.

Поэтому под стык обязательно вклеивают дополнительный слой гидроизоляции, а под кромки материала укладывают Омега – профиль. В результате, даже если вода проникнет под накладку, профиль остановит ее и перенаправит вниз по склону. Омегу обязательно пришивают к обрешетке стропильной системы и проклеивают силиконовым герметиком. Теперь, даже если ветер будет гнать дождевую воду поперек крыши, поток просто перехлестнет через ребро вальмовой кровли. Кроме того, дополнительная подкладка существенно увеличивает жесткость ребра.

Заключение

Из всех возможных вариантов построения кровли для дома 4-скатная крыша из металлочерепицы оказывается наиболее трудоемкой. Кроме непосредственной укладки материала, нужно будет потратить как минимум один рабочий день на то, чтобы разметить и обрезать кромки листов в соответствии с расчетами и замерами на стропильном каркасе. Оставшуюся часть материала можно использовать для пошивки облицовки внутри чердачного помещения.

Классы прочности болтов по ГОСТу: особенности и маркировка

Содержание

Подъемный кран упал и раздавил мужчину. Рухнул мост с автомобилями. Внезапно перевернулся КамАЗ… Неутешительные новости о трагедиях появляются регулярно. Причины разные: халатность, невнимательность, безответственность. А еще одна из причин – проблемы с болтовыми соединениями. Казалось бы, такая мелочь! А ведь на болтах в буквальном смысле держится все: они несут вибрационные, весовые и динамические нагрузки. В этой статье мы поговорим о том, какие типы болтов бывают, как узнать класс прочности болта и как читается маркировка.

Типы болтов

У этих метизов есть несколько классификаций по разным параметрам. Например, в зависимости от формы головки они бывают универсальные (с шестигранной головкой), анкерные, рым-болты и др. По форме стержня крепеж тоже различается: резьба наносится на весь стержень или занимает только часть. Сама резьба в соответствии с ГОСТ 27017-86 может быть метрической, шурупной, самонарезающей или конической.

В зависимости от назначения болты делятся на несколько видов: лемешные для сельскохозяйственной техники; мебельные, с гладкой ровной головкой, которая не выступает на поверхности мебели; дорожные для монтажа ограждений и фиксации металлических, деревянных или пластиковых конструкций; машиностроительные для соединения запчастей транспортных средств, обладают особой прочностью и стойкостью к изменениям от воздействия агрессивной внешней среды; фундаментные служат для крепления оборудования к фундаменту, имеют специальную форму головки; путевые соединяют части рельс.

Обратите внимание! Не существует универсальных болтов, которые подойдут для любой задачи. Для каждой нужно выбирать крепеж в соответствии с его классом прочности. Именно класс прочности болта влияет на безопасность конструкций, разрушение которых может привести к гибели людей.

Класс прочности – это наиболее важная характеристика для крепежа. Определяет устойчивость болтов к механическим воздействиям и показывает предел прочности на разрыв. Остановимся на ней подробнее.

Классы прочности

В ГОСТ 1759.4-87 (ИСО 898/1-78) можно найти обозначение класса прочности болтов. Характеристика зависит от множества факторов, например, от стали, из которой выполнен болт, и от того, была ли термообработка материала. Приведем список классов прочности и их основные параметры.

Классы от 3.6 до 6.8

Материал: углеродистая сталь

Возможные добавки: нет

Термическая обработка: нет

Класс 8.8

Материал: углеродистая сталь

Возможные добавки: бор, марганец, хром

Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 425 °С

Класс 9.8

Материал: углеродистая сталь

Возможные добавки: бор, марганец, хром

Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 425 °С

Класс 10.9

Материал: углеродистая или легированная сталь

Возможные добавки: бор, марганец, хром

Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 340 или 425 °С

Класс 12.9

Материал: легированная сталь

Возможные добавки: нет

Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 380 °С

Чем легированная сталь отличается от углеродистой? Тем, что в ней содержится молибден, титан, вольфрам или другие добавки. Они улучшают эксплуатационные характеристики, увеличивают твердость, плотность и термостойкость материала.

Часто болты покрывают другим материалом для улучшения их свойств:

  • цинком – для болтов, которые используются в промышленности, толщина покрытия доходит до 25 мкм;
  • никелем – декоративное покрытие болтов для мебели, не влияет на прочность;
  • фосфатами или оксидами – так можно создать защитный слой, который сделает крепеж более долговечным;
  • цинк-ламельным покрытием – увеличивает срок службы болта вдвое.

Что такое термическая обработка стали и зачем она нужна? Это технологический процесс изменения структуры материала, в результате которого повышается предел выносливости стали, увеличивается прочность и износостойкость самого крепежа.

Обратите внимание! Классы прочности могут маркироваться как с точкой, например 3.6, так и без нее, например 36.

Механические свойства

Чтобы правильно подобрать крепеж, нужно не только ориентироваться на класс прочности, но и знать, какие характеристики за ним скрываются. От этого зависит назначение метиза. Например, болты низкой прочности класса до 6.6 подойдут для монтажа козырька надо крыльцом. Класс прочности высокопрочных болтов – от 6.6 до 12.9. Их используют при строительстве кранов, мостов, зданий, транспорта, железнодорожных путей. Это же значение определяет, может ли на крепеж прилагаться несущая силовая нагрузка.

В таблице ниже мы приведем класс прочности болтов. Расшифровка терминов до таблицы поможет вам сориентироваться в свойствах крепежа по ГОСТ 1759.4-87 (ИСО 898/1-78).

  • Временное сопротивление – это предел прочности болта, максимальная сила, которая может быть к нему приложена. При достижении критического параметра крепеж разрушится. Это действует для любого вида механической силы: сжатия, изгиба, скручивания, растяжения.
  • Твердость по Виккерсу – это отношение нагрузки вдавливания четырехгранной алмазной пирамиды противоположным углом к площади поверхности того предмета, на который воздействует сила. Простыми словами, это значение определяет, насколько устойчив болт к деформации от удара/соприкосновения с другим предметом.
  • Предел текучести – это максимальная рабочая нагрузка на болт. Если будет достигнута, начнется необратимая деформация без увеличения нагрузки (можно сказать, саморазрушение). При расчетах нагрузки следует выбирать болты, которые превышают необходимые требования вдвое.

Механические свойства болтов в зависимости от класса прочности

Класс прочностиВременное сопротивление, МПаТвердость по Виккерсу, HVПредел текучести, МПа
3.6300 – 33095 – 250180 – 190
4.6400 – 400120 – 250240
4.8400 – 420130 – 250320 – 340
5.6500155 – 250300
5.8500 – 520160 – 250400 – 420
6.6600190 – 250360 – 480
6.8600190 – 250640
8.8800 – 830250 – 335640 – 660
9.8900290 – 360720
10.91000 – 1040320 – 380900 – 940
12.91200 – 1220385 – 4351080 – 1100

Зная класс прочности, можно рассчитать среднее временное сопротивление самостоятельно. Для этого умножьте первую цифру класса прочности на 100. Например, для болта 6.6 это значение будет 600. Также можно рассчитать предел текучести, умножив временное сопротивление на вторую цифру класса прочности и поделив полученный результат на 10. Для того же болта 6.6 это будет выглядеть так: 600×6÷10 = 360.

Маркировка

В соответствии с ГОСТ 1759.0-87 (СТ СЭВ 4203-83) на каждый болт ставится знак класса прочности и клеймо изготовителя. В зависимости от размера болта их наносят на торцевую или боковую поверхность головки. Также производитель может указать дополнительные характеристики крепежа. Пример показан на рисунке.

1 (буква D) – клеймо или товарный знак изготовителя.

2 (11.14) – числовое значение указывает на номер плавки.

3 (10.9) – класс прочности шестигранных болтов. Если не указан, значит, он меньше 6.

4 (S) – болт имеет шестигранную головку, которая превышает стандартный размер.

5 (ХЛ) – климатическое исполнение: ХЛ – для холодного климата до -65 °С; У – для умеренного климата до -40 °С.

Обратите внимание! В статье приводится маркировка болтов по ГОСТ. Существуют международные стандарты, например DIN или ISO. Не стоит пугаться, если на крепеж нанесены другие обозначения.

Надеемся, наша шпаргалка и таблица классов прочности болтов поможет вам с выбором. Подобрать крепеж можно на этой странице. Если остались вопросы, звоните нашему менеджеру – он вас проконсультирует.

Классы прочности болтов: маркировка, классификация, ГОСТ 7798-70

Крепежные элементы, представленные на современном рынке в большом разнообразии, используются как для простого соединения элементов различных конструкций, так и для увеличения их надежности и способности переносить значительные нагрузки. От того, для каких целей планируется использовать эти элементы, зависит класс прочности болтов, которые необходимо выбрать.

Болт шестигранный оцинкованный с гайкой

Важность правильного выбора крепежа

Болты, выпускаемые современной промышленностью, могут значительно отличаться по классам своей прочности, что зависит преимущественно от марки стали, которая была использована для их изготовления. Именно поэтому выбирать болты, соответствующие тому или иному классу, следует исходя из того, для решения каких задач их планируется использовать.

К примеру, для соединения элементов легкой ненагруженной конструкции подойдут болты более низкого класса прочности, а для крепления ответственных конструкций, эксплуатирующихся под значительными нагрузками, необходимы высокопрочные изделия. Наиболее примечательными из таких конструкций являются башенные и козловые краны, соответственно, болты, отличающиеся самой высокой прочностью, стали называть «крановыми». Характеристики таких крепежных элементов, используемых для соединения элементов самых ответственных конструкций, регламентируются требованиями ГОСТ 7817-70. Такие болты делают из высокопрочных сортов стали, что также оговаривается в нормативном документе.

Крепежные элементы, как известно, бывают нескольких видов: болты, гайки, винты, шпильки. Каждое из таких изделий имеет свое назначение. Для их изготовления используются стали разных классов прочности. Соответственно, будет различаться и маркировка болтов, а также крепежных элементов других типов.

Классы прочности резьбовых крепежных изделий

Класс прочности гаек, винтов, болтов и шпилек определен их механическими свойствами. По ГОСТ 1759.4-87 (ISO 898.1-78) предусмотрено разделение крепежных элементов по классам их прочности на 11 категорий: 3.6; 4.6; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Правила расшифровки класса прочности болтов достаточно просты. Если первую цифру обозначения умножить на 100, то можно узнать номинальное временное сопротивление или предел прочности материала на растяжение (Н/мм 2 ), которому соответствует изделие. К примеру, болт класса прочности 10.9 будет иметь прочность на растяжение 10/0,01 = 1000 Н/мм 2 .

Умножив второе число, стоящее после точки, на 10, можно определить, как соотносится предел текучести (такое напряжение, при котором у материала начинается пластическая деформация) к временному сопротивлению или к пределу прочности на растяжение (выражается в процентах). Например, у болта класса 9.8 минимальный предел текучести составляет 8 × 10 = 80%.

Болт с цилиндрической головкой и внутренним шестигранником

Предел текучести – это такое значение нагрузки, при превышении которой в материале начинаются не подлежащие восстановлению деформации. При расчете нагрузок, которые будут воздействовать на резьбовой крепеж, закладывается двух- или даже трехкратный запас от предела текучести.

Высокопрочные болты, временное сопротивление у которых равно или больше 800 МПа, используются не только для крепления элементов крановых конструкций, но и при строительстве мостов, при производстве сельскохозяйственной техники, в железнодорожных соединениях и для решения ряда других задач. Высокопрочные болты соответствуют классу 8.8 и выше, а гайки — 8.0 и выше.

Параметром, который определяет, какой класс прочности будет у болтов, является не только марка стали, но и технология, по которой они изготовлены. Болты, относящиеся к категории высокопрочных, преимущественно изготавливаются по технологии высадки (холодной и горячей), резьбу на них формируют накаткой на специальном автомате. После изготовления они подвергаются термообработке, затем на них наносится специальное покрытие.

Болт с шестигранной головкой и фланцем

Автоматы по холодной и горячей высадке, на которых изготавливаются болты высоких классов прочности, могут быть различных марок, некоторые модели позволяют производить от 100 до 200 изделий в минуту. Сырьем для производства является проволока из низкоуглеродистой и легированной стали, содержание углерода в которой не превышает 0,4%.

Основными марками стали, используемыми для производства таких крепежных элементов, являются 10КП, 20КП, 10, 20, 35, 20Г2Р, 65Г, 40Х. Требуемые механические свойства этим высокопрочным болтам придаются и при помощи термической обработки, проводимой в электропечах, в которых создается специальная защитная среда (с ее помощью удается избежать обезуглероживания стали).

Разные типы болтов изготавливаются и из углеродистой стали, при этом получаются изделия, относящиеся к разным классам прочности. Применяя различные технологии изготовления и термическую обработку (закалку), из одной марки стали можно получать болты, относящиеся к разным классам прочности.

Рассмотрим, к примеру, сталь 35, из которой можно изготовить болты следующих классов прочности:

  • 5.6 — болты изготавливают на токарных или фрезерных станках методом точения;
  • 6.6 и 6.8 — такие крепежные элементы изготавливают по технологии объемной штамповки, для чего используют высадочные прессы;
  • 8.8 — такой класс прочности можно получить, если подвергнуть болты закалке.

Основные марки стали, применяемые при производстве болтов

Приведенная таблица позволяет ознакомиться с наиболее популярными марками сталей, используемыми для производства крепежных изделий. Если к характеристикам последних предъявляются особые требования, то в качестве материала изготовления выступают и другие марки сталей.

Классификация болтов, относящихся к категории высокопрочных, включает в себя узкоспециализированные изделия, используемые в отдельных отраслях промышленности. Характеристики таких узкоотраслевых крепежных элементов оговариваются отдельными нормативными документами.

Так, требования к высокопрочным болтам, головка «под ключ» у которых имеет увеличенные размеры, используемым при возведении мостов, оговариваются советским ГОСТ 22353-77 (ГОСТ Р 52644-2006 — российский стандарт). Прочность, указанная в этих нормативных документах, соответствует временному сопротивлению на разрыв (кгс/см 2 ). Фактически этот показатель соответствует границам прочности.

Классификация болтов узкоспециализированного назначения также подразумевает их разделение по вариантам исполнения. Так, различают следующие категории болтов.

  1. Виды болтов с исполнением «У», которые могут эксплуатироваться при температурах, доходящих до –40 градусов Цельсия. Что важно, буква «У» не указывается в обозначении таких изделий.
  2. Изделия с исполнением «ХЛ», которые могут использоваться в еще более жестких температурных условиях: от –40 до –65 градусов Цельсия. В обозначении таких изделий указывается класс их прочности, после которого следуют буквы «ХЛ».
Читайте также:  Что такое высокопрочные болты

Параметры высокопрочных болтов

В таблице указаны параметры, которым соответствуют высокопрочные болты. Для того чтобы изготовить крепежные элементы с еще более высокими прочностными характеристиками, используются следующие сорта сталей: 30Х3МФ, 30Х2АФ, 30Х2НМФА.

Маркировка болтов по классу их прочности

Система маркировки болтов, значение которой можно посмотреть в специальных таблицах, чтобы определить, какой именно тип крепежа вам подойдет, разработана Международной организацией по стандартизации (ISO). Все стандарты, разработанные в советское время, а также современные российские нормативные документы, основываются на принципах данной системы.

Обязательной маркировке подлежат болты и винты, диаметр которых составляет более 6 мм. На крепежные изделия меньшего диаметра маркировка наносится по желанию производителя.

Маркировка не наносится на винты, имеющие крестообразный или прямой шлиц, а изделия, имеющие шестигранный шлиц и любую форму головки, маркируются обязательно.

Не подлежат обязательной маркировке также нештампованные болты и винты, которые изготовлены точением или резанием. Маркировка на такие изделия наносится только в том случае, когда этого требует заказчик подобной продукции.

Стандартное расположение маркировки на болтах

Местом, на которое наносится маркировка болта или винта, является торцевая или боковая часть их головки. В том случае, если для этой цели выбрана боковая часть крепежного изделия, маркировка должна наноситься углубленными знаками. Выпуклая маркировка по высоте не должна превышать:

  • 0,1 мм – для болтов и винтов, диаметр резьбы которых не превышает 8 мм;
  • 0,2 мм – для крепежных изделий, диаметр резьбы которых находится в интервале 8–12 мм;
  • 0,3 мм – для болтов и винтов с диаметром резьбы больше 12 мм.

Геометрию различных видов резьбового крепежа регламентируют отдельные ГОСТы. В качестве примера можно рассмотреть изделия, выпускаемые по ГОСТ 7798-70. Такие болты с головкой шестигранного типа, относящиеся к категории изделий нормальной точности, активно используются в различных сферах деятельности.

ГОСТ 7798-70 оговаривает как технические характеристики таких болтов, так и их геометрические параметры. С материалами ГОСТ 7798-70 можно ознакомиться ниже.



Особенности соединения с помощью резьбы

  1. Надежность за счет использования специальной метрической резьбы и универсальности профиля. Многочисленные исследования подтверждают, что при правильно выбранном классе прочности болта, а также моменте затяжки такое соединение выдерживает большие нагрузки, а также надежно защищено от самооткручивания.
  2. Выдерживание поперечных и осевых нагрузок. Изготовленные из специальных марок стали, болты хорошо противодействуют нагрузкам в любом направлении.
  3. Несложный монтаж и демонтаж конструкций. Несмотря на то, что спустя некоторое время открутить резьбовое соединение бывает непросто (из-за коррозии металла), с помощью специальных растворителей это сделать вполне реально.
  4. Небольшая стоимость работ, которая значительно ниже затрат на сварку. Многие конструкции возводятся сегодня с использованием болтов, поскольку это требует меньше времени и сил.

Нужно отметить, что небольшим недостатком резьбового соединения можно считать сильную концентрацию напряжения в месте впадины профиля самой резьбы. По этой причине маркировка болта должна быть подобрана правильно, в точном соответствии с нагрузкой, которую испытывает деталь. Это позволит уменьшить риск как самооткручивания при слабой затяжке, так и разрыва гайки / срезания резьбы вследствие экстремального напряжения.

Болт лемешный с потайной головкой

Не нужно забывать, что сегодня также активно применяются всевозможные средства стопорения, включая контргайки и пружинные шайбы.

Виды резьбового крепления

Для выполнения резьбового соединения нужны как минимум две детали, одна из которых имеет наружную, а другая – внутреннюю резьбу. Существует несколько конструкционных разновидностей резьбы.

В соединяемых деталях сверлятся сквозные отверстия, после чего вовнутрь вставляется болт, который затягивается с другой стороны гайкой.

В таком типе соединения роль гайки выполняет сама деталь, в которой предварительно высверливается отверстие, затем наносится резьба, после чего с помощью болта или винта крепится другая деталь. Если применять саморезы, то сверлить предварительное отверстие не обязательно, поскольку деталь при закручивании сама автоматически делает резьбу.

С помощью шпилек

Один конец такой шпильки вворачивается в узловую деталь, а на второй специальным образом накручивается подходящая гайка.

Шпилька с ввинчиваемым концом

Как правильно затягивать и откручивать болт

Чаще всего при затяжке болтовых соединений на различных конструкциях в домашнем хозяйстве используются обычные гаечные ключи – торцевые, рожковые и накидные. Однако в таком случае точно определить момент затяжки тяжело, поэтому в промышленном производстве и ремонтных мастерских опытные слесари применяют специальные динамометрические ключи или пневматические гайковерты, главное достоинство которых – возможность выставлять требуемый уровень затяжки, зависящий от типа механизма.

Чтобы открутить болт, используют те же самые ключи, однако в старых конструкциях чаще всего болты сильно «прикипают» к гайке из-за коррозии. Для безопасного откручивания применяют несколько простых способов:

  • использование проникающей смазки WD-40 аэрозольного типа;
  • небольшое постукивание по ржавому болту молотком для разрушения ржавчины в профиле резьбового соединения;
  • небольшой проворот гайки в сторону закручивания (всего на несколько градусов).

Резьбовые соединения применяются во многих конструкциях и механизмах, поскольку на практике доказали свою высокую надежность и эффективность. Правильно подобранный тип болта, закрученный на требуемый момент затяжки, способен справляться с нагрузкой на протяжении всего срока эксплуатации механизма.

Высокопрочные болты: особенности и область применения

Болты высокой прочности – элементы крепления высокой стойкости. Они имеют отличие в том, что изготовлены из особенной марки металла (низколегированная и легированная сталь) по современной специфической технологии. Используемый материал содержит углерод до 0. 4 процента. Изготавливаются болты с помощью очередной высадки холодной или горячей, а затем последующее накатывание резьбы и термообработки в которой элемент высокой прочности покрывается защитным специфическим слоем до 50 мкм. Также покрытие может и не использоваться. Вся составляющая изделия обязана быть сверхнадежной и устойчивой к высокой нагрузке. Скрепление благодаря болтам высокой прочности считается сдвигоустойчивым.

Эксплуатация болтов данного типа широко используются в соединении детальных элементов в машиностроительной промышленности, в сельском хозяйстве, в формировании железнодорожного крепления. Данный вид крепежного элемента используют там, где традиционный простой способ крепления не способен выдержать большую нагрузку. Их применяют в креплении серьезных конструкций в строительстве, к примеру, возведение моста. Болты высокой прочности обязательные элементы в машиностроительной отрасли и в строительстве.

Высокопрочные болты не нуждаются в рассверливании и чистке отверстия, которому достаточно отверстия на 3 миллиметра большим диаметром. Стыкуемую поверхность можно очистить тремя вариантами: огнем, струей песка, очистка с помощью стальной щетки. Очищенная поверхность может быть причиной образования ржавчины. По этой причине важным условием является сборка разнообразного соединения на болтах высокой прочности, которые производятся по ГОСТу, при отведении небольшого количества времени во время точной и своевременной обработки поверхностного слоя а также закрепления болта.

Не маловажным фактором является поэтапная установка болтов максимального класса прочности. Начинают их устанавливать со средины стыка, плавно переходя к окраинам. Благодаря пробке, зафиксированной в отверстии перед фиксацией болта, появляется возможность контроля над списком показателей: геометрическая размерность будущей конструкции, точность ее собирания. Перед тем, как установить метиз высокой прочности ГОСТ 22356-77, необходимо очистить его и прокрутить гайку, а точнее по резьбе болта.

Строго запрещается смазывание нарезки изделия. Смазочная смесь может попасть в сдвиговую полость. Разрешается добавить минимум смазочной жидкости на гаечную резьбу перед тем, как ее навинчивать именно на болт. Применение пневматических гайковертов ускоряет и облегчает установку и затяжку прочного болта. При использовании динамометрического ключа можно контролировать установку болта высокой прочности.

Устанавливая болт высокого класса прочности – фиксируется и прослеживается его натяжка. Оценивается натяжение болтов высокой прочности двумя вариантами:

1. Первый вариант состоит в нанесении отметки на одну из границ гайки и ее отвинчивание на одну шестую оборотов. Впоследствии гайку закручивают с помощью динамометрического ключа, и если вдруг, он покажет момент расчета при предыдущем положении, значит, затяжка болта была сделана правильно.

2. Второй вариант состоит в том, чтобы надеть гайку на ключ и закрутить ее. Болт высокой прочности имеет затяжку до величин не меньше расчетных тогда, когда индикатор показывает соответствующие расчеты до поворота гайки. После проверки головки на болтах необходимо окрасить.

В чем же отличаются болты высокой прочности от обычных?

Все элементы крепления обязаны соответствовать классу прочности указанному в действующих стандартах ГОСТ. Существует 11 маркировочных категорий класса прочности. Маркировочные цифры обозначают прочность. Умножая на 100 первую цифру – получим предельную прочность. Умножая на 10 вторую цифру – получим соотносимый предел прочности в процентной ставке.

Высокопрочные болты подразумевают продукт класса 9.8, 10 и выше. Главным отличием обычных и болтов с максимальным классом прочности, является физическая и механическая особенность, которая дает возможность крепежам воспринимать тяжелую нагрузку. Эксплуатация высокопрочных болтов может проходить в условиях сурового климата (Маркирование «ХЛ»), при средней холодной температуре (Маркирование «У»). Болты производятся с резьбой м12 – м36.

Сфера использования

Высокого класса прочности болты используются в сферах деятельности человека:

1. При строительных работах. Для соединения разнообразных деталей из металла, крепление деталей при возведении мостов.

2. В машиностроительной сфере. Соединение узловых деталей, устройств и генераторов.

3. В строении автомобилей и в бытовой деятельности для прикрепления серьезных конструкций к изделию из металла или железобетона

Монтажные особенности высокопрочных болтов

Монтажные работы высокопрочных болтов проходят в небольшое количество этапов:

Подготовительная работа. Очищение наружного покрытия болтов, а также гаек от загрязнения и ржавчины с помощью решетчатой тары, в которую погружают изделие, где кипит вода на протяжении 10 минут. Потом изделие погружают в специализированную смесь бензина и машинного масла. Таким способом прочищенные болты можно хранить в запечатанном ящике десять дней. Если превысить срок хранения, придется снова очищать данным способом.

Обработка контактного поверхностного слоя с помощью пламени газа, струи песка, применением щетки по металлу для устранения загрязнений, пыли, масляных остатков.

Натяжка и сборка. С применением сборочной пробки совмещаются отверстия и фиксируются элементы. Стягивая пакет, производят установку болтов в углубления без помощи пробки. Потом осуществляется натяжка крепежей до определенных усилий, прописанных в проектном документе. В конце пробка изымается, и болт затягивается до прописанного в проекте усилия и осуществляется грунтование.

Конечная натяжка может определятся бригадой монтажников.

На сайте Машкрепеж Вы найдете большой ассортимент метизов : болты, гайки, винты, шурупы, саморезы, дюбели, заклёпки, шайбы, штифты, шпильки и другие.

Все о высокопрочных болтах

  1. Описание
  2. Области применения
  3. Виды и маркировка
  4. Материалы
  5. Размеры и вес
  6. Эксплуатация

Знать все о высокопрочных болтах необходимо не только сотрудникам машиностроительных предприятий. Необходима эта информация и самым обычным людям, которые пытаются создавать сложные конструкции. Различия в видах и маркировках, особенностях эксплуатации, габаритах и массе крайне актуальны.

Описание

На высокопрочные болты есть официальный действующий ГОСТ 52644-2006. В данном акте нормируются:

длина резьбы такого крепежа;

вариации конструктивных элементов и исполнений;

теоретическая масса каждого изделия.

На них распространяется еще и стандарт DIN 6914. По умолчанию это изделие имеет шестигранную головку под ключ. Оно предназначается для высоконапряженных стальных соединений. Диаметр крепежа может составлять от М12 до М36. Их размер колеблется от 3 до 24 см.

Такие болты могут использоваться в машиностроении, в двигателестроении. Они пригодятся еще и для участков, где действует сильная вибрация; их можно, наконец, использовать в строительных конструкциях различного рода. Большую роль, однако, играет правильно выбранное усилие затягивания. Слишком слабый нажим часто приводит к преждевременному разрушению соединения, слишком сильный — способен навредить крепежу или соединяемым конструкциям.

Обозначение на чертежах высокопрочных болтов производится с помощью символа треугольника, в верхней части которого (но не в самой вершине!) пересекаются вертикальная и горизонтальная линии.

Области применения

Некоторые области использования особо прочного крепежа уже названы. Но его можно использовать не только для металлоконструкций в строительстве и машиностроении, как часто думают. Эти изделия нужны также для сельскохозяйственной техники и для железнодорожных креплений. Главная особенность — пригодность для таких монтажных соединений, которые подвергаются очень большой нагрузке, и где поэтому нельзя применять стандартные способы фиксации. Подобный крепеж востребован даже в самом «тяжелом» строительстве — при сооружении мостов, туннелей, высоких башен и вышек.

Любые части высокопрочных болтов, разумеется, должны иметь повышенную надежность и механическую крепость. Все соединения, где использован такой крепеж, относят к сдвигоустойчивой категории. При использовании подобного крепежа рассверливать либо прочищать отверстия не потребуется. Ввинчивать высокопрочный болт можно не только в металл, но и в железобетон. Отдельно стоит сказать о болтах под шестигранник.

Наружная шестигранная нарезка может иметь либо стандартный габарит, либо предназначаться под ключ малого размера.

Есть еще изделия с уменьшенной высотой головки (а один их подвид рассчитан под маленькие ключи). Однако изделия с внутренним шестигранником хороши благодаря:

Виды и маркировка

Класс прочности болтов в России должен соответствовать официальному ГОСТ. Принято выделять 11 категорий такого крепежа. В высокопрочную группу входят только изделия не ниже класса 9,8. Первая цифра при умножении на 100 дает показатель наибольшей прочности. Умножение на 10 второй цифры позволяет установить соотносимый максимум прочности.

Высокопрочный болт должен быть рассчитан на эксплуатацию в суровом климате, если его маркируют буквами «ХЛ». Обозначение «У» говорит, что изделие выдержит среднюю степень охлаждения. Соединения с контролируемым натяжением должны заноситься в специальный журнал. Расчетное значение силы закручивания нельзя превышать более чем на 15%.

Возвращаясь к маркировке по ГОСТ 22353-77, стоит отметить такую структуру:

сначала буквенное обозначение производителя;

кратковременное сопротивление (в мегапаскалях), уменьшенное в 10 раз;

номер выполненной плавки.

Что касается ГОСТ 2006 года, то соответствующая ему маркировка указывает:

категорию прочности по актуальному стандарту;

номер выполненной плавки;

буква S (характерная для изделий с увеличенным габаритом под ключ).

Материалы

Болты высокой прочности получают на основе углеродистой стали с добавлением легирующих компонентов. Выбирают только те марки стали, которые особо крепки и стойки к механическим воздействиям. Отработанные современные технологии — это горячая или холодная «высадка заготовок». Такие методики позволяют существенно нарастить крепость вырабатываемого сплава.

Дополнительно проводится термическая обработка в электрической печи, гарантирующая повышенные антикоррозийные характеристики и длительную сохранность изделия; она же повышает и крепость изделия.

Размеры и вес

Узнать эти параметры проще всего в таблице ниже:

Габарит под ключ

У болтов М24 ключевые показатели таковы:

головка высотой 15 мм;

габарит под ключ – 36 мм;

промежутки резьбы – 2 или 3 мм;

длина – не менее 60 и не более 150 мм.

У М27 эти же параметры составят:

80—200 мм соответственно.

Эксплуатация

Подготовка

Специалисты еще в 1970-х годах обратили внимание, что даже высокопрочный крепеж требует внимательного наблюдения в первые 1—3 года. В это время вероятна «стрельба» даже без видимых проявлений внешних нагрузок. Перед началом использования потому необходимы очень тщательные приготовления. Метизы расконсервируют по всей процедуре и очищают от грязи, ржавчины. Дополнительно прогоняют резьбу на отбракованных болтах и гайках, после чего обновляют слой смазки.

Подготовка проводится двумя различными способами. Один из вариантов подразумевает использование решетчатой емкости (а при небольших размерах работы используют просто ведро, в котором пробивают гвоздем дыры). В бочонке кипятят воду, куда желательно добавить произвольно подобранное чистящее вещество. Подойдет даже порошок для ручной стирки.

Когда точка кипения достигнута, туда погружают емкость и держат так от 10 минут до ¼ часа.

Слив воду, высокопрочные болты нужно будет на 60—120 секунд погрузить в резервуар, где находится 85% бензина и 15% автола. С разогретых металлоизделий углеводород скоро улетучится, а специальное масло однородным слоем распределится по поверхности. В результате коэффициент затяжки окажется равен 0,18. Если закручивающий коэффициент надо уменьшить до 0,12, потребуется парафинирование. Очистка в этом случае производится стандартным образом. Следующий шаг — помещение гаек на 10—15 минут в жидкий парафин; после их извлечения требуется позволить избытку реагента стечь.

Крепление

Если планируется установка болтового крепления с возможностью дальнейшей разборки, рекомендуется составлять специальный проект, в котором учитывают проектную нагрузку. Раньше всего осматривают все конструкции и выясняют, насколько они соответствуют указаниям проекта и разделу СНиП III-18-75. Отверстия совмещают, а затем все части соединяют с использованием монтажных пробок. Далее потребуется:

в свободные (не закрытые) каналы ввести крепежи;

Читайте также:  Технология монтажа кровли из профнастила

оценить линейные параметры изготовленных сборок;

плотно стянуть пакет;

натянуть болты точно на усилие, прописанное в проекте;

ввести в высвобожденные проходы оставшийся крепеж;

натягивать их до требуемого усилия.

Колебания толщины элементов, тестируемой с использованием щупа и накладки, могут составлять максимум 0,05 см. Если этот перепад составляет больше 0,05 см, но не более 0,3 см, то плавный изгиб достигают при помощи сглаживания наждачным камнем. Процедура производится на участке до 3 см от линии обреза детали. Уклон не должен быть круче 1 к 10.

При расчете длины используемых болтов учитывают прежде всего толщину пакета. Когда производится сверление отверстий на обработанных поверхностях, для постановки болтов могут применяться только охладительные жидкости без содержания масла. Важно: везде, где должны применяться высокопрочные болты, другие виды крепежа использовать нельзя, даже на этапе сборки. Это обесценивает все усилия по повышению прочности сцепления. Фиксация каждого болта производится с использованием двух шайб повышенной крепости: одна – под болтовой головкой, а другая закладывается под гайку.

Гайки требуется затягивать с силой, записанной в проекте. Какая-либо еще фиксация их не нужна. В тот момент, когда ставится болт, эти гайки должны неограниченно крутиться по нарезам при воздействии рукой. Если это условие не соблюдается, проблемный крепеж заменяют, а признанные некачественными изделия нуждаются в повторении подготовительных процедур.

Натягивать болты рекомендуется, точно регулируя фактические условия и соответственным образом меняя усилие.

Расчет искомого параметра проводится по формуле M = PxdxK. Эти множители обозначают соответственно натягивающее усилие (в килограмм-силах), номинал диаметра, закручивающий коэффициент. Последний показатель принимают на уровне либо 0,18 (для болтов по ГОСТ 22353-77 и 22356-77), либо 0,12 (при применении иных норм). Коэффициенты закручивания, указанные в фирменных сертификатах, для расчетов использовать нельзя. Если на какой-то узел приходится не более 15 болтов, а также при работе в труднодоступных местах, уровень натяжения может определяться с применением динамометрических ключей.

Создаваемый ключом закручивающий момент регистрируют, когда идет движение, наращивающее натяжение. Эта работа должна выполняться плавно и без малейших рывков. Важно: все динамометрические ключи подлежат нумерации и тарированию. Последняя процедура проводится перед началом каждой смены. Фактический момент закручивания не может превышать расчетный показатель более чем на 20%.

Контролеры проверяют все высокопрочные болты вне зависимости от способа натяжения. Они должны выяснить, все ли крепежные изделия оснащены положенной маркировкой. Также контролируется постановка шайб под каждую головку, под каждую гайку. Плотность стяжки в пакете оценивается с помощью щупа толщиной ровно 0,3 мм. Этот щуп должен встретить преграду в зоне, ограниченной шайбой.

Все точки соединения должны покрываться клеймом исполнителя и клеймом контролера.

Когда болтовые крепежи готовят путем парафинирования, около этих клейм тем же керном наносится литера «П». При незначительных масштабах работ регулировать натягивающее усилие нужно ручным приспособлением для болтов сечением от 20 до 24 мм. Толщина пакета при этом может составлять до 14 см. В обслуживаемый пакет может входить до 7 рабочих тел.

Процедура натягивания болтов такова:

затягивают все крепежи, используя установочный ключ с рукоятью до 0,3 м;

гайки и выпирающие части покрывают рисками, используя краску либо мел;

гайки прокручивают на угол от 150 до 210 градусов (тут уже годится любой ключ);

контролируют натягивание просто по моменту закручивания.

О том, как выкрутить высокопрочный болт, смотрите в следующем видео.

Преимущества, характеристики и критерии выбора высокопрочных болтов, винтов и шпилек

Высокопрочные болты, винты и шпильки при небольших габаритах способны обеспечить разъемное соединение, не уступающее по прочности сварному и превосходящее заклепочное. Интенсивно эксплуатируемая техника или массивные строительные металлоконструкции требуют применения именно высокопрочного крепежа. Стремление снизить расходы и использовать в ответственных узлах крепления низкопрочные детали может привести к быстрому разрушению конструкций или выходу из строя механизмов.

Перед внедрением высокопрочного крепежа в той или иной проект проектировщики производят точный расчет болтовых соединений с учетом силовой нагрузки на метизы и их прочностных характеристик. К сожалению, в отечественной промышленности объем использования высокопрочных крепежных изделий меньше, чем в развитых зарубежных странах. Это связано с отсутствием достаточной информации о преимуществах и эффективности их применения, а также технической литературы и справочных данных для их практического использования.

Создание долговечной выносливой техники также невозможно без особо прочного крепежа. К сожалению, но факт, что наши автомобили часто не выдерживают даже гарантийного срока эксплуатации из-за крепежных деталей низкой прочности, чего не скажешь об автомобильном парке немецкого, японского, французского, американского производства. Но ситуация в нашей стране постепенно налаживается не только за счет импорта высокопрочного крепежа, но и из-за того, что многие отечественные метизные заводы налаживают его выпуск по российским и европейским стандартам.

В чем отличие высокопрочного крепежа от обычного?

Главное отличие от метизов общего назначения заключается в особых физико-механических свойствах высокопрочного крепежа, которые дают ему возможность воспринимать более тяжелую нагрузку. К примеру, болт высокого класса прочности 12.9 разорвется при нагрузке 1200 Н/мм², а аналогичный по диаметру низкого класса 4.8 – при 420 Н/мм², то есть при нагрузке в 2.7 раза меньшей.

Высокопрочный винт ISO 7380-1 класса прочности 10.9

Помимо колоссальной стойкости к повышенным нагрузкам, крепеж высокого класса прочности дает еще целый ряд преимуществ:

  • Снижение металлоемкости изделий и конструкций, при одновременном сохранении надежности крепежных узлов. Это достигается путем использования меньших по размеру винтов, но рассчитанных на более высокие нагрузки.
  • Использование шпилек меньшего диаметра влечет за собой уменьшение диаметра монтажных отверстий и, как следствие, повышение прочности металлоконструкций, фланцевых соединений. Кроме того, замена обычных метизов на более прочные позволяет сократить количество точек крепления, снизив тем самым затраты на крепеж.
  • Возможность применения в различных климатических условиях. Высокопрочные болты северного исполнения могут эксплуатироваться в условиях сурового климата до -60°С (маркировка «ХЛ») или средних холодных температур до -40°С (маркировка «У»).
  • Способность воспринимать постоянные, переменные и особые нагрузки (подвижные, вибрационные, динамические, сейсмические).
  • Возможность применения в конструкциях, эксплуатируемых в слабо-, средне-, сильноагрессивных средах с использованием защитных металлических или лакокрасочных покрытий.
  • Создание сдвигоустойчивых соединений. В обычном болтовом соединении при нагрузке на сдвиг происходит смещение соединяемых элементов, равное величине зазора между шпилькой и стенкой отверстия. Высокопрочный болткомплект позволяет стянуть элементы с большим усилием, благодаря чему между ними возникает трение, исключающее сдвиг. Такое соединение называется фрикционным.

Преимущества перед сварочным соединением:

  • Соединения на болтах снижают трудоемкость монтажа, позволяют вести сборку силами рабочих невысокой квалификации, автоматизировать, механизировать сборочный процесс.
  • Применение высокопрочных болтовых соединений при монтаже металлоконструкций позволяет использовать элементы из трудносвариваемых сталей повышенной прочности.
  • Возможность визуального контроля целостности монтажного соединения на болтах, тогда как в сварных швах могут быть скрытые дефекты.

Преимущества перед заклепочным соединением:

Сегодня при возведении металлоконструкций на смену заклепкам пришли высокопрочные болткомплекты, которые более выносливы переменным нагрузкам за счет равномерного распределения напряжения по сечению болтового соединения. К тому же в отличие от заклепок они могут быть легко заменены в случае износа, дают возможность сборки/разборки конструкции, могут использоваться многократно, что облегчают ремонт оборудования.

Высокие классы прочности и их расшифровка

Согласно международной классификации резьбовых метизов, к высокопрочным болтам, винтам, шпилькам относятся изделия, имеющие цифровую маркировку классов прочности 8.8, 9.8, 10.9, 12.9, а к сверхпрочным – 14.9. Это важнейшая из характеристик, которая обязательно учитывается в любом проекте. Чем выше эти значения, тем прочнее, выносливее, качественнее и соответственно дороже метиз.

Первая цифра указывает на предельную нагрузку на растяжение, при которой крепеж разорвется. Эта величина называется пределом прочности на разрыв, определяется как одна сотая от номинального временного сопротивления, выражается в МПа или Н/мм².

Например, для болта 10.9 она равняется: 10 / 0,01 = 1000 МПа (Н/мм²).

Вторая цифра говорит нам о напряжении, при котором крепеж необратимо деформируется при изгибе, а называется этот параметр – предел текучести. Определяется умножением первой цифры на вторую и на 10.

Например, для того же болта 10.9 он равен: 10х9х10 = 900 МПа (Н/мм²).

При расчете соединения для заданной нагрузки значение предела текучести умножают на коэффициент 1/2 или 1/3 для обеспечения 2-х или 3-кратного прочностного запаса.

Марки сталей и особенности изготовления крепежа высокой прочности

Крепежные изделия классов от 8.8 до 14.9, включая болты для автомобильной промышленности, производятся из конструкционных среднеуглеродистых сталей, легированных упрочняющими добавками. Эксплуатационные свойства крепежа определяются двумя факторами:

Самые популярные марки: 35, 40, 40Х Селект, 38ХА, 30ХГСА, 35ХГСА, 40ХН2МА, 38ХГНМ. Реже используют слаболегированные борсодержащие стали марок 12Г1Р, 20Г2Р, 30-35Г1Р. Стали, легированные бором, обладают благоприятным сочетанием прочностных и пластических свойств, но из-за некоторых технологических трудностей при их выплавке, их внедрение в метизное производство сдерживается.

Исходное сырье поступает на производство в виде стержней или проволоки. Болты формируют методом холодной штамповки под давлением на высадочных автоматах, затем на них наносят резьбу на накатных автоматах. Для придания готовым изделиям высоких прочностных характеристик, эксплуатационной надежности и устранения хрупкости их подвергают термическому упрочнению путем нагревания в закалочной печи и последующему отпуску (охлаждению).

Таблица 1. Марки сталей, рекомендованные для изготовления болтов, винтов, шпилек высоких классов прочности.

Класс прочности8.810.912.9
Марка сталиСт.35, Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.20Г2РСт.35Х, Ст.38ХА, Ст.45Г, Ст.40Г2, СТ.40Х, Ст.40Х Селект Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСАСт.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.40ХНМА
Граница прочности, МПа800. 8301000. 10401200. 1220
Граница текучести, МПа640. 660900. 9401080. 1100
Твердость по Бринеллю, НВ242. 318304. 361366. 414

Стандарты ГОСТ и DIN на высокопрочный крепеж

Сегодня “высокопрочка” поступает на рынок от отечественных, европейских и азиатских производителей. И если качество китайского крепежа вызывает недоверие у потребителей, то российский и европейский продукт пользуется большим спросом. Во многих зарубежных нормативах DIN, EN прописано использование болткомплектов (болт, гайка, шайба в сборе) от одного производителя. В наших документах нет таких правил. Нет в них и требований по виду защитного покрытия, тогда как европейские метизы оцинковываются, как правило, горячим методом.

Таблица 2. Стандарты на высокопрочный крепеж в России и Европе.

Национальные стандарты РФЕвропейские стандарты
ГОСТ Р 52643-2006 Общие технические условияDIN EN 14399-1:2006 Общие требования
ГОСТ Р 52644-2006 (ИСО 7411:1987) БолтыDIN EN 14399-2:2006 Проверка пригодности к предварительным натяжениям
ГОСТ Р 52645-2006 (ИСО 4775:1984) ГайкиDIN EN 14399-4:2006 Гарнитуры из болтов и гаек. Система HV
ГОСТ Р 52646-2006 (ИСО 7415:1984) ШайбыDIN EN 14399-5:2006 Шайбы
DIN EN 14399-6:2006 Шайбы с фаской

Основные виды высокопрочных болтов, винтов и шпилек, используемые в России строительными компаниями и машиностроительными предприятиями:

  • ГОСТ 52644, ГОСТ 22353, DIN 6914, ISO 7412

Перечисленные стандарты распространяются на шестигранные болты высокой прочности (БВП), разработанные для использования при монтаже строительных металлоконструкций из стали, а также в мостостроении и тяжелом машиностроении для создания высоконагруженных соединений. Размерный ряд ограничен диаметрами М16 – М48. Выпускаются в климатическом исполнении «У» и «ХЛ»

  • ГОСТ 7798, ГОСТ 7805, DIN 933, DIN 931, ISO 4014, ISO 4017

Стандарты на БВП с нормальной шестигранной головкой, полной и неполной резьбой, используемые для скрепления деталей и элементов конструкций в автомобилестроении, других производственных и строительных областях. Имеют широкий диапазон диаметров от М3 до М64. Выпускаются без покрытия или оцинкованными разными способами (гальваническим, термодиффузионным, горячим). Аналоги с мелкой резьбой – DIN 960, DIN 961.

  • DIN 912, DIN 6912, ГОСТ 11738, ISO 4762

По данным стандартам изготавливаются винты с внутренним шестигранником и головкой в форме цилиндра, которые используются в самых разных отраслях промышленности. Винты DIN, ISO имеют более длинный перечень размеров, выпускаются только в высоких классах прочности 8.8, 10.9, 12.9, тогда как ГОСТ допускает их изготовление и низких классов, но ограниченного диаметра от М3 до М36.

  • DIN 444, ГОСТ 3033-79

Настоящие стандарты описывают требования к откидным винтам (болтам) с ушком и метрической резьбой диаметром от М5 до М36, которые применяются в станочных приспособлениях, в качестве детали соединения в машиностроении или совместно со строительными анкерами с внутренней резьбой.

  • DIN 975, DIN 976

Данные стандарты регламентируют размеры, длину, шаг и тип резьбы резьбовых шпилек (штанг). К высокопрочным относят шпильки с границей прочности 800…1200 Нм. Они имеют фиксированную длину 1000 или 2000 мм, диаметр от М4 до М48. Применяются в машиностроении, строительной отрасли, при монтаже кабельно-трубных эстакад.

Все вышеперечисленные метизы изготавливаются в черном исполнении (под покраску) и оцинкованном различными способами.

Усилие затяжки высокопрочных болтов

При установке БВП следует учитывать характер монтажного соединения: сдвигоустойчивое (фрикционное) или с несущими болтами. В первом случае соединение затягивается до требуемой (проектной) величины динамометрическими ключами для обеспечения сил трения между соединяемыми элементами. Момент затяжки – это усилие, приложенное к гайке или головке винта и создающее в теле метиза контролируемое усилие натяжения. Расчетные значения момента закручивания и усилия предварительной затяжки болтов сведены в специальные справочные таблицы.

Таблица 3. Нормы затяжки болтов (коэффициент трения 0,14)

Диаметр резьбы, ммШаг резьбы, РПлощадь сечения As, ммУсилие предварительной затяжки Q, кН Крутящий момент Мкр, кН
8.810.912.98.810.912.9
М40,78,784,36,37,43,34,85,6
М50,814,2710,3126,59,511,2
М6120,19,914,51711,316,519,3
М81,2536,68,126,631,127,340,146,9
М101,55828,842,249,4547993
М121,7584,341,961,57293137160
М14211557,584,498,8148218155
М16215778,8115,7135,4230338395
М182,519399141165329469549
М202,5245127181212464661773
М222,53031582252646349041057
М24335318326030579811361329
М273459240342400117616741959
М303,5561292416487159722742662
М333,5694363517605216130783601
М364817427608711277839574631
М394976512729853359751235994

Где и как маркируется прочность на изделии?

Маркировка высокопрочных болтов

Требования к обозначению прочности болтов, винтов, шпилек прописаны в ГОСТ 1759.0-87 (для диаметров до 48 мм) и ГОСТ 18126-94 (для диаметров от 48 мм). Знаки маркировки хорошо читаются на метизах, поэтому потребитель может легко определить класс прочности крепежа, с которым имеет дело.

Болты с шестигранными головками, винты с цилиндрическими головками под внутренний шестигранник и резьбовые шпильки маркируются по прочности цифровым кодом 8.8, 10.9, 12.9, 14.9 (с разделительной точкой или без нее), а шестигранные гайки – 9, 10, 12, 14. Это нестираемые выпуклые или углубленные клейма, нанесенные на головку болтов сбоку или сверху.

Маркировка классов прочности на крепеже малых диаметров может выполняться по системе циферблата.

Таблица 4. Циферблатная маркировка прочности болтов

Классы прочности шпилек отображаются, как правило, на их торцевой поверхности. Если шпилька имеет неполную резьбу, то цифровой код может быть нанесен на ее гладкую часть. Для шпилек также может применяться маркировка цветом (желтый для класса 8.8, белый для 10.9) или условными обозначением, нанесенным на торец:

Маркировка высокопрочных шпилек

Критерии выбора высокопрочного крепежа

  • Тип, размер и класс прочности крепежных изделий должен соответствовать проектной документации.
  • Замену одних деталей крепления на другие вправе производить только специалист после проведения соответствующих нормативных расчетов.
  • Крепежные изделия должны быть равны или превышать по прочности материал конструкции.
  • Несущая способность БВП должна соответствовать поставленной задаче, а антикоррозийная защита соответствовать эксплуатационным условиям.
  • Необходимо учитывать совместимость металла конструкции и метиза во избежание гальванической коррозии.
  • Не стоит покупать высокопрочные метизы у поставщиков с сомнительной репутацией.
  • Перед покупкой желательно провести визуальный контроль для выявления возможных дефектов.

Высокопрочные болты, винты и шпильки – это особый вид метизов, на которые возлагается большая ответственность за надежность и долговечность автомобилей, станков, грузоподъемной техники, мостов, эстакад, портовых сооружений, спортивных арен, других масштабных строительных объектов. Компания «Крепком» сотрудничает только с ответственными производителями, на предприятиях которых исследуется состав поступающего сырья, а каждая партия готового крепежа проходит испытания, установленные действующими стандартами. Кроме того, в собственной лаборатории «Крепком» осуществляется входной контроль поступающей продукции на соответствие стандартным прочностным показателям.

Ссылка на основную публикацию