Відмінність і застосування високоміцних болтів від звичайних болтів
Високоміцні болти та звичайні болти є двома типами кріплень, які використовуються в різних сферах застосування.
Ось порівняння їх відмінностей і типових застосувань:
Сила: Високоміцні болти мають значно вищу міцність на розтягування та міцність на зріз порівняно зі звичайними болтами.Вони виготовлені з легованої сталі та проходять спеціальну термічну обробку для підвищення їх міцності.З іншого боку, звичайні болти мають меншу міцність і зазвичай виготовляються з вуглецюмеханічна обробка сталі.
Маркування: Високоміцні болти часто мають маркування на головках, що вказує на їх клас або клас міцності.Ці позначки допомагають визначити технічні характеристики болта, наприклад його міцність на розрив і властивості матеріалу.Звичайні болти зазвичай не мають спеціального маркування, пов’язаного з міцністю.
монтаж: Високоміцні болти вимагають точних процедур встановлення для досягнення бажаної міцності та продуктивності.Вони часто використовуються там, де цілісність конструкції та несуча здатність є критичними.Методи встановлення високоміцних болтів зазвичай передбачають використання каліброваних динамометричних ключів або гідравлічного натяжного обладнання для досягнення заданого попереднього натягу.Звичайні болти, як правило, простіше встановлювати і не вимагають спеціального обладнання чи контролю моменту затягування.
Додатки: Високоміцні болти зазвичай використовуються в будівництві, інфраструктурних проектах, мостах, будівлях та інших сферах застосування, де очікуються великі навантаження або високий рівень напруги.Вони необхідні для з’єднання металевих конструкцій, таких як балки, колони та ферми.Звичайні болти знаходять застосування в менш вимогливих додатках, в тому числічастини машин з ЧПУскладання меблів, автомобільних компонентів, неконструктивних з'єднань і кріплень загального призначення.
Стандарти: Високоміцні болти часто виготовляються та специфікуються відповідно до промислових стандартів, таких як ASTM A325 та ASTM A490 у Сполучених Штатах.Ці стандарти визначають вимоги до матеріалів, механічні властивості, розміри та процедури встановлення високоміцних болтів.Звичайні болти зазвичай відповідають більш загальним стандартам, таким як ASTM A307, які охоплюють ширший діапазон застосувань і нижчі вимоги до міцності.
Що таке високоміцні болти?
High-Strength Friction Grip Bolt, англійський дослівний переклад: високоміцний фрикційний болт попереднього затягування, англійська абревіатура: HSFG.Можна побачити, що високоміцні болти, згадані в нашій китайській конструкції, є абревіатурою високоміцних фрикційних болтів попереднього натягу.У повсякденному спілкуванні слова «тертя» і «зчеплення» згадуються лише побіжно, але багато інженерів і техніків неправильно зрозуміли основне визначення високоміцних болтів.
Непорозуміння одне:
Болти з маркою матеріалу понад 8,8 є «болтами високої міцності»?
Основною відмінністю високоміцних болтів від звичайних болтів є не міцність використовуваного матеріалу, а форма сили.Суть полягає в тому, чи застосовувати попереднє натяг або використовувати статичне тертя, щоб протистояти зсуву.
Фактично, високоміцні болти (HSFG BOLT), згадані в британському стандарті та американському стандарті, мають лише 8,8 та 10,9 (BS EN 14399 / ASTM-A325 та ASTM-490), тоді як звичайні болти включають 4,6, 5,6, 8,8, 10,9, 12.9 тощо (BS 3692 11, таблиця 2);видно, що міцність матеріалу не є ключем до відмінності високоміцних болтів від звичайних болтів.
Правильне розуміння «високої міцності», де сила
Відповідно до GB50017 розрахуйте міцність на розтяг і зріз одного звичайного болта (тип B) класу 8,8 і високоміцного болта класу 8,8.
Шляхом розрахунку ми можемо побачити, що під одним і тим же сортом конструкція іобслуговування алюмінієвого чпузначення міцності на розрив і міцність на зріз звичайних болтів вище, ніж у високоміцних болтів.
Так де «міцні» високоміцні болти?
Щоб відповісти на це питання, необхідно почати з розрахункового робочого стану двох болтів, вивчити закон пружно-пластичного деформування та зрозуміти граничний стан у момент руйнування конструкції.
Криві деформації звичайних болтів і болтів високої міцності в робочих умовах
Граничний стан при несправності конструкції
Звичайні болти: пластична деформація самого гвинта перевищує розрахунковий припуск, і гвинт пошкоджується зрізом.
Для звичайного болтового з’єднання між з’єднувальними пластинами відбудеться відносне ковзання до того, як почне діяти сила зсуву, а потім стержень болта та з’єднувальна пластина контактують, відбувається пружно-пластична деформація, і сила зрізу витримується.
Високоміцні болти: статичне тертя між ефективними поверхнями тертя долається, і відбувається відносне зміщення двох сталевих пластин, що вважається пошкодженим з точки зору конструкції.
У високоміцному болтовому з’єднанні сила тертя спочатку несе силу зсуву.Коли навантаження зростає до точки, коли сили тертя недостатньо, щоб протистояти силі зсуву, сила статичного тертя долається, і виникає відносне ковзання сполучної пластини (граничний стан).Однак, незважаючи на те, що в цей час він пошкоджений, стержень болта контактує зі сполучною пластиною, і він все ще може використовувати власну пружно-пластичну деформацію, щоб протистояти зсуву.
Непорозуміння 2:
Несуча здатність високоміцних болтів вище, ніж у звичайних болтів.Це «висока міцність»?
З розрахунку окремого болта видно, що розрахункова міцність високоміцних болтів на розтяг і зріз нижча, ніж у звичайних болтів.Його високоміцна суть полягає в тому, що при нормальній експлуатації вузли не допускають відносного ковзання, тобто пружно-пластична деформація мала, а жорсткість вузла велика.
Можна побачити, що у випадку даного розрахункового навантаження вузла, вузол, розроблений з високоміцними болтами, може не обов’язково заощаджувати кількість використовуваних болтів, але він має малу деформацію, високу жорсткість і високий запас безпеки.Він підходить для основних балок та інших місць, де потрібна висока жорсткість вузлів, і відповідає основному принципу сейсмічного проектування «сильні вузли, слабкі елементи».
Міцність високоміцних болтів полягає не в проектному значенні його власної несучої здатності, а у високій жорсткості його конструктивних вузлів, високих показниках безпеки та міцній стійкості до пошкоджень.
Порівняння високоміцних болтів і звичайних болтів
Звичайні болти та болти високої міцності дуже відрізняються методами перевірки конструкції через різні принципи конструкції.
Вимоги до механічних характеристик звичайних болтів того самого класу трохи вищі, ніж до високоміцних болтів, але високоміцні болти мають ще одну вимогу щодо енергії удару, ніж звичайні болти.
Маркування звичайних болтів і болтів високої міцності є основним методом ідентифікації на місці болтів одного класу.Оскільки розраховані значення моменту затягування високоміцних болтів у британському та американському стандартах не однакові, необхідно також ідентифікувати болти двох стандартів.
Високоміцні болти: (M24, L60, клас 8.8)
Звичайні болти: (M24, L60, клас 8.8)
Видно, що звичайні болти становлять близько 70% від ціни високоміцних болтів.У поєднанні з порівнянням їхніх вимог щодо приймання можна зробити висновок, що першокласна частина повинна полягати в тому, щоб забезпечити енергію удару (в’язкість) матеріалу.
Підведіть підсумки
Для простої на перший погляд проблеми непросто глибоко, всебічно і правильно зрозуміти її суть.Визначення, значення та глибока різниця між високоміцними болтами та звичайними болтами є основною передумовою для правильного розуміння, використання високоміцних болтів та здійснення управління будівництвом.
Переглянути:
1) У деяких книгах зі сталевих конструкцій дійсно зазначено, що високоміцні болти стосуються болтів, міцність яких перевищує 8,8.Для цієї точки зору, по-перше, англо-американські стандарти не підтримують її, і немає визначення «сильний» і «слабкий» для певного рівня міцності.По-друге, він не відповідає згаданим у нашій роботі «болтам високої міцності».
2) Для зручності порівняння напруга складних груп болтів тут не розглядається.
3) Сила опору тиску гвинта також враховується в конструкції високоміцного болта, що несуть тиск, який буде детально описано в наступному розділі «Порівняння високоміцних болтів, що несуть тиск, і болтів тертя».
Що ви знаєте про високоміцні болти?
Повна назва високоміцних болтів у виробництві називається високоміцна пара болтових з’єднань, і, як правило, вона скорочено не називається високоміцними болтами.
За характеристиками монтажу поділяється на: болти з великою шестигранною головкою та болти з торсійним зрізом.Серед них тип торсійного зсуву використовується лише на рівні 10.9.
За маркою виконання високоміцні болти поділяються на: 8,8 і 10,9.Серед них є тільки великі шестигранні високоміцні болти марки 8,8.У методі маркування число перед десятковою крапкою вказує на міцність на розрив після термічної обробки;число після коми вказує на коефіцієнт текучості, тобто відношення виміряного значення межі текучості до виміряного значення межі міцності на розрив..Оцінка 8.8 означає, що міцність на розрив валу болта становить не менше 800 МПа, а коефіцієнт текучості становить 0,8;Оцінка 10.9 означає, що міцність на розрив валу болта становить не менше 1000 МПа, а коефіцієнт текучості становить 0,9.
Діаметри високоміцних болтів у структурному проектуванні зазвичай включають M16/M20/M22/M24/M27/M30, але M22/M27 є другою серією вибору, а M16/M20/M24/M30 є основним вибором за звичайних обставин.
З точки зору конструкції на зсув, високоміцні болти поділяються на: високоміцний болт типу тиску та високоміцний тип болта тертя відповідно до вимог конструкції.
Несуча здатність фрикційного типу залежить від коефіцієнта протиковзання поверхні тертя передачі сили і кількості поверхонь тертя.Коефіцієнт тертя червоної іржі після піскоструминної обробки (пострілу) є найвищим, але на нього сильно впливає рівень конструкції з точки зору фактичної експлуатації.Багато підрозділів нагляду. Усі вони підняли питання про те, чи можна знизити стандарт для забезпечення якості проекту.
Несуча здатність напірного типу залежить від мінімального значення зсувної здатності болта і несучої здатності болта.У разі лише однієї з’єднувальної поверхні несуча здатність на зсув фрикційного типу M16 становить 21,6-45,0 кН, тоді як здатність на зсув несучого типу M16 становить 39,2-48,6 кН, а продуктивність краща, ніж у фрикційного типу.
З точки зору монтажу, процес напірного типу є простішим, а поверхню з’єднання потрібно лише очистити від масла та плаваючої іржі.Несуча здатність на розтяг уздовж напрямку вала є дуже цікавою в коді сталевих конструкцій.Розрахункове значення типу тертя дорівнює 0,8 сили попереднього натягу, а розрахункове значення типу тиску дорівнює ефективній площі гвинта, помноженій на розрахункове значення міцності на розрив матеріалу.Здається, що існує велика різниця, насправді ці два значення в основному однакові.
Коли сила зсуву підшипника та сила розтягу одночасно діють у напрямку осі стрижня, фрикційний тип вимагає, щоб відношення сили зсуву, яку сприймає болт, до сили зсуву плюс сума коефіцієнта напруги осьової сили, що витримується гвинтом до міцності на розтяг менше 1,0, а тип тиску вимагає Це сума квадрата відношення зсувної сили до зсувної здатності болта плюс квадрат відношення осьової сили до міцність гвинта на розрив менша за 1,0, тобто при тій самій комбінації навантажень той самий діаметр підшипника Запас надійності конструкції високоміцних болтів вищий, ніж у високоміцних болтів фрикційного типу .
Враховуючи, що під час повторюваної дії сильних землетрусів поверхня тертя з’єднання може вийти з ладу, а здатність до зсуву в цей час все ще залежить від здатності до зсуву болта та здатності до тиску пластини.Таким чином, сейсмічний кодекс передбачає граничну здатність до зсуву високоміцних болтів. Формула розрахунку несучої здатності.
Хоча тип опори тиску має перевагу в розрахунковому значенні, оскільки він належить до типу руйнування при зсуві та стиску, отвори під болти мають пористий тип, подібний до звичайних болтів, і деформація під навантаженням набагато більша, ніж у звичайних болтів. типу тертя, тому високоміцні болти витримують тиск. Цей тип в основному використовується для з’єднань компонентів без сейсмічних навантажень, з’єднань компонентів з нединамічним навантаженням і з’єднань компонентів, що не повторюються.
Стандартні граничні стани цих двох типів також відрізняються:
Фрикційний тип з'єднання відноситься до відносного ковзання поверхні тертя з'єднання при базовій комбінації навантажень;
З'єднання під тиском відноситься до відносного ковзання між з'єднувальними частинами під стандартною комбінацією навантажень;
Загальний болт
1. Звичайні болти поділяються на три типи: A, B і C. Перші два - вдосконалені болти, рідше використовувані.Загалом, звичайні болти відносяться до звичайних болтів рівня С.
2. У деяких тимчасових з'єднаннях і з'єднаннях, які потрібно розібрати, зазвичай використовуються звичайні болти рівня C.У будівельних конструкціях зазвичай використовуються болти M16, M20, M24.Деякі грубі болти в машинобудуванні можуть мати відносно великий діаметр і використовуються для спеціальних цілей.
Високоміцні болти
3. Матеріал високоміцних болтів відрізняється від звичайних болтів.Для постійних з’єднань, як правило, використовуються високоміцні болти.Зазвичай використовуються M16~M30.Робота великих високоміцних болтів нестабільна, тому їх слід використовувати з обережністю.
4. Болтове з'єднання основних компонентів будівельної конструкції зазвичай з'єднується високоміцними болтами.
5. Високоміцні болти, що постачаються заводом, не класифікуються як опорні або фрикційні.
6. Це високоміцні болти фрикційного типу чи високоміцні болти, що несуть тиск?Насправді є різниця в методиці розрахунку конструкції:
1) Для високоміцних болтів фрикційного типу ковзання між пластинами розглядається як граничний стан несучої здатності.
2) Для високоміцних болтів, що несуть тиск, ковзання між пластинами вважається граничним станом нормального використання, а зрив з’єднання розглядається як граничний стан несучої здатності.
7. Високоміцні болти фрикційного типу не можуть повністю реалізувати потенціал болтів.У практичних застосуваннях високоміцні болти фрикційного типу слід використовувати для дуже важливих конструкцій або конструкцій, що піддаються динамічним навантаженням, особливо коли навантаження викликає зворотне напруження.У цей час невикористаний потенціал болта може бути використаний як запас безпеки.В інших місцях для зниження вартості слід використовувати високоміцні болти, що несуть тиск.
Відмінність звичайних болтів від болтів високої міцності
8. Звичайні болти можна використовувати повторно, але високоміцні болти не можна використовувати повторно.
9. Високоміцні болти, як правило, виготовлені з високоміцної сталі (сталь № 45 (8,8s), 20MmTiB (10,9S), які є попередньо напруженими болтами. Фрикційний тип використовує динамометричний ключ для застосування зазначеного попереднього напруження, а Тип тиску відкручує головку квітки сливи.
10. Звичайні болти, як правило, класу 4.4, класу 4.8, класу 5.6 та класу 8.8.Високоміцні болти, як правило, класу 8.8 і класу 10.9, з яких клас 10.9 є більшістю.
11. Отвори під гвинти звичайних болтів не обов’язково мають бути більшими, ніж у високоміцних болтів.Насправді звичайні болти мають відносно невеликі отвори для гвинтів.
12. Отвори для гвинтів класів A і B звичайних болтів зазвичай лише на 0,3–0,5 мм більші за болти.Отвори для гвинтів класу C зазвичай на 1,0–1,5 мм більші за болти.
13. Високоміцні болти фрикційного типу передають навантаження шляхом тертя, тому різниця між стрижнем гвинта та отвором для гвинта може досягати 1,5-2,0 мм.
14. Характеристики передачі зусилля несучих високоміцних болтів повинні гарантувати, що за нормального використання сила зсуву не перевищує силу тертя, яка є такою ж, як у високоміцних болтів фрикційного типу.Коли навантаження знову зростає, між з’єднувальними пластинами відбудеться відносне ковзання, і з’єднання залежить від опору зсуву гвинта та тиску стінки отвору для передачі сили, яка є такою ж, як у звичайних болтів, тому різниця між гвинтом і отвором для гвинта трохи менша, 1,0-1,5 мм.
Anebon дотримується принципу «Чесний, працьовитий, підприємливий, інноваційний», щоб постійно знаходити нові рішення.Анебон розглядає перспективи, успіх як свій особистий успіх.Нехай Anebon будує процвітаюче майбутнє рука об руку для деталей, оброблених латунними машинами, і складних деталей з ЧПУ з титану / аксесуарів для штампування.Зараз Anebon має повну пропозицію товарів, а ціна продажу є нашою перевагою.Ласкаво просимо, щоб запитати про продукти Anebon.
Популярні продукти Китаю Деталі з ЧПУ та прецизійні деталі, якщо будь-який із цих предметів справді вас зацікавить, повідомте нам про це.Anebon із задоволенням надасть вам цінову пропозицію після отримання ваших детальних специфікацій.Anebon має наших особистих спеціалістів з досліджень і розробок, які відповідають будь-яким вимогам.Anebon з нетерпінням чекає на ваші запити найближчим часом і сподівається мати можливість працювати разом з вами в майбутньому.Ласкаво просимо ознайомитися з організацією Anebon.
Час публікації: 01 червня 2023 р