Подбор длины болта по толщине пакета

Подбор длины болта по толщине пакета

Длину болта (длину стержня до головки) определяют по формуле:

l > H1 + H2 +S + m + D ,

где Н1 и H2 – толщины соединяемых деталей,мм (по варианту задания);

S – толщина шайбы, мм (таблица 5); m – высотагайки, мм (таблица 10);

D – свободный конец болта, выступающийиз гайки, мм (см. рисунок 16)

D = (2. 3)Р, где Р – крупный шаг резьбы, мм (по таблице 8).

Полученное число сравнивают с рядом длин болтов (таблица 9) и принимают ближайшую стандартную длину. Из этой же таблицы выбирают длину резьбы b на стержне. Все остальные размеры болта выбирают из таблицы 8, шайбыи гайки из таблиц 10 и 11.

Пример расчета длины болтас номинальным диаметром резьбы
d= 27 мм и толщиной соединяемых деталей Н1 = H2 =22 мм.

Заданному диаметру метрической резьбы (М27) соответствует:
крупный шаг Р= 3 мм (таблица 2);
высота гайкиm = 22 мм (таблица 4);
толщина шайбы S = 4 мм (таблица 5);
длина свободного конца D= (2…3)3 = 6 … 9 мм.

Подставляем данные значения в формулу расчета длины болта:

l >22+22+4+22+6…22+22+4+22+9 = 76…79 мм

Из таблицы 3 подбирается ближайшая стандартная длина болта l = 80 мм
и длина резьбы b = 60 мм.

Изображения крепёжных деталей в соединении

Согласно ГОСТ 2.315-68 различают конструктивное(рисунок 15), упрощенное (рисунок 16) и условное(рисунок 17) изображения болтового соединения.

Упрощенное изображение применяется на сборочных чертежах, на нём не показывают фаски, зазор между стержнем болта и отверстием, резьбу наносят по всей длине стержня, на виде сверху не указывается внутренний диаметр резьбы.

Упрощенное изображение вычерчивают по условно принятым соотношениям в зависимости от номинального диаметра резьбы d, необходимые соотношения показаны на рисунке 16.

На чертеже упрощенного изображения необходимо поставить размеры (см. рисунок 9):
Ø номинальный диаметр с буквенным обозначением метрической резьбы – М,
Ø стандартную длину болта l – размер до головки болта,
Øтолщину соединяемых деталей Н1 и Н2.

Условное изображение используют в том случае, если диаметр стержня крепёжной детали менее или равен 2мм. На рисунке 17 показано условное изображение болтового соединения в разрезе по ГОСТ 2.315-68.

Таблица 8– Болты с шестигранной головкой класса точности В

по ГОСТ 7798-70 *

В миллиметрах

Номинальный диаметр резьбы d Шаг резьбы Р Диаметр стержня d1 Размер "под ключ" S Высота головки К Диаметр описанной окружности е (не менее) Радиус под головкой R (не менее) dP
крупный мелкий
(22) (27) 2,5 2,5 3,0 3,0 1,5 1,5 2,0 2,0 12,5 14,0 15,0 17,0 33,0 35,0 39,6 45,2 0,8 0,8 0,8 1,0
Примечания: 1 Размеры болтов, заключенные в скобки, применять не рекомендуется. 2 Радиус под головкой R по ГОСТ 24670-81. 3 dP по ГОСТ 12414-94.

Таблица 9Длины болтов с шестигранной головкой
класса точности В по ГОСТ 7798-70 *

Длина болта Номинальный диаметр резьбы d
(22) (27)
в в в в
X X X
X X
X
(85)
Приме ч а н и я: 1 Болты с размерами длин, заключенными в скобки, применять не рекомендуется. 2 Знаком "X” отмечены болты с резьбой на всей длине стержня.

Пример условного обозначения болта с шестигранной головкой нормальной точности исполнения 1 (не указы-вается), с диаметром резьбы d=20мм с крупным шагом Р=2,5мм, длиной болта l=60мм, из материала подгруппы 00, без покрытия, по ГОСТ 7798-70*

Болт М20х60 ГОСТ 7798-70

Таблица 10Гайки шестигранные класса точности В по ГОСТ 5915-70*

Номинальный диаметр резьбы d (22) (27)
Шаг резьбы P Крупный 2,5 2,5 3,0 3,0
Мелкий 1,5 1,5 2,0 2,0
Размер «под ключ» S 30,0 32,0 36,0 41,0
Диаметр описанной окруж­ности e, не менее 33,3 35,0 39,6 45,2
Высота m 16,0 18,0 19,0 22,0
da не менее 20,0 22,0 24,0 27,0
не более 21,6 23,8 25,9 29,2
dw , не менее 27,7 29,5 33,2 38,0
Примечание: размеры гаек, заключенные в скобки, применять не рекомендуется.

Пример условного обозначения шестигранной гайки исполнения 1 (не указывается), нормальной точности с диаметром резьбы d=16мм, с крупным шагом Р=2,0мм,с полем допуска 7Н (не указывается), без покрытия, по ГОСТ 5915-70*:
Гайка М16 ГОСТ 5915-70

Читайте также:  Бензокоса эко 185 отзывы

То же, исполнения 2,мелким шагом Р=1,5мм, с полем допуска 6Н, класса прочности 12, из стали марки 40Х, с покрытием 01 толщиной 6мкм: Гайка 2M16xl,5-6H.12.40X.016 ГОСТ 5915-70

Таблица 11 Шайбы класса точности А по ГОСТ 11371-78*

Исполнение 1 В миллиметрах

Диаметр резьбы крепежной детали d1 d2 S

Пример условного обозначения шайбы исполнения 1 класса точности А для крепежной детали с диаметром резьбы d = 16 мм, без покрытия: Шайба А.16 ГОСТ 11371-78

Рис 2 – выбор длины болта

Выбор длины болта

Длину болта (Lболта) определяем следующим способом:

Lболта = длина соединяемых элементов (L1)+ толщина гайки DIN982 (h= от 4,7 до 28мм.; М10 h=11,5мм.; М12 h=14мм.) + толщина шайбы DIN9021 (S = от 0,8 до 8мм.; М10 S=2,5мм.; М12 S=3мм.; DIN9021 – шайба плоская усиленная) + 0,5Db.

Пример, Lболта = L1+h+S+0,3Db = 66+11,5+2,5+5 = 85мм. – для типового стального кронштейна из стали 6мм. для СПК (светопрозрачные конструкции). Болт М10х90 нерж. А2 DIN933 (полная резьба) или DIN931 болт с шестигранной головкой с (неполной резьбой),

СП 16.13330.2017 резьба болта, воспринимающего сдвигающее усилие, в соединениях при толщине наружного элемента до 8мм., должна находится вне пакета соединяемых элементов; в остальных случаях резьба болта не должна входить вглубь отверстия более чем на половину толщины крайнего элемента со стороны гайки или свыше 5мм.

Болт М10х90 нерж. А2, DIN931 с длиной резьбы 26мм. не проходит согласно п.14.2.5 описанного выше, поэтому увеличиваем длину болта до 100мм. Болт М10х100 нерж. DIN931 с длиной резьбы 26мм. Резьба болта зайдет в стальную пластину на 1мм., что допустимо по нормам.

В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а также в элементах с односторонней накладкой число болтов по сравнению с расчетом следует увеличивать на 10% . При креплениях выступающих полок уголков или швеллеров с помощью коротышей число болтов, прикрепляющих коротыш к полке, по сравнению с расчетом следует увеличить на 50% (пункт 14.2.14).

Db=10мм. DIN даны для сведения.

Далее смотрим сортамент и подбираем ближайшую длину. Согласно строительным нормам минимальный вылет шпильки за гайку один виток резьбы, лучше 9-10мм.

Установка нержавеющих втулок под болт

Втулка служит для:

– ограничитель для сминания деталей при установке болта

– возможна установка болта с полной резьбой

Под гайку необходимо устанавливать не более одной шайбы. Под головку болта необходимо устанавливать не более одной шайбы.

Рис 3 – формулы расчета болта

Прочностной расчет болтового соединения

Болтовое соединение можно разделить на:

1) Соединение работающее на срез

2) Соединение работающее на срез и растяжение

3) Соединение работающее на растяжение

4) Фрикционное соединение ( на болтах с контролируемым натяжением)

Согласно пункта 14.2.9 расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом, в зависимости от вида напряженного состояния.

Ns – число расчетных срезов одного болта (если болт соединяет две пластины, то число срезов один) = 1

Yb = 0,9 согласно примечания таблицы 41 СП 16.13330.2017

Yс = 1 согласно примечания таблицы 1 СП 16.13330.2017

∑t =6 – наименьшая суммарная толщина пластин соединяемых сминаемых в одном направлении. В нашем случаи пластина у кронштейна из 6 мм. стали. Для стенки пластины из алюминия 2мм.

dbn =10 мм. – наружный диаметр болта по резьбе

db=8,1мм. – наружный диаметр болта без резьбы, т.е. стержня (8,1мм. для болта М10)

Ab=(П*db^2)/4 – площадь сечения стержня болта, мм^2

Abn=(П*dbn^2)/4 – площадь сечения резьбовой части болта, мм^2

5.6 (5.8; 8.8; 10.9; 12.9) – класс прочности болта

Расчетное усилие,которое может быть воспринято одним болтом при срезе (5.6) Nbs=Rbs*Ab*ns*Yb*Yc = 210*51,5*1*0,9*1=9733,5 Н

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом при смятии (5.6) при стальной пластине 6мм., Nbp=Rbp*db*∑t*Yb*Yc =475*7,8*6*0,9*1=20007 Н

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом при смятии (5.6) при алюминиевой пластине 2мм., Nbp=Rbp*db*∑t*Yb*Yc =175*7,8*2*0,9*1=2457 Н

Rbp=175МПа, Ry=120МПа для материала стойки АМг2Н2, АМГ3Н2 согласно таблицы 13 СП 128.13330.2016 (СНиП 2.03.06-85) «Алюминиевые конструкции»

Читайте также:  Настойка конского каштана инструкция по применению отзывы

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом при растяжении (5.6), Nbt=Rbt*Abn*Yc =225*78,5*1=17662,5 Н

Болт М8мм, наружный диаметр болта (стержня) db=6,5мм

Болт М10мм, наружный диаметр болта (стержня) db=7,8мм

Болт М12мм, наружный диаметр болта (стержня) db=10,1мм

Болт М16мм, наружный диаметр болта (стержня) db=13,8мм

Болт М18мм, наружный диаметр болта (стержня) db=15,3мм

Болт М20мм, наружный диаметр болта (стержня) db=17,3мм

Болт М16, М18 и до М48 по таблице Г9 «Площади сечений болтов Ab и Abn» (литер 1)

Пункт 14.2.10 СП "Стальные конструкции" , при действии на болтовое соединение силы N, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным. В этом случае число болтов в соединении следует определять по формуле

n>= N/Nbmin, где Nbmin – наименьшее из значений Nbs, Nbp, Nbt

Рис 4 – площади сечения болтов

Рис 5 – расчетное сопротивление смятию алюминиевых элементов

Статья дана для сведения. Калькулятор работает в тестовом режиме

1.1. Настоящие Рекомендации разработаны в соответствии с приказом III 759 от 9.Х II .1988 г, по Минчермету СССР и договором № П47-6882, заключенным между ЦНИИпроектстальконструкцией им. Мельникова Госстроя СССР и Череповецким меткомбинатом Минчермета СССР 19 апреля 1989 г. и являются развитием раздела 7 отраслевого руководящего документа ОРД 00 00089 "Техническая эксплуатация стальных конструкций производственных зданий".

1.2. Рекомендации распространяются на выполнение надзора и технической эксплуатации металлоконструкций зданий и сооружений предприятий чёрной металлургии с соединениями на высокопрочных болтах, запроектированных по нормам СССР, эксплуатируемых в районах с расчётной температурой до -65°С.

1.3. При приёмке конструкций с соединениями на высокопрочных болтах в приёмочной комиссии обязательно участие представителя службы технического надзора по эксплуатации зданий и сооружений предприятия.

1.4. Ответственность за техническое состояние монтажных соединений на высокопрочных болтах приказом по цеху возлагается на инженерно-технических работников цеха, которые должны пройти соответствующее теоретическое и практическое обучение, ознакомлены с правилами выполнения соединений на высокопрочных болтах и иметь удостоверение ( Приложения №№ 7 ; 8 ).

1.5. Непосредственный осмотр монтажных соединений и восстановление (ремонт) должны производиться специально подготовленными специалистами, имеющими соответствующие навыки и удостоверение. В труднодоступных местах на высоте осмотры производятся с участием специалистов-верхолазов.

1.6. Специалисты по эксплуатации зданий и сооружений, участвующие непосредственно в освидетельствовании, должны пройти соответствующее обучение, иметь удостоверение и допуск для пребывания на высоте.

Количество специалистов определяется из расчёта 1 ИТР на 100 тыс. высокопрочных болтов.

1.7. Особенностью фрикционных соединений на высокопрочных болтах является то, что усилия воспринимаются не срезом болтов и смятием стенки, а силами трения, возникающими между соприкасающимися поверхностями, стянутыми высокопрочным болтом. В связи с этим величина натяжения высокопрочных болтов и качество подготовки фрикционных поверхностей соединяемых элементов является решающим и контролируется во время проверки. Недостаточное натяжение высокопрочных болтов во фрикционных соединениях может привести к "проскальзыванию" элементов, при этом болты будут работать на срез, элементы – на смятие. Кроме того, возможно нарушение геометрической формы за счет взаимного смещения элементов – болты будут вступать в работу неравномерно, так как разница диаметров отверстий и болтов может достигать 6 мм в соответствии со СНиП III -18-75 табл. 4 и возможны случаи поочередного разрушения болтов.

1.8. Проведенными исследованиями установлено, что определяющее влияние на надежность болтов оказывают уровни их механических характеристик (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение и сужение, ударная вязкость), определяемые режимами термической обработки.

Основной из указанных характеристик является временное сопротивление разрыву, контролируемое по его верхнему пределу. Чрезмерно прочные болты (с маркировкой 135 и 155), обладающие повышенной твердостью, склонны к замедленному хрупкому разрушению и требуют более тщательного контроля и более частого обследования соединения.

2.1. Для соединений элементов стальных строительных конструкций применяют высокопрочные болты, гайки и шайбы, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 22353-77 ÷ 22356-77 или ТУ 14-4-1345-85 и болты нормальной прочности по ГОСТ 1759-70 (рис. 1).

2.2. Согласно ГОСТ 22356-77, болты должны иметь клеймо завода-изготовителя, а также маркировку, доказывающую временное сопротивление в кгс/мм², и условное обозначение номера плавки. Болты климатического исполнения ХЛ дополнительно маркируются.

Читайте также:  Как сделать платье из картона

2.3. Для контроля механических свойств болтов, гаек и шайб на заводе-изготовителе от каждой партии отбирают по 5 образцов для каждого вида испытаний.

Болты испытывают на разрыв, на растяжение образцов, определение ударной вязкости (ХЛ), разрыв на косой шайбе, на определение коэффициента закручивания и на твердость.

2.4. Высокопрочные болты, гайки и шайбы поставляются партиями, состоящими из деталей одного условного обозначения, изготовленных из стали одной плавки, обработанных по одному режиму. Масса партии болтов не должна превышать 1000 кг, гаек и шайб – 500 кг,

2.5. Каждая партия метизов должна быть снабжена сертификатом, в котором указывается:

– номер сертификата; наименование предприятия-изготовителя; наименование, тип и размеры изделий; марка стали; номер партии; номер плавки; результаты проведенных испытаний; масса нетто.

2.6. Для конструкций с расчетной температурой ниже минус 40°С и до минус 65°С следует применять высокопрочные болты исполнения ХЛ На головке, этих болтов имеется знак "ХЛ".

Рис. 1 Маркировка болтов различных классов прочности, в том числе – высокопрочных.

а. Высокопрочный болт Дружковского завода

б. Высокопрочный болт Магнитогорского завода

в.г. Высокопрочный болт Щёлковского завода

д. Высокопрочный болт Воронежского завода

г. Болт класса прочности 10,9 Магнитогорского завода

ж. Болт класса прочности 8,8 Автозавода им. Лихачева

з. Болт класса прочности 5,8 Магнитогорского завода

2.7. Класс прочности болтов нормальной прочности обозначен двумя числами. Первое число, умноженное на 10, определяет величину минимального временного сопротивления в кгс/мм 2 , второе число, умноженное на 10, определяет отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение чисел определяет величину предала текучести. К этому типу относятся болты с маркировкой 10,9; 8,8; 5.8 (рис. 1).

Например, класс прочности болта 5.8 указывает, что минимальное временное сопротивление металла σв, из которого изготовлен болт, равно 5×10 = 50 кгс/мм 2 , а отношение предела текучести σт к временному сопротивлению σв в процентах равно 8×10 = 80 %. Первое число маркировки, умноженное на второе, определяет предел текучести

2.8. Высокопрочные болты имеют маркировку 110, что указывает минимальное временное сопротивление в кгс/мм 2 материала болта.

2.9. В случае отсутствия болтов, указанных в проекте, разрешается замена болтов класса прочности 5.8 на болты 8.8; 10.9 и высокопрочные. Болты 8.8 могут быть заменены на 10.9 и высокопрочные. Болты 10.9 – на высокопрочные. Обратная замена без соответствующего пересчёта конструкций запрещается.

3.1. Надзор за состоянием соединений осуществляется цеховой службой технической эксплуатации металлоконструкций промзданий посредством проведения текущих осмотров.

3.2. Текущие осмотры соединений проводятся выборочно один раз в шесть месяцев в пролётах конверторных, мартеновских и других цехов, конструкции которых подвержены динамическим воздействиям. В остальных цехах, отделениях и пролетах не реже одного раза в год.

Обследование узлов на высокопрочных болтах, как правило, проводится совместно с обследованием стальных строительных конструкций, в предусмотренные ОРД 00 000-89 сроки.

3.3. Контроль за состоянием высокопрочных болтов и соединяемых элементов производится визуально и заключается в проверке наличия болтов в узлах, а также в выборочной проверке их натяжения и сохранности (отсутствии трещин, порывов) соединяемых элементов. Проверяются болты в соответствии с табл. 3 в каждом десятом узле (10 % узлов). При последующих проверках проверяются не проверенные ранее узлы.

Особое внимание следует обратить на выявление дефектов в соответствии с табл. 1.

3.4. В случае обнаружения дефектов аварийного характера, когда в соединении ослаблено более 10 % болтов, обнаружены дефекты или отсутствуют более 10 % болтов, обнаружены трещины или порывы в соединяемых конструкциях, немедленно должны быть приняты меры по их устранению.

3.5. В первые два-три года эксплуатации зданий или сооружений проводится выборочная инструментальная проверка в соответствии с разделом 4, с целью выявления возможных дефектов, допущенных при производстве монтажных работ.

Перечень возможных дефектов соединений на высокопрочных болтах

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector