Болт надёжно удерживает соединение только тогда, когда получает правильное усилие предварительной затяжки. Слишком малое — и соединение ослабнет или разрушится от знакопеременной нагрузки. Слишком большое — и болт перетянут. Момент затяжки — путь к нужному усилию, и от смазки он зависит сильнее, чем думает большинство.
О чём говорит класс прочности
На головке стального болта стоят два числа через точку, например 8.8. По ним можно сразу определить прочность:
- Первое число, умноженное на 100, даёт временное сопротивление Rm в Н/мм². Для 8.8 это 800 Н/мм².
- Произведение первого и второго числа, умноженное на 10, даёт предел текучести Re в Н/мм². Для 8.8 это 8 · 8 · 10 = 640 Н/мм².
| Класс прочности | Временное сопротивление Rm | Предел текучести Re | подходящая гайка |
|---|---|---|---|
| 8.8 | 800 Н/мм² | 640 Н/мм² | не ниже класса 8 |
| 10.9 | 1000 Н/мм² | 900 Н/мм² | не ниже класса 10 |
| 12.9 | 1200 Н/мм² | 1080 Н/мм² | не ниже класса 12 |
Маркировка даёт номинальные значения. Для 10.9 и 12.9 стандарт устанавливает немного более высокий минимальный условный предел текучести (940 и 1100 Н/мм²). Моменты затяжки ниже рассчитаны по этим значениям.
Ориентировочные значения моментов затяжки
Таблица действует для болтов с шестигранной головкой и метрической резьбой с крупным шагом, коэффициента трения µ = 0,12 (например, фосфатированные или воронёные и слегка смазанные маслом) и использования 90 % предела текучести при затяжке. В скобках указано получаемое при этом усилие предварительной затяжки.
| Резьба | 8.8 | 10.9 | 12.9 |
|---|---|---|---|
| M6 | 10,1 Н·м (10,2 кН) | 14,9 Н·м (15,0 кН) | 17,4 Н·м (17,5 кН) |
| M8 | 24,6 Н·м (18,6 кН) | 36,1 Н·м (27,4 кН) | 42,2 Н·м (32,0 кН) |
| M10 | 48,5 Н·м (29,6 кН) | 71,2 Н·м (43,5 кН) | 83,3 Н·м (50,9 кН) |
| M12 | 83,6 Н·м (43,1 кН) | 123 Н·м (63,3 кН) | 144 Н·м (74,1 кН) |
| M16 | 206 Н·м (81,0 кН) | 302 Н·м (119 кН) | 354 Н·м (139 кН) |
Это ориентировочные значения. Приоритет имеют данные чертежа, инструкции по монтажу или производителя.
Почему смазка так много значит
Большая часть момента уходит на трение. Если болт смазан лучше, при том же моменте достигается большее усилие предварительной затяжки. Поэтому табличное значение и состояние болта должны соответствовать друг другу.
Пример
Болт M10 класса 8.8 нужно в каждом случае затянуть до 90 % предела текучести. Какой момент для этого нужен?
| Состояние болта | Коэффициент трения µ | Момент затяжки |
|---|---|---|
| слегка смазан маслом | 0,12 | 48,5 Н·м |
| суше | 0,14 | 53,9 Н·м |
Если затянуть смазанный болт моментом для сухого состояния, усилие предварительной затяжки будет заметно больше запланированного, и болт можно перетянуть. И наоборот: сухой болт, затянутый моментом для смазанного, останется недотянутым.
Насколько точно получается при сборке?
Даже при правильном значении усилие предварительной затяжки разбрасывается в зависимости от способа затяжки. С динамометрическим ключом наибольшее усилие примерно в 1,6–2,5 раза выше наименьшего, с ударным гайковёртом — в 2,5–4 раза. Поэтому для ответственных соединений динамометрический ключ обязателен.
Типичные ошибки
- Слишком слабая гайка: к болту 10.9 нужна гайка класса 10. С гайкой класса 8 резьба гайки сорвётся раньше, чем болт будет нагружен полностью.
- Не учтён коэффициент трения: табличное значение для сухого состояния, а болт смазан — болт перетягивается.
- Табличные значения перенесены на другие головки: болты с фланцем и потайной головкой или большие сквозные отверстия меняют трение под головкой, а значит, и момент.
- Неверно определён предел текучести: для 8.8 это 640 Н/мм², а не 64.
- Пружинная шайба как стопорение для 8.8 и выше: на высокопрочных болтах она не стопорит, решающим является усилие предварительной затяжки.
Частые вопросы
Можно ли просто затянуть болт 10.9 моментом для 8.8?
Это безопасно, но прочность остаётся неиспользованной. Соединение получает лишь усилие предварительной затяжки болта 8.8. Достаточно ли этого, решает конструктор.
Подходят ли эти значения для болтов из нержавеющей стали?
Нет. Болты из нержавеющей стали, например A2-70, имеют другую прочность и склонны к задирам. Для них существуют собственные значения.