Отличие и применение высокопрочных болтов и обычных болтов
Высокопрочные болты и обычные болты — это два типа крепежа, используемые в различных областях применения.
Вот сравнение их различий и типичных применений:
Сила: Высокопрочные болты имеют значительно более высокую прочность на разрыв и сдвиг по сравнению с обычными болтами. Они изготовлены из легированной стали и подвергаются специальной термической обработке для повышения их прочности. С другой стороны, обычные болты имеют меньшую прочность и обычно изготавливаются из углерода.обработка стали.
Маркировка: На головках высокопрочных болтов часто имеется маркировка, указывающая их марку или класс прочности. Эти маркировки помогают определить характеристики болта, такие как его прочность на разрыв и свойства материала. Обычные болты обычно не имеют конкретной маркировки, связанной с прочностью.
Установка: Высокопрочные болты требуют точной процедуры установки для достижения желаемой прочности и производительности. Они часто используются в тех случаях, когда структурная целостность и несущая способность имеют решающее значение. Методы установки высокопрочных болтов обычно включают использование калиброванных динамометрических ключей или гидравлического натяжного оборудования для достижения заданного предварительного натяга. Обычные болты, как правило, легче устанавливать и не требуют специального оборудования или контроля крутящего момента.
Приложения: Высокопрочные болты обычно используются в строительстве, инфраструктурных проектах, мостах, зданиях и других объектах, где ожидаются большие нагрузки или высокие уровни напряжения. Они необходимы для соединения элементов стальных конструкций, таких как балки, колонны и фермы. Обычные болты находят применение в менее требовательных приложениях, в том числедетали машин с чпусборка мебели, автомобильные компоненты, неконструктивные соединения и крепления общего назначения.
Стандарты: Высокопрочные болты часто производятся и определяются в соответствии с отраслевыми стандартами, такими как ASTM A325 и ASTM A490 в США. Эти стандарты определяют требования к материалам, механическим свойствам, размерам и процедурам установки высокопрочных болтов. Обычные болты обычно соответствуют более общим стандартам, таким как ASTM A307, которые охватывают более широкий спектр применений и имеют более низкие требования к прочности.
Что такое высокопрочные болты?
Высокопрочный фрикционный болт, дословный перевод с английского: высокопрочный фрикционный болт предварительной затяжки, английское сокращение: HSFG. Видно, что высокопрочные болты, упомянутые в нашей китайской конструкции, представляют собой аббревиатуру высокопрочных болтов с фрикционным преднатягом. В повседневном общении слова «Трение» и «Сцепление» упоминаются лишь вкратце, но многие инженеры и техники неправильно поняли основное определение высокопрочных болтов.
Непонимание одно:
Болты с маркой материала выше 8,8 являются «высокопрочными болтами»?
Основное различие между высокопрочными болтами и обычными болтами заключается не в прочности используемого материала, а в форме силы. Суть в том, следует ли применять предварительную нагрузку и использовать статическое трение для сопротивления сдвигу.
Фактически, высокопрочные болты (HSFG BOLT), упомянутые в британском и американском стандартах, имеют только 8,8 и 10,9 (BS EN 14399 / ASTM-A325 и ASTM-490), тогда как обычные болты включают 4,6, 5,6, 8,8, 10,9, 12,9 и т. д. (BS 3692 11 табл. 2); видно, что прочность материала не является решающим фактором, позволяющим отличить высокопрочные болты от обычных.
Правильное понимание «высокой прочности», где же сила
В соответствии с GB50017 рассчитайте прочность на растяжение и сдвиг одного обычного болта (тип B) класса 8,8 и высокопрочного болта класса 8,8.
Путем расчета мы видим, что в одной и той же категории конструкция иобслуживание алюминия с чпуЗначения прочности на разрыв и сдвиг у обычных болтов выше, чем у высокопрочных болтов.
Так в чем же «сильность» высокопрочных болтов?
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо начать с расчетного рабочего состояния двух болтов, изучить закон упруго-пластической деформации и понять предельное состояние в момент конструктивного разрушения.
Кривые растяжения обычных болтов и высокопрочных болтов в рабочих условиях
Предельное состояние при проектном отказе
Обычные болты: пластическая деформация самого винта превышает расчетный допуск, и винт повреждается при сдвиге.
Для обычного болтового соединения относительное проскальзывание происходит между соединительными пластинами до того, как начнет действовать сила сдвига, а затем контакт стержня болта и соединительной пластины, происходит упруго-пластическая деформация, и сила сдвига выдерживается.
Высокопрочные болты: статическое трение между эффективными трущимися поверхностями преодолевается, и происходит относительное смещение двух стальных пластин, которое с точки зрения проектирования считается поврежденным.
В высокопрочных болтовых соединениях сила трения сначала воспринимает силу сдвига. Когда нагрузка увеличивается до такой степени, что силы трения оказывается недостаточно для сопротивления силе сдвига, сила статического трения преодолевается и происходит относительное проскальзывание соединительной пластины (предельное состояние). Однако, хотя в этот момент он поврежден, стержень болта находится в контакте с соединительной пластиной и все еще может использовать собственную упругопластическую деформацию, чтобы противостоять силе сдвига.
Недоразумение 2:
Несущая способность высокопрочных болтов выше, чем у обычных болтов. Это «высокая прочность»?
Из расчета одиночного болта видно, что расчетная прочность высокопрочных болтов на растяжение и сдвиг ниже, чем у обычных болтов. Его высокопрочная суть заключается в том, что при нормальной работе узлов не допускается относительное проскальзывание, то есть упругопластическая деформация мала, а жесткость узла велика.
Видно, что при заданной расчетной нагрузке узла узел, спроектированный с использованием высокопрочных болтов, не обязательно может экономить количество используемых болтов, но имеет малую деформацию, высокую жесткость и высокий запас прочности. Он подходит для основных балок и других мест, где требуется высокая жесткость узлов, и соответствует основному принципу сейсмического проектирования «сильные узлы, слабые элементы».
Прочность высокопрочных болтов заключается не в расчетном значении собственной несущей способности, а в высокой жесткости узлов его конструкции, высоких показателях безопасности и сильной устойчивости к повреждениям.
Сравнение высокопрочных болтов и обычных болтов
Обычные болты и высокопрочные болты сильно различаются по методам строительного контроля из-за разных принципов конструкции.
Требования к механическим характеристикам обычных болтов того же класса немного выше, чем у высокопрочных болтов, но у высокопрочных болтов есть еще одно приемочное требование по энергии удара, чем у обычных болтов.
Маркировка обычных болтов и болтов повышенной прочности является основным методом идентификации на месте болтов одной марки. Поскольку значения, рассчитанные для значения крутящего момента высокопрочных болтов в британских и американских стандартах, не совпадают, необходимо также идентифицировать болты двух стандартов.
Высокопрочные болты: (М24, L60, марка 8,8)
Обычные болты: (М24, L60, класс 8,8)
Видно, что обычные болты составляют около 70% цены высокопрочных болтов. В сочетании с их приемочными требованиями можно сделать вывод, что премиальная часть должна заключаться в обеспечении показателей энергии удара (прочности) материала.
Подвести итог
Для, казалось бы, простой проблемы не так-то просто глубоко, всесторонне и правильно понять ее суть. Определение, значение и глубокая разница между высокопрочными болтами и обычными болтами являются основной предпосылкой для правильного понимания, использования высокопрочных болтов и осуществления управления строительством.
Вид:
1) В некоторых книгах по металлоконструкциям действительно указано, что высокопрочные болты относятся к болтам, прочность которых превышает 8,8 класса. Эту точку зрения, прежде всего, не поддерживают англо-американские стандарты, и не существует определения «сильного» и «слабого» для определенного уровня силы. Во-вторых, он не соответствует упомянутым в нашей работе «высокопрочным болтам».
2) Для удобства сравнения напряжения сложных групп болтов здесь не рассматриваются.
3) Сила, несущая давление винта, также учитывается при проектировании высокопрочного болта, несущего давление, который будет подробно описан в следующем разделе «Сравнение высокопрочных болтов, несущих давление, и высокопрочных болтов фрикционного типа».
Что вы знаете о высокопрочных болтах?
Полное название высокопрочных болтов в производстве называется парой высокопрочных болтовых соединений, и для краткости их обычно не называют высокопрочными болтами.
По монтажным характеристикам его подразделяют на: болты с большой шестигранной головкой и срезные болты на кручение. Среди них тип торсионного сдвига используется только на уровне 10.9.
По классу исполнения высокопрочные болты делятся на: 8,8 и 10,9. Среди них есть только крупные шестигранные высокопрочные болты марки 8,8. В методе маркировки число перед десятичной запятой указывает на предел прочности после термообработки; число после запятой указывает на коэффициент текучести, то есть отношение измеренного значения предела текучести к измеренному значению предела текучести. . Марка 8,8 означает, что предел прочности вала болта составляет не менее 800 МПа, а коэффициент текучести - 0,8; Марка 10,9 означает, что предел прочности стержня болта составляет не менее 1000 МПа, а коэффициент текучести — 0,9.
Диаметры высокопрочных болтов при проектировании конструкций обычно включают M16/M20/M22/M24/M27/M30, но M22/M27 является серией второго выбора, а M16/M20/M24/M30 является основным выбором при нормальных обстоятельствах.
По конструкции на сдвиг высокопрочные болты подразделяются на: высокопрочные болты нажимного типа и высокопрочные болты фрикционного типа в соответствии с конструктивными требованиями.
Несущая способность фрикционного типа зависит от коэффициента противоскольжения поверхности трения передачи усилия и количества поверхностей трения. Коэффициент трения красной ржавчины после пескоструйной обработки (дробеструйной обработки) самый высокий, но на него сильно влияет уровень конструкции в условиях реальной эксплуатации. Многие подразделения надзора все они задавались вопросом, можно ли снизить стандарт для обеспечения качества проекта.
Несущая способность напорного типа зависит от минимального значения срезающей способности болта и несущей способности болта. В случае только одной соединительной поверхности несущая способность на сдвиг фрикционного типа М16 составляет 21,6-45,0 кН, тогда как несущая способность на сдвиг типа М16, несущего давление, составляет 39,2-48,6 кН, а производительность лучше, чем у тип трения.
С точки зрения установки процесс установки напорного типа проще, и поверхность соединения необходимо только очистить от масла и плавающей ржавчины. Несущая способность при растяжении вдоль направления вала очень интересна в нормах по стальным конструкциям. Расчетное значение фрикционного типа равно 0,8-кратной силе предварительного натяжения, а расчетное значение напорного типа равно эффективной площади винта, умноженной на расчетное значение прочности материала на разрыв. Кажется, что существует большая разница, на самом деле эти два значения в основном одинаковы.
При одновременном приложении поперечной силы и растягивающей силы в направлении оси стержня тип трения требует, чтобы отношение поперечной силы, воспринимаемой болтом, к срезывающей способности плюс сумма коэффициента напряжения осевой силы, оказываемой винтом к пределу прочности на растяжение меньше 1,0, а тип давления требует. Это сумма квадрата отношения срезывающей силы к срезывающей способности болта плюс квадрат отношения осевой силы к срезывающей способности болта. предел прочности винта менее 1,0, то есть при том же сочетании нагрузок, том же диаметре подшипника Запас прочности конструкции высокопрочных болтов выше, чем у высокопрочных болтов фрикционного типа. .
Учитывая, что при многократном воздействии сильных землетрясений поверхность трения соединения может выйти из строя, а способность к сдвигу в это время все еще зависит от прочности на срез болта и способности пластины к давлению. Поэтому в нормах по сейсмостойкости предусмотрена предельная срезная способность высокопрочных болтов. Формула расчета несущей способности.
Хотя тип, несущий давление, имеет преимущество в расчетной стоимости, поскольку он относится к типу разрушения при сдвиге и сжатии, отверстия для болтов представляют собой отверстия для болтов пористого типа, аналогичные обычным болтам, а деформация под нагрузкой намного больше, чем у обычных болтов. тип трения, поэтому высокопрочные болты выдерживают давление. Этот тип в основном используется для соединений несейсмических компонентов, соединений компонентов без динамической нагрузки и неповторяющихся соединений компонентов.
Нормальные предельные состояния обслуживания этих двух типов также различаются:
Соединение фрикционного типа относится к относительному проскальзыванию поверхности трения соединения под действием основного сочетания нагрузок;
Соединение, несущее давление, относится к относительному проскальзыванию между соединительными частями при стандартной комбинации нагрузки;
Общий болт
1. Обычные болты делятся на три типа: А, В и С. Первые два — усовершенствованные болты, менее используемые. Вообще говоря, обычные болты относятся к обычным болтам уровня C.
2. В некоторых временных соединениях и соединениях, которые необходимо разобрать, обычно используются обычные болты уровня С. В строительных конструкциях обычно используются болты М16, М20, М24. Некоторые необработанные болты в машиностроении могут иметь относительно большой диаметр и использоваться для специальных целей.
Высокопрочные болты
3. Материал высокопрочных болтов отличается от материала обычных болтов. Для неразъемных соединений обычно используются высокопрочные болты. Обычно используются M16~M30. Рабочие характеристики высокопрочных болтов увеличенного размера нестабильны, и их следует использовать с осторожностью.
4. Болтовые соединения основных компонентов строительной конструкции обычно соединяются высокопрочными болтами.
5. Поставляемые заводом высокопрочные болты не относятся к нажимным и фрикционным.
6. Это высокопрочные болты фрикционного типа или высокопрочные болты, выдерживающие давление? На самом деле есть разница в методе расчета конструкции:
1) Для высокопрочных болтов фрикционного типа предельным состоянием несущей способности считают скольжение между пластинами.
2) Для выдерживающих давление высокопрочных болтов скольжение между пластинами рассматривается как предельное состояние нормальной эксплуатации, а разрушение соединения рассматривается как предельное состояние несущей способности.
7. Высокопрочные болты фрикционного типа не могут полностью раскрыть потенциал болтов. В практическом применении высокопрочные болты фрикционного типа следует использовать для очень важных конструкций или конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам, особенно когда нагрузка вызывает обратное напряжение. В это время неиспользованный потенциал болта можно использовать в качестве резерва безопасности. В других местах для снижения стоимости следует использовать выдерживающие давление высокопрочные болты.
Отличие обычных болтов от высокопрочных болтов
8. Обычные болты можно использовать повторно, но высокопрочные болты повторно использовать нельзя.
9. Высокопрочные болты обычно изготавливаются из высокопрочной стали (сталь № 45 (8,8s), 20MmTiB (10,9S), которые представляют собой предварительно напряженные болты. Для фрикционного типа используется динамометрический ключ для приложения указанного предварительного напряжения, а тип давления откручивает головку цветка сливы. Обычные болты обычно изготавливаются из обычной стали (Q235), и их нужно только затягивать.
10. Обычные болты обычно имеют классы 4,4, 4,8, 5,6 и 8,8. Высокопрочные болты обычно имеют классы 8,8 и 10,9, из которых большинство составляет класс 10,9.
11. Отверстия для обычных болтов не обязательно больше, чем у высокопрочных болтов. Фактически, обычные болты имеют относительно небольшие отверстия для винтов.
12. Отверстия для винтов классов A и B обычных болтов обычно всего на 0,3–0,5 мм больше, чем у болтов. Отверстия для винтов класса C обычно на 1,0–1,5 мм больше, чем для болтов.
13. Высокопрочные болты фрикционного типа передают нагрузки за счет трения, поэтому разница между стержнем винта и отверстием винта может достигать 1,5-2,0 мм.
14. Характеристики передачи усилия высокопрочных болтов, выдерживающих давление, должны гарантировать, что при нормальном использовании сила сдвига не превышает силу трения, которая такая же, как у высокопрочных болтов фрикционного типа. Когда нагрузка снова увеличится, между соединительными пластинами произойдет относительное проскальзывание, и соединение зависит от сопротивления срезу винта и давления стенки отверстия для передачи силы, которая такая же, как и у обычных болтов, поэтому Разница между винтом и отверстием для винта немного меньше, 1,0-1,5 мм.
Anebon придерживается принципа «Честный, трудолюбивый, предприимчивый, инновационный» для постоянного поиска новых решений. Анебон рассматривает перспективы, успех как свой личный успех. Пусть Anebon построит процветающее будущее рука об руку с латунными деталями и сложными титановыми деталями с ЧПУ / аксессуарами для штамповки. Anebon теперь имеет комплексную поставку товаров, а цена продажи является нашим преимуществом. Добро пожаловать, чтобы узнать о продукции Anebon.
Трендовые продукты Китайские детали для обработки с ЧПУ и прецизионные детали. Если какой-либо из этих товаров вас заинтересует, сообщите нам об этом. Компания Anebon будет рада предоставить вам коммерческое предложение после получения подробных спецификаций. У Anebon есть персональные специалисты по исследованиям и разработкам, способные удовлетворить любые требования. Анебон с нетерпением ждем ваших запросов в ближайшее время и надеемся на возможность работать вместе с вами в будущем. Добро пожаловать на сайт организации Anebon.
Время публикации: 01 июня 2023 г.