Материалы резьбовых изделий и допускаемые напряжения

Материалы для изготовления резьбовых деталей по ГОСТ 1759.4-87 указаны в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Материал	Предел прочности σв, МПа	Предел текучести σт, МПа	Предел выносливости σ-1р МПа	Материал	Предел прочности σв, МПа	Предел текучести σт, МПа	Предел выносливости σ-1р МПа
Ст3 и 10	340	200	160	35Х	800	640	280
20	400	240	170	30ХГСА	1000	900	300
35	500	300	180	ВТ16	1200	1100	350
45	600	360	240

При выборе материала учитывают условия работы (температуру, коррозию), значение и характер нагрузки (статическая или переменная), способ изготовления и объем производства. Например, стандартные крепежные изделия общего назначения изготовляют из низко- и среднеуглеродистых сталей типа сталь 10...сталь 35. Эти дешевые стали позволяют изготовлять большие партии болтов, винтов и гаек методом холодной высадки или штамповки с последующей накаткой резьбы. Легированные стали 35Х, 30ХГСА применяют для высоконагруженных деталей при переменных и ударных нагрузках, при высоких температурах, в агрессивных средах. Для повышения прочности, коррозионной стойкости и жаропрочности применяют специальные виды термической и химико-термической обработки, а также нанесение гальванических и других покрытий.

Допускаемые напряжения и запасы прочности для резьбовых соединений приведены в табл. 7.2 и 7.3. Они учитывают точность расчетных формул, характер нагрузки, качество монтажа соединения. При неконтролируемой затяжке запас прочности увеличивают, особенно для болтов малых диаметров. Это связано с возможностью перенапряжения и даже разрушения малых болтов при неконтролируемой затяжке.

Таблица 7.2

Вид нагрузки	Номер формулы	Рекомендуемые значения
Растягивающая внешняя нагрузка: без затяжки болтов с затяжкой болтов Поперечная внешняя нагрузка: болты поставлены с зазором болты поставлены без зазора Прочность деталей в стыке	(1.16) (1.19) (1.32) (1.34) (1.35) (1.19) (1.21) (1.22) (1.49)	Статическая нагрузка: [s] по табл. 1.3 — неконтролируемая затяжка; [s]==1,5...2,5 — контролируемая затяжка Переменная нагрузка: [s]≥2,5...4, [sт] по табл. 1.3 неконтролируемая затяжка; [s]=1,5...2,5 [sт]=1,5...2,5, контролируемая затяжка Нагрузка статическая или переменная: [s] по табл. 1.3 — неконтролируемая затяжка; [s]=1,5...2,5, контролируемая затяжка (статическая); (переменная) — сталь; —чугун; МПа — бетон; МПа — дерево

Таблица 7.3

Материал болта	[sT ] при неконтролируемой затяжке и постоянной нагрузке при
	М6...М16	M16...M30	М30...М60
Углеродистая сталь Легированная сталь	5...4 6,5...5	4...2,5 5...3,3	2,5...1,5 3,3

В тех случаях, когда увеличение массы конструкции, связанное с увеличением диаметра болтов, является неоправданным, применяют контролируемую затяжку. Возможность значительного увеличения статической нагрузки болтов из стали 20 при контролируемой затяжке показана в табл. 7.4. Контроль затяжки оговаривают специальными техническими условиями и выполняют не только при заводской сборке, но также в эксплуатации и ремонте. Несоблюдение этих условий может привести к аварии. Затяжку можно контролировать методом измерения деформаций болтов или специальных упругих шайб, а также с помощью специальных ключей предельного момента.

Таблица 7.4

Тип резьбы	[Fp], H, при затяжке		Тип резьбы	[Fp], H, при затяжке
	неконтролируемой	контролируемой		неконтролируемой	контролируемой
М6 М8 М10 М12	800 1500 2500 3800	3000 5500 8600 12200	М16 М20 М24 М30	8000 14000 21000 46000	23500 37000 53000 85000