Крепеж ГОСТ. Основные технические требования.

На территории нашей страны действует несколько видов нормативных документов, устанавливающих технические требования к крепежным деталям. Верхнюю ступень иерархии занимает ГОСТ P. Правом принимать такие документы наделены только две организации. Помимо Госстандарта, это еще и Госстрой РФ. Нормы Государственных стандартов обязательны к соблюдению всеми субъектами производственно-хозяйственной деятельности в пределах, ограниченных их сферой действия. На самой нижней ступени иерархи нормативных документов располагаются ТУ (аббревиатура от «Технические условия»). Разрабатывают их те же субъекты, если целесообразность принимать новый стандарт не просматривается. Промежуточные уровни занимают ОСТы (стандарты отраслевого действия), СТО (это – стандарты разных организаций, начиная от общественных объединений и заканчивая научно-техническими обществами), а также СТП (так сокращенно принято называть Стандарты Предприятий).

Материал изготовления

Одним из важнейших качеств соединительных деталей является их прочность. Для стержневого крепежа действуют нормы одиннадцати классов этой характеристики. Чтобы конечная продукция им соответствовала, в качестве сырья для ее производства нужно использовать определенный металлический сплав. Содержание легирующих компонентов в стали, подходящей для изготовления крепежных элементов определенного класса, устанавливают положения ГОСТа 1759.4-87. Эти сведения отображены в таблице.

Класс прочности	Температура отпуска, min, °С	Результаты контрольного анализа химического состава, % (элементы)				Металл и вид его обработки
		S	P	С
		max	max	max	min
12.9^@1,@2	380	0,035	0,035	0,5	0,2	Сталь закаленная легированная, прошедшая технологический процесс отпуска
10.9^@1	425			0,55	0,2
10.9^@1					0,2^@6	Сталь углеродистая, содержащая примеси элементов Сr, Мn либо В закаленная и прошедшая технологический процесс отпуска
10.9^@1					0,25	Сталь углеродистая закаленная и прошедшая технологический процесс отпуска, не содержащая добавок
10.9^@3	340			0,35	0,15^@6	Сталь углеродистая, содержащая примеси элементов Сr, Мn либо В закаленная и прошедшая технологический процесс отпуска
9.8	425			0,55	0,25	Сталь углеродистая закаленная и прошедшая технологический процесс отпуска, не содержащая добавок
9.8				0,35	0,15^@6	Сталь углеродистая, содержащая примеси элементов Сr, Мn либо В закаленная и прошедшая технологический процесс отпуска
8.8^@4				0,55	0,25	Сталь углеродистая закаленная и прошедшая технологический процесс отпуска, не содержащая добавок
8.8^@4				0,4	0,15^@6	Сталь углеродистая, содержащая примеси элементов Сr, Мn либо В закаленная и прошедшая технологический процесс отпуска
6.8^@5 6.6 5.8^@5	-----------	0,06	0,05	0,55	-------	Сталь углеродистая
5.6					0,15
4.8^@5 4.6^@5					-------
3.6^@5				0,2	-------

Символ «@» с последующей за ней цифрой означает, что:

«@»1 – металл, используемый для изготовления деталей с такими классами прочности, должен характеризоваться прокаливаемостью, уровень которой достаточен для формирования в сердцевине участка с резьбой структуры с содержанием мартенсита примерно 90%, находящейся в закаленном состоянии перед проведением операции отпуска;
«@»2 – на крепежах с такими прочностными характеристиками, подвергаемых воздействию нагрузки на растяжение, не допускается наличие белого фосфористого налета, определяемого путем металлографического исследования;
«@»3 – маркировка должна соответствовать определенным требованиям. В частности, цифры класса прочности необходимо подчеркивать;
«@»4 – для достижения крепежными деталями с резьбой, превышающей M20, необходимой степени прокаливаемости, допускается применение сталей, из которых рекомендуется производить соединительные элементы с прочностью, соответствующей условиям класса 10.9;
«@»5 – для обеспечения прочностных характеристик крепежа этих классов могут использоваться стали автоматного типа с содержанием элементов Рb, Р, S, не выходящим за пределы 0,35; 0,11 и 0,34 процентов соответственно;
«@»6 – если в обычной стали углеродистой, содержится элемента С до 0,25% и имеются добавки элемента В, в ее состав должен также входить Мn в объеме, зависящем от требуемой прочности: для классов 10.9 и 9.8 – 0,7%; для класса 8.8 – 0,6%.

Обозначение элементов такое же, как в таблице Менделеева.

Резьба

Резьба – это следующие по очередности гребни и впадины, характеризующиеся постоянным сечением, сформированные по винтообразной линии с неизменным шагом на наружной либо внутренней поверхности объемных тел вращения. В зависимости от конструктивного исполнения резьба подразделяется на много типов. Коротко рассмотрим из них лишь наиболее часто применяющиеся.

Метрическая цилиндрическая резьба

Геометрические размеры элементов метрической резьбы данного типа прописаны в ГОСТе 24705-2004.Он устанавливает следующие допустимые предельные значения критичных для формирования соединения параметров (единица измерения здесь и далее – миллиметры):

внешний диаметр min 0,25; max 600,0;
шаг резьбы от 0,075 до 8,0;
средний наружный/внутренний диаметр минимальный 0,201; максимальный 596,103;
внутренний диаметр, измеряемый по дну впадины – min 0,158; max 592,639

Метрическая коническая резьба

Такое название резьба получила по причине, что наносится она на коническую поверхность (см. рис.). Ее параметры утверждены положениями ГОСТа 25229-82.

metricheskaya konicheskaya resba.jpg

Диапазоны изменения их численных значений выглядят так:

номинальный диаметр (обозначение – литеры d и D) min 6,0 (ряд №1); max 60,0 (ряд №2);
шаг резьбы (параметр Р) – 2,0; 1,5;1,0;
резьбовые диаметры в основной плоскости: d₁ и D₁ – минимальный 4,917;максимальный 57,836; d₂ и D₂ – от 5,35 до 58,701; d и D – min 6,0; max 60,0

Трубная цилиндрическая резьба

Сразу следует отметить, что размер резьбы цилиндрической трубной является не реальным диаметром накатки, а условным числом, отображающим величину проходного сечения стандартной трубы.

trubnaya cilindrichesskaya resba.jpg

Применяется она при необходимости скрепления деталей:

имеющих резьбу коническую внешнюю и цилиндрическую внутреннюю;
нарезку цилиндрическую.

В таблице содержатся установленные нормами ГОСТа 6357-81 численные значения параметров, отображенных на рисунке:

Шаг резьбы (Р)	R= 0,137329×Р	Н/6 = 0,160082×Р	Н₁ = 0,640327×Р	Н = 0,960491×Р	Число шагов, выполненных на одном дюйме (или на 2,54 см)
2,3090	0,317093	0,369629	1,478515	2,217774	11
1,8140	0,249115	0,290389	1,161553	1,742331	14
1,3370	0,183609	0,2140299	0,856117	1,284176	19
0,9070	0,124557	0,145194	0,580777	0,871165	28

Другие размерные характеристики резьбы трубной цилиндрического типа изменяются в таких пределах:

диаметр резьбы (на чертеже обозначается буквами d и D) минимальный 7,723; максимальный 163,83;
средний диаметр внешней/внутренней резьбы (d₂ и D₂) – min 7,142; max 162,351;
внутренний диаметр внутренней резьбовой накатки и внутренний диаметр нарезки внешней (D₁ и d₁) от 6,561 до 160,862.

Резьба коническая трубная

Использование резьбы данной разновидности преследует цель обеспечения повышенной герметичности трубопроводных магистралей, работающих под высоким давлением. Встречаются такие соединения и в быту, например, в газовых коммуникациях. В положениях ГОСТа 6211-81 оговорена возможность использования внешней резьбы конической трубной совместно с внутренней резьбой цилиндрической. Этим же нормативным документом утвержден стандартный профиль резьбы рассматриваемого вида.

resba konicheskaya trubnaya.jpg

Численные значения параметров, отображенных на чертеже, представлены в таблице.

Шаг резьбы (Р)	R = 0,137278×Р	С = 0,159955×Р	Н₁= 0,640327×Р	Н = 0,960237×Р	Число шагов на одном дюйме длины (или на 2,54 см)
2,3090	0,3169750	0,3693360	1,4785150	2,2171870	11
1,8140	0,2490220	0,2901580	1,1615530	1,741870	14
1,3370	0,1835410	0,213860	0,8561170	1,2838370	19
0,9070	0,1245110	0,1450790	0,5897770	0,8709350	28

Для указания основных размерных характеристик в ГОСТе 6211-81 используется другой чертеж.

gost 6211-81.jpg

Диапазон изменения отображенных на нем параметров выглядит следующим образом:

длина резьбы: l₂ – min 4,0; max 28,6; l₁ – минимальная 6,5; максимальная 40,1;
диаметры резьбы из основной плоскости: d₁ и D₁ – от 6,561 до 160,872; d₂ и D₂ изменяются в пределах 7,142…162,351; d и D min 7,723; max 163,830; шаг (Р) – минимальный 0,907; максимальный 2,309;

Резьба трапецеидальная

Резьба трапецеидальная является самотормозящей. Основная сфера ее использования – механизмы, выполняющие функцию преобразования вращательного движения в движение возвратно-поступательного характера. Размеры резьбы данного вида устанавливают положения ГОСТа 24737-81. Диапазон изменения отображенных на чертеже параметров выглядит следующим образом:

resba trapeciidlnaya.jpg

диаметр резьбы номинальный 8 ≤ d ≤ 640;
шаг резьбы 1,5 ≤ Р ≤ 48;
диаметр резьбы: внешний 8,3 ≤ D₄ ≤ 642; внутренний: 6,2 ≤ d₃≤ 614 ;6,5 ≤ D₁≤ 616; средний (параметр d₂ такой же, как и D₂). Пределы изменений – от 7,25 до 628.

Механические свойства

В число важнейших механических свойств крепежных деталей входят их прочностные характеристики. Речь идет, прежде всего, об устойчивости к воздействию нагрузок, работающих на растяжение/разрыв, а также о твердости рабочей поверхности. Требования к этим качествам устанавливают нормы ГОСТа P ИCO 898-1-2011. Численные значения рассматриваемых показателей в зависимости от класса прочности крепежа представлены в таблице.

Класс прочности	Граница прочности на растяжение, МПа	Твердость, определяемая по методике Роквелла, НRС		Твердость, определяемая по методике Роквелла, НRВ		Твердость, определяемая по методике Бринелля, НВW		Твердость, определяемая по методике Виккерса, НV
Класс прочности	Граница прочности на растяжение, МПа	@	@@	@	@@	@	@@	@	@@
12.9	1200	44	39	-----	-----	414	366	435	385
10.9	1000	39	32			361	304	380	320
9.8^*	900	37	28			342	276	360	290
8.8^**	800	34	23			318	242	335	255
8.8^*	800	32	22			304	238	320	250
6.8	600	-----	-----	99,5	89	238	181	250	190
5.8	500			95,5^а	82	209^а	152	220^а	160
5.6	500				79		147		155
4.8	400				71		124		130
4.6	400				67		114		120

В таблице приняты такие обозначения:

«*» – диаметр стержня до 16 мм включительно;
«**» – диаметр стержня превышает 16 мм;
«@» – не больше;
«@@» – не меньше;
«а» – показатель твердости, измеряемой на торцах резьбовых стержней крепежных элементов, не должен превышать 99,5 НRВ, 238 НВ либо 20НV.

Покрытия

Нормы ГОСТа 1759.0-87 устанавливают широкий перечень покрытий (точнее – 13 позиций), которые могут наноситься на поверхность крепежных деталей. Это такие, как просто цинковое и цинковое хроматированное, многослойное Сu-Nі (медь-никель), оловянное (на основе элемента Sn), серебряное (Ag) и т.д.

А технические требования к качеству самих покрытий прописаны в Государственном стандарте № 9301, принятом в 1986 году. Для примера приведем лишь некоторые формулировки.

В категорию брака не выводятся изделия, на поверхности защитного слоя которых имеются:

блестящие небольшие по площади участки и риски, образовавшиеся в результате соприкосновения с измерительными устройствами и от нанесенных другими деталями ударов в ходе технологического процесса нанесения покрытий в барабанах и в других приспособлениях;
следы, оставленные потеками растворов во время фосфатирования и хроматирования поверхности. Но там не должно быть остатков солей;
пятна либо полосы (как темные, так и светлые) в пазах/отверстиях, доступ к которым для осуществления зачистки затруднен. Это же касается и вогнутых фрагментов крепежных элементов, имеющих сложную конфигурацию;
несущественная волнистость защитного слоя, образовавшаяся в результате процедуры вытяжки, обнаруженная после проведения травления.

Отдельно оговорено, что технологический процесс формирования покрытия должен обеспечить прочное сцепление этого слоя с металлом основы.

Заключение

Чтобы корректно подобрать вид крепежных деталей, необходимо принимать во внимание различные факторы. Так, для монтажа массивных конструкций в строительной отрасли широко применяются анкеры. Сопряжение деревянных элементов осуществляется посредством, преимущественно, гвоздей и резьбового стержневого крепежа. Использование деталей с витками нарезки позволяет создать разъемное соединение. Для получения неразъемной фиксации применяются заклепки.

Товары каталога:

	Болт дорожный ГОСТ 7802, DIN 603
	Винт-стяжка (винт конфирмат) BY 015 мебельный
	Гайка ГОСТ 5915, ГОСТ 5927, DIN 934 класс прочности 8.0
	Гайка ГОСТ 5915, ГОСТ 5927, DIN 934, ГОСТ 15526 класс прочности 6.0
	Гайка высокопрочная ГОСТ Р52645-2006, ГОСТ 22354-77. Класс прочности 10.9, 11.0 ХЛ