Материалы, классы прочности резьбовых деталей, допускаемые напряжения

Основной материал резьбовых деталей — конструкционные и легированные стали. При выборе материала учитывают харак­тер нагрузки (статическая или переменная), способ изготовле­ния и объем производства. Например, крепежные детали общего назначения изготовляют из низко- и среднеуглеродистых сталей типа сталь 10 - сталь 35. Такие стали обладают высокой пла­стичностью и применяются в серийном производстве при хо­лодной высадке или штамповке заготовок для резьбовых изде­лий с последующей накаткой резьбы. Легированные стали (например, 35Х, 30ХГСА) применяют для изготовления высоконагруженных деталей, работающих при переменных и ударных нагрузках.

Холодное деформирование материала существенно меняет его механические характеристики (повышает прочность и снижа­ет пластичность). При этом в зависимости от степени наклепа резьбовые детали, выполненные из разных материалов, могут иметь близкие механические характеристики. Это позволило при разработке стандарта на резьбовые детали (ГОСТ 1759-82) сгруппировать их с учетом механических характеристик по клас­сам прочности. В качестве примера в табл. 1.1 приведены некото­рые классы прочности винтов и гаек и соответствующие им ме­ханические характеристики и марки стали.

Таблица 1.1

Механические характеристики материалов резьбовых деталей

Класс прочности	в, МПа	т, МПа	Марка стали
Винт	Гайка
3.6		300-400		СтЗ; 10
4.6		400-550
5.6		500-700		30; 35
6.6		600-800		35; 45;40Г
8.8		800-1000		35Х; 38ХА; 45Г
10.9		1000-1200		40Г2; 40Х; ЗОХГСА

Стальные винты и шпильки в соответствии с ГОСТ 1759-82 изготовляют 11 классов прочности. Класс прочности обозначают двумя числами, например 5.8. Первое число, умноженное на 100, указывает минимальное значение временного сопротивления (МПа), а их произведение, умноженное на 10, приближенно соот­ветствует пределу текучести. В данном случае _в = 500 МПа, _т = 400 МПа.

Допускаемые напряжения [ ]_р при действии на резьбовое

соединение постоянной нагрузки выбирают в зависимости от предела текучести _т материала винта (болта):

[ ]_р = _т / S

где S — коэффициент запаса, принимаемый равным 1,5...2,5. Меньшие значения S применяют при контроле силы затяжки с

помощью динамометрических ключей или ключей предельного момента и повышенной точности расчета. Для винтов малых диа­метров (d < 16 мм) при отсутствии контроля силы затяжки верх­ний предел запаса прочности увеличивают до 5, поскольку сила затяжки в этом случае определяется квалификацией рабочего и может быть существенно повышена по сравнению с расчетной.