Клас міцності шпильки – це стандартизований показник, який говорить про механічні властивості кріпильного виробу. Клас міцності допомагає зрозуміти, наскільки міцний виріб і для яких навантажень він призначений. Також цей показник використовується для болтів і гвинтів. У цій статті розглянемо, що таке клас міцності шпильки, що від нього залежить і як вибрати міцну шпильку під ваші завдання.
Показник класу міцності шпильки складається з двох цифр, розділених крапкою, і кожна цифра має своє значення. Наприклад, шпилька класу міцності 8.8 або шпилька класу міцності 10.9.
Розглянемо більш детально на прикладі шпильки з класом міцності 8.8:
Перша цифра (8): вказує на межу міцності на розрив (тимчасовий опір). Щоб отримати його значення в мегапаскалях (МПа), потрібно помножити першу цифру на 100.
Для класу міцності 8.8: 8×100=800 МПа. Це означає, що шпилька витримує навантаження до 800 МПа, перш ніж відбудеться її руйнування.
Друга цифра (8): вказує на відношення межі плинності до межі міцності, помножене на 10.
Для класу 8.8: щоб знайти межу плинності, потрібно помножити межу міцності (800 МПа) на другу цифру (8) і розділити на 10.
800×8/10 = 640 МПа. Це означає, що шпилька починає необоротно деформуватися (витягуватися або стискатися) при навантаженні 640 МПа. При менших навантаженнях вона повернеться в початковий стан.
Таким чином, щоб вибрати шпильки різьбові, потрібно орієнтуватися, закорема, і на показник міцності.
І все ж для пересічної людини показник міцності в мегапаскалях мало про що говорить. Щоб було простіше, ми можемо перевести це в кілограми сили (кгс), які зрозуміліші, оскільки пов'язані з нашим щоденним досвідом.
Важливо розуміти, що ми не можемо просто перевести МПа в кгс без урахування площі перетину шпильки. Мегапаскалі – це тиск, тобто сила, розподілена на площу. Щоб отримати загальну силу (в кілограмах), потрібно знати цю площу.
Площі перетину шпильок: М6 – 28,3 кв. мм, М8 – 50,3 кв. мм, М10 – 78,5 кв. мм, М12 – 113,1 кв. мм
1 МПа ≈ 0,102 кгс/мм²
Формула для розрахунку навантаження в кілограмах-силах виглядає так:
Навантаження (кгс) = Напруга (МПа) × Площа перетину (мм²) × 0,102
Для прикладу покажемо, яке навантаження витримує шпилька М8 різних класів міцності.
| Клас міцності шпильки | Межа плинності (МПа) (початок розтягнення) | Межа міцності на розрив (МПа) (руйнування) | Навантаження до початку розтягнення (кгс) (приблизно) | Навантаження до руйнування (кгс) (приблизно) |
| 3.6 | 180 Мпа | 300 Мпа | 50.3×180×0.102 ≈ 920 кгс | 50.3×300×0.102 ≈ 1540 кгс |
| 4.6 | 240 Мпа | 400 Мпа | 50.3×240×0.102 ≈ 1230 кгс | 50.3×400×0.10 2≈ 2050 кгс |
| 4.8 | 320 Мпа | 400 Мпа | 50.3×320×0.102 ≈ 1640 кгс | 50.3×400×0.10 2≈ 2050 кгс |
| 5.6 | 300 Мпа | 500 Мпа | 50.3×300×0.102 ≈ 1540 кгс | 50.3×500×0.102 ≈ 2560 кгс |
| 5.8 | 400 Мпа | 500 Мпа | 50.3×400×0.102 ≈ 2050 кгс | 50.3×500×0.102 ≈ 2560 кгс |
| 6.8 | 480 Мпа | 600 Мпа | 50.3×480×0.102 ≈ 2460 кгс | 50.3×600×0.102 ≈ 3080 кгс |
| 8.8 | 640 Мпа | 800 Мпа | 50.3×640×0.102 ≈ 3280 кгс | 50.3×800×0.102 ≈ 4100 кгс |
| 9.8 | 720 Мпа | 900 Мпа | 50.3×720×0.102 ≈ 3690 кгс | 50.3×900×0.102 ≈ 4610 кгс |
| 10.9 | 900 Мпа | 1000 Мпа | 50.3×900×0.102 ≈ 4610 кгс | 50.3×1000×0.102 ≈ 5130 кгс |
| 12.9 | 1080 Мпа | 1200 Мпа | 50.3×1080×0.102 ≈ 5540 кгс | 50.3×1200×0.102 ≈ 6170 кгс |
Коли ми говоримо про класи міцності шпильок 3.6, 4.8, 8.8 і так далі, ці цифри в першу чергу описують поведінку матеріалу при розтягуванні (або стисненні вздовж осі). Саме на такі навантаження шпильки, болти і гвинти спроектовані і використовуються найчастіше – наприклад, коли гайка накручується на шпильку і «стягує» деталі разом.
Як тільки ви прикладаєте бічне навантаження, намагаючись зігнути або зрізати шпильку, її здатність витримувати це навантаження буде значно нижчою, ніж ті тисячі кілограмів, про які ми говорили стосовно розтягування.
Тому, якщо ваше завдання – використовувати шпильку в якості осі, яка буде піддаватися бічним навантаженням або вигину, потрібно вибирати не тільки за класом міцності, але і за іншими параметрами, наприклад, за діаметром (чим товще, тим складніше зігнути) і довжиною (чим коротше, тим складніше зігнути). У деяких випадках для таких завдань використовуються спеціальні осі або вали, а не стандартні шпильки.
Втім, якщо ви не інженер, а просто вибираєте міцну шпильку, всі ці розрахунки вам ні до чого. Ось основні класи міцності шпильок, які зустрічаються на ринку:
Шпилька 3.6: найнижчий клас міцності. Використовується для дуже легких, ненавантажених з'єднань.
Шпилька 4.6: теж низькоміцна. Застосовується для загальних будівельних робіт, де немає значних навантажень (наприклад, легкі дерев'яні конструкції).
Шпилька 4.8: це базовий клас для загальних застосувань, де не потрібно витримувати високі навантаження.
Шпилька 5.6: трохи міцніша, ніж 4.6.
Шпилька 5.8: міцніша, ніж 4.8. Часто використовується для масових з'єднань в машинобудуванні, де необхідна трохи більша міцність, ніж у 4.8.
Шпилька 6.8: ще міцніша, але все ще відноситься до звичайних.
Це кріплення, яке піддається спеціальній термічній обробці (загартуванню і відпуску), що значно підвищує його міцність.
Шпилька 8.8: один з найпоширеніших класів високоміцного кріплення. Широко використовується в машинобудуванні, будівництві, для відповідальних з'єднань, де потрібні середні і високі навантаження.
Шпилька 9.8: ще міцніша, ніж 8.8.
Шпилька 10.9: високоміцне кріплення для дуже відповідальних з'єднань і високих навантажень. Часто застосовується в мостобудуванні, важкому машинобудуванні, для кріплення двигунів та інших критично важливих вузлів.
Шпилька 12.9: найвищий з поширених класів міцності. Використовується для найбільш навантажених і відповідальних з'єднань, де потрібна максимальна міцність і компактність кріплення (наприклад, в підйомній техніці, критичних вузлах машин).
Тепер, коли ви знаєте, що означають таємничі цифри на шпильці, вибір стає набагато простішим. Клас міцності шпильки – це ваш головний орієнтир, що визначає, наскільки надійним і безпечним буде з'єднання.
Не переплачуйте за надмірну міцність там, де вона не потрібна, вибираючи низькоміцні шпильки (3.6 – 6.8) для побутових потреб, легких конструкцій і ненавантажених з'єднань.
І навпаки, ніколи не економте на безпеці, використовуючи високоміцні шпильки (8.8 – 12.9) для відповідальних вузлів, важких машин, мостових конструкцій і всюди, де до з'єднання пред'являються підвищені вимоги.
Всі права захищені © 2000 - 2025
