Болты с шестигранной головкой и фланцем: размеры и посадка опорной поверхности

У болта с шестигранной головкой и фланцем шестигранник и круглый фланец выполнены заодно. Фланец расширяет опору под головкой, но одного его наружного диаметра недостаточно, чтобы судить о правильной посадке. Важны вход отверстия, переход от головки к стержню и поверхность ответной детали.

При согласовании чертежа или запроса поставщику стоит определить не только резьбу и длину, но и место предполагаемого контакта. Шайба, покрытие и смазка также входят в условия работы соединения.

Не путать наружный диаметр с диаметром опоры

На чертеже d обозначает номинальный диаметр резьбы, s — размер шестигранника под ключ. Наружный диаметр фланца d_c и диаметр опорной поверхности d_w относятся к разным элементам. Максимальные и минимальные значения нужно читать вместе с соответствующими обозначениями. Наибольший наружный размер не равен автоматически диаметру всей плоской опоры. [1]

Обозначения размеров · развернуть или свернуть

Номер и редакция стандарта тоже существенны. В открытом названии ISO 4162:2012 отдельно указаны класс точности изделия A и требования класса B к элементу для приложения крутящего момента. Это не классы прочности 8.8 или 10.9. Одинаковая резьба и похожая головка сами по себе не подтверждают взаимозаменяемость. [2]

Предусмотреть место для галтели под головкой

Нужно проверить сразу три условия: стержень проходит в отверстие, вход отверстия не мешает подголовочному переходу, а предусмотренная опорная поверхность достигает плоскости детали. Если кромка отверстия первой упирается в галтель, достижение заданного момента на инструменте ещё не доказывает правильную посадку фланца.

Подголовочная зона и деталь с отверстием

Зелёный: намеченная зона опоры

Рассмотрите низ фланца, переход к стержню и вход отверстия. Разнесение служит для обзора, а не показывает процесс затяжки.

В подголовочной зоне: что касается первым и достигает ли плоская опора детали?

Вход отверстия освобождает галтель

В точке ① вокруг галтели есть свободное место. В зоне ② фланец прилегает к плоскости детали.

Кромка первой касается галтели

В точке ① кромка упирается в галтель. В зоне ② наружная опорная часть остаётся приподнятой.

Проход стержня в отверстие не подтверждает свободную галтель и плоский контакт фланца.

Поэтому фаску согласуют с реальным подголовочным контуром. Недостаточное освобождение вызывает натяг в нежелательном месте; увеличение фаски расширяет и отверстие на поверхности. Диаметр, фаску и позиционные допуски определяют по проекту соединения и принятому стандарту, а не по универсальной прибавке к номинальному диаметру болта.

Больше отверстие — меньше оставшаяся опора

Для идеального соосного соединения с полным плоским контактом опорную зону можно представить кольцом. При неизменной наружной границе увеличение отверстия уменьшает оставшуюся площадь проекции. Деление нагрузки на площадь даёт среднее давление, но не реальное распределение контактных давлений.

Сохраним наружную границу и сравним опору после увеличения отверстия.

Меньшее отверстие

Пунктир фиксирует наружную границу; меньшее отверстие оставляет более широкое зелёное кольцо.

Большее отверстие

Наружная граница та же; при большем отверстии зелёное кольцо становится уже.

В материалах Bossard среди факторов давления под головкой названы материал, состояние после изготовления, обработка поверхности и температура. Широкий фланец способен распределять нагрузку, однако не гарантирует отсутствия вмятин на тонких, мягких или покрытых деталях и не разрешает автоматически повышать допустимое усилие предварительной затяжки. [3]

Проверять готовую геометрию по её функции

Болты изготавливают холодной формовкой, горячей ковкой или механической обработкой; наружную резьбу накатывают либо нарезают. Маршрут зависит от материала, размеров, формы и требований. Публикация производителя о конкретном фланцевом болте описывает его процесс, а не обязательную технологию для всех изделий и не фактические возможности завода Wohe. [4]

Для посадки важны контур фланца, форма и состояние опорной поверхности, подголовочный переход, стержень и резьба. Заусенцы и местные выступы могут нарушать контакт. Размеры, геометрические требования, поверхностные дефекты и механические свойства оценивают по соответствующим критериям чертежа и стандарта. Измерение наружного диаметра или пробная сборка не заменяют остальные проверки.

Подрезанная кромка подтверждает контур, но не плоское прилегание. Свободное завинчивание резьбы также не определяет давление под головкой или предварительную затяжку соединения. Каждую точку контроля полезно связывать с её рабочей функцией.

Рассматривать шайбу и затяжку в одной системе

Необходимость шайбы зависит от поверхности детали, формы отверстия и способа стопорения. Название «болт с фланцем» не говорит, гладкая у него опорная поверхность или зубчатая. Сам фланец не обеспечивает универсальной защиты от самоотвинчивания.

Nord-Lock даёт рекомендации по сочетанию собственных клиновых стопорных шайб, фланцевого крепежа и шайб увеличенного наружного диаметра для больших и продолговатых отверстий, а также мягких опорных поверхностей. Эти указания ограничены конкретной системой; из них не следует, что шайба всегда нужна или всегда может быть исключена. [5]

Трение в резьбе и под головкой влияет на связь момента с усилием предварительной затяжки. При смене шайбы, покрытия или смазки эту связь пересматривают. Если условия неизвестны, переносить значения из общей таблицы моментов без проверки не следует. [6] [7]

В запросе Wohe Fastener укажите стандарт и размер болта, приложите чертёж отверстия и фаски, материал и толщину детали, покрытие, схему шайб и требования к сборке. Каталог болтов помогает выбрать тип изделия; посадку и условия затяжки согласуют по полному чертежу соединения.