Для обеспечения безопасности и надежности крайне важно выбрать правильный класс и правильную установку, чтобы гарантировать вашу безопасность при работе с машиной.
Основные марки болтов и винтов, изготовленных из стали дюймового и метрического сечения, приведены в таблице 1 (см. ниже).
Болты из низкоуглеродистой стали (также известные как болты класса 2 или метрические 5.8) имеют предел прочности на растяжение около 385 МПа. Предел прочности — это нагрузка, которую крепежный элемент может выдержать без каких-либо необратимых деформаций (неизлечимых повреждений). Гарантированная прочность болтов класса 5 составляет 600 МПа, а гарантированная прочность болтов класса 8 — 840 МПа. Следовательно, чем выше класс болта, тем большую нагрузку он может выдержать, оставаясь при этом упругим. После снятия нагрузки высококачественные болты возвращаются к своей первоначальной длине и остаются упругими, в то время как болты низкого качества могут пластифицироваться и необратимо растянуться.
Большинство инженеров используют коэффициент 60% для расчета прочности болта на сдвиг, поэтому это полезное эмпирическое правило для выбора правильного размера и класса прочности на сдвиг. Думаю, справедливо будет сказать, что большинство модифицированных автомобилей перепроектируются с точки зрения размера крепежных элементов, и в большинстве случаев это небезопасно, но в некоторых случаях это может придать им вид грузовика. Меньшие крепежные элементы могут сделать машину более острой, но, как однажды сказал один из моих преподавателей, ни один фермер не купил бы трактор, если бы он был построен на пределе своих возможностей, потому что выглядел бы слишком слабым, чтобы его поднять. Однако в современных автомобилях мы сейчас видим использование креплений меньшего размера – так что выбор за вами! Многие модификаторы используют крепежные элементы с шестигранной головкой класса 8.
После выбора подходящего размера крепежного элемента, выбор марки должен основываться на балансе между прочностью на растяжение, пластичностью и ударной вязкостью. Прочность на растяжение — это предельная прочность материала, из которого изготовлен крепежный элемент. Пластичность — это степень растяжения крепежного элемента до его разрушения. Прочность относится к сопротивлению усталости и способности выдерживать циклические нагрузки.
Таким образом, зная эти факты о физической металлургии, становится проще выбрать подходящий класс болтов.
Для крепления ремня безопасности необходима гибкая пряжка, способная сильно растягиваться до момента разрушения, после чего ударная нагрузка прекращается, и пассажир спасается. Поэтому крепления ремней безопасности относятся к категории «мягких» и не должны заменяться высокопрочными болтами, которые достигают пиковых нагрузок и внезапно выходят из строя. Аналогично, для крыльев, подножек, креплений на перегородке моторного отсека и других менее нагруженных, некритичных элементов можно использовать крепежные элементы класса 2 или неклассифицированные.
Я обнаружил, что крепежные элементы класса 5 (метрические 8.8) подходят практически ко всему остальному на модифицированном автомобиле. Они обладают прочностью на растяжение, сравнимой с болтами класса 8, но не хрупкими. В подвеске они выдерживают циклические нагрузки, а в других областях применения обеспечивают прочность на сдвиг и зажим, не ослабевая из-за пластичности или чрезмерного затягивания.
Для ответственных узлов двигателя, таких как болты головки цилиндров и комплекты дифференциалов, наилучшим выбором являются болты класса 8 с соответствующим моментом затяжки для предварительной нагрузки зажимных соединений и минимальным растяжением болта.
Гайки обычно изготавливаются из низкоуглеродистой или мягкой стали, аналогично болтам класса 2. Как ни странно, длина и резьба гайки определяются таким образом, чтобы болт полностью выдерживал нагрузку. Это означает, что если вы перетянете крепежный элемент, вы часто сначала снимете гайку, оставив болт целым.
При затягивании крепежного элемента в соответствии со спецификацией, создается предварительное натяжение, которое противодействует нагрузке в противоположном направлении, а также нагружает крепежный элемент таким образом, чтобы дополнительная нагрузка не растянула его и не привела к ослаблению.
Правильное затягивание всех крепежных элементов на автомобиле очень важно, но в менее ответственных местах для этого можно использовать опыт и обычные гаечные ключи. Гаечные ключи предназначены для крепежных элементов определенных размеров; чем больше крепежный элемент, тем длиннее будет ключ, чтобы обеспечить правильный крутящий момент при «стандартной» человеческой силе. Все вы помните, как ученик всегда ломает винты на четверть дюйма, пока не поймет, что нужно ослабить винты меньшего размера.
Нейлоновые гайки настолько распространены в конструкциях трамваев, что в значительной степени заменили устаревшие пружинные шайбы. Они особенно хорошо работают в тех случаях, когда вибрация или вращение являются важными факторами, а также когда техническое обслуживание затруднено. Убедитесь, что хотя бы один виток резьбы проходит через гайку для надежного зацепления. Не используйте нейлоновый пластик, если высокая температура расплавит нейлоновые крепежные элементы, и не используйте его слишком часто после более чем двух ослаблений.
Дата публикации: 03.08.2023