Закладной болт - один из важнейших элементов в строительстве и промышленности. От его прочности и надежности зависит безопасность конструкций. В статье мы подробно разберем, что представляет собой закладной болт, его особенности и технические характеристики.
Назначение и области применения закладного болта
Закладной болт - это разновидность болта, который заделывается в бетон или другие строительные конструкции при их изготовлении. Основное отличие закладного болта от обычного - наличие анкерной части, которая заделывается в материал.
Основные области применения закладных болтов:
- Мостостроение - крепление опор мостов, путепроводов
- Фундаменты зданий и сооружений - соединение колонн и балок с фундаментом
- Опоры линий электропередач - крепление траверс
- Железнодорожный транспорт - рельсовые скрепления
- Металлоконструкции - соединение балок и ферм
По сравнению с другими видами крепежа, закладные болты обладают следующими преимуществами:
- Высокая прочность и надежность соединения
- Удобство монтажа и демонтажа конструкций
- Возможность предварительной установки в изделия
- Экономия времени при сборке конструкций
Существуют следующие конструктивные исполнения закладных болтов:
- Прямые
- С изогнутым стержнем
- Клеммные
- С распорным конусом
- С анкерной планкой
Материалы для изготовления закладных болтов
Основным материалом для изготовления закладных болтов является сталь. Наиболее часто применяются следующие марки:
- Сталь 20 - хорошо сваривается, пластичная, дешевая
- Сталь 35 - повышенная прочность, для ответственных конструкций
- 40Х - высокопрочная легированная сталь
- 30ХГСА - коррозионно-стойкая сталь для агрессивных сред
Материал закладного болта влияет на его характеристики:
- Предел прочности при растяжении
- Предел текучести
- Ударная вязкость
- Сопротивление коррозии
Для повышения прочности болты подвергают термической обработке - закалке и отпуску. Это повышает предел текучести и временное сопротивление.
Для защиты от коррозии на болты наносят различные покрытия: оцинкование, никелирование, кадмирование, пассивирование.
Классы прочности и маркировка закладных болтов
Класс прочности закладных болтов определяется маркировкой на головке, например 5.6, 8.8, 10.9.
Первая цифра - минимальный предел текучести в сотнях МПа.
Вторая цифра - минимальное временное сопротивление в сотнях МПа.
Таким образом:
- 4.6 - предел текучести 400 МПа, временное сопротивление 600 МПа
- 8.8 - предел текучести 800 МПа, временное сопротивление 1000 МПа
Стандартные классы прочности закладных болтов:
- 4.6 - низкий класс прочности
- 5.8 - средний класс прочности
- 8.8 - высокий класс прочности
- 10.9 - особо высокий класс прочности
Чем выше класс прочности, тем большие нагрузки может выдержать болт, но стоимость его выше.
Класс прочности выбирается исходя из условий эксплуатации конструкции и требуемых нагрузок на болт.
Резьба закладных болтов
Закладные болты изготавливаются с различными типами резьбы:
- Метрическая резьба по ГОСТ 8724
- Трапецеидальная резьба по ГОСТ 9150
- Дюймовая резьба по ГОСТ 9389
Основные параметры резьбы:
- Шаг - расстояние между соседними витками
- Профиль - форма витка в поперечном сечении
- Допуски - отклонения по размерам резьбы
От типа резьбы зависит прочность резьбового соединения. Например, трапецеидальная резьба обеспечивает большее сцепление, чем метрическая.
Качество резьбы закладных болтов регламентируется ГОСТами и техническими условиями. Контроль качества включает проверку размеров, шага, формы профиля.
Размеры и моменты затяжки закладных болтов
Стандартные размеры закладных болтов по диаметру: М6, М8, М10, М12, М16, М20, М24, М27, М30.
Длина подбирается исходя из толщины соединяемых элементов. Типовые длины от 30 до 200 мм.
Момент затяжки выбирается так, чтобы обеспечить оптимальную нагрузку на болт при эксплуатации конструкции.
При недостаточной затяжке возможно ослабление соединения, при чрезмерной - повреждение резьбы или разрушение болта.
Для контроля моментов затяжки используются динамометрические ключи, а также тарированные гаечные ключи.
Монтаж закладных болтов
Перед монтажом закладных болтов необходимо тщательно подготовить поверхности:
- Очистить от грязи, пыли, масел
- Устранить неровности, сколы
- Обработать грунтовкой для лучшего сцепления
Болты в бетоне закрепляются с помощью анкерных деталей, клеев или раствора. В металле - прихваткой, сваркой или клеями.
Для установки болтов применяются электро- и пневмоинструмент, ключи, отвесы, уровни.
Последовательность затяжки: крест-накрест с постепенным увеличением усилия. Контроль осуществляется визуально, по крутящему моменту, углу поворота.
болт закладной в сборе
Закладной болт часто используется в виде предварительно собранного крепежного узла - болта закладного в сборе.
В сборный комплект помимо самого болта входят:
- Гайка
- Шайба
- Шплинт
- Втулка
- Анкер
Использование болта закладного в сборе упрощает монтаж, экономит время, гарантирует качество соединения.
болт закладной м22х175
Один из наиболее распространенных типоразмеров закладных болтов - М22х175 мм. Применяется в различных отраслях:
- Мостостроение
- Фундаментостроение
- Железнодорожный транспорт
Изготавливается из стали марок 25, 30, 35. Класс прочности 5.6, 8.8. Имеет метрическую резьбу. Применяются с гайками, шайбами, втулками.
Обеспечивает высокую нагрузочную способность, надежность, долговечность крепежных узлов.
вес закладного болта
Вес закладного болта зависит от его диаметра, длины, материала и наличия покрытия. Например:
- Болт М10 длиной 50 мм из стали 35 - ~95 г
- Болт М16 длиной 80 мм из стали 40Х - ~190 г
- Болт М22 длиной 175 мм из стали 25 - ~620 г
Для расчета веса болта можно использовать формулу:
m = π * d^2 * l * ρ / 4
где:
- m - масса болта, г
- d - диаметр болта, мм
- l - длина болта, мм
- ρ - плотность материала, г/см3
Зная точный вес, можно рассчитать необходимое количество болтов для объекта и транспортные расходы.
Эксплуатация и обслуживание закладных болтов
В процессе эксплуатации необходим регулярный контроль состояния закладных болтов и резьбовых соединений на них.
Проводится визуальный осмотр на наличие коррозии, трещин, срывов резьбы. Проверяется затяжка болтовых соединений.
Критериями для замены закладного болта могут быть:
- Ослабление затяжки более чем на 1/3 момента
- Наличие трещин в болте или резьбе
- Сквозная коррозия стержня болта
Рекомендуется регулярно подтягивать закладные болты и смазывать резьбу.
Способы удаления заклинивших закладных болтов
Если закладной болт заклинило и его невозможно открутить, можно воспользоваться такими способами:
- Применить ключ с большим плечом или удлинитель для увеличения крутящего момента
- Воспользоваться специальным съемником для болтов
- Нагреть болт для расширения металла
- Охладить болт жидким азотом для сжатия металла
Если головка болта сорвана, его можно высверлить специальным сверлом.
Ремонт резьбы закладных болтов
При повреждении резьбы закладного болта или гайки можно выполнить ремонт:
- Нарезать резьбу повышенного размера и установить ремонтную втулку
- Применить присадочную резьбу
- Восстановить резьбу наращиванием или накаткой
Для восстановления резьбы используются специальные метчики, плашки, накатники.
Усиление ослабленных болтовых соединений
Если произошло ослабление закладного болта, рекомендуются следующие способы усиления:
- Установка дополнительных болтов
- Увеличение диаметра болтов
- Установка накладок, обойм, хомутов
- Инъекция полимерных составов в пазы
- Предварительный натяг болтов
Выбор способа усиления зависит от конструктивных особенностей узла и характера нагружения.
Техника безопасности при работе с закладными болтами
При монтаже и эксплуатации закладных болтов следует соблюдать меры безопасности:
- Использовать средства индивидуальной защиты
- Проверять исправность инструмента
- Не превышать допустимые моменты затяжки
- Исключить нахождение людей в зоне монтажа
- Соблюдать правила электробезопасности при работе с электроинструментом
Соблюдение правил техники безопасности позволит избежать травм и аварийных ситуаций.
