Болты - неотъемлемая часть любой конструкции. При выборе крепежа важно учитывать множество параметров, одним из ключевых является вес. Давайте разберемся, почему вес болта М16 играет важную роль и от чего он зависит.
Значение веса болта М16 при проектировании и эксплуатации
Вес болта М16 напрямую влияет на его прочностные характеристики. Чем выше плотность материала, из которого изготовлен болт, тем он прочнее. Например, стальной болт выдерживает гораздо большие нагрузки по сравнению с титановым при прочих равных условиях.
Для стальных болтов М16 предел прочности на разрыв составляет:
- 5.8 класс - не менее 380 Н/мм2;
- 8.8 класс - не менее 640 Н/мм2.
Таким образом, болты 8.8 класса в 1,5-2 раза прочнее. Это достигается за счет дополнительной термообработки, которая незначительно увеличивает вес готового изделия.
При конструировании ответственных узлов и агрегатов важно учитывать допустимые нагрузки на крепеж и подбирать болты необходимого веса и плотности материала.
Кроме того, за счет увеличения размеров или использования более плотного материала можно скомпенсировать дополнительные нагрузки:
- В вибрационно-нагруженных конструкциях;
- При сейсмических воздействиях;
- В несущих металлоконструкциях зданий и сооружений.
Так, согласно СП 14.13330.2018 для сейсмоопасных районов рекомендуется применять болты с увеличенным диаметром или из более прочных и тяжелых материалов.
Основные факторы, влияющие на вес болта М16
Основные характеристики, от которых зависит вес готового болта М16:
- Материал и его плотность;
- Размеры болта;
- Класс прочности.
Рассмотрим подробнее каждый из этих факторов.
Материал и его плотность
Чаще всего для изготовления болтов применяют сталь, реже - латунь, нержавеющую сталь или титановые сплавы. В таблице приведены значения плотности наиболее распространенных материалов.
| Материал | Плотность, г/см3 |
| Сталь | 7,8-7,9 |
| Нержавейка | 7,7-8,1 |
| Латунь | 8,4-8,7 |
| Титан ВТ1-0 | 4,5 |
Из таблицы видно, что чем выше плотность материала, тем больше вес болта одинакового размера. При прочих равных характеристиках стальной болт М16 будет легче титанового на 40-50%.
Помимо базового материала на вес болта влияет наличие дополнительных антикоррозионных покрытий. Например, вес болта м16 с цинковым покрытием увеличивается на 3-7% по сравнению с непокрытым.
Размеры болта
С увеличением длины болта его вес пропорционально возрастает. При одинаковой длине резьбы на вес также влияет общая длина изделия.
На рисунке представлены основные размеры болта с полукруглой головкой.
Формула для приблизительного расчета веса болта:
m = π × (d / 2)2 × l × ρ
где:
- m - масса болта, кг;
- d - диаметр болта, мм;
- l - длина болта, мм;
- ρ - плотность материала, кг/м3.
Из формулы следует, что при увеличении диаметра болта его вес возрастает пропорционально квадрату диаметра. А с увеличением длины - линейно.
Таким образом, для облегчения веса болтов целесообразно выбирать минимально необходимый диаметр и оптимальное соотношение размеров под конкретные условия эксплуатации.
Класс прочности
Помимо геометрических размеров, на вес готового болта влияют его механические свойства, которые определяются классом прочности.
Маркировка класса прочности обычно наносится на головку болта в виде цифрового обозначения. Например, 5.8, 8.8 или 12.9.
Чем выше класс прочности, тем выше предел текучести и временное сопротивление материала. Это достигается за счет проведения дополнительной термической обработки заготовок.
Однако термообработка незначительно увеличивает плотность и, следовательно, вес готового вес болта м16 70 изделия по сравнению с низкопрочными аналогами.
