Класс прочности болтов 5.8 и 8.8: маркировка, гайки и затяжка

Маркировка 5.8 или 8.8 помогает выбрать болт по механическим свойствам. Однако по двум цифрам нельзя определить, сколько кабеля выдержит собранный подвес. Номинальное временное сопротивление у этих классов — соответственно 500 и 800 МПа; это характеристики крепежа, а не всей конструкции. В соединении лотков результат зависит и от листового металла, и от отверстий, и от установленных гаек и шайб.

При комплектации кабельной трассы важно заказать не просто «оцинкованный болт М10», а крепёж с определёнными размерами, классом и документами на поставку. Ни повышенный класс, ни более сильная затяжка сами по себе не заменяют проверку соединения. Ниже разберём обозначения и покажем, какие данные нужны для обоснованного выбора.

Что означает класс прочности болта

Начнём с крепежа из углеродистой либо легированной стали. Его механические свойства нормирует ГОСТ ISO 898-1-2014: документ охватывает болты, винты и шпильки в установленной области применения. Обозначение класса читают по двум частям. До точки записан множитель для номинального временного сопротивления, после точки — число, характеризующее отношение номинального показателя текучести к этому сопротивлению. Напряжение выражают в МПа: 1 МПа равен 1 Н/мм². Не смешивайте его с массой в килограммах или силой в килоньютонах — для перехода к усилию нужны площадь сечения и расчётная схема.

Для 5.8: ; ; . Для 8.8: ; . Так расшифровывают цифры на изделии. Требования к результатам испытаний ищут уже в соответствующей строке стандарта: здесь существенны размер и исполнение проверяемой детали.

В заявке на крепёж стоит разделить четыре параметра. Обозначение DIN 933 описывает исполнение болта: шестигранная головка, полная резьба. Нужный класс указывают дополнительно. Слово «оцинкованный» относится к поверхности, но ничего не говорит о сопротивлении разрушению. Даже известная марка стали ещё не подтверждает свойства готовой детали: они зависят от её изготовления и обработки.

Таблица классов прочности: номинальные значения и требования ГОСТ

В таблице приведены показатели для расшифровки обозначений. Они не являются ни допускаемыми напряжениями, ни гарантией несущей способности крепления лотка.

Номинальный показатель здесь — обобщённое обозначение: в ГОСТ различают нижний предел текучести, условный предел при заданной остаточной деформации и расчётное напряжение для определения пробной нагрузки. Эти характеристики нельзя считать одним и тем же испытанием.

Разницу удобно показать на 5.8. Из маркировки мы получили 500 МПа, тогда как требуемый минимум при испытании — 520 МПа: он приведён в таблице 3 ГОСТ ISO 898-1-2014. У 8.8 значение меняется с размером: при диаметре не больше 16 мм оно составляет 800 МПа, свыше 16 мм — 830 МПа. Отдельное примечание касается конструкционных болтов. Следовательно, расшифровку класса и нормативное требование к конкретному изделию нельзя подменять друг другом.

Для классов 4.8, 5.8 и 6.8 стандарт отдельно оговаривает расчётный характер напряжения при остаточной деформации 0,0048d, используемого для определения пробной нагрузки. Из расшифровки 5.8 нельзя сделать вывод, что в протоколе испытаний обязательно измерен предел текучести ровно 400 МПа.

Чем болт 8.8 отличается от 5.8

Если сравнить только номинальное временное сопротивление, отношение 800 к 500 даст 1,6. Переносить эту пропорцию на нагрузку подвеса нельзя. Допустим, первым повреждается тонкий лист у отверстия или крепление к основанию. Болт другого класса оставит эту слабую часть на месте: узел всё равно придётся проверять целиком.

Класс выбирают по расчёту и документации узла. Для болтов DIN 933 и резьбовых шпилек, представленных в утверждённой номенклатуре ТМ Групп, указан класс 5.8; у обычных шестигранных гаек DIN 934 — класс 6. Это характеристики конкретного ассортимента, а не разрешение применять такой комплект в любом соединении. Если в проекте требуется 8.8, поставку с нужным классом согласуют отдельно: незаметно заменить его на 5.8 нельзя.

Выбирать максимальный класс «с запасом» тоже неверно. Крепёж должен соответствовать требуемому преднатягу, условиям эксплуатации, покрытию и способу стопорения. Повышенный класс не делает повреждённую резьбу исправной и не компенсирует неверную геометрию узла.

Пример позиции этого ассортимента — оцинкованный болт М10×30 с полной резьбой. Для поставки сверяют класс прочности и документы партии; размер М10×30 не заменяет расчёт соединения.

Какую нагрузку выдерживает болт М10

Без схемы соединения нельзя назвать одну допустимую нагрузку для всех болтов М10. Тем не менее нормативное сравнение помогает увидеть разницу между классами.

Для М10 с крупным шагом 1,5 мм номинальная площадь расчётного сечения резьбы As составляет 58,0 мм². В таблице 4 ГОСТ ISO 898-1-2014 указаны минимальные разрушающие силы при растяжении для крепежа с полной нагрузочной способностью:

Это не рабочая нагрузка и не разрешение подвешивать соответствующую массу на один болт. В эксплуатации учитывают расчётную схему, преднатяг, сочетание растяжения и среза, запас по принятой методике, динамику, состояние резьбы и остальные детали соединения. Значения этой таблицы также нельзя без проверки переносить на крепёж с уменьшенной нагрузочной способностью или с увеличенным допуском резьбы под горячее цинкование.

Площадь резьбового сечения меньше площади гладкого стержня того же наружного диаметра. Поэтому расчёт через окружность диаметром 10 мм даст неверное сравнение для разрушения по резьбе. Если нужен подбор подвеса по нагрузке, исходными данными должны быть усилия в его деталях, а не только масса кабеля на всей трассе.

Чтобы перейти от массы кабелей к выбору пролёта и опор, нужно отдельно проверить лоток и систему крепления. Разбор этих величин — в статье Какую нагрузку выдерживает кабельный лоток: БРН и пролёт.

Маркировка: что проверять на головке и в документах

Порог обязательной маркировки для шестигранного болта в рассматриваемых требованиях ГОСТ ISO 898-1-2014 — номинальный диаметр резьбы 5 мм. Начиная с этого размера проверяют два обозначения: кто изготовил изделие и к какому классу оно относится. Для 5.8 исключения по одному лишь классу нет. Цифры и знак изготовителя могут выступать над поверхностью либо быть углублены; точку между цифрами стандарт разрешает не наносить.

Отсутствие обозначения на шестигранном болте М10 — повод проверить поставку, а не основание автоматически записать ему класс 4.8. Для крепежа меньшего диаметра, шпилек и специальных головок действуют свои условия маркировки. На шпильке нет головки, поэтому порядок идентификации по торцу, упаковке и сопроводительным документам проверяют отдельно.

У изделий с уменьшенной нагрузочной способностью перед классом может стоять ноль, например 08.8. Это не тот же крепёж, что 8.8 с полной нагрузочной способностью. Особенно важно не переносить свойства шестигранного болта DIN 933 на любой короткий болт соединительного комплекта лотка: форма головки и конструкция изделия могут отличаться.

При приёмке сопоставляют маркировку, наименование в спецификации, размер и документы на партию. Внешне одинаковые оцинкованные изделия могут иметь разные классы. Цвет покрытия, усилие от руки и стоимость не подтверждают механические свойства.

Как подобрать класс прочности гайки к болту

У обычных гаек из углеродистой и легированной стали класс обозначают целым числом: 5, 6, 8, 9, 10 или 12. Запись «гайка класса 5.8» некорректна для этой системы. Для гайки М10 DIN 934 из номенклатуры ТМ Групп правильно: «Класс прочности: 6».

Для выбора пары «болт — гайка» нужна таблица 2 другого документа — ГОСТ ISO 898-2-2015. Приведённые ниже сочетания относятся к нормальным и высоким гайкам в пределах оговорённых размеров и исполнений. Совпадение цифр само по себе не заменяет проверку этих условий.

Для комплекта из номенклатуры ТМ Групп сочетание 5.8 у болта и 6 у гайки допустимо, если выполнены требования стандарта и самого узла. В проекте с болтом 8.8 ориентируются на гайку класса 8, но также проверяют её исполнение. Нужно убедиться, что высота гайки, резьба и длина зацепления отвечают условиям соединения, а не ограничиться сверкой одного числа.

Обозначения 04 и 05 сохраняют начальный ноль: так выделяют низкие гайки с уменьшенной нагрузочной способностью, а не обычные классы 4 или 5. Использовать такую деталь вместо несущей гайки без проверки нельзя. При наращивании шпильки отдельно подбирают соединительную гайку, длину вворачивания и устройство стыка. Если применяется самоконтрящаяся гайка, её особенности учитывают при затяжке.

Сочетание разных обозначений у болта и гайки не является ошибкой само по себе: 5.8 и 6 — разные системы записи. Ошибка — поставить неподходящую деталь или заменить согласованный комплект без проверки. Для шайбы класс болта тоже не служит автоматическим подтверждением пригодности: проверяют её размеры и необходимые свойства.

Момент затяжки: почему одной таблицы по диаметру недостаточно

Момент затяжки болта создаёт усилие, которое стягивает детали между собой. Это усилие называют преднатягом.

Одного диаметра болта и класса прочности недостаточно, чтобы определить правильный момент затяжки. Важно учитывать трение в резьбе и под головкой болта. На него влияют покрытие болта, наличие смазки и состояние соединяемых деталей.

Поэтому одинаковые болты при одном и том же моменте затяжки могут создавать разное усилие стягивания. При выборе момента нужно учитывать условия затяжки, а не ориентироваться только на размер и класс прочности болта.

Если смазка снижает трение, при неизменном моменте преднатяг может увеличиться. Поэтому рекомендация «смажьте резьбу и затяните по прежней таблице» опасна. Ржавчина, напротив, может создавать большое сопротивление вращению без достаточного стягивания деталей. Показание ключа само по себе не доказывает, что соединение собрано правильно.

Расчётный пример моментов для 5.8 и 8.8 — не монтажная инструкция

Таблица ниже показывает арифметику одной условной модели. Принято K = 0,20, крупный шаг резьбы и условное осевое напряжение 280 МПа для колонки 5.8 либо 448 МПа для 8.8 — то есть 70% номинальных 400 и 640 МПа из расшифровки класса. Эти допущения не являются требованием ГОСТ или рекомендацией ТМ Групп по затяжке. Реальное допускаемое напряжение и нужный преднатяг по ним не назначают.

Для болта М10 класса прочности 5.8 расчётный момент затяжки составляет 32,5 Н·м после округления. Расчёт выполнен по выбранной модели с использованием значений площади поперечного сечения резьбы из ГОСТ ISO 898-1-2014. Моменты рассчитаны по указанной модели, а не взяты из протокола испытаний или инструкции конкретной кабеленесущей системы.

Не используйте эту таблицу как настройку ключа при монтаже. Рабочий момент берут из проекта, инструкции изготовителя узла или согласованного расчёта для фактического крепежа, трения и соединяемых деталей. Если таких данных нет, их нужно определить до сборки, а не выбирать число из первой найденной таблицы. ГОСТ ISO 898-1-2014 нормирует механические свойства; универсальных монтажных моментов для всех соединений он не устанавливает.

Болт, шайба и тонколистовой лоток: проверять нужно весь узел

В соединении лотков или монтажных профилей ограничивающим элементом нередко становится не болт, а соединяемая деталь. Проверяют смятие металла под головкой или шайбой, состояние отверстия, расстояния до кромок и возможность вырыва. Для подвеса дополнительно важны шпилька, траверса, крепление к основанию и распределение усилий между точками.

Шайба распределяет контактное усилие, но её нельзя считать универсальным усилением. Увеличенная шайба не исправляет неправильное отверстие и не заменяет проверку толщины и прочности листа. Если отверстие овальное или узел допускает перемещение, оценивают именно эту конструкцию, а не только площадь шайбы.

Длину болта выбирают по суммарной толщине пакета, шайбам, гайке и необходимому зацеплению резьбы. При этом проверяют, чтобы головка и выступающий конец не повреждали оболочку кабеля. Количество крепежа и расположение соединителей принимают по документации серии лотка. Универсальный шестигранный болт нельзя произвольно поставить вместо специального соединительного комплекта, даже при совпадении диаметра.

Преднатяг помогает удерживать соединение, но не является гарантией от самоотвинчивания при любых вибрациях. Если проект требует стопорения, используют предусмотренный способ. После сборки проверяют комплектность, положение деталей и выполненную затяжку; дальнейший контроль проводят в порядке, установленном для объекта.

Как расположить стыки, опоры и крепёж кабельной трассы, рассматриваем в статье Монтаж кабельных лотков. Эту последовательность нужно согласовать с документацией конкретной серии, а не менять только из-за выбранного класса болта.

Нержавеющий крепёж и покрытие: отдельные требования

Обозначения A2-70 и A4-70 относятся к другой системе — коррозионно-стойкому крепежу по ГОСТ ISO 3506-1-2014. A2 или A4 указывает группу стали, 70 — класс с минимальным временным сопротивлением 700 МПа. Его нельзя читать по формуле 5.8/8.8 и нельзя автоматически считать эквивалентом 8.8. При замене учитывают механические свойства, рабочую среду, совместимость материалов и условия затяжки.

Для углеродистой стали защиту выбирают отдельно от класса. Обычное указание «цинк» ещё не определяет способ нанесения, толщину и коэффициенты трения. Горячее цинкование крепежа погружением требует проверки совместимости резьбовых деталей и применимых допусков. Для высокопрочного крепежа также учитывают ограничения технологии обработки и покрытия; самостоятельно наносить новое покрытие на согласованный комплект без проверки нельзя.

Если изделие входит в сертифицированную конструкцию или систему, замена материала, покрытия, гайки либо самого болта должна соответствовать документации этой конструкции. Более прочная или более коррозионно-стойкая деталь не делает такую замену автоматически допустимой.

Комплектация крепежа ТМ Групп и документы

В номенклатуре ТМ Групп представлены болты DIN 933, резьбовые шпильки, гайки, шайбы и соединительные комплекты для лотков. По спецификации подбирают не только отдельный метиз, но и сопрягаемые детали: резьбу, длину, шайбу, гайку и исполнение для условий объекта. Наличие позиции в каталоге не означает, что любой класс и покрытие доступны на складе; требования поставки согласуют при заказе.

Сертификат соответствия № РОСС RU.33218.04ЭТН0.ОС01.01100 относится к кабеленесущим системам ТМ Групп по ТУ 27.33.13-001-43375526-2020. Он полезен при проверке документов на комплект системы, но не заменяет подтверждение класса прочности отдельной партии болтов. Для конкретного крепежа проверяют сведения поставки и документы, предусмотренные спецификацией; сам номер системного сертификата не является протоколом испытаний каждого метиза.

Для подбора отправьте в ТМ Групп требования проекта вместе с перечнем деталей или чертежом узла. Согласуем соответствие номенклатуре, состав комплекта и документы на поставку. Требуемые 8.8, специальную гайку или определённое покрытие лучше сразу выделить в заявке: это помогает избежать пересогласования деталей во время монтажа.

Вопросы о классе прочности и затяжке