В обширной промышленной системе такие крепёжные элементы, как болты и гайки, могут показаться незначительными, но именно они – «мышцы и скелет», скрепляющие всё – от мегамостов до смартфонов. В последнее время на нескольких промышленных выставках и отраслевых форумах как в стране, так и за рубежом – вокруг этого «риса промышленности» разворачивается настоящая тихая революция. Глубокая интеграция новых материалов, новых процессов и интеллектуальных технологий выводит эту традиционную отрасль на новый этап качественного развития. Попрощайтесь с «большими, грубыми и неэффективными» болтами: высококачественные болты решают проблемы узких мест Долгое время высокопрочный и прецизионный крепёж, используемый в авиадвигателях, высокоскоростных железных дорогах и крупногабаритном ветроэнергетическом оборудовании, был одним из слабых мест обрабатывающей промышленности моей страны. Теперь ситуация меняется. «Наши новые болты из высокотемпературного сплава успешно применяются в ключевых компонентах отечественных авиадвигателей, достигнув усталостной долговечности более 1500 часов, что соответствует передовым международным стандартам», — заявил Чжан, главный инженер китайского научно-исследовательского института специальных материалов. Эти высококачественные болты должны не только выдерживать экстремальные температуры, давление и вибрации, но и соответствовать самым строгим требованиям к чистоте материала, процессам термообработки и поверхностным покрытиям. В секторе железнодорожного транспорта высокопрочные болты, используемые в тележках высокоскоростных поездов, также полностью заменили отечественные. «Выход из строя одного болта может повлиять на эксплуатационную безопасность всей линии. Благодаря инновационным процессам холодной ковки и цифровому управлению термообработкой мы добились качественного скачка в прочности и стабильности нашей продукции, обеспечив безопасность и надёжность «China Speed»», — пояснил технический директор известной компании по производству крепёжных изделий из Хэбэя. Дебют «умных болтов»: Интернет вещей обеспечивает прогностическое обслуживание Ещё более примечательно то, что технология Интернета вещей (IoT) наделяет болты способностью «чувствовать» и «общаться». На выставке технологий Интернета вещей в Шэньчжэне «умный болт» со встроенными миниатюрными датчиками привлёк значительное внимание. «Традиционное обслуживание оборудования требует от технических специалистов регулярных осмотров и даже разборки оборудования для проверки затяжки болтов. Наши же «умные» болты способны отслеживать собственную предварительную нагрузку, вибрацию и изменения температуры в режиме реального времени, а также передавать данные на облачную платформу по беспроводной сети», — пояснил г-н Ли, менеджер по исследованиям и разработкам. «Когда болты показывают признаки ослабления или риска перегрузки, система выдаёт раннее предупреждение, что позволяет проводить предиктивное обслуживание. Это революционное решение для мониторинга безопасности больших башен ветряных турбин, горнодобывающей техники и мостовых конструкций». Перестановки в отрасли ускоряются: от «войны цен» к «войне ценностей». Столкнувшись с колебаниями цен на сырье и изменениями в международной торговле, китайская индустрия крепёжных изделий переживает глубокую трансформацию. Малые и средние предприятия, ранее полагавшиеся на конкуренцию по низким ценам, сталкиваются с огромным давлением, в то время как предприятия, сосредоточенные на технологических исследованиях и разработках, а также на развитии бренда, открывают новые возможности. «Отрасль переживает серьёзный кризис», — проанализировал эксперт из отделения крепёжных изделий Китайской ассоциации производителей деталей для общего машиностроения. «В будущем конкуренция будет определяться не только тем, кто предлагает самую низкую цену, но и тем, кто может предложить клиентам более безопасные, надёжные и интеллектуальные решения в области крепёжных изделий. От «производства» до «интеллектуального производства» — это порог, который должна преодолеть вся отрасль». Заключение крошечные болты отражают грандиозную трансформацию и модернизацию китайской обрабатывающей промышленности. Они уже не просто металлические детали, соединяющие два компонента, а воплощают инновационные достижения материаловедения, точного производства и цифровых технологий. По мере того, как Китай движется к превращению в промышленную державу, эти «незаметные герои», скрывающиеся в стальных джунглях, молчаливо поддерживают более безопасное, эффективное и интеллектуальное будущее промышленности благодаря своей постоянно развивающейся «жёсткой силе» и «мягкому интеллекту».

1.Основные понятия и функции Болты — это распространённые крепёжные изделия , в которых резьба и гайки используются для прочного соединения двух или более конструктивных элементов в единое целое. Их функция заключается не только в фиксации компонентов, но, что ещё важнее, в создании трения между соединяемыми поверхностями посредством предварительного натяжения, что препятствует относительному проскальзыванию и ослаблению, вызванным внешними нагрузками. Болты широко используются в повседневной жизни для надёжных соединений в велосипедах, мебели, машинах и сложных конструкциях, таких как мосты и горнодобывающее оборудование. Чтобы понять основной принцип работы болтов, важно выделить три основных элемента: материал и класс прочности болта определяют его несущую способность; посадка соединяемых поверхностей и использование шайб влияют на трение и распределение напряжений; а предварительный натяжение во время затяжки напрямую определяет жёсткость и усталостную долговечность соединения. 2.Значение материалов и марок — это в основном углеродистая и легированная сталь, которые достигают более высоких классов прочности после термообработки. Класс болта указывает на его предельную производительность под нагрузкой; общие классы включают 8.8 , 10.9 и 12.9 . Первая цифра класса отражает предел текучести, а вторая цифра отражает часть прочности на растяжение. Более высокие классы теоретически выдерживают большие усилия растяжения, но также предъявляют более высокие требования к условиям монтажа, обработке поверхности и техническому обслуживанию. Помимо материала и класса, диаметр болта, длина, тип резьбы (обычно метрическая резьба ISO с изометрическим профилем 60°) и покрытие поверхности (например, оцинкование, черное анодирование или горячее цинкование) также влияют на долговечность и коррозионную стойкость соединения. Понимание этих параметров позволяет обоснованно оценить и выбрать прочность, жесткость и срок службы соединения на этапе проектирования . 3.Основная взаимосвязь между типом нагрузки и предварительным натягом Болтовые соединения испытывают два основных типа сил под нагрузкой: растяжение (предварительный натяг) и сдвиг. Предварительный натяг возникает из-за удлинения болта под действием крутящего момента, что создает зажимной эффект на поверхностях соединения, увеличивая сопротивление трению и предотвращая относительное проскальзывание между пластинами. Если внешние нагрузки действуют непосредственно на соединители, часть нагрузки часто передается на болты, вызывая растягивающее напряжение; одновременно с этим, относительное несоосность между компонентами также может вызывать касательное напряжение. При проектировании крайне важно убедиться, что предварительный натяг болта поддерживает достаточную силу трения при максимальной рабочей нагрузке, чтобы предотвратить разрушение конструкции из-за ослабления или проскальзывания. Важно отметить, что степень смазки, шероховатость поверхности и наличие или отсутствие шайб изменяют фактический коэффициент трения, тем самым влияя на предварительный натяг и распределение нагрузки. 4.Основные практические моменты по установке и креплению Правильные процедуры установки и затяжки имеют решающее значение для обеспечения соответствия болтовых соединений проектным требованиям. Ключевые моменты включают: Очистка и выравнивание: Перед установкой очистите отверстия под болты, внутреннюю резьбу гаек и удалите загрязнения с соединяемых поверхностей, чтобы убедиться, что поверхности ровные и выровненные. Смазка и выбор прокладок: Для соединений, требующих контроля предварительного натяга, правильная смазка может снизить влияние крутящего момента на предварительный натяг. Использование шайб помогает распределить нагрузку и защитить поверхности. Первоначальная установка и постепенная затяжка: сначала выровняйте детали и используйте динамометрический ключ для первоначальной затяжки. Постепенно увеличивайте момент затяжки, используя диагональный или пошаговый метод, чтобы добиться равномерного распределения предварительного натяжения. Мониторинг и регистрация: В критических зонах постарайтесь убедиться в достижении целевого предварительного натяга, проверив соотношение между крутящим моментом и фактическим предварительным натягом. Если используется метод связи между крутящим моментом и предварительным натягом, его следует регулярно калибровать механическим или сенсорным способом. Меры безопасности и предотвращения ослабления: В условиях высокой вибрации или циклических нагрузок часто требуются меры, препятствующие ослаблению, такие как стопорные шайбы, клей для фиксации резьбы или двойные гайки, чтобы предотвратить ослабление при длительной эксплуатации.

Болты, изготовленные из высокопрочной стали или требующие высокого предварительного натяжения, называются высокопрочными . Высокопрочные болты обычно используются для соединения мостов, рельсов и оборудования высокого и сверхвысокого давления. Такие болты часто ломаются вследствие хрупкого разрушения. Высокопрочные болты, используемые в оборудовании сверхвысокого давления, требуют высокого предварительного натяжения для обеспечения герметичности контейнера. Высокопрочные болты изготавливаются преимущественно из легированной и углеродистой стали. К легированным сталям относятся стали марок 35CrMo, 40Cr, 42CrMo , 4140, 4340 и другие, а к углеродистым — преимущественно сталь марки 45#. Для повышения прочности эти материалы требуют термической обработки, такой как закалка и отпуск. Распространенные материалы и свойства легированная сталь 35CrMo /40Cr‌ : Это среднеуглеродистая легированная сталь. После термообработки предел прочности на разрыв может достигать более 1040 МПа. Обычно используется для болтов класса прочности 12.9. 42CrMo ‌: Высокая прочность и ударная вязкость, подходит для выдерживания больших нагрузок и ударных нагрузок. Углеродистая сталь Сталь 45 # : более высокая твердость, но более хрупкая, в основном используется для изготовления гаек или шпилек. Углеродистая сталь марок 8.8 и 10.9 : постепенно увеличивающаяся прочность, подходит для различных требований к структурным соединениям. Специальные сценарии применения В некоторых сценариях будет использоваться 20CrMoTi (армированный титановый сплав), который имеет низкую плотность и высокую коррозионную стойкость, а также подходит для особых условий эксплуатации. При выборе необходимо учитывать конкретный сценарий нагрузки (например, статическую/динамическую нагрузку, коррозионную активность окружающей среды и т. д.) и стандарты продукции (например, американские/английские спецификации ).