Болт маховика: выбор, замена и усилие затяжки

Поскольку болт маховика является стандартным расходным элементом, производители авто рекомендуют замену комплекта (6 штук) при каждом демонтаже «аккумулятора» кинетической энергии ДВС – маховика. Существуют нюансы откручивания болтов, выбора по каталогу и в магазине, закручиванию во время установки маховика.

Схема крепления маховика

Для удобства пользователя авто производители смещают ось одного резьбового отверстия для болтов маховика на несколько градусов, поэтому установить эту деталь неправильно невозможно физически. Тем не менее, водители обычно перестраховываются дополнительно, ставя метки краской при демонтаже.

По аналогии с фланцевыми соединениями здесь использовано 6 болтов, вкручиваемых в тело коленвала, расположенных через 60 градусов, кроме одного смещенного специально. Для данной формулы резьбового соединения применяется затяжка по специальной схеме, так как полноценного «креста» здесь нет:

• два болта напротив друг друга по оси диаметра;
• два болта рядом с предыдущими в той же последовательности;
• оставшиеся два болта по тому же принципу.

Внимание: Запрещено применять трубчатые «усилители» и наращивать ключи. Вместо этого следует использовать динамометрический ключ.

На вопрос, нужно ли менять болты для фиксации на коленвале маховика, каждый производитель отвечает заранее, в инструкции по эксплуатации – по возможности при каждой разборке этого узла. Срезать болт может по нескольким причинам:

• возникновение люфта при откручивании, увеличение рычага для срезающих усилий;
• неверный выбор класса прочности болта.

При перетяжке резьбы срезать болт рабочие усилия не могут, так как крепеж просто выпадает наружу из-за срезанных ниток.

Чтобы крепежный элемент не оборвало при эксплуатации двигателя, конструкторы рассчитывают болты по нагрузкам. Известными данными являются:

• нагрузка осевая и поперечная;
• температурные режимы эксплуатации;
• количество болтов в соединении.

В зависимости от марки стали рассчитывается усилие среза резьбы и тела болта, растяжение. Поскольку болты являются стандартными деталями, их выпускают и классифицируют согласно стандарту ГОСТ, а для конкретных соединений сборочных единиц выбирают по следующим критериям из таблиц этих ГОСТ:

• класс прочности;
• марка стали;
• способ изготовления;
• тип и количество шлицов;
• габаритные размеры (диаметр резьбы и длина).

Усилие затяжки определяется автоматически, но уже из других таблиц по классу прочности. Дополнительно в зависимости от количества болтов в сборочном соединении и их взаимного расположения в пространстве применяются различные схемы протягивания.

Самой популярной схемой служит «крест», когда болты протягиваются напротив друг друга на одной оси до конкретного значения усилия, затем другие, но уже по оси, под прямым углом к предыдущей.

В формуле болтового соединения фланца с 6 болтами схема «крест» не работает, поскольку оси сдвинуты, не на 90, а на 60 градусов относительно друг друга, поэтому выбирается другая последовательность, указанная выше и далее по ходу этого руководства.

Традиционно в любое изделие, выпускаемое промышленным способом, закладываются материалы с минимально возможной себестоимостью изготовления, обеспечивающие необходимый запас надежности.

Другими словами, мостовые и крановые болты, считающиеся самыми надежными, сделанные из высокопрочных сталей, обойдутся слишком дорого для ненагруженных соединений. Это экономически не целесообразно, на практике не используется.

Хотя, при желании любой пользователь может использовать эти стандартные детали, чтобы они гарантированно не были срезаны маховиком при эксплуатации.

По классификации ГОС 1759.4 существует 11 классов прочности болтов: 3.6, 4.6, 5.6, 5.8, 6.6, 6.8, 8.8, 10.9 и 12.9. Две цифры маркировки через точку обозначают:

• первая – умножается на 100, указывает предел прочности растяжения металла в Н/мм 2 ;
• вторая – умножается на 10, указывает отношение предела текучести к началу необратимой пластической деформации в процентах.

При выборе стандартной резьбовой детали в соединение закладывается минимум двукратный запас прочности по последнему значению, в идеале трехкратный запас надежности. Например, в башенных и мостовых кранах применяются болты класса 8.8 и выше.

Класс прочности определяется двумя факторами – маркой стали и способом изготовления болта. Практически невозможно сорвать резьбу или срезать болт, изготовленный методом холодной/горячей высадки. Резьба формируется на теле заготовки на автомате накаткой, проходит термообработку, покрывается защитным составом.

Содержание углерода в прутках при этом не может превышать 0,4% – легированные и низкоуглеродистые стали 40Х, 65Г, 20Г2Р, 20КП, 10КП и другие. Термообработка производится в слое защитного газа, чтобы полностью сохранить содержание углерода.

Сталь 35 считается универсальным материалом, позволяющим получать разные классы прочности за счет применения неодинаковых технологий: