Технические болты. Наиболее часто используемый тип в машиностроении. Такие болты обычно обладают высокой прочностью и защитным покрытием, надежно предохраняющим их от коррозии.
Болт и винт — сходства и отличия крепежей
На конец 2020 года в России было произведено 246 484 тонны болтов на сумму более 17 миллиардов рублей. Наибольшую долю промышленного рынка занимают такие изделия, как болты и винты.
Среди студентов инженерных специальностей ходит старая шутка о различии между этими изделиями: Болт — это винт, засунутый в сквозное отверстие, а шуруп — вкрученный в гнездо. Кажется, что все максимально просто для классификации и запоминания.
Давайте разберемся подробнее, насколько справедливо такое разграничение и правильно ли называть тот или иной крепеж по принципу его монтажа.
- Болт и винт — сходства и отличия крепежей
- Болты
- Болты высокопрочные
- Болты оцинкованные
- Болты с уменьшенной головкой
- Болты шестигранные
- Винты
- Винты высокопрочные
- Винты с внутренним шестигранником
- Винты с цилиндрической головкой
- Винты с шестигранной головкой
- Подводя итоги
Болты
Классическая конструктивная схема резьбового соединения предусматривает наличие крепежа с резьбовым концом и шестигранной головкой, который вставляется в сквозные отверстия соединяемых деталей и затягивается гайкой. Стержень всегда вставляется в гладкие отверстия с заметным зазором (0,5…2 мм), отсюда и термин «висячий».
Винт упирается головной частью в плоскость первой детали. Внутри отверстия его хвостовик может касаться стенки (опираясь на линию, параллельную оси крепежа). На конец болта с наружной резьбой надевается гайка. Эта гайка также используется для затягивания другой детали.
При силовом затягивании детали подвергаются сжатию, а крепеж — растяжению. Резьба, соприкасающаяся с гайкой, слегка деформируется (изгибается).
Усилие передается на зажатые детали через головку болта и поверхность гайки. Поэтому важно располагать крепеж в узлах таким образом, чтобы усилие зажима равномерно распределялось по максимально возможному количеству участков.
Для этого болты располагаются симметрично относительно центра сборки:
- по окружности (для цилиндрических изделий);
- квадратом (для размещения 4 элементов);
- прямоугольником (для сборки коробчатых корпусов).
Во время сборки винты помещаются в отверстия, фиксируются от проворачивания и вставляются гайки. Затяжка производится путем последовательного нанесения сложного геометрического рисунка крестовых пар. Принцип заключается в постепенном нагружении соединений, которые лежат на одной линии, проходящей через центр геометрического рисунка их расположения. Такая тактика позволяет избежать деформации узла, как если бы соединения сразу затягивались по кругу.
Ввинчивание не ограничивается классической «подвесной схемой». В некоторых случаях допускается ввинчивание изделия в резьбовое гнездо в корпусе арматуры. В этом случае болт действует как винт. Название при этом не меняется, так как тип крепежа определяется уже при изготовлении — в зависимости от стандарта и единого назначения.
Если вы хотите правильно назвать металлический предмет, ориентируйтесь на ГОСТ или DIN, в соответствии с которыми он изготовлен. Если это нестандартизированное изделие, то наименование полностью зависит от творчества конструктора.
Болты различают в зависимости от способа их изготовления:
- жесткие;
- упругие;
- с центрирующими поясками.
Сердцевина жесткого болта имеет сплошной плоский профиль. Диаметр гладкой промежуточной части совпадает с наружным диаметром резьбы. Это наиболее распространенный тип.
Эластичные изделия изготавливаются с некоторым подрезом. С головки винта вставляется небольшая шейка, за которой следует ответная резьба с диаметром, меньшим, чем диаметр сторон резьбы (70…80% от номинального размера резьбы). Сопрягаемая резьба заканчивается непосредственно перед началом проскальзывания конца резьбы. Гибкие винты используются гораздо реже, чем жесткие. Они используются для специальных соединений и узлов с ударными нагрузками.
В советское время преобладало мнение, что для обеспечения высокой прочности болтового соединения болты должны быть очень тугими, с минимальным люфтом в отверстии. С тех пор этот миф развеян. Только в некоторых случаях для обеспечения осевого выравнивания используются изделия с центрированными гладкими фланцами.
Сложилось клише, что болт должен быть шестигранным, чтобы в него помещался стандартный гаечный ключ. Однако этот параметр нельзя использовать как ключевой отличительный признак винта, поскольку на самом деле существует гораздо больше вариантов головок:
Что такое болт
Винт — это цилиндрический стержень с резьбой. Он имеет головку с одной стороны (для легкого завинчивания). Винтовое соединение осуществляется путем ввинчивания описываемого элемента в гайку.
Первый винт с резьбой датируется 15 веком. До этого времени использовались винты без резьбы. Когда появилось автоматическое производство гаек, винтовые соединения стали очень популярны.
Винты отличаются друг от друга таким образом:
- Размеру и форме головки,
- Форме цилиндрической части,
- Типу и шагу резьбовой нарезки,
- Прочности,
- Материалу изготовления.
Форма и размеры головки
В зависимости от назначения винт может иметь круглую, квадратную или овальную головку. Наиболее распространенной формой винта является винт с шестигранной головкой.
Существуют также специальные типы головок: полукруглые головки, погружные головки, винтовые головки, шарнирные головки, вильчатые головки и другие. Помимо различных конструкций, болты также выпускаются разных размеров
Распространенными формами болтов являются: Шестигранная головка, анкерный болт, полукруглая головка, рым-болт, потайная головка.
Форма стержня
Болты также выпускаются в форме стержня. Они, в свою очередь, также различаются по форме. Они могут быть с резьбой по всей длине или только с частичной резьбой. Диаметр гладкой части может быть больше диаметра резьбовой части. Существуют болты со ступенчатой резьбой, которые часто используются для тяжелых соединений. Наиболее распространенным крепежом являются болты, у которых резьбовая часть и остальная часть имеют одинаковый размер.
Тип и шаг резьбы
Резьба болтов различается по шагу, фланцу, профилю и другим параметрам. Наиболее важными параметрами резьбы являются профиль и размер резьбы.
Номинальный диаметр резьбы в винтах обозначается следующим образом: например, винт М11 или винт М16.
Класс прочности и материалы изготовления
Винты имеют класс прочности — чем выше, тем прочнее винт: 3.6, 4.8, 5.6, 6.8, 8.8, 10.9, 12.9. Высокопрочные винты маркируются 8.8, 10.9 и 12.9.
Шурупы классифицируются в зависимости от материала изготовления:
- Изделия из обыкновенных сталей,
- Конструкционных легированных и низколегированных сталей,
- Из нержавеющих обычных и жароустойчивых сталей,
- Из таких материалов, как латунь, медь, титан, титановые сплавы.
Применение болтов
Винты используются во многих областях. Например, в сельскохозяйственной технике (для усиления деталей). Они также используются в мебельной промышленности — здесь требуются специально разработанные крепежи. Гвозди или болты используются в:
- Сфере строительства,
- Производственной отрасли,
- Машиностроении,
- При производстве различных приборов,
- При сборке автомобилей.
Когда строители возводят деревянный дом, им не обойтись без винтовых соединений (болтов с шестигранной головкой) для скрепления балок. Для этой цели обычно используются высокопрочные болты. Они необходимы для надежного и прочного соединения.
В строительном секторе мастера используют винты с увеличенной головкой. Они используются при строительстве жилых домов и промышленных предприятий. При строительстве туннелей, мостов и других сооружений, где важна прочность на разрыв, часто используется этот материал.
Не обойтись без болтов и в железнодорожном транспорте. Эти болты выпускаются с различной степенью прочности. Они могут иметь полукруглую или квадратную головку.
Часто шурупы используются при монтаже ограждений из металлической сетки. Чтобы защитить их от агрессивного воздействия окружающей среды, болты покрывают цинковым сплавом.
Стоит также отметить, что в каждом мобильном телефоне находится около 90 болтов. В стиральной машине — около 130, а в автомобиле — до 4000.
Почти все современные механизмы изготовлены из материалов, соединенных между собой винтами. Шурупы обеспечивают надежное соединение, поэтому сборка конструкции не занимает столько времени, сколько сварка.
Классификация по типу резьбы
Существуют различные типы резьбы, шурупы также делятся в зависимости от длины резьбы по отношению к стержню. Здесь тоже есть разные возможности. Прежде всего, резьба делится на метрическую и дюймовую. В первом случае она измеряется в миллиметрах, во втором — в дюймах. Однако разницы между ними нет. Мы не будем копировать огромную таблицу соответствия метрической и дюймовой резьбы, если вам нужно найти информацию самостоятельно. Это необходимо, если в спецификации указана дюймовая резьба, а продаются только винты с метрической резьбой. Опять же, разницы нет.
Существуют другие виды резьбы, которые отличаются по внешнему виду:
- Прямоугольная. Используется там, где очень большие нагрузки и резьба должна быть действительно прочной.
- Упорная. Ее сечение в форме треугольника, болты с такой резьбой также применяют там, где есть большие нагрузки, но при этом они преимущественно боковые. Резьба подобного вида как раз эффективнее всего именно при боковых нагрузках.
- Трапецеидальная. Тут выступы и впадины имеют форму трапеции. Болты с подобной резьбой отличаются тем, что имеют повышенное трение и крепление более надежное. В частности они не склонные к самовыкручиванию, что особенно актуально при вибрационных нагрузках.
Классификация болтов по прочности
Этот параметр регламентируется ГОСТом и в большинстве случаев очень важен. А в некоторых случаях он даже самый важный. Например, когда от прочности винта зависит безопасность людей, когда возникают большие нагрузки и т.д. В принципе, для шурупов для бытового использования это не имеет значения, их часто просто выбирают по размеру. Однако, если ожидаются высокие нагрузки, лучше выбрать более дорогие, но прочные шурупы.
Прочность обозначается цифрами от 3,6 до 12,9. Например, 3.6 — это нелегированная сталь, которая не подвергается дополнительной закалке. 12.9 — легированная сталь, но содержит минимальное количество серы и фосфора, что повышает ее прочность. 4.6 — углеродистая сталь, а 8.8 — дополнительно закаленная сталь. Чем выше номер, тем прочнее винт. Нагрузка, которую может выдержать конкретный крепеж, также зависит от его размеров. И от других факторов, например, от типа резьбы, о чем мы писали выше.
Области применения
Болты используются для крепления в незакрепленных конструкциях. Болтовые соединения при необходимости можно разобрать. Болтовые соединения являются статичными и жесткими. Основное применение болтов — создание несущих конструкций: рам автомобилей, станин двигателей, каркасов зданий.
Анкерный болт предназначен для крепления тяжелых изделий и материалов к бетонному, полнотелому кирпичу или каменному основанию. Анкерные болты изготавливаются из … подробнее…
Вариант исполнения
Каждое резьбовое соединение может иметь свои нюансы, которые называются вариантами исполнения. Часто они определяются по п о р я д к у, например, винты по ГОСТу или DIN.
Чтобы понять это, рассмотрим винт с обычной шестигранной головкой. Он может быть изготовлен с фиксатором резьбы. Для этого в головке винта или на нижней стороне хвостовика при изготовлении делается отверстие. После завинчивания в это отверстие вставляется штифт или стопорная проволока.
Существует множество подобных конструкций.
Применение болтов
Крепежные изделия, такие как винты, используются во многих отраслях промышленности и производства, особенно когда требуется разборка и сборка деталей.
Болтовые соединения часто встречаются в строительстве, при различных сборочных операциях, в автомобильной промышленности, при производстве приборов и оборудования.
В мебельной промышленности многие детали соединяются с помощью болтов.
Такая фурнитура также часто используется в медицине.
