Основные типы болтов, винтов, шпилек

Основные типы болтов, винтов, шпилек. Классификация и особенности применения

В соответствии с ГОСТ 27017-86 «Изделия крепежные. Термины и определения» болтом называется крепежное изделие в форме стержня с наружной резьбой на одном конце, с головкой на другом, образующее соединение при помощи гайки или резьбового отверстия в одном из соединяемых изделий. Отметим, что похожее определение в стандарте получает и винт: крепежное изделие для образования соединения или фиксации, выполненное в форме стержня с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом.

Полной ясности в вопросе, чем отличается болт от винта, нет до сих пор. Например, иногда признаком болта считают неполную резьбу, хотя существуют болты и с полной резьбой. Если резьба выполнена не по всей длине болта, то диаметр гладкой части стержня примерно такой же, как и диаметр резьбы, измеренный на вершинах ее витков. Но бывают и исключения.

Иногда говорят, что болт должен обязательно иметь шестигранную головку. Но, в то же время, болтами называют изделия с полукруглой и потайной головкой. Рассмотрим наиболее популярные варианты болтов, имеющиеся в ассортименте ЦКИ.

Шестигранная головка производится в нескольких модификациях: основная, с опорным выступом, с буртом, с фланцем.

Болты с шестигранной головкой и основной резьбой разделяют на болты с полной (DIN 933) и неполной резьбой (DIN 931) и мелким и сверхмелким шагом резьбы (DIN 960 и DIN 961).

Отдельно могут быть выделены болты с шестигранной головкой с увеличенным размером под ключ для высоконагруженных предварительно напряженных резьбовых соединений стальных конструкций DIN 6914.

Болты с уменьшенным размером под ключ отличаются разнообразием исполнений.

Наряду с шестигранными головками болты могут иметь полукруглую головку:

И потайную головку:

К таким болтам устойчиво применяется определение «мебельный». Отчасти это объясняется тем, что некоторые из них широко применяются при производстве мебели. При этом усы и подголовки препятствуют проворачиванию изделия при сборке.

Примерами болтов называемых по назначению являются «откидной» и «приварной».

У откидного болта DIN 444 вместо привычной головки расположена втулка со сквозным отверстием – её еще называют кольцом. Как правило, втулка сидит на оси и болт вращается вокруг нее. Толщина кольца и длина резьбы в конструкции могут варьироваться.

Приварной болт вообще мало похож на болт. На месте головы у него расположен маленький цилиндрический выступ. Часто это изделие называют ещё шпилька приварная.

Именно он обеспечивает стыковую сварку болта и основания. Вместо цилиндра с резьбой привариваться могут и другие внешние элементы.

Под формальное наименование «болт» попадают также болты анкерные и призонные.

Анкерные болты предназначены для замуровывания в бетон. Их стержень имеет резьбу на одном конце – том, который выходит наружу. Форма другого конца может быть разной.

Его задача – обеспечить максимальное сопротивление вырыву анкера из основания. Поэтому второму концу придают расширяющуюся форму. При установке болта эта часть опускается в шурф и заливается бетоном.

Призонный болт – это болт, диаметр гладкой части стержня которого обеспечивает его установку по посадке без зазора в точно обработанное отверстие. Для этого резьбовая часть исполняется заведомо меньшего диаметра.

«Призонный» болт DIN 609 — это искаженное «прецизионный», то есть высокой точности. Также в качестве призонных применяются «Болты с шестигранной уменьшенной головкой класса точности А для отверстий из-под развертки. ГОСТ 7817-80».

Особенности конструкции и преимущества использования

Конфирматы представляют собой винты, оснащенные потайной головкой, в которой имеются шлицы двух типов. Благодаря наличию этих шлицев еврошурупы можно закручивать как четырех-, так и шестигранной отверткой. Стержень такого винта имеет тупой конец, а на его рабочую часть нанесена широко выступающая резьба. Нижние витки резьбы предназначены для нарезания резьбы в предварительно подготовленном отверстии, поэтому они имеют коническую форму и выполнены с зазубринами. Под головкой евровинты имеют гладкую (без резьбы) поверхность.

Значимые части конфирмата

На всех конфирматах есть защитное покрытие из цинка, латуни или никеля, а изготавливают их из высококачественной углеродистой стали. Применение такой стали позволяет придать евровинтам высокую пластичность, благодаря чему они гнутся, но не ломаются. Высокая пластичность конфирматов обеспечивает их легкое извлечение из мебели даже в том случае, если их монтаж выполнен неправильно.

Использование конфирматов позволяет соединять мебельные элементы, изготовленные не только из натуральной древесины, но также из продуктов ее переработки – МДФ и ДСП. По соотношению наружного диаметра резьбы и длины винта крепежные изделия данного типа представлены на современном рынке в следующих типоразмерах: 5х40, 5х50, 6,3х40, 6,3х50, 7х40, 7х50, 7х60 и 7х70 мм. При этом наиболее популярными являются еврошурупы, длина которых составляет 50 и 70 мм, а диаметр резьбы – 7 мм.

Размеры распространенных конфирматов

Существуют разновидности конфирматов, выпускаемых с обычной шляпкой. При их применении требуется дополнительное зенкование отверстия. Отдельные категории конфирматов изготавливаются со специальным зубом, расположенным под шляпкой. Назначение такого зуба состоит в том, чтобы при монтаже крепежного элемента сформировать фаску, в которой будет располагаться его шляпка.

Если шляпка конфирмата будет находиться на лицевой стороне мебельного изделия, ее можно замаскировать при помощи декоративной заглушки или наклейки, которые сегодня в большом ассортименте предлагает любой строительный магазин. Выбирая такие декоративные элементы, следует учитывать не только размеры шляпки евровинта, но также фактуру и цвет элементов конструкции мебели, которые соединены с его помощью.

Диаметр закрепляющего декоративной выступа заглушки должен подходить под размер углубления в шляпке конфирмата

Немецкий стандарт DIN 603

Действие распространено на линейку М6 — М20. Для выпуска должны использовать исключительно нержавейку (М10 — М20). А4 и А2 могут покрываться оцинкованной (согласно с гальванической технологией). Возможным является применение латунных и других композиций в производстве. Для болтов типов М6 и М8 могут задействоваться твердые виды пластика. Обращено внимание на ряд показателей, в частности:

• шаг резьбы;
• диаметр головок;
• высота головок;
• полная длина резьбы;
• габариты сторон квадратных подголовков.

Длина стальных болтов согласно с требованиями от 16 до 200 мм, вес 1000 единиц — 4−597 кг. Международного соотвествия стандарту ФРГ ІSO 8677 и отечественного Государственного стандарта 7802−81.

Сфера применения

Болт стыковой, по ГОСТ 11530-2014 (актуальная версия стандарта) обладает конкретным целевым предназначением – он используется на железных дорогах для соединения двух последовательно уложенных рельсов одинакового профиля (от Р-38 до Р-75).

В качестве примера организации ЖД-линии возьмем две металлоконструкции с 3 технологическими отверстиями в зоне торцов:

сверху и снизу они комплектуются двухголовыми накладками – с тем расчетом, чтобы посадочные места полностью совпадали;

вставляются крепежные элементы – так, чтобы две соседние головки выходили с разных сторон; напоминаем, что из-за овальной формы подголовков удается успешно избежать прокручивания;

производится затяжка стыковых болтов – с помощью накручивания шайб с гайками (по ГОСТу 11532-93).

Специнструмент

Одним из эффективных инструментов для откручивания гаек является гайколом.

Пользоваться им достаточно просто: накидываем инструмент на гайку, вкручиваем встроенное зубило, раскалываем гайку и спокойно ее выкручиваем.

Формула подбора сверлильного инструмента

Для расчета проще всего использовать известную формулу: от значения номинального диаметра отнимают величину шага. Например, для М8 необходимо приспособление сечением 8-1,25 (стандартный шаг) = 6,75 мм.

Следует помнить, что при работе с пластичными материалами расчетное количество витков увеличивается. Таким образом, для сверления латуни необходимо подготовить буравчик большего диаметра, чем необходимо для хрупких металлов и сплавов, таких как чугун или бронза.

Как показывает практика, диаметр отверстия должен быть меньше, чем номинальная величина нарезки. При этом существуют предельные показатели, превышение которых считают нарушением технологического процесса. Например, для М6 максимальный диаметр отверстия не должен превышать 5,153 мм.

Виды резьбовых соединений

Болты с гайками — самый распространенный вид резьбового крепежа. Используется практические везде, от автомобилей, до радио антенн на крышах высоток. Встречаются так часто, что сложно найти конструкции без них.

Винты и отверстия с резьбой. В этом соединении винт устанавливается в предварительно высверленное отверстие с нарезанной резьбой.

Винты по конструкции похожи на болты, но различие кроется в применении: болты используют чтобы соединить детали насквозь, для фиксации на болт накручивается гайка, а винты вкручивают в соединяемые детали, в заранее подготовленную резьбу.

На фото винты с головкой под внутренний шестигранник, которые соединяют алюминиевые компоненты. Такие винты используются вместо болтов для облегчения веса конструкции и для упрощенного монтажа — чтобы зафиксировать детали достаточно доступа с одной стороны.

Бывают и отдельные детали с резьбой для соединения между собой — например, валы или корпуса, как правило, цилиндрической формы. Самый простой пример, встречающийся в быту — лампочка с резьбой, которая вкручивается в патрон. На приведенном ниже рисунке схема двух цилиндрических корпусов, соединенных вместе.

Для болтов, применяемых во всех соединениях, не требующих тарированного момента затягивания, этот вопрос не играет большой роли. Основную массу болтов, затягиваемых ручными инструментами (стандартными гаечными ключами), используют многократно, невзирая на повреждения покрытия или ржавчину.

Отношение к повторному применению так называемых ВПБ (высокопрочных болтов), разрыв или повреждение которых может вызвать катастрофу (подъёмные механизмы, многотонные металлические конструкции) или серьёзные разрушения (колёсные болты автомобилей, крепёж головки блока цилиндров) существенно меняется как у специалистов автобытовых площадок, так и у руководителей строительного и промышленного менеджмента.

Повторное использование ВПБ, испытывающих при затягивании динамометрическими ключами нагрузки, близкие к пределу текучести стали, становится опасным. Существует много нормативных документов, так или иначе трактующих эту тему. Одна их часть не запрещает повторное применение, другая — ограничивает количество этих повторов, третья — требует тщательной проверки качества резьбы, лёгкого прокручивания по ней гайки, неизменной длины стержня. Существуют также нормативы, запрещающие в соединениях повторное применение ВПБ.

Как выполняют требования нормативных документов на местах? В авторемонте далеко не все воспринимают информацию о запрете повторного применения ВПБ в особо нагруженных соединениях как правильную и достоверную и пользуются при выполнении таких операций личным опытом. По свидетельствам механиков, даже при сборке грузоподъёмных механизмов ВПБ используют повторно, правда, после тщательной проверки.

Вывод по теме повторного применения нагруженных болтов: в каждом случае необходимо выполнять требования нормативных документов, регламентирующих конкретный вид работ. Особое внимание следует обращать на наличие или отсутствие запрета повторного применения. Определить внешним осмотром деформационный дефект ВПБ, бывшего в употреблении, очень сложно, и кажущаяся экономия может обернуться бедой. Все, кто не выполняет эти требования, берут ответственность на себя.

Ёмкий и разнообразный выбор качественных болтов, изготовленных по немецким стандартам, предлагает интернет-магазин «Стройбат». Наиболее популярны оцинкованные изделия DIN 933 с шестигранной головкой и DIN 912 с внутренним шестигранником.

Профиль (гост 9484-81) и основные размеры (гост 24737-81) трапецеидальной однозаходной резьбы

Примечания: 1) Наружный диаметр резьбы винта является одновременно и номинальным диаметром резьбы.

2) Профиль вершины резьбы винта и впадины гайки предпочтительно выполнять с радиусами R₁ и R₂ или фасками с размерами, не превышающими 0,5a_c.

3) Для многозаходных трапецеидальных резьб применяются те же профили, что и для однозаходных.

4) Пример обозначения наружной однозаходной трапецеидальной резьбы с номинальным диаметром d = 32 мм, шагом P = 6 мм и полем допуска 6е:

То же, для внутренней левой резьбы и полем допуска 6H:

Диаметры трапецеидальной резьбы (см. рис. к таблице 5)