Болты: строение, виды и их применения в строительстве

Составные части болта

Болты являются крепёжными деталями, которые состоят из двух частей: ножки с резьбой и шляпки, соединяющейся с ножкой через отверстие. Как правило, такие крепежные детали изготавливаются из высококачественной углеродистой стали. В зависимости от технологий изготовления болты бывают оцинкованные и не оцинкованные.

Преимущества оцинкованных крепежных деталей состоит в том, что они более невосприимчивы к коррозии и не теряют металлический блеск на протяжении всего срока эксплуатации. Преимущественно такие болты применяются в видимых местах соединения деталей, например: во время сборки мебели, различной техники, внешней обшивки, а также в интерьерной мебели.

Кроме того болты также могут изготавливаться из жаропрочной, нержавеющей стали, а вот из меди или латуни болты практически не изготавливаются. Изготавливаются болты в соответствии с рекомендациями ГОСТа и DINа.

Гайки, шайбы и гроверы

Эти три метиза можно отнести в один раздел, так как они относятся к категории фиксирующих, и не работают как отдельный крепеж. Начнем с самого простого элемента – шайбы. Это круглое изделие, наживляемое на болт и устанавливаемое под гайку. Шайба препятствует раскручиванию гайки и в ряде случаев перекрывает пустое пространство, если отверстие, в которое вставлен болт, больше, чем диаметр самого болта. Шайбы, несмотря на свою простоту, могут отличаться по материалу, из которого они изготовлены. Наиболее привычные гайки изготавливаются из металла, но существуют также резиновые и пластиковые элементы. Они используются при креплении изделий, требующих бережного отношения к поверхности. Например, крашеный профнастил закручивается через резиновую шайбу. Она обеспечивает плотное соединение, но в отличие от металла не способна нанести вред крашеному покрытию.

Гровер – одна из разновидностей крепежной шайбы. Это металлическое кольцо, распиленное с одной стороны и изогнутое по спирали. При стягивании гайкой кольцо принимает изначальную форму, тем самым создавая напряжение, то есть, обеспечивая лучший прижим. Гроверы изготавливаются из более прочной марки стали, и после раскручивания они снова изгибаются, что позволяет использовать их многократно. Назначение гровера – препятствование раскручиванию, то есть то же, что у обычной шайбы. Но гровер, благодаря своей форме, может работать под сильной нагрузкой и обеспечивает надежное соединение при вибрации. Гроверы используются в машиностроении и на различных станках, то есть везде, где присутствует вибрация. Если закрутить гайку без гровера, она просто раскрутится со временем.

Гайки – самый разнообразный метиз в данной категории. Они служат для фиксации резьбового крепежа, то есть накручиваются на болт или винт. Помимо размера и шага резьбы, гайки отличаются формой, и список конфигураций довольно большой:

• Прямые гайки с шестигранной формой. Наиболее распространенный тип метиза, встречающийся чаще всего.
• Корончатая. Имеет пазы на верхней части, в которые после закручивания вставляется специальный шплинт, препятствующий раскручиванию.
• Барашек. Гайка со специальными выступами, позволяющими закручивать ее без использования ключа. Используется для крепления объектов, не испытывающих серьезные нагрузки и с минимальной вибрацией.
• Квадратная. Специальная гайка, погружаемая в специальный паз. Ее не нужно удерживать ключом при закручивании, так как она уже зафиксирована в посадочном отверстии.
• Фланцевая. На нижней части гайка имеет юбку с насечками. При закручивании обеспечивает более надежное сцепление с шайбой или гровером.

Это далеко не полный список форм-факторов гаек, и многие производители современного оборудования используют собственные конструкции, как это происходит с формой винтов и шурупов.

По форме шляпки

В зависимости от формы головки и предназначения различают следующие метизы. Наиболее часто изготавливаются болты, имеющие шестигранную или же круглую шляпку, но встречаются также с овальной и квадратной. Помимо этого шляпки также различаются и по размерам головки. Так по стандартам DINа существуют, такие крепежные детали, имеющие стандартные, уменьшенные и увеличенные профиля.

Сама форма головки так же может быть трёх видов: плоской, выпуклой и скрытой. Последняя форма головки является скрытой, которые используются в сборке мебели. Иногда во время ремонта многие используют болты со скрытой шляпкой, чтобы они не портили эстетичный вид комнаты.

• на первом и втором шляпка в форме шестигранника;

• на третьем и четвертом представлена форма головки с лысками под ключ;

• на пятом шляпка болта имеет внутренний шестигранник;

• на шестом рисунке изображена шляпка с треугольными шлицами;

• на седьмом показано скрытое расположение болта с внутренними шестигранниками.

Типы и виды анкеров и способы их крепления

Анкерное крепление по бетонным конструкциям бывают очень разнообразными, применять единственную или множество влияющих сил – опора, молекулярное звено в стадии слипания, трение, излома, стягивания и т.д.

По предназначению виды анкерных болтов для бетон конструкций изготавливаются: рамковыми, потолочными, опорными и многофункциональными. По конфигурации – кривыми и прямыми, с монтажной или целостной системой. Вид анкера бывает волнистой или приглаженной.

По методу сборки болт фундаментный бывает сквозного скрепления, вклинивания, вколачивания, ввертывания и т.п.

Значительный смысл содержит вещество, из которого произведен продукт. В случае стали, уровень крепости 6.8 и больше, обработанная средством против коррозии, тогда выдерживает она намного дольше. Латунь же не вынесет суровых отвесных напряжений.

Распорные

Распорный анкер строительного бетона довольно часто употребляются с гайками, в данном способе работает Fтр. Они похожи на не очень большой стержень с нарезкой, колпачком в форме втулки и конуса.

Если крепежный элемент ввертывается в фундамент, он расходится и крепко удерживает элемент в бетонной глыбе.

Распорочные анкера, установленные в стены, в следующий раз применяться не смогут.

Распорочные анкеры так же являются гильзовыми и втулочными. Применяются для плотных оснований бетон-конструкций. Маленькая зона соприкосновения порой при малом калибре модели предоставляет вариант удерживать весомые перегрузки.

Анкерный болт с гайкой бывает электроцинкованным, горячецинкованным, и имеет кислотоупорное свойство. К этому причисляют винтообразные анкеры, выполненные из нержавеющей стали.

Забивные

Забивные анкеры подбирают для крепких бетонов.

Болт фундаментный монтируется с применением этого вида штырей – при сборке коробов, верхних воздухозаборников, размещении технического оснащения.

Предварительно перед забиванием скобы в каменную стену, буравят подходящую пробоину. Позже заколачивают металлоизделие, ободом разводят это, вворачивают стержень с резьбой требуемой протяженности. Подобный фундаментный болт, касаются стержень-нагель, верхний (на потолке) анкер.

Практично укреплять на них подвесы, опоры, потолки Армстронг. Обычно крепежный элемент используют в роли охраннопожарного либо против вандализма, так как штырь постоянный и снят его нельзя.

Рамные

Применяются для разъединения проемов, где ставиться оконные и дверные коробки. Пиноль сделана с разрезом по длине, незначительная рассоединяющая муфта в ходе стягивания эффективно подпирает проем системы, пройдя до подходящего места.

С целью защищенности от смещений и привертывания рядом своей точки наверху пиноли присутствует акценты.

Саморезы по бетону

Тут прочность установки происходит резьбой, сделанной по цельной протяжности штыря. В стадии ввертывания в бетонированную опору формируется массивное противодействие на отрыв или смещение механизма. При применении такого образца крепежного элемента бывает довольно большая несущая возможность (до 100 кг).

Разжимные

Может использоваться для закрепления карнизов, стеллажей, источников света, полотен и прочих предметов в полые сооружения с малой несущей возможностью. Зажим на винте или штыре исполнен в качестве расходящейся юбочки, она в ходе ввинчивания штыря в фундамент вонзается во внутрь основы.

По наружной части зажима в арболит погружаются особые иглы, не позволяющие штырю сдвигаться или провертываться во время сборки.

Химический анкер

Данный анкерный болт по бетону представляет собой полужидкую часть, легко затвердевает. Как раз данной частью штифт вклинивается в глыбу бетона. Ввиду данного состава, получается гарантировать прочное сцепление основы и штыря с однородным порядком нагружаемости по полной протяженности крепежного материала.

Хим. анкера для строительного монолита не побуждают скрытой нагрузки, значительно понижая опасность развала и деструкций.

По типу ножки болта

Как правило, ножки болта изготавливаются со стандартным диаметром всего стержня. Но встречаются в продаже и болты со ступенчатой ножкой, где нарезная часть уже гладкой. Такая форма болта помогает уравновесить нагрузку, потому такой вид деталей крепежа используют в соединении очень тяжелых частях. Таким образом, различают следующие виды болта:

• со стандартным стержням

• болт с подголовком стержня

• с уплотненной ножкой для установки в отверстие без зазоров

• с ножкой меньшего диаметра гладкой части

Как правильно затягивать и откручивать болт

Чаще всего при затяжке болтовых соединений на различных конструкциях в домашнем хозяйстве используются обычные гаечные ключи – торцевые, рожковые и накидные. Однако в таком случае точно определить момент затяжки тяжело, поэтому в промышленном производстве и ремонтных мастерских опытные слесари применяют специальные динамометрические ключи или пневматические гайковерты, главное достоинство которых – возможность выставлять требуемый уровень затяжки, зависящий от типа механизма.

Чтобы открутить болт, используют те же самые ключи, однако в старых конструкциях чаще всего болты сильно «прикипают» к гайке из-за коррозии. Для безопасного откручивания применяют несколько простых способов:

• использование проникающей смазки WD-40 аэрозольного типа;
• небольшое постукивание по ржавому болту молотком для разрушения ржавчины в профиле резьбового соединения;
• небольшой проворот гайки в сторону закручивания (всего на несколько градусов).

Первая цифра обозначает 1/100 номинальной величины предела прочности на разрыв, измеренную в МПа. В случае 8.8 первая 8 обозначает 8 х 100 = 800 МПа = 800 Н/мм2 = 80 кгс/мм2Вторая цифра — это отношение предела текучести к пределу прочности, умноженному на 10. Из пары цифр можно узнать предел текучести материала 8 х 8 х 10 = 640 Н/мм2

Значение предела текучести имеет важное практическое значение, поскольку это и есть максимальная рабочая нагрузка болта

Предел прочности на разрыв — величина нагрузки, при превышении которой происходит разрушение — “наибольшее разрушающее напряжение”.

Предел текучести — величина нагрузки, при превышении которой наступает невосстанавливаемая деформация или изгиб.

Процент удлинения — это средняя величина удлинения деформируемой детали до её поломки или разрыва. Технический термин — “относительное удлинение” показывает относительное (в процентах) приращение длины образца после разрыва к его первоначальной длине.

Важнейшим классификационным признаком болтов, винтов, шпилек и гаек является прочность. Помимо размера, она зависит от материала этих деталей и от термообработки. Для стальных болтов, винтов и шпилек ГОСТ 1759-70 устанавливает 12 классов прочности — 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 6.9; 8.8; 10.9; 12.9; 14.9. Первая цифра показывает предел прочности материала в кгс/мм, для удобства обозначения уменьшенный в десять раз. Вторая цифра — отношение предела текучести материала к пределу прочности, для удобства умноженное на 10. Например, класс прочности болта 5.8. Следовательно, предел прочности его материала 50 кгс/мм2, отношение предела текучести к пределу прочности 0,8. У стальных гаек семь классов прочности: 4; 5; 6; 8; 10; 12; 14. Эти цифры обозначают напряжение от испытательной нагрузки, деленное на 10.

Области применения

Болты используют для фиксации в разъемных конструкциях. При потребности крепеж болтового типа можно разобрать. Соединение с болтом получается статическим и жестким. Главная сфера использования болтов — возведение несущих конструкций: рамы для автомобилей, станины станков, каркасы зданий.

Винты создают подвижное соединение, что отражается на области их использования. Они применяют в часовых механизмах, токарных станках. Саморезы используют в качестве крепежа для удержания предметов небольшого веса (полки, картины, светильники).

Подведем итоги. Чем отличается болт от винта по определению и сфере использования:

• В болтовом соединении нагрузка распределяется перпендикулярно направлению отверстия, в винтовом — параллельно ему.
• Резьба в винтах нарезается по всей длине шпильки, у болта есть утолщение между шляпкой и резьбой на шпильке.
• Болт используют с гайкой, винт — без нее.
• Болтовой крепеж часто имеет значительные размеры, в отличие от винтового.
• Болты применяют в соединениях, где требуется выдерживать высокие нагрузки.
• На головке винта обязательно есть шлиц под отвертку, на головке болта такого шлица нет.

Чем отличается шуруп от болта и винта: сравнение, фото

Шуруп отличается от винта и болта тем, что имеет более редкую резьбу и заостренный кончик. Используется без гайки и шайбы. Чаще всего его поверхность является самонарезающейся, то есть при прикладывании определенного усилия, саморез можно ввинтить в деревянную поверхность, без нарезания предварительной резьбы. Винты и болты не используются для этих целей, потому как нет у них заостренного кончика и они не обладают самонарезающейся характеристикой.

Шуруп сантехнический

Болт

Винты

Материалы для изготовления крепежных деталей

Хотя элементы крепежа выполняются не только из металлов, но и пластиков, дерева и других материалов, основной интерес вызывают крепежи, изготовленные из различных типов сталей, цветных металлов и сплавов. В силу высокой стоимости последних, основную массу производимого крепежа делают из различных марок сталей. Выбираемый материал зависит от требований к механическим и физико-химическим характеристикам крепежных изделий и определяется таблицей, которая приведена ниже:

Выбор определяется требованиями к коррозионной стойкости, температурной прочности, возможности работы под давлением, в агрессивных средах, наличию или отсутствию определенных магнитных свойств и т.п.

В целом ряде случаев, когда к крепежным элементам предъявляются высокие требования по коррозионной стойкости, массе, прочности, габаритам, высокой жаростойкости, отсутствии искры при ударе и множества других, для их изготовления используют другие металлы и сплавы. Речь идет о латуни, титане, тантале, бериллиевых сплавах, алюминиевых, вольфрамовых и других.

Как правильно выбрать

Приобретаться винты могут для проведения сборки конструкции либо замены уже изрядно износившихся экземпляров или пришедших в негодность, например, под воздействием повышенных внешних нагрузок. Следует также принимать во внимание условия эксплуатации:

• требования к уровню надежности сформированного соединения;
• степень защищенности крепежного узла;
• тип нагрузок – статического характера либо динамического;
• место установки – на открытом пространстве либо внутри помещения.

Если требуется скрепить металлический каркас или тонкие пластины/листы, рекомендуется применять винты с полусферической шляпкой и прессшайбой. Для сборки предметов корпусной мебели используются конфирматы. Стяжка (это еще одно название такого винта) является надежным и прочным изделием. Перед его установкой требуется, наряду с высверливанием отверстия, подготовка посадочного места для головки впотай фиксатора.

Необходимость в винте с цилиндрической шляпкой возникает при скреплении листа металла к конструкции, выполненной из такого же материала. Внешний вид этого изделия весьма эстетичен.

Посредством винта с головкой под потай принято соединять с металлическим каркасом утолщенный листовой материал. Здесь тоже его установку предваряет ряд действий. Во-первых, нужно высверлить отверстие. Во-вторых, снять фаску с таким расчетом, чтобы внешняя торцевая плоскость головки располагалась после ввинчивания крепежной детали на одном уровне с поверхностью пластины. Привлекательный внешний вид сформированного таким образом соединения нивелируется слабой устойчивостью к воздействию динамических нагрузок.

Защитные покрытия крепежных элементов

Крепежные элементы дополнительно защищаются с помощью создания оксидных пленок (оксидирования), а также покрытиями различного типа. Выбор покрытия определяется техническими требованиями, толщина зависит от размеров крепежа и шага резьбы. В частности, для самых популярных вариантов:

• При шаге резьбы P < 0.4 мм, толщина покрытия изменяется в диапазоне 3-6 мкм;
• При шаге резьбы 0.4 < P < 0.8 мм, толщина составляет 6-9 мкм;
• При шаге резьбы от P > 0.8 мм, толщина покрытия составляет 9-12 мкм.

Все необходимые определения содержатся в ГОСТ 1759.4—87. Покрытия должны соответствовать требованиям, указанным в табл.2: