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

Основные типы болтов

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:

низкую с квадратным подголовком (DIN 603) с усом (DIN 607)

И потайную головку:

с усом (DIN 604) с высоким и низким квадратным подголовком (DIN 608)

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».

Материалы

Болты и болтовые комплекты изготавливают из углеродистой конструкционной легированной стали. Для повышения прочности и улучшения эксплуатационных характеристик наносят покрытие:

• цинковое;
• хромовое;
• титановое;
• многослойное.

Также производят метизы из сплавов: латунных, медных, алюминиевых. Некоторые специальные болты или элементы болтов изготавливают из конструкционных пластмасс, композитных материалов.

На высокопрочные болты, а также используемые вместе с ними гайки и шайбы для увеличения прочности и защиты от коррозии наносят горячее цинковое покрытием. Кроме него могут применяться ламельные или термодиффузионные покрытия. Также возможно нанесение других защитных составов на заказ с учетом специфики использования метизов.

Классификация винтов

Рассмотрим теперь винты, имеющиеся в ассортименте ЦКИ. Самая большая группа из них – винты общего назначения. Это с ними мы встречаемся ежедневно в быту и на производстве. Все они имеют стержень с полной резьбой (хотя бывают и исключения) и головки различной формы. На головках имеются шлицы или углубления под ключ разного типа.

• Винт с цилиндрической головкой (на самом деле, слегка скошенной на конус) и прямым шлицем DIN 84.

• Винт с цилиндрической скругленной головкой и прямым шлицем DIN 85.

• Винт с полукруглой головкой и шестигранным углублением под ключ ISO 7380.

• Винт с полукруглой головкой, буртиком и шестигранным углублением под ключ ISO7380 исп. 2.

• Винт с цилиндрической головкой, со сферой и крестообразным шлицем Pz, Ph DIN 7985.

• Винт с цилиндрической головкой, со сферой, радиальными отверстиями и прямым шлицем. Пломбировочный, DIN 404.

• Винт с потайной головкой и прямым шлицем DIN 963.

• Винт с потайной головкой и крестообразным шлицем DIN 965.

• Винт с потайной головкой и шестигранным углублением под ключ DIN 7991.

• Винт с полупотайной головкой и прямым шлицем DIN 964.

• Винт с полупотайной головкой и крестообразным шлицем DIN 966.

• Винт с увеличенной плоской цилиндрической головкой и прямым шлицем DIN 921.

• Винт с полукруглой низкой головкой, с буртом и крестообразным комбинированым шлицем.

• Винт с цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ DIN 912.

• Винт с низкой цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ DIN 7984.

• Винт с низкой цилиндрической головкой, шестигранным углублением под ключ и направляющей для ключа DIN 6912.

Другая большая группа винтов – винты установочные. Название пошло от их назначения. В своем большинстве они предназначены для точной установки и фиксации деталей в механизмах. Для этого на своих концах они имеют различные выступы или углубления.

По ГОСТ 12414-94 (ISO 4753:1999): «Концы болтов, винтов и шпилек. Размеры» предусматриваются следующие концы установочных винтов:

Привод крутящего момента осуществляется следующими элементами:

В сводной таблице представлены реально существующие, наиболее распространённые сочетания головок и концов установочных винтов с указанием стандарта DIN.

Мебельные винты представлены двумя изделиями:

• винтом для мебельных ручек с полукруглой головкой, буртиком и комбинированным шлицем;

• винтом мебельным с плоской головкой и шестигранным углублением под ключ:

Группа винтов имеет головки в форме крючков и петель разного вида:

• винт с крючком

• винт с петлей

• винт с L-образным крючком

• винт с крючком спиральным (витым)

Винт-барашек DIN 316 представлен двумя модификациями, отличающимися формой крылышек. Более остроконечные относятся к т.н. «американской» форме.

Классический винт-барашек «Американская» форма винта-барашка

Резьбонарезающий винт DIN 7516 имеет конец в виде метчика, которым он нарезает метрическую резьбу в предварительно высверленном отверстии.

Что касается головок, то их используется довольно много:

• АЕ – цилиндрическая головка со сферой и крестообразным шлицем;
• DЕ – потайная головка с крестообразным шлицем;
• ЕЕ – полупотайная головка с крестообразным шлицем;
• А – шестигранная головка;
• ВЕ – цилиндрическая головка с прямым шлицем;
• FЕ – потайная головка с прямым шлицем;
• GЕ – полупотайная головка с прямым шлицем.

Еще один винт, самостоятельно образующий резьбу – DIN 7500 выдавливает ее в первоначально нанесенном гладком отверстии. Это удобно при установке изделий в условиях односторонне доступом и существенно увеличивает плотность соединения, особенно с металлическим листом. Его конец имеет форму трехгранного стержня с заходной частью и плавным сбегом резьбы.

Новации для повышения надежности болтовых соединений

Предлагаемые решения для регулировки силы, с которой затягивается болт, не всегда удобны. К таким решениям относят угол поворота гайки, величину крутящего момента, удлинения болта, а также проворачивание комплектной шайбы вместе с сигнальной шайбой и другие способы. Они неудобны тем, что нужно использовать контргайки, пружинные гайки и прочие приспособления. При их применении точная сила затягивания неизвестна. Для её определения нужен откалиброванный динамометрический ключ, а такой инструмент не всегда есть у мастера.

Для решения этой проблемы был разработан метод визуализации силы затяжки болтов: в метиз интегрирован специальный индикатор, который изменяет цвет в соответствии с силой, прилагаемой для его затягивания. Такие болты с визуальной индикацией используют для высокоточных соединений. Для обычной эксплуатации типовых объектов они чрезмерны.

Вариант исполнения

Одной из основных конструктивных особенностей можно назвать вариант исполнения, который зависит от стандарта, по которому изготовлен метиз. Общепринятыми нормативами являются ГОСТ и DIN.

Например, в шестигранных болтах отличительной особенностью может стать стопорение резьбового соединения. Оно достигается за счет отверстия, в которое продевается шплинт или проволока. Если потребовалось уменьшить вес крепежного элемента без потери прочности соединения, то в головке болта можно сделать углубление.

Чем отличается гайка от шайбы: сравнение, фото

Гайка от шайбы тоже существенно отличается. Дело в том, что внутри у гайки имеется резьба. Шайба — это элемент, который обычно используется для уплотнения соединения между болтом и гайкой. То есть вкладывается непосредственно перед накручиванием гайки. Это способствует улучшению соединения. При этом сводится к минимуму возможность раскручивания, развинчивания гайки и ее удаление с поверхности болта. Шайбы бывают разными, как плоскими, так и фигурными. Их еще называют гроверами. Дополнительное давление улучшает сцепление болта и гайки и делает соединение деталей более надежным.

Гайка

Шайба

Как видите, существует множество крепежных элементов и деталей, которые используются для соединения узлов, механизмов и конструкций. Они имеют большое количество отличий и используются в каждом конкретном случае.

Чем отличается шуруп от самореза: сравнение, фото

Собственно саморез является разновидностью шурупа, но отличается некоторыми признаками. Дело в том, что технология изготовления саморезов несколько сложнее. Так как для изготовления применяются более твердые, прочные материалы, которые могут при определенном усилии разрушать поверхность. Например, саморез можно вкрутить без изготовления отдельного отверстия, достаточно приложить усилия. Ввинчивается от определенной силы. Таким образом саморез плотно войдет в поверхность дерева или другого материала. Для того чтобы ввести шуруп, необходимо предварительно сделать отверстие на поверхности.

Шуруп

То есть сам по себе шуруп без изготовления дополнительного отверстия ввинтить нельзя. Так как материал достаточно хрупкий и не такой прочный край. Они не такие острые, поэтому винтить без дополнительного отверстия достаточно затруднительно. Кроме того, шуруп имеет не такую большую высоту и меньше шаг резьбы. При этом кончик самореза более острый, нежели у шурупа.

Саморезы