Без рубрики

При создании механизмов, оборудования, зданий и сооружений существуют различные способы соединения деталей конструкций. Среди них наиболее распространены такие технологии, как сварка, клепка, склеивание и пайка. Однако ни один из этих методов не может сравниться по распространенности с резьбовым стыковкой, особенно с применением болтов. Выбирая резьбовую стыковку, инженеры и строители ориентируются на ряд качеств, такие как простота планирования и монтажа, оперативность сборки, надежность, долговечность, возможность раскручивания и повторного использования крепежных элементов. Все эти факторы также влияют на конечную стоимость проекта, что является важным в современной экономике. Особенности резьбовых соединений Резьбовые соединения имеют определенные особенности. Они могут состоять из одного болта или быть совмещены с гайкой и шайбой. Существуют также модификации соединений с расширяющейся гильзой, где болты выполняют функцию натяжения для расширительного элемента. Конструктивно резьбовые соединения состоят из головки определенной формы (плоской шестигранной, сферической с внутренним выступом, круглой с шлицем, в виде кольца) и стержня с витками резьбы. Длинные болты, предназначенные для соединения деталей через отверстия, имеют неполную резьбу – только столько, сколько необходимо для движения гайки до точки затягивания. Это делается для снижения себестоимости и повышения прочности изделия на разрыв. Параметры резьбы, такие как высота и профиль гребня, шаг, стандартизованы в различных системах. В настоящее время существует две классификации: европейский DIN (в России – ГОСТ) метрический и британский UN и американский UNC, где размеры измеряются в дюймах. Обе системы делятся на мелкий и крупный шаг. В процессе монтажа и дальнейшей эксплуатации на болты, являющиеся основными элементами резьбового соединения, действуют различные виды нагрузок, которые учитываются при проектировании различных конструкций. Известны следующие виды напряжений на резьбовые соединения: 1. Преднапряжение возникает при закручивании гайки и создании прижимного усилия. Это постоянно растущее сопротивление механической нагрузке. 2. Растягивание происходит из-за силы натяжения между головкой болта и участком со спиралью, где находится гайка. Величина этого напряжения имеет свой предел. При его превышении стержень будет растягиваться и в конечном итоге ломаться. Обычно это происходит под головкой изделия. 3. Трение возникает на начальных этапах закручивания и увеличивается в процессе затягивания из-за увеличения площади и силы прижима витков соединения. 4. Срезание, или срыв резьбы, происходит, когда крутящий момент превышает силу трения и расчетную прочность изделия. Причины могут быть связаны как с низким качеством изделия, так и с нарушением технологии монтажа. Таким образом, резьбовые соединения являются одним из основных и наиболее распространенных способов соединения деталей в различных конструкциях. Они обладают необходимыми характеристиками надежности, простоты монтажа и долговечности, что актуально для многих задач проектирования и строительства. Факторы, влияющие на момент затяжки При монтаже резьбовых соединений ключевым параметром является момент затяжки, который отражает силу, необходимую для достижения требуемой прочности элементов конструкции. Недостаточная затяжка может привести к самораскручиванию болта под воздействием нагрузок, а излишняя сила может привести к обломке головки или разрушению резьбы, повреждению устанавливаемой детали. Именно поэтому техническая литература предоставляет информацию о моменте затяжки для различных типов крепежей. Момент затяжки зависит от нескольких факторов. Болт по своей конструкции представляет собой шпильку с резьбой, которая может быть полной или неполной, метрической или дюймовой. К шпильке приваривается головка, на которую передается усилие при закручивании или откручивании болта. Шестигранные головки являются наиболее распространенными, но существуют и другие варианты, выбор которых зависит от условий монтажа и технических требований. Под моментом затяжки понимается сила, необходимая для правильного монтажа болта. Этот параметр контролируется с помощью специального инструмента – динамометрического ключа. Значение момента указывается в специальных таблицах или технической документации для сборки и ремонта машин и оборудования. Производители предлагают рекомендуемый момент затяжки для каждого типа болта. Его величина зависит от основных характеристик крепежа, таких как диаметр шпильки, шаг резьбы, материал, из которого изготовлен болт, вид головки и ее размер, а также тип резьбы (полная или неполная). Длина крепежных элементов практически не влияет на момент затяжки. Болты с неполной резьбой как правило обладают большей прочностью у головки, что позволяет применять более сильную силу затяжки. Кроме основного шага резьбы, доступны также метизы с мелкой резьбой для применения в машиностроении и конструкциях, подверженных вибрационным нагрузкам. Наиболее распространенным материалом для изготовления болтов является углеродистая сталь разных марок. Для повышения устойчивости к коррозии болты могут быть оцинкованы. Также для изготовления используют латунь, нержавеющую сталь и другие материалы. Класс прочности крепежа зависит от материала, из которого он изготовлен. Для метрических болтов этот показатель находится в диапазоне от 3.8 до 12.9, а для дюймовых – от 0 до 8. У метрических болтов класс прочности указывается на головке, а у дюймовых делаются насечки. Чем выше класс прочности, тем большую силу можно приложить при затяжке. Таким образом, момент затяжки болтов зависит от материала, из которого они изготовлены, и геометрических размеров. Диаметр резьбовой шпильки является основным фактором, а остальные параметры, такие как длина, шаг резьбы, вид головки и размер, являются второстепенными, но также учитываются. Еще одним важным параметром является материал детали или гайки, с помощью которых осуществляется крепление. По умолчанию предполагается использование гаек и шайб из того же материала, что и крепеж. Определение момента затяжки Для определения момента затяжки на конкретном болте необходимо использовать динамометрический ключ. Промышленность предлагает несколько видов таких инструментов. Индикаторный ключ оснащается специальной системой, которая выводит прилагаемое усилие на механическую шкалу или электронный экран. Это надежная конструкция, и он применяется в строительстве, промышленности и машиностроении. Единственным минусом является недостаточная точность, так как погрешность может достигать 8%. В точном машиностроении это может стать проблемой. Цифровой ключ представляет собой подвид индикаторного устройства. В его рукоятку встроен датчик крутящего момента и жидкокристаллический дисплей, на котором выводится прилагаемое затяжное усилие. Для удобства использования, при достижении нужного момента, может издаваться звук. Его также можно подключить к ноутбуку или компьютеру. В современных динамометрических ключах данного типа погрешность не превышает 1%. Предельный ключ – еще один подвид, главной особенностью которого является возможность установки предельного усилия на болт. При достижении этого усилия срабатывает храповик, ключ начинает проскальзывать со щелчками, а затяжка прекращается. Это исключительно практичный инструмент, но нужно знать, что он имеет погрешность около 4%. Для корректного определения затяжного момента необходимо соблюдать определенные правила: – Болт устанавливается в посадочное место или поджимается гайкой. – Первичная затяжка производится обычным рожковым или накидным ключом. – Подбирается динамометрический ключ, максимальное значение которого минимально превышает необходимое для затяжки болта значение на 20%. – Аккуратно подтягивается болт динамометрическим ключом до достижения нужной силы момента. Если деталь затягивается несколькими болтами,

В нашей стране металлические конструкции преимущественно используются в качестве несущих для общественных и промышленных зданий, складов и ангаров, но не применяются в жилом строительстве, которое сейчас находится в стадии активного развития. Жилые площади строятся с использованием железобетона вместо металла, и на это есть несколько объяснений. Во-первых, металл имеет значительно ниже огнестойкость по сравнению с железобетоном, поэтому требуется дополнительная огнезащита, что приводит к увеличению затрат. Во-вторых, стоимость металла изначально выше, чем стоимость железобетона, и только сейчас, при снижении экспорта и образовании профицита металла, эта ситуация начинает меняться. В-третьих, металл отлично проводит звуковые волны от одной конструкции к другой, что становится одной из главных проблем в жилых зданиях, где звукоизоляция имеет важное значение. Однако сегодня возможности и области применения металла пересматриваются и расширяются, и поэтому особое внимание уделяется способам соединения деталей, в том числе болтовым соединениям. Болты, в отличие от других вариантов, обеспечивают разъемное соединение. Однако болтовые соединения являются наиболее металлоемкими из-за использования стыковых накладок.   Классификация болтов Болты классифицируются следующим образом: обычные или срезные, которые могут иметь грубую, нормальную или повышенную точности и работают на срез с не очень высокой прочностью; высокопрочные болты, которые работают на растяжение и передают силы сдвига трением между соединенными элементами при высоких нагрузках, вибрации и динамическом воздействии благодаря термической обработке поверхности; самонарезающие болты, имеющие профиль по всей длине и изготовленные из термоупрочненной стали, которые легко устанавливаются, так как требуется доступ только с одной стороны; анкерные болты, применяемые в фундаментах, которые имеют низкую прочность и изготовлены из инструментальной стали, их назначение – передача растягивающих усилий с колонн на фундамент. Болты делятся на три группы в зависимости от класса. Болты класса А относятся к категории, где разница между диаметром болта и отверстием составляет от 0,25 до 0,3 мм, в таком соединении практически нет деформаций. Болты класса Б имеют разницу в диаметрах 0,52 мм, а болты класса С – менее 1 мм. Расчеты болтовых соединений выполняются по срезу, смятию и растяжению. Область применения болтовых соединений Болтовые соединения довольно давно используются в различных областях благодаря своей простоте. Они нашли широкое применение в сборно-разборных конструкциях, мобильном домостроении, а также в комплексных конструкциях, которые двигаются в процессе эксплуатации. Кроме того, они используются в высокоустойчивых металлических каркасах с высокопрочными соединениями. Также болтовые соединения нашли свое применение в строительстве и в машиностроении. Мосты, подъемные краны, колеса и полуоси собираются с помощью резьбовых соединений. Они также используются для крепления узлов и деталей. Заклепочные соединения применяются для деталей, которые подвергаются ударным и вибрационным нагрузкам, а также для соединения деталей из различных материалов и в особо ответственных местах. Заклепочные соединения, как и болтовые, имеют свои недостатки, такие как ослабление деталей и металлоемок, однако они обладают высокой работоспособностью. С момента применения сварки область применения болтовых соединений немного уменьшилась. Тем не менее, этот вид соединения является более технологичным, они отличаются взаимозаменяемостью, универсальностью и надежностью. Одними из недостатков болтовых соединений являются раскручивание гаек при переменных нагрузках, необходимость выполнения отверстий под крепежные детали и концентрация напряжений вокруг отверстий. Кроме того, необходимо учесть вопросы герметизации и уплотнения соединений для обеспечения их долгосрочной работы. Расчет болтового соединения Использование болтового способа соединения деталей обладает несколькими преимуществами. Во-первых, это позволяет разбирать конструкцию или механизм и упрощает проведение ремонтных или восстановительных работ. Во-вторых, при эксплуатации конструкции детали подвергаются различным видам нагрузок, которые необходимо учитывать в процессе проектирования. Болтовые соединения могут испытывать нагрузки, направленные вдоль осей болтов (растяжение-сжатие), радиальные (кручение) или нагрузки, направленные в перпендикулярной оси болта плоскости. Последние, перенося силу трения, обусловлена затяжкой болта и гайки, могут вызвать деформацию крепежных деталей связи. Болтовое соединение также позволяет крепить несколько деталей в одной плоскости, увеличивая количество возможных плоскостей среза, что важно при проектировании конструкции. При расчете болтовых соединений учитываются различные факторы, такие как шероховатость деталей, пределы текучести материалов, разность диаметров отверстия и стержня болта, сила затяжки соединения, толщина деталей, расположение отверстий относительно друг друга и кромок, а также диаметр стержня болта. В зависимости от условий соединений используются различные расчетные формулы на срез. Главным показателем работоспособности крепежных резьбовых соединений является их прочность. Конструкция стандартных крепежных деталей разрабатывается таким образом, чтобы они имели одинаковую прочность по следующим параметрам: силе разрыва и сжатия в резьбе, силе растяжения в нарезанной части шпильки и в месте перехода шпильки в головку. Таким образом, для стандартных крепежных деталей главным критерием работоспособности является прочность шпильки на растяжение, и именно по ней производится расчет болтов, винтов и шпилек. Расчет прочности резьбы выполняется только в качестве проверки для нестандартных деталей. При расчете прочности резьбы наблюдается неравномерное распределение сил взаимодействия между витками винта и гайки, это доказали научные исследования. Однако фактическое распределение нагрузки по виткам зависит от множества факторов, которые трудно учесть (неточности в изготовлении, износ резьбы, материал и конструкция гайки и болта и т. д.). В связи с этим, при расчете прочности резьбы условно принимается, что все витки одинаково нагружены, а возможные погрешности учета компенсируются установленным предельным напряжением. Болтовое соединение Чертеж При выполнении чертежей резьбовых соединений, включая болтовые соединения, используется условное изображение винтовой резьбы. Это позволяет упростить и ускорить процесс создания чертежей. Условные обозначения соответствуют ГОСТ 2.315-68. Наружная резьба болта изображается сплошной основной линией по внешнему диаметру, а по внутреннему диаметру – сплошной тонкой линией. На проекциях болта, полученных путем рассечения его плоскостью, перпендикулярной его оси, внутренний диаметр обозначается тонкой линией, проведенной на три четверти от окружности. Фаска не изображается, кроме продольного сечения болта. Расстояние между тонкой и основной линиями не должно превышать шага резьбы, однако не должно быть менее 0,8 миллиметра. Внутренняя резьба на гайке изображается основной линией по внутреннему диаметру. Штриховка в сечениях и разрезах производится до сплошной основной линии. При отображении на чертеже болтового соединения, размеры болта, гайки и шайбы соответствуют их стандартным значениям. То есть размеры крепежных деталей устанавливаются в соответствии с ГОСТом для них. Болтовое соединение ГОСТ ГОСТ Р 70132-2022 — национальный стандарт Российской Федерации, который определяет требования к сборке и контролю качества болтовых соединений металлических строительных конструкций. Данный стандарт применяется к процессам сборки болтовых соединений строительных металлических конструкций, предназначенных для различных типов зданий и сооружений — стационарных, сборно-разборных, передвижных. Он также охватывает конструкции, которые подвергаются различным нагрузкам, как постоянным, так и временным, а также особым нагрузкам, таким как вибрация, взрывы, сейсмические воздействия и другие. Этот стандарт применяется при проектировании и сборке

Метрическая резьба широко используется в строительстве, при сборке машин и механизмов, в станкостроении и других областях деятельности. Резьба делится на два типа – метрическую и дюймовую. В Российской Федерации и странах СНГ наиболее распространен метрический тип резьбы, в то время как в Великобритании, США и других странах параметры крепежа измеряются преимущественно в дюймах. Характеристики метрической резьбы и сферы применения Метрическая резьба основана на использовании международных метрических единиц для измерения параметров резьбовых соединений. Она представляет собой профиль резьбы, который задается отношением диаметра резьбы к числу зубьев на дюйм (или миллиметр). Метрическая резьба – это чередование имеющих винтовое направление углублений и выступающих участков, располагающихся внутри либо снаружи деталей цилиндрической или конической конфигурации. Метрическая резьба отличается от дюймовой не только в способе измерения параметров, но и в конфигурации. При выборе крепежа необходимо учитывать эти отличия, поскольку правильное соединение деталей с разными типами резьбы будет невозможно. Наряду с размерами, формой и нахождением на деталях, основными характеристиками метрической резьбы являются шаг и угол профиля. Шаг может быть мелким, нормальным или крупным, а угол профиля и количество витков также определяют специфику конкретной резьбы. Метрическая резьба применяется для создания резьбовых разъемных соединений, путем нарезания резьбы снаружи или внутри деталей, имеющих цилиндрическую или коническую форму. Она используется при производстве болтов, шпилек, винтов и гаек, которые являются элементами крепежа и используются в различных сборных конструкциях, корпусах и трубопроводах. Метрическая резьба применима как к деталям цилиндрической конфигурации, так и к коническим. Она находит применение в различных отраслях промышленности, таких как судостроение, производство бытовой техники, электроника и сложное оборудование, строительство, машино- и станкостроение, автомобилестроение, возведение опор и мостов, а также организация трубопроводов различных инженерных систем. Основные геометрические параметры Метрическая резьба является важным элементом в технической области. Она имеет свои геометрические параметры, которые определяют ее конфигурацию. Главными геометрическими параметрами метрической резьбы являются профиль, угол профиля, высота профиля, шаг, наружный диаметр, номинальный диаметр, внутренний диаметр, средний диаметр и ход. Профиль метрической резьбы представляет собой контур гребенки, проходящей вдоль оси детали. Для метрического типа профиль формируется треугольниками с равными двумя сторонами. Угол профиля определяется между боковыми сторонами равнобедренного треугольника, формирующего профиль. Высота профиля обозначается буквой h и характеризует расстояние от вершины треугольника до его основания. Шаг метрической резьбы представляет собой расстояние между впадинами или вершинами двух находящихся рядом витков. Он измеряется вдоль оси стержня детали. Основной шаг имеет длину равную одному диаметру, но также существует и мелкий шаг, относящийся к уменьшенным геометрическим параметрам. Шаг обозначается буквой p. Наружный диаметр, обозначаемый буквой d, характеризует диаметр цилиндра, описанного вокруг самых высших точек резьбы наружной резьбы или вокруг низших точек углублений резьбы внутреннего типа. Номинальный диаметр соответствует наружному диаметру и используется для обозначения размеров деталей с резьбовыми поверхностями. Внутренний диаметр, обозначаемый d1, относится к цилиндру, создаваемому вокруг впадин для наружной резьбы или вокруг вершин внутри изделия для внутренней резьбы. Средний диаметр, обозначаемый d2, относится к цилиндру, параллельному оси резьбы. Его образующая проходит через профиль так, что ее пересечение с канавкой образует отрезки, равные половине шага резьбы. Ход, обозначаемый t, является величиной осевого относительного перемещения, осуществляемого винтом за один полный оборот с углом 360 градусов. Помимо геометрических параметров, также существуют поля допусков для метрической резьбы. Они могут быть точными, средними или грубыми, в зависимости от требований и стандартов. Выбор полей допусков производится по таблицам, руководствуясь определенными принципами. Иногда полей допусков может не быть в табличных данных, в таком случае допустимо учитывать отклонения относительно размеров изделий без финишных покрытий. Обозначение метрической резьбы Метрическая резьба является важным элементом в механике. Чтобы обозначить её основные характеристики, используются определенные правила и обозначения. Основные параметры резьбы задаются с помощью буквенно-цифровых комбинаций. Буква обозначает основное отклонение, а цифра указывает класс точности. В обозначении всей резьбы используются два сочетания букв и цифр. Первым идет поле для среднего диаметра, а вторым – для наружного. Если поле для среднего диаметра и наружного полностью совпадают, то дублирование не требуется. Наряду с обозначениями резьбы необходимо указывать и поле допуска. Для понятного обозначения используется дробная форма. В числителе указывается внутренняя резьба, относящаяся к соответствующему полю допуска, а в знаменателе – поле допуска для наружной резьбы. Маркировка метрической резьбы представляет собой систему обозначений, которая определяет все необходимые характеристики данного типа резьбы. Она включает несколько элементов, которые являются основными параметрами данной системы. Первым элементом маркировки является заглавная буква “М”, которая указывает на то, что речь идет о метрической резьбе. При необходимости, может быть добавлена дополнительная буква, например, “К” – что означает метрическую коническую резьбу. Вторым элементом является числовое значение номинального диаметра в миллиметрах. Например, “М22” означает, что номинальный диаметр данной метрической резьбы равен 22 миллиметрам. Третий элемент маркировки представляет собой значение шага резьбы, при его отличиях от стандартного. Он обозначается цифровым значением в миллиметрах через знак умножения. Например, “М18х1,5” означает, что шаг данной резьбы равен 1,5 миллиметра. Для многозаходных резьб добавляется дополнительное значение – количество ходов – через знак умножения. Шаг резьбы указывается в скобках с литерой “р”. Например, “М18х3(р1)” означает, что данная резьба имеет 3 забега, а шаг равен 1 миллиметру. Если резьба является левой, то применяется обозначение “lh”, которое располагается после основной маркировки. Таким образом, маркировка метрической резьбы обеспечивает информацию о типе резьбы, номинальном диаметре, шаге и других характеристиках данного типа резьбы. Шаг метрической резьбы Шаги метрической резьбы делятся на три категории: стандартные, крупные и мелкие. Нормальный шаг считается самым распространенным и универсальным. Он определяется отношением диаметра резьбы к величине, равной 1 миллиметру. Мелкий шаг используется для плотных соединений и определяется отношением диаметра к значению 0,8 мм. Крупный шаг обеспечивает высокую скорость соединений и определяется отношением диаметра к значению 1,25. Шаги мелкий и крупный имеют свои отличия. Меньший шаг обеспечивает более прочное соединение из-за большего количества витков и большей площади касания. Соединения с крупным шагом демонстрируют большую устойчивость к осевым усилиям. Меньший угол подъема резьбы обеспечивает “самоторможение”, в то время как соединения с крупным шагом подвержены “самораскручиванию”. Кроме того, элементы крепежа с диаметрами больше 68 мм имеют резьбы только с мелким шагом. Резьба метрическая ГОСТ Для обозначений метрической резьбы установлены соответствующие ГОСТы. Они устанавливают стандартизированные шаги и другие параметры для обеспечения совместимости резьбы и качественных соединений. Основные ГОСТы, определяющие нормы и размеры резьбы, это: 24705-2004, 9150-2002, 8724-2002, 16093-2004 и 9000-81. ГОСТы устанавливают стандартные процедуры для гармоничной совместимости метрических резьб

Для многих непрофессиональных строителей вопрос о различии между шурупами и саморезами может быть довольно сложным. Недостаточное знание об этих крепежных материалах может привести к неправильной закупке или использованию во время ремонта. Новичок может тратить много времени, пытаясь использовать крепеж и не понимая, почему он не справляется с задачей. Наоборот, неправильно использованные саморезы могут привести к деланию ненужных дополнительных отверстий. Чтобы помочь разобраться в этих вопросах, мы расскажем о различиях между шурупами и саморезами. Мы надеемся, что наши советы помогут вам сделать правильный выбор при использовании этих крепежных материалов. Немного истории Чтобы объединить несколько элементов вместе, можно использовать различные виды крепежных материалов. Самыми популярными и удобными считаются шурупы и саморезы. Хотя они похожи по внешнему виду, у них есть некоторые различия. Шуруп был изобретен первым и использовался для соединения деревянных деталей. Вместо отвертки часто применялся молоток, что усложняло демонтаж уже готовых изделий. Появление самореза связано с изобретением материала под названием гипсокартон. Этот материал стал основным для ремонтных работ благодаря своим универсальным свойствам и легкости создания различных конструкций. Для крепления гипсокартонных листов требовался удобный крепеж, так как обычные шурупы были неудобными и затрудняли работу. Поскольку гипсокартон мягкий материал, шляпка шурупа часто слизывалась после первого использования, и его нельзя было повторно использовать. Использование жестких шурупов также было нецелесообразным из-за их ломкости, что часто ставило мастеров в затруднительное положение. Саморез, фактически, стал преемником шурупа. Внешне они очень похожи, но саморез обладает некоторыми отличиями, благодаря которым им стало удобно работать и многократно их использовать. Из-за популярности нового типа крепежа, старый вариант стал менее востребованным, но все же используется для определенных задач. Саморезы выпускаются в разных размерах, с различным шагом резьбы и разными особенностями, что позволяет использовать их во многих ситуациях. Для легкого вворачивания шурупа рекомендуется сначала просверлить отверстие, а затем начинать процесс вворачивания. Саморез имеет более тонкий стержень, поэтому его легче установить. У шурупа резьба начинается от кончика и не достигает шляпки, в то время как у самореза резьба полностью покрывает его, что облегчает процесс вворачивания в поверхность. Для каждого материала есть наиболее подходящий тип крепежа, и зная особенности, можно выбрать наиболее правильные и эффективные инструменты. Различия между шурупами и саморезами Итак, различия между шурупами и саморезами можно наблюдать сразу по их внешнему виду. Шуруп представляет собой металлический стержень с однородным диаметром на всей длине. На конце шурупа может быть затупленная форма. Визуально стержень шурупа можно разделить на две части: с нанесенной резьбой на две трети длины и гладкую последнюю часть перед головкой. Угол наклона резьбы на шурупе невелик, и спираль имеет плавную форму. Головка шурупа обычно имеет две разновидности: с отверстием для отвертки или шестигранным наконечником. Форма головки шурупа зависит от назначения крепежа: для работы с отвертками (чаще всего крестовыми) или специальными ключами. Саморез, в свою очередь, похож на винт с более широким диаметром у основания и сужающийся к концу. Наконечник самореза имеет режущую поверхность – может быть острым или снабженным сверлом (иногда с более твердым покрытием, чтобы преодолевать твердые поверхности). Вся ножка самореза имеет резьбу на всем протяжении, обычно с более крутым наклоном, чем у шурупа. Головки саморезов могут иметь разные формы, в зависимости от материалов, которые они соединяют. Наиболее популярным типом крепежа для внутренних отделочных работ является саморез с потайной головкой, который широко используется при монтаже гипсокартонных конструкций, чтобы скрыть крепления. Вторым по популярности является саморез с шестигранной головкой, который используется для надежного крепления тяжелых предметов. Для окончательного затяжки используется ключ-шестигранник, чтобы обеспечить максимальную плотность крепления. В комплекте с саморезами обычно поставляются дюбели для установки в стену. Независимо от остальных отличий, основное различие между шурупом и саморезом можно увидеть в резьбе по ножке крепежных изделий и ее наклоне. Если весь стержень имеет резьбу и крутой наклон, то это саморез. Если есть гладкий участок и тупое окончание, то перед вами шуруп. Шуруп и саморез: отличие в применении Однако главная причина, по которой саморезы стали намного популярнее шурупов среди строителей – это их простота в использовании. В этом отношении можно сказать, что саморезы представляют собой усовершенствованные шурупы, более технологичную стадию развития. Вот почему: чтобы завернуть шуруп в качестве крепежа, необходимо предварительно просверлить отверстия немного меньшего диаметра в скрепляемых поверхностях. Саморезу не требуется приготовления гнезда – он работает как своеобразная сверла и может самостоятельно врезаться даже в металл, если его толщина не превышает 2 мм. Вывернуть завернутый шуруп обратно достаточно проблематично (в большинстве случаев) из-за того, что его резьба слизывается при заворачивании. Поэтому многие опытные мастера не используют отвертку для работы со шурупами, а просто вбивают их молотком. В то время как саморез может быть легко вывинчен и, при необходимости, снова ввинчен в то же место без ущерба для прочности конструкции. Конечно, саморезы не являются всесильными. В особо твердые материалы их ввинтить без предварительной подготовки не получится – все равно придется сверлить отверстие, подобно шурупу. Однако огромное количество строительных работ не связаны с такими тяжелыми поверхностями, и саморезы справляются с ними самостоятельно, позволяя экономить время, которое пришлось бы потратить на предварительное сверление. Еще одним случаем, когда нужна предварительная подготовка, являются хрупкие материалы. Если не просверлить отверстия, затягивание самореза может привести к трещинам. Однако, опять же, это лишь специфические случаи. Шуруп и саморез: качество крепежа Технология производства современных метизов предполагает использование высококачественных и очень прочных сталей. К тому же, саморезы проходят дополнительную термическую обработку, благодаря чему они являются более надежным видом крепежа. Стоит отметить, что некоторые строители жалуются на поломки саморезов. Это обусловлено только небрежностью производителя, который перегрел метиз. Однако в некоторых случаях будет разумнее отдать предпочтение шурупам, так как они сохраняют пластичность и при высоких нагрузках гнутся, но не ломаются. Опытные строители, которые знают разницу между шурупом и саморезом, отказываются считать их разными видами крепежа. Они утверждают, что саморез – это тот же самый шуруп, просто упрощенный для некоторых видов работ, но не заменяющий его в других областях. У каждого ремонтника есть свои предпочтения. Они выбирают саморезы, когда монтируется гипсокартонная конструкция или соединяются детали с металлическими поверхностями – это обеспечивает более плотное прилегание элементов друг к другу. В то время как при работе с деревом мастера останавливают свое внимание на шурупах несмотря на то, что требуется сверлить отверстия для их завинчивания. Конструктивные особенности шурупов Шурупы – это металлические крепежные изделия, которые внешне напоминают стержни

Болты и винты являются неотъемлемой частью строительных, ремонтных и производственных работ, обеспечивая прочное крепление для разнообразных конструкций и приборов. Несмотря на имеющиеся внешние различия, эти крепежные элементы обладают рядом идентичных характеристик, которые делают их важными для большинства отраслей промышленности и бытового использования. Сходство винтов и болтов Общими чертами болтов и винтов является их схожая конструкция, включающая резьбовую часть и головку, позволяющую стягивать детали между собой и обеспечивать взаимодействие с различными поверхностями, такими как металл, кирпич, дерево и др. Оба элемента также могут использоваться с гайками, шайбами, а также различными видами дюбелей, обеспечивая надежное крепление и прочность конструкций. Винт и болт внешне очень похожи друг на друга, и их нередко путают, но они используются в разных сферах и отраслях и имеют свои конструктивные особенности. Благодаря своей конструкции болт, в основном, используется для того, чтобы скреплять детали с использованием гайки. Винт же не используется вместе с гайкой, а чаще всего применяется отдельно. То есть в самой детали есть резьба, в которую вкручивается винт. Таким образом осуществляется соединение, то есть дополнительные гайки под винт не используются. Шурупы и шпильки являются распространенными разновидностями болтов и винтов, предоставляя удобные варианты для различных видов работ. Важным аспектом их использования является возможность применения специальных инструментов, таких как ключи и шуруповерты, что делает процесс установки более удобным и эффективным. Необходимо отметить, что как болты, так и винты находят применение в различных сферах – от производственных и технических нужд до приборостроения. Их универсальность заключается также в возможности использования при различных температурных условиях, что делает их незаменимыми во многих областях. Конструктивные особенности болтов Остановимся на особенностях конструкции болтов и винтов и их использовании в различных отраслях. Болты являются важными элементами крепежных систем. Они имеют стержень с наружной резьбой и шестигранную головку на одном из концов. Головка подходит под определенный гаечный ключ, а утолщение на одной стороне болта позволяет ему прочно закрепиться в узле без сдвига в любую сторону. В зависимости от своих характеристик и применения, болты классифицируются по стандартам DIN и ГОСТ и включают: Т-образные болты; Болты с квадратным подголовком; Откидные болты; Установочные болты; Машиностроительные болты; Высокопрочные болты; Болты с упорным фланцем. Другая классификация включает анкерные, полукруглые, потайные, шестигранные, рым и цилиндрические болты. Эти виды болтов используют при строительстве несущих конструкций, многоэтажных зданий, создании кровель и фундаментов мостов, а также в автомобильной и приборостроительной индустрии. Болты обладают высокой прочностью и способны выдерживать различные типы механических нагрузок, включая срез и сдавливание. Жесткое болтовое соединение устойчиво к сдвигам, но для его монтажа требуется калиброванное отверстие. После установки болт должен быть надежно закреплен в заданном положении и не должен вращаться вокруг своей оси. Фиксация достигается за счет утолщения выше резьбы, которое располагается сразу под головкой. При соединении болта с метизом используются шайбы, которые помещаются под головку и закрепляются гайкой. Это предотвращает самопроизвольное раскручивание крепления.  Конструктивные особенности винтов Другими важными метизами, предназначенными для прочного соединения между деталями, являются винты. Винт имеет круглую ножку с резьбой и шляпку различных форм. Благодаря внешней резьбе, на винт можно надевать гайку соответствующего диаметра и подкладывать шайбу. Винты могут использоваться самостоятельно, без дополнительных элементов в любой конструкционной паре. В зависимости от формы головки, выделяются несколько типов винтов. Цилиндрическая форма подходит для работы шестигранными ключами, в то время как полусферическая форма сделана со шлицами и вкручивается отверткой. Винты с усеченным конусом предназначены для потайного монтажа и обслуживаются ключом или подходящей отверткой. Кроме того, согласно технической классификации, у винтов также бывает несколько форм шляпки: плоская, выпуклая, полупотайная, квадратная, защищенная и грибовидная. Все винты соответствуют ГОСТу 17473-80 и доступны в различных размерах. Отличие винтов от болтов Важно отметить, что винты отличаются от болтов отсутствием конического сужения на стержне, что позволяет монтировать их без предварительного создания отверстия на рабочей поверхности. Соединение с винтом обеспечивает надежную фиксацию узла и применяется для крепежей и установок в различных областях, включая разъем деталей и фиксацию конструкционных элементов. Винты защищены от самоотвинчивания, что делает их подходящими для использования в различных областях, таких как приборо- и машиностроение, производство мебели и бытовых товаров. Интересно, что винты можно использовать не только с ключами и отвертками, но также и с шестигранниками подходящего диаметра. Крепеж изготавливается из высоколегированной стали с оцинкованным покрытием, обеспечивающим защиту от коррозии. Благодаря различным характеристикам, болты и винты отличаются друг от друга. Выделим 10 основных особенностей, позволяющих определить различия в этих элементах крепежа: Болты имеют утолщение на стержне между головкой и резьбой, в то время как у винтов такого утолщения нет. Болт крепится в паре с гайкой и может быть вкручен или забит. Он используется для сквозных отверстий деталей, гайка затягивается по оси болта. Винт является самостоятельным крепежом и фиксирует детали изнутри, оставаясь внутри поверхности или конструкции. Стержень вкрученного болта работает на сдвиг и сжатие, стягивая элементы узла и предотвращая смещение конструкции или деталей. Винт не способен противостоять сдвигам, но надежно скрепляет конструкционные детали, затягивая их. У болтов присутствует гладкий участок без отверстия на головке, в то время как у винтов на шляпке есть сплошная насечка или шлица. При соединении с болтами важна прочность по растяжению и срезу. Винтовые соединения проверяют только по прочности растяжения. Болты вкручиваются строго под прямым углом с помощью ключа-шестигранника, а винты закручиваются отверткой вдоль оси. Болты обычно изготавливаются из легированной стали, которая обладает хорошей устойчивостью к внешним воздействиям. Винты чаще делают из высокоуглеродистых марок стали с присадками. Болты скрепляют детали в статичном положении и распределяют механическую нагрузку перпендикулярно конструкционным частям. Резьба винта вдоль шпильки позволяет равномерно распределить нагрузку по деталям узла. Болты подходят для разъемных конструкций и применяются в промышленных каркасах, автомобильных рамах, станочном оборудовании и других местах, где необходимо получить максимально жесткое соединение. Винты и саморезы широко используются в быту для крепления различных предметов, таких как картин, полок, вешалок и светильников. Винтовые соединения наиболее подвижны и рекомендуются для производства токарных станков и часового оборудования. Болты всегда имеют большие размеры по сравнению с винтами. Например, в часах устанавливают самые крошечные винты, в то время как крупные болты образуют мощные анкерные соединения, служащие укреплением кладок несущих и перегородочных стен, а также различных монтажных конструкций. Заключение Таким образом, болты и винты имеют свои уникальные особенности и играют значимую роль в современной промышленности и бытовом пространстве, обеспечивая надежное и долговечное крепление для разнообразных конструкций и приборов. 

Болтами и винтами пользуются во многих промышленных отраслях, и их производство сейчас осуществляется в больших объемах. С помощью современных технологий производства можно получить высококачественные крепежные изделия разных размеров, классов точности и прочности. Наша статья расскажет вам о технологических процессах, которые используются современными производителями крепежа. Изначальные прототипы болтов и винтов были использованы древними египтянами, греками и римлянами еще много веков назад. В начале XIX века крепеж изготавливался вручную на токарных станках, что требовало много времени, что в современных условиях неприемлемо. В XX веке развитие серийного производства крепежных элементов привело к использованию холодной и горячей высадки как основных технологий. Обработка стали давлением является одним из самых экономичных способов производства, что позволяет снизить стоимость готовой продукции. При необходимости могут использоваться дополнительные операции, такие как обработка резанием. Это включает в себя обрезку граней головки, снятие фаски, обтачивание концов стержней, прорезание шлицев, высверливание отверстий, шлифование высокоточных метизов и нарезку резьбы внутри изделий. Для производства некоторых видов крепежа требуется выполнение операций пластической деформации. Это включает выдавливание (прямое и обратное), просечку отверстий, высечку контуров и гибку. Наиболее распространенные методы производства крепежных деталей – это холодная и горячая штамповка. Холодная штамповка, также известная как метод холодной высадки, является самым распространенным методом производства крепежных изделий, составляющим около 87% общего объема. Вместе с экономической эффективностью, этому методу присущи и другие преимущества: Улучшенные механические свойства деталей; Высокая чистота поверхности и качество изделий; Широкий выбор доступных размеров (до M52); Снижение стоимости конечной продукции; Сокращение расходов на металлические материалы; Гарантированная точность размеров; Высокая скорость производства. Основой холодной штамповки является сочетание трех технологий: Прямое выдавливание, которое уменьшает диаметр заготовки; Обратное выдавливание, при котором создаются отверстия; Высадка, применяемая для формирования головки крепежа, которая передает вращательное усилие. В процессе производства соединительных деталей используются холодновысадочные пресс-автоматы, которые могут быть одно- или многопозиционными. Современное оборудование может производить до 400 элементов крепежа в минуту. Резьба и заострение выполняются на резьбонакатных станках. Чтобы придать деталям нужную твердость и прочностные характеристики, они подвергаются закалке в специальных печах. Для холодной штамповки требуется абсолютно гладкая поверхность заготовки. Неисправности могут привести к браку конечной продукции. Подготовка поверхности включает протравливание металла в соляной или серной кислоте, промывку в горячей и холодной воде, а также нанесение подсмазочного покрытия. Технология холодной высадки предусматривает заполнение металлом рабочих полостей в штампах, чтобы дать заготовке нужную форму. Во время этой операции заготовка оседает между матрицей и небольшим по размеру прессом – пуансоном. Холодная пластическая деформация крепежа выполняется по двум схемам. Первая схема включает в себя следующие этапы: Подготовка заготовок; Термообработка; Подготовка поверхности заготовок; Штамповка. Эта схема реализуется на вертикальных прессах, оснащенных одно- или многопозиционными штампами. Вторая схема включает три этапа: Термообработка заготовок; Подготовка поверхности; Штамповка. Эта схема может быть реализована на одно- или многопозиционных автоматах. Допускается комбинирование обеих схем. Однопозиционные автоматы применяются для изготовления простых форм крепежа. Многопозиционное оборудование включает набор штамповочных позиций и используется для производства деталей сложной конфигурации. Например, для изготовления гаек требуется 5-позиционная установка, а для болтов с шестигранной головкой – 3- или 4-позиционный автомат. Технология горячей высадки включает обработку металлического сплава с использованием давления. Формирование заготовки происходит с помощью специального инструмента, который называется штампом. При горячей высадке деформация происходит на всем объеме заготовки. Конечная форма изделия определяется формой полости штампа, через которую происходит течение расплавленного металла. Горячая высадка составляет около 9% от общего объема произведенного крепежа.   Штампы – это массивные формы, обычно изготовленные из жаростойкой стали. Они состоят из двух частей, каждая из которых имеет полости, называемые “ручьями”. Нижняя часть штампа фиксируется на неподвижной компоненте кузнечной машины, а верхняя часть на подвижной. Штампы являются дорогостоящим оборудованием, поэтому применение горячей высадки оправдано только в случае массового производства крепежных изделий. Однако иногда возникают ситуации, когда без горячей высадки не обойтись, особенно при создании деталей сложной конфигурации. Особенности горячей штамповки заключаются в следующем. Сначала подготавливаются заготовки. После этого их режут с использованием ленточных станков и разогревают до температуры 1000°С с помощью индукторов. Затем заготовки подаются на автоматы горячей высадки в зависимости от вида крепежа. Например, для изготовления винтов со шляпкой любой формы, болтов и “классических” заклепок диаметром в диапазоне от 16,0 мм до 42,0 мм используют роторные многопозиционные автоматы, горячевысадочные однопозиционные устройства и фрикционные прессы. Горячая высадка является эффективным способом производства крепежных изделий, особенно при работе с деталями сложной формы. Однако, следует учитывать, что эта технология требует значительных затрат на оборудование, что делает ее экономически выгодной только при больших объемах производства. Важно отметить, что горячая высадка позволяет получить детали с высокой прочностью и точностью формы. Процесс осуществляется путем нагрева металлической заготовки до высокой температуры, в результате чего материал становится более податливым и легко поддается деформации под давлением штампа. Это позволяет создавать крепежные изделия с различными формами и размерами. При использовании горячей высадки важно правильно подготовить заготовки. Использование ленточных станков для нарезки заготовок и индукторов для разогрева осуществляется с целью достичь оптимальной температуры для процесса горячей высадки. Это гарантирует правильную формировку деталей и их высокое качество. Также, важно выбрать подходящее оборудование для горячей высадки в зависимости от требуемых характеристик крепежных изделий. Роторные многопозиционные автоматы, горячевысадочные однопозиционные устройства и фрикционные прессы предоставляют широкие возможности для производства различных типов крепежа с различными характеристиками. Необходимо выбрать наиболее подходящее оборудование, учитывая характеристики деталей, требования к производительности и бюджетные ограничения. Таким образом, горячая высадка является одной из основных технологий производства крепежных изделий. Она обеспечивает высокую прочность и точность формы деталей. При правильном подборе оборудования и оптимальной подготовке заготовок, горячая высадка может быть эффективным и экономически выгодным способом производства массового крепежа.

Болты в широком спектре используются в строительстве, производстве технических приборов, бытовой технике, машиностроении и в других областях. Наша статья расскажет о том, как происходит изготовление болтов на производстве и в обычной мастерской. Болты состоят из шляпки и шпильки (стержня) с наружной резьбой. Шляпка обычно имеет шестигранную форму, с прямым или крестообразным шлицем. Некоторые виды болтов не имеют шлица. Для подсоединения болтов используется гайка, которая закручивается на резьбу. Болтовое соединение существовало задолго до сварки. Однако у него есть несколько недостатков по сравнению со сварными швами: Болтовое соединение требует большего расхода металла, чем сварка. Прочность и долговечность болтового соединения зависит не только от прочности самого болта, но и от силы затяжки и плотности фиксации. Чтобы обеспечить прочное соединение, необходимо, чтобы прочность резьбы болта соответствовала прочности резьбы гайки. Несоответствие приводит к плохому качеству соединения. Болтовое соединение не предназначено для длительных нагрузок с изгибающим усилием, поэтому требуется правильное центрирование нагрузки при закручивании и эксплуатации. Болтовое соединение не так прочно из-за отверстия. Несмотря на эти недостатки, болты имеют важные преимущества: Универсальность. Болты можно найти везде, они используются в сборке летательных аппаратов и бытовой техники. Простой монтаж. При затягивании нужно учитывать материал, в который вкручивается болт. В условиях вибрации рекомендуется использовать анаэробные герметики для предотвращения раскручивания гаек. Надежность и длительный срок эксплуатации. Для каждого типа условий существуют болты из соответствующих материалов (легированная и углеродистая сталь, латунь и других сплавы). Возможность разборки соединения за несколько минут. Иногда головка болта может застопориться, особенно если используется деталь без антикоррозийного покрытия или изношенный крепеж. Классификация болтов по конструктивным особенностям и сфере применения • Высокопрочные болты – это крепежные изделия из легированных сталей (содержание углерода до 0,4%), которые работают на осевое растяжение. Чтобы повысить прочность и защитить детали от коррозии, высокопрочные болты подвергаются термической обработке в специальных электрических печах. Для затягивания гаек на высокопрочных болтах необходим специальный ключ. • Самонарезающие болты изготавливаются из термоупрочненной стали. Они используются для крепления профлиста и других листовых материалов к каркасу, фахверку или обрешетке. Крепеж не является сквозным. • Анкерные болты передают растягивающие усилия с вертикальных конструктивных элементов на основание. Пример использования анкерных болтов – закрепление оконной рамы внутри проема. • Болты особой конструкции, такие как болт анкерного типа с гайкой, рым-болт (на головке имеется проушина или кольцо), метизы с T-образной и U-образной головкой, болты с квадратной формой подголовка, изогнутые болты для фундамента. Метизы предназначены для решения конкретных задач. По типу резьбы болты также делятся на следующие виды: • С метрической резьбой, где форма профиля резьбы равнобедренный треугольник. • С трапециевидной резьбой, где форма профиля резьбы напоминает трапецию. • С упорной резьбой, где профиль резьбы имеет форму треугольника с прямым углом у основания. Этот вид резьбы применяется для компенсации значительных боковых нагрузок. • С прямоугольной резьбой, такие болты используются при высоком давлении на крепежную деталь. Для изготовления болтов необходимо предварительно определить основные параметры: • Диаметр резьбы (может варьироваться от 1,6 до 160 мм). • Диаметр участка шпильки, на котором резьба отсутствует. • Размер крепежа под ключ (обычно составляет 1,3-1,4 диаметра шпильки для шестигранных метизов). • Длина шпильки и длина резьбы. • Наличие отверстий, шлицов, углублений в головке. • Уровень точности изготовления (повышенная, нормальная, грубая, классы А, В и С соответственно). В качестве материала для изготовления болтов используется стальная заготовка. Изменяются виды стали в зависимости от назначения и класса прочности метиза: • Легированные стали марок А2 и А4. • Стали, закаленные и отпущенные, с присадками из бора, марганца или хрома. • Коррозионно-стойкие стали (марки 20Х13, 20Х18Н10Т). Также болты могут быть изготовлены из сплавов цветных металлов (медь, латунь, бронза). Заготовки для нанесения резьбы на станке можно приобрести в магазинах крепежа. Однако, в промышленных условиях заготовки делают методом штамповки в больших объемах. В случае изготовления болтов на токарном станке использование хранилищ из стальной заготовки, имеющих шестигранную или цилиндрическую форму, оперативнее. Распознаются более высокие требования к качеству заготовок для заводской штамповки. При оценке таких параметров качества сырья, как пластичность стали, прочностные и антикоррозийные характеристики, а также наличие структурных дефектов (пузырей газа, включений неметаллов, неровностей поверхности), можно оценить их качество. Заготовки для холодной штамповки, предназначенные для удаления механических дефектов, очищают от ржавчины и жировых загрязнений, используя раствор серной кислоты или концентрированную соляную кислоту. После этого очищенные заготовки подвергаются известкованию и наносятся смазочные материалы. Только после всех перечисленных процедур сырье направляется на штамповку. Для горячей штамповки заготовки нарезают с помощью ленточных станков. Качество исходного сырья для горячей штамповки также оценивается тщательно, как и в случае с холодной штамповкой. Существуют два основных метода изготовления болтов: Точение – это процесс, при котором болты изготавливаются штучно или небольшими партиями из стального прутка с помощью токарно-винторезного станка. Холодная или горячая штамповка в заводских условиях с последующей накаткой резьбы. Независимо от выбранного метода, процесс изготовления болтов включает следующие этапы: Подготовка металлического прутка (катанки). Обрезка заготовок до нужной длины. Выполнение фаски на конце шпильки. Формовка головки болта. Нарезание резьбы. На каждом этапе производства обязательно проводится контроль качества. Если болты производятся по индивидуальному чертежу, то первая изготовленная деталь подвергается тщательному контролю. При обнаружении отклонений от технического задания, необходимо пересмотреть технологический процесс изготовления болтов и найти причину несоответствия. Изготовление болтов на токарно-винторезном станке Этапы и методы обработки заготовки зависят от типа исходного материала (шестигранный или цилиндрический пруток) и характеристик металла, а также от требуемой точности при изготовлении. Горячекатанные заготовки имеют меньшую точность, что исключает возможность точного центрирования будущей детали на токарно-револьверном станке или на станке с ЧПУ. Техпроцесс изготовления болта на токарном станке из холоднотянутого шестигранного прутка включает следующие этапы: Отрезка заготовки нужной длины с использованием ножовки по металлу. Фиксация заготовки в шестигранной цанге для предотвращения смещения головки относительно центральной оси будущего болта. Торцевая подрезка прутка и центрирование на токарно-винторезном станке. Обтачивание заготовки до получения заданных размеров и снятие фаски с помощью резцов. Нарезание резьбы с использованием плашки или резьбового резца. Обтачивание головки болта и снятие фаски. Обработка головки фрезой. Если есть специальные требования к шестиграннику головки, техпроцесс изготовления болта на токарном станке может быть усложнен. В этом случае заготовка подвергается дополнительной обработке для предотвращения смещения оси головки относительно оси цилиндра. Изготовление болтов холодной штамповкой Первый этап технологического процесса — подготовка металла к процессу штамповки: • Заготовка должна иметь ровную и блестящую поверхность. • Очистку поверхности выполняют механическим или