Чем отличается болт от винта и шурупа и для чего они предназначены. Болт для чего нужен Как выбрать качественные болты

В этой заметке мы вновь хотим поговорить с Вами на тему качества метизной продукции, а конкретнее - о качестве резьбовой шпильки. Не секрет, что китайские производители, да и наши покупатели этой продукции, стараются сэкономить на ее стоимости всеми возможными способами и часто это делается в ущерб качеству продукции.

Давайте разберемся, на какие ухищрения в этом случае идут производители. Резьбовую шпильку длиной 1-2 м (DIN 975, 976) изготавливают из калиброванного прутка методом накатывания на нем резьбы преимущественно по схеме с двумя постепенно сближающимися роликами, на наружных рабочих поверхностях которых имеется соответствующая резьба. Один из роликов получает радиальное перемещение, в результате чего ролики сближаются и вдавливаются в заготовку, приводя ее во вращение и накатывая (выдавливая) на ней резьбу.

Схема гостированного (стандартного) соединения «шпилька-гайка» с углом резьбы 60⁰ представлена на рис. 1. Поверхность ребер резьбы гайки плотно соприкасается с поверхностью ребер резьбы шпильки. В этом случае передача крутящего момента при затяжке происходит равномерно по соприкасающимся поверхностям ребер резьбы «шпилька-гайка».

Рис.1схематическое изображение стандартного соединения «шпилька-гайка»

Один из способов удешевить шпильку - уменьшить угол профиля ее резьбы: вместо угла 60⁰, соответствующего метрической резьбе, сделать угол в 45⁰ или даже в 30⁰. Тогда за счет увеличения высоты резьбы, т.е. резьба становится более глубокой, можно уменьшить диаметр исходного прутка и таким образом сэкономить на металле. При этом шаг резьбы остается неизменным (согласно норме), что позволяет использовать в соединениях стандартные гайки. Например, для шпильки М12 должен использоваться пруток диаметром 10,83⁻⁰’⁰⁹. Если для экономии металла взять пруток меньшего диаметра, например 9,5-9,9 мм, то чтобы выйти на наружный диаметр шпильки М12 надо значительно уменьшить угол профиля резьбы. В результате уменьшается и площадь поперечного диаметра шпильки, измеряемая по впадинам резьбы. Так площадь сечения гостированной шпильки М12 равна 84,37 мм 2 . В случае уменьшения угла резьбы площадь поперечного сечения уменьшается до 68,63-70,85 мм². При этом, если «правильная» (гостированная) шпилька кл.пр.4.8и 8.8 выдерживает max нагрузки до разрушения 3370 кг и 6740 кг соответственно, то в случае бракованной шпильки с уменьшенным углом профиля резьбы эти показатели равны 2745 кг и 5490 кг соответственно, т.е. ᷉ на 23 % меньше. Кроме того гайка на такой шпильке будет «ходить» (болтаться) и осуществить затяжку такого резьбового соединения с заданным усилием будет невозможно.

Кроме уменьшения угла профиля резьбы нередки случаи уменьшения длины шпильки на 20-25 мм, а в некоторых случаях и на 30мм, при допустимом стандартном отклонении +/-5мм. В табл. 1 представлены геометрические и весовые данные шпилек Болт.Ру и шпилек, приобретенных нами у фирмы, имеющей свое узнаваемое лицо на крепежном рынке.

Геометрические и весовые данные покупных шпилек и шпилек ООО ТК Болт.Ру

На рис. 2 представлены фотографии резьбы рассматриваемых шпилек с приложенным к ним резьбомером (резьбовым шаблоном). Наглядно видно, что в случае «хорошей» шпильки зазора между шпилькой и шаблоном нет. В случае же дефектной шпильки этот зазор значителен.

Рис.2 Возможные варианты профиля резьбы шпилек имеющихся на отечественном рынке крепежа

Наша компания всегда ответственно подходит к вопросам качества своей продукции, поэтому в нашем ассортименте нельзя найти изделия с нарушениями стандарта, будь то метрический крепеж (болты, шпильки, гайки, винты) или какой – либо другой (саморезы, шурупы, заклепки, дюбели, анкеры). Вы можете легко это проверить. Возьмите шпильку с дефектом и аналогичную, приобретенную в Болт.Ру. Теперь накрутите гайки на оба изделия и, как говорится, почувствуйте разницу: на шпильке с дефектом гайка «ходит», на второй такого безобразия не наблюдается. Выводы из этого напрашиваются сами собой.

Как известно, наши соотечественники смотрят прежде всего на цену, а не качество продукции. Поэтому, если Вас все же интересует качество продукции, то посещать таких дешевых продавцов необходимо с мерительным инструментом в руках.

P.S: Покупать дешевый некачественный крепеж можно только ради сиюминутной выгоды, не думая о последствиях.

Большинство серийных уличных автомобилей выезжают с завода с колесными дисками, оборудованными либо болтами, либо торчащими из ступицы мощными металлическими штырями – колесными шпильками, на которые уже и одевают колесный диск. Читатели, конечно же, вспомнят третий тип установки колес, правда, он применяется на автомобилях очень редко. Речь идет об установке колес с центральным замком. Но их обычно используют в гоночных дисциплинах для высокопроизводительных гоночных и дорожных спортивных автомобилей.

Смотрите также: Как установить запасное колесо

Так в чем же именно разница? Эксперт из Team O"Neil Rally School Нокс Уайт наскоро объяснил, что к чему и почему, показав преимущества и недостатки применения болтов или шпилек в тех случаях, если вы используете свой автомобиль в спортивных целях или просто для ежедневной езды за рулем.

Стандарт такой: Колеса с болтами

Колесные болты стандартны на многих построенных в Германии автомобилях. Как известно, такие болты выполнены не по совсем обычной схеме. Да, у них присутствует нарезанная резьба стандартного шага, однако шляпка болта получила совершенно нестандартную форму, которая позволяет этим элементам плотнее прилегать к колесному диску при установке крепежа на место и минимально выпирать над поверхностью колеса. Болт продевается через колесный диск, тормозной ротор, заходя прямо в ступицу, фиксируя все элементы вместе.

Трудности с использованием болтов обычно возникают у новичков при смене колес. Небольшими болтами труднее попасть в гнездо с резьбой, держа колесо на весу, при этом необходимо держать тяжелое колесо так, чтобы гнезда на колесном диске совпали с гнездами в ступице.

Вторая проблема, как отмечается в видео, также связана с несовпадением отверстий. Например, тормозной диск прокрутился на ступице в то время, когда колесный диск был демонтирован, центровать элементы нечему, поэтому произойти такое в теории может. Пример показан на 40-й секунде видеоролика. Это означает, что вам нужно выставить тормозной ротор по отношению к ступице (вместе с колесным) диском, когда вы все собираете воедино. Неудобно.

Также болты от каждой марки и в некоторых случаях модели автомобиля могут подходить исключительно для этой марки или модели. На другие автомобили вы их просто не поставите из-за особой формы задней части шляпки болта.

При перетягивании, если в ступице срывается резьба, это может вылиться в большой ремонт с затратами средств и времени.

Однако есть и неоспоримые плюсы болтовой системы крепления колес. Во-первых, болты невозможно сломать, погнуть. Во-вторых, можно легко купить новые в автомагазине в случае утери, повреждения крепежного элемента. В-третьих, можно устанавливать болты-секретки .

Шпильки на колесах вместо болтов

Колесные шпильки, как известно, отличаются методом монтажа. По сути, это длинная часть болта, закрепляющаяся на ступице, выпирающая над центральной частью тормозного диска, который просто насаживается на выступающие элементы.

Большинство серийных уличных автомобилей выезжают с завода с колесными дисками, оборудованными либо болтами, либо торчащими из ступицы мощными металлическими штырями - колесными шпильками, на которые уже и одевают колесный диск. Читатели, конечно же, вспомнят третий тип установки колес, правда, он применяется на автомобилях очень редко. Речь идет об установке колес с центральным замком. Но их обычно используют в гоночных дисциплинах для высокопроизводительных гоночных и дорожных спортивных автомобилей.

Так в чем же именно разница? Эксперт из Team O"Neil Rally School Нокс Уайт наскоро объяснил, что к чему и почему, показав преимущества и недостатки применения болтов или шпилек в тех случаях, если вы используете свой автомобиль в спортивных целях или просто для ежедневной езды за рулем.

Стандарт такой: Колеса с болтами

Колесные болты стандартны на многих построенных в Германии автомобилях. Как известно, такие болты выполнены не по совсем обычной схеме. Да, у них присутствует нарезанная резьба стандартного шага, однако шляпка болта получила совершенно нестандартную форму, которая позволяет этим элементам плотнее прилегать к колесному диску при установке крепежа на место и минимально выпирать над поверхностью колеса. Болт продевается через колесный диск, тормозной ротор, заходя прямо в ступицу, фиксируя все элементы вместе.

Трудности с использованием болтов обычно возникают у новичков при смене колес. Небольшими болтами труднее попасть в гнездо с резьбой, держа колесо на весу, при этом необходимо держать тяжелое колесо так, чтобы гнезда на колесном диске совпали с гнездами в ступице.

Вторая проблема, как отмечается в видео, также связана с несовпадением отверстий. Например, прокрутился на ступице в то время, когда был демонтирован, центровать элементы нечему, поэтому произойти такое в теории может. Пример показан на 40-й секунде видеоролика. Это означает, что вам нужно выставить тормозной ротор по отношению к ступице (вместе с колесным) диском, когда вы все собираете воедино. Неудобно.

Также болты от каждой марки и в некоторых случаях модели автомобиля могут подходить исключительно для этой марки или модели. На другие автомобили вы их просто не поставите из-за особой формы задней части шляпки болта.

При перетягивании, если в ступице срывается резьба, это может вылиться в большой ремонт с затратами средств и времени.

Однако есть и неоспоримые плюсы болтовой системы крепления колес. Во-первых, болты невозможно сломать, погнуть. Во-вторых, можно легко купить новые в автомагазине в случае утери, повреждения крепежного элемента. В-третьих, можно устанавливать .

Шпильки на колесах вместо болтов

Колесные шпильки, как известно, отличаются методом монтажа. По сути, это длинная часть болта, закрепляющаяся на ступице, выпирающая над центральной частью тормозного диска, который просто насаживается на выступающие элементы.

Есть обстоятельство, причины которого не могу себе толком объяснить. Все чаще в узлах крепления, где традиционно применялись шпильки, ставятся болты (точнее – винты), заворачиваемые, как и шпильки, в резьбовые гнезда, выполненные в теле одной из скрепляемых деталей.

Действительно, бывают случаи, когда шпилька является единственно возможным решением по условию сборки. Но зачем их ставят в местах, где вполне можно завернуть более простой и дешевый винт? Видимо, не я один задаюсь этим вопросом. И, не находя ясного ответа, заменяют шпильки винтами. Так, например, делается в последнее время с креплением головки блока цилиндров некоторых автомобильных ДВС. Но ведь, наши предшественники почему-то ставили на двигателях именно шпильки. Неужели не могли додуматься до применения винтов?

Попытаюсь дать свое объяснение основного преимущества шпилек перед винтами. Основная посылка – общеизвестный факт, что шпильки ставятся, в основном, там, где одна из скрепляемых деталей с резьбовым гнездом выполнена из хрупкого или низкопрочного материала. Вторая посылка менее очевидна – часто производители серийных машин рекомендуют момент затяжки шпильки в резьбовом гнезде примерно в три раза меньший, чем момент затяжки гайки на той же шпильке.

Понятно, что момент затяжки гайки и должен быть больше чем для шпильки, поскольку у последней есть только силовое взаимодействие на резьбе, а у гайки есть еще момент трения ее опорной поверхности о скрепляемую деталь или шайбу. Но не в три же раза! Если еще учесть, что обычно шаг резьбы на ввертном конце шпильки больше чем на ее гаечном конце, то получается, что при установке шпильки в гнездо к ней достаточно приложить существенно меньшую нагрузку, чем та, которая появится при последующей затяжке гайки.

Отсюда вывод, что основной целью применения шпилек изначально было обеспечение надежности винтового сопряжения пары сталь – чугун, легкий сплав и т.п.

Видимо, опасность разрушения витков резьбы определяется одновременным действием двух факторов: большой нагрузкой и наличием относительного скольжения в момент затяжки.

Одно дело, когда нагрузка прикладывается к неподвижной шпильке, у которой все рабочие витки резьбы в гнезде уже «готовы» к восприятию этой нагрузки. И совсем другое – когда приложение нагрузки сопровождается вращением винта в том же резьбовом гнезде. При затяжке шпильки в гнезде есть скольжение, но нагрузка существенно меньше рабочей. А когда прикладывается рабочая нагрузка (затяжка гайки на шпильке) в гнезде нет скольжения. В случае винта, при его затяжке в резьбовом гнезде есть и максимальная рабочая нагрузка и скольжение. При этом сочетание большой нагрузки и скольжения имеет место на большом угле поворота винта, потребном для осадки прокладки. Тогда как у шпильки это угол меньше. Поэтому, при прочих равных условиях, опасность срыва резьбы в гнезде для винта гораздо выше.

Интересна рекомендация по ремонту двигателя с винтовым креплением головки блока цилиндров. Пишут примерно так: «Винты крепления ГБЦ можно использовать повторно, если длина их подголовочной части не превышает столько-то целых и столько-то десятых миллиметра». По-моему, это очень странная рекомендация. Если уж дело дошло до того, что тело винта из высокопрочной стали «потянуто», то что же сказать о состоянии витков резьбы в гнезде из заведомо менее прочного материала? Скорее всего, они тоже «потянуты» и их фактический шаг отличается от номинала. Мне кажется, в такое гнездо лучше вворачивать тот же винт, а не новый, который будет «править» деформированную резьбу.

Есть еще одно соображение в пользу шпилечного крепления. Оно, видимо, предпочтительнее винтового в местах, где предполагается многократная разборка или подтяжка креплений. Слышал от стариков, что на довоенных автомобилях ГБЦ приходилось подтягивать довольно часто, а на тракторах так и каждый день. В чем уж там было дело – в неоптимальном качестве прокладок или в повышенной вибрации двигателей, не знаю. Но, видимо, именно в подобных условиях установка винтов вместо шпилек, очень быстро привела бы к разрушению резьбы в гнездах чугунного блока цилиндров.

В наше время крепление ГБЦ в такой частой перетяжке не нуждается. Но даже если считать, что головку приходится крепить всего один-два раза за всю жизнь двигателя, то потребуется два – четыре цикла нагрузка-скольжение винта в резьбовом гнезде чугунного или легкосплавного блока цилиндров. Ведь обычно есть предварительная затяжка винтов (осадка прокладки), затем их ослабление и окончательная затяжка. Поэтому рискну предположить, что описанная «рационализация» с применением винтов закончится возвратом к шпилечному креплению.

Есть еще одно практическое соображение в пользу применения шпилек даже в случаях, когда резьбовое гнездо выполняется не в слабом материале, а в таком же, что и материал гайки. Из-за совмещения большой нагрузки и скольжения опасность срыва резьбы в гнезде примерно такая же, как для гайки. Но последствия срыва резьбы в гнезде, в плане восстановления соединения, гораздо тяжелее, чем при срыве резьбы в гайке.

Каждый человек, который когда-либо занимался крепежом различных материалов, наслышан о таких крепёжных изделиях, как болт и шпилька. При этом практически никто из этих людей не задумывался о различиях между данными изделиями.

Болт и его характеристики

Болт – это изделие для крепежа, представлен в виде стержня, который имеет шестигранную головку (бывают и другие виды головок) и наружную резьбу. С помощью гайки или резьбового отверстия образовывает соединения.

Ещё до появления резьбовых соединений болтами называли изделия в форме цилиндра, примером считается арбалетный болт.

В зависимости от того, что именно необходимо скрепить болты разделяют на несколько видов:

• Откидные.
• Анкерные.
• Рым-болты.
• Болты, которые имеют головку с шестью гранями.
• Болты, которые имеют головку в форме полукруга.
• Болты, которые имеют потайную головку.

Основной материал для создания болтов – это нелегированная и легированная сталь .

Для того чтобы закрепить соединяемые детали болт вставляется в сквозное отверстие уже проделанное в этих деталях, после этого на резьбу болта нужно ввинтить гайку и стянуть детали с её помощью. Для предотвращения деформирования деталей или откручивания гайки под неё и под головку болта укладывают разнообразные шайбы.

На сегодняшний день выделяют 11 типов прочности болта . Самые прочные в нашей стране – это 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9 (5 классов). Они используются в основном для скрепления деталей сельскохозяйственной и строительной техники и в мостостроении.

Изготовление болтов основано на использовании методов горячей и холодной высадки, а также накатки резьбы на специальном оборудовании. Затем производиться термообработка и нанесение покрытия.

Шпилька и её характеристики

Шпилька – это специальное изделие для скрепления деталей, внешне представлено в виде стержня , который имеет наружную резьбу. Соединение образовывается благодаря использованию гайки или резьбового отверстия.

Все конструкции и размеры выпускаемых шпилек стандартизованные.

Номинальный диаметр у шпильки может составлять от 2 до 52 миллиметров с разнообразным сочетанием мелких и крупных шагов до двух метров.

Учитывая вышеуказанные моменты шпильки, бывают следующих видов:

1. Имеет одинаковую резьбу с обеих сторон.
2. С двух сторон разная резьба. На одном конце шпильки резьба создана для изделий из дерева, а на другом конце – для металлических изделий. Этот вид шпилек используют в тех случаях, когда нужно в конструкции объединить элементы из различных материалов.
3. Присутствует шляпка. Подобные шпильки отлично заменяют шайбы и болты.

Кроме того, существуют анкер шпильки. Их используют в тех видах робот, когда необходима качественная фиксация. К примеру, установка перил, подвесных потолков.

Анкер шпилька состоит из нескольких отдельных деталей:

• Анкерная гильза.
• Шпилька с коническим концом.
• Гайка, которая имеет шесть граней.
• Плоская шайба.

Шпильки создаются из таких материалов, как нелегированная и легированная сталь, как правило, автоматная. Как и в случае с болтами имеется 11 типов прочности.

Для создания шпильки требуется специальный станок-автомат.

Что общего между болтом и шпилькой?

Болт и шпилька обладают следующими общими чертами:

1. Они являются изделиями для скрепления материалов.
2. Оба крепёжных материала представлены в виде стержня.
3. Для изготовления болтов и шпилек используют нелегированную и легированную сталь.
4. Согласно ГОСТУ, как болты, так и шпильки имеют 11 типов прочности. В обоих случаях самыми прочными считаются классы 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9 – всего 5 классов.
5. Для того чтобы скрепить изделие болтом или шпилькой необходимо иметь гайку или резьбовое отверстие.

Разумеется, что учитывая тот факт, что болт и шпилька, абсолютно разные крепёжные изделия отличительные особенности у них более фундаментальные.

Основные различия между болтом и шпилькой

Основные различия между данными крепёжными изделиями заключаются в следующем:

1. Болт по своему внешнему виду – это стержень с шестигранной головкой. Шпилька по своему внешнему виду – это стержень с наружной резьбой.
2. Болт способен соединить две детали при наличии сквозного отверстия. А шпилька соединяет две детали без наличия сквозного отверстия. Её просто вкручивают в деталь на необходимую длину.
3. Создание болта осуществляется с использованием нескольких станков, в том числе используются и методы холодной и горячей высадки. Для создания шпильки необходим специальный станок-автомат.

В результате полученной информации можно сделать вывод, что шпилька и болт, абсолютно разные крепёжные изделия и использовать их необходимо в разных целях. К примеру, заменить болт шпилькой и наоборот совершенно невозможно. А если даже человеку удастся это сделать, то надеяться на то, что скреплённый элемент прослужит длительное время не стоит. Сэкономить не получится, поскольку некачественный крепёж придётся переделывать.