Все о винтах

Как правильно выбрать винты для определенного типа работ – задача не из легких. Какой подойдет для дверной ручки, а какой – для опалубки? Нужно учитывать назначение винта, его класс прочности, материал изготовления и многое другое.

Винтом называется изделие для скрепления деталей. На одну из деталей может быть нанесена резьба изнутри. Внешний вид винта – стержень с нанесенной на него снаружи резьбой с одной стороны и элемент конструкции для того, чтобы передавать крутящий момент, с другой. Последний может иметь форму головки или просто сделан как шлиц в торцевой части тела винта (бывают и некоторые иные формы).

Отличие винта от шурупа в том, что у винта отсутствует коническое сужение книзу, а также винт не разрезает материал в процессе ввинчивания. Назначение винта – резьбовое соединение или фиксация. Помимо этого, он может использоваться в качестве оси и удерживать вращающиеся детали, направляющей для вращения или движения по прямой и прочего.

О винтовом механизме знали еще древние греки, правда, тогда он назывался архимедовым винтом. Позже такой механизм описал греческий математик Архит Тарентский. Деревянная винтовая передача получила широкое распространение в Средиземноморье, ее применяли в прессах для выжимки масла и получения вина. Это происходило до нашей эры, в I веке. Средневековая Европа, что странно, металлическими винтами не пользовалась и, скорее всего, о них ничего не знала.

Ручная отвертка как инструмент для закручивания винтов появилась около 1570-80 гг., однако не была востребована. Повсеместно использовать отвертки начали лишь в 1800-10 гг. Винт изначально был разновидностью крепежного средства при строительстве, применение его ограничивалось плотницким и кузнецким ремеслами.

Машины развивались по двум направлениям: винты по дереву изготавливались промышленным способом на агрегате, предназначенном исключительно для этого, либо нужные винты штамповались мелкими сериями на полуавтоматической машине, на которой можно было сменить оснастку.

Одним из основных отличий винтов является форма головки. Шлиц под стандартную отвертку применяется только в тех крепежах, где нет нагрузки на соединения. Но сделать силовую затяжку и застопорить соединения будет затруднительно. Основными типами винтов под отвертку являются те, у которых головка цилиндрическая или цилиндросферическая, полусферическая, коническая, цилиндроконическая, сфероконическая.

Чтобы избежать выступа головки, используют потайные или полупотайные модели метизов. Такие модели, к несчастью, самые проблемные относительно других видов. У них плохо сочетаются резьба и коническая поверхность головки. Особенно наглядно это видно в соединениях, где используется более двух винтов. Устранение этого недостатка возможно лишь частично – посредством применения посадки и зазора.

Наиболее надежными способами можно назвать завальцовку и закерновку, но их используют только на пластичных металлах и на неразборных соединениях. И еще один минус у этого типа винтов – малая прочность пазов под отвертку. Но этот минус присущ не только потайным или полупотайным видам, но и тем, что имеют полусферическую или цилиндрическую головку.

Анкер винтовой предназначается для крепления массивного оборудования к земле. Изготавливают его из винтовых профилей. Фиксируется анкерное изделие благодаря отвердению ампул, в которых находятся быстросхватывающиеся составы – минеральные или полиэфирные. Их помещают в шпур, когда анкер устанавливается.

Установку производят, сочетая ее с разного рода затяжкой – посредством решетки или сетки из металла. Анкер может быть длиной до 30 см. Невыпадающий винт используется в электронных изделиях. Его особенность в том, что диаметр его резьбы больше, чем диаметр стержня. Головка изделия может быть любой. Винты с кольцом делаются из оцинкованной стали.

Вместо головки у него кольцо или крюк. Он используется для работы с подвесами в бытовых условиях и очень широко применяется на стройплощадках. Нажимные винты востребованы в судостроении, машиностроении, изготовлении бытовой техники. Они могут быть со шлицем под отвертку или без него.

В зависимости от предназначения винты делятся на две группы: крепежные и установочные. Первые нужны для разъемных креплений, вторые – для того чтобы фиксация деталей была статичной и взаимной друг относительно друга. Крепежные – наиболее распространенная разновидность. Именно эти винты играют ведущую роль в разъемном винтовом соединении и выглядят как стержень, с одной стороны которого располагается головка, с другой – резьба.

Роль головки заключается в надежном прижатии деталей, которые соединяются между собой. Кроме того, именно за головку винт можно захватить посредством отвертки, гаечного ключа, шестигранника или другого инструмента. Форма головки у крепежного винта может быть круглая, с 6-ю гранями, квадратная и иная. Термином «секретка» обозначают один из видов головки, при котором открутить крепеж случайно или намеренно крайне сложно. Например, это может быть головка с отверстием (или их делают два).

Если крепление производится винтом и гайкой, оно носит название болтового, ну а винт называют болтом. У болта головка имеет шесть граней, он закручивается при помощи гаечного ключа. Когда нужно скрепить детали с неидеально плоской поверхностью, там, где планируется прикрутить винт, делается прилив, или же поверхность обрабатывается таким образом, чтобы придать ей плоскости. Если этого не сделать, крепление не будет прочным, не будет достигнуто плотное прилегание. Соединение будет перекошено, что создаст лишнюю нагрузку на все элементы, и в итоге винт будет разрушен.

Что касается установочных винтов, у них с одной стороны имеется выступ или углубление для того, чтобы фиксация была более прочной и плотной. Иногда требуется даже изготовление специальных отверстий, чтобы соединение было надежным. Установочные винты могут иметь конические, плоские, цилиндрические, засверленные, ступенчатые концы.

Последние бывают либо со сферой, либо конические. Все перечисленное относится к ГОСТ 12414-94. Если говорить о других стандартах, бывают также рифленые, шариковые концы, а также винты со шлицем с каждой стороны (полностью симметричные). Последние получили широкое распространение в сборке при помощи автоматов.

Регулировочный винт – изобретение жителей США. Сегодня он применяется очень широко и во многих отраслях промышленности. Типичный представитель этого вида состоит из искусно обработанного цилиндра с разными торцами: один имеет меньший диаметр, диффузор у него утоплен, а резьба имеет меньший шаг. При помощи этого изделия можно регулировать буквально «на коленке». Благодаря торцу, увеличенному в диаметре, можно применять различные инструменты, чтобы поставить винт в положение «работа».

Винты, имеющие головку, различаются в соответствии с ее формой. Она может быть:

• плоской;
• накатанной – у этой головки отсутствует шлиц, такие винты предназначаются для вкручивания ручным способом;
• выпуклой;
• круглой – такие декоративные изделия используют для придания привлекательного внешнего вида;
• грибовидной (в виде полусферы) – головка располагается низко и плотно прилегает к детали, с которой скреплена;
• потайной – этот вид головки имеет форму конуса, внешняя поверхность при этом плоская, предназначен, чтобы утопить крепеж в материале;
• полупотайной – эта форма похожа на потайную, но внешняя поверхность не плоская, а закругленная.

Шлиц на головке винта имеет одну функцию – обеспечивает надежный контакт с одной из разновидностей отвертки или ключа, чтобы закрутить или открутить изделие. Размеры шлица в связи с этим могут быть только стандартными (как и размеры отверток и ключей). Шлиц должен быть прочным, сохранять свою форму на протяжении длительного времени, не «срываться» при откручивании или закручивании винта.

Основные виды крепежей с резьбой – болт, гайка, винт, шуруп, саморез. Они различаются как типом и формой резьбы, так и видом головок и шлица.

• У болта головка по традиции с 6-ю гранями (под ключ).
• Винт или шуруп может иметь единственный шлиц (с таким нужно работать плоской отверткой) или в виде креста (тогда потребуется крестообразная отвертка).
• Саморезы обычно вкручиваются в материал с большим сопротивлением, поэтому шлиц нужен крестообразный типа PH или крестообразный, у которого имеются дополнительные угловые «лучи».
• У винта или шурупа также может быть шестигранная головка как внешняя, так и внутренняя.
• Шлиц может иметь другую, более сложную форму – звездочку (причем количество граней различно – 8 или 12), косой треугольник, квадрат или розетку (для вилочного ключа), а также иные формы.

В соответствии с требованиями ДСТУ ISO 898-1: 2003 винты изготавливаются из углеродистой стали. Это может быть углеродистая сталь с присадками или закаленная, а также легированная сталь. Углеродистой сталью называют сплав углерода и железа. Такая сталь может быть низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и высокоуглеродистой.

Легированной сталью называется углеродистая сталь с дополнительными элементами в составе (легирующими добавками). Легированные стали, в свою очередь, могут быть низколегированными, среднелегированными и высоколегированными. А также винты могут быть изготовлены из коррозионно-стойкой (то есть нержавеющей) стали.

Наиболее распространены крепежные изделия из аустенитной стали, основные составляющие которой хром и никель. В случае если крепеж необходим там, где присутствует сильное трение, нужна большая теплопроводность, электропроводность и при этом малая масса изделия, подойдут винты из сплавов цветных металлов. Это латунные и бронзовые крепежи в первую очередь.

Латунью называют сплав из цинка с медью, а бронзой – сплав меди и олова. Латунь для производства винтов берется не любая, а антимагнитная. А также используют медь и сплавы алюминия. Пластиковые изделия также бывают, но прочность их мала, они используются, к примеру, в детских игрушках.

При определении размера метиза важно точно знать, какой диаметр имеет стержень (он традиционно обозначается буквой d), а также длину изделия. Название содержит информацию о том, какого типа головка, и по какому стандарту выполняется крепление этим метизом. Винт, у которого имеется метрическая резьба, обозначен в документах по формуле MDxPxL. При этом М – это знак резьбы, d, как уже было упомянуто, диаметр (он измеряется и указывается в мм), P – обозначение шага резьбы (тоже в мм), а L – длина изделия (ее тоже измеряют миллиметрами). Резьба в большинстве случаев дюймовая, то есть измеряется в дюймах.

Помимо стандартных, существуют также мини-винты. Например, они широко применяются в ортодонтии. Их изготавливают из титанового сплава, они являются саморежущими и самосверлящими, но имеют тупой конус, что позволяет избежать травм в десне во время их установки. А также мини-винты используются в таких аксессуарах, как очки. А есть и макси-винты, например, стяжной для опалубки, длина которого достигает 3 м.

У потребителей хороших отзывов удостоились отечественные производители винтов, например, «Пермский крепеж» или «Первый завод крепежных изделий». Рынок метизной продукции обширен, производителей в стране много, ценовая политика умеренная (особенно по сравнению с ценами на продукцию зарубежных фирм).

Для правильного выбора крепежа нужно точно знать, для чего он приобретается (для сборки оборудования, для замены износившихся или негодных по иным причинам аналогов). Кроме того, важную роль играют условия эксплуатации – внутри помещения или снаружи он будет установлен, будут ли на него воздействовать статические и динамические нагрузки, надежность, крепость, защищенность узла скрепления.

Если требуется усиленная прочность крепления, или необходима установка винта в место со сложным доступом или постоянными динамическими нагрузками, подойдет шестигранный винт. В случае необходимости скрепить тонкие листы и металлический каркас, используются винты с прессшайбой и полукруглой головкой. Такие изделия не деформируют тонкий металл в местах скрепления, при этом площадь контактной поверхности листа и крепежа увеличивается.

Винт-стяжку (по-другому называется мебельный) используют, когда нужно собрать корпусную мебель, конструкции из ДСП, а также фанерные и деревянные сооружения. Стяжка – изделие прочное и надежное. Чтобы его закрепить, потребуется использование шестигранного ключа. Перед установкой стяжного винта необходимо подготовить отверстие и посадочное место для потайной шляпки фиксирующего устройства.

Полуцилиндрическая головка винта нужна, когда необходимо навесить и закрепить листовой металл на металлическую же конструкцию. Смотрится такое изделие очень эстетично. Потайная головка требуется для надежного соединения утолщенного листового материала к металлическому каркасу. Перед установкой в листе необходимо подготовить отверстие и снять фаску для того, чтобы плоскости листа и торцевой части потайной головки находились на одном уровне.

Если же требуется просто прикрепить одно к другому, и конструкция не будет подвергаться никаким нагрузкам ни в статике, ни в динамике, и, кроме того, эстетика тоже неважна, подойдет обычный винт с цилиндрической головкой и плоским шлицем.