Болты: строение, виды и их применения в строительстве

Что такое болт?

Болтом называют цилиндрический стержень с резьбой, на одной стороне которого имеется головка для удобного ввинчивания. Болтовое соединение обеспечивается вкручиванием описываемого элемента в гайку. В зависимости от типа соединения под головку или гайку может быть подложена плоская шайба.

Первые болты, имеющие резьбу, появились еще в XV веке. Нужно сказать, что до этого времени применялись безрезьбовые болты, но сфера их использования была крайне мала. Гутенберг, в революционной конструкции печатного станка, уже использовал винтовое соединение. После, винты широко применялись для изготовления часовых механизмов и воинских доспехов. Даже знаменитый Леонардо да Винчи, описывал в своих записных книжках винторезные станки.

Первый такой станок был создан только в 1568 году. Что позволило производить различные виды болтов и расширило сферу применения этого крепежного элемента. Но главному успеху винтового соединения послужило изобретение гайки. Первые гайки изготавливались вручную. Что служило преградой на пути их широкого использования. Но когда удалось автоматизировать процесс изготовления гаек, процесс распространения болтового соединения ускорился.

Виды резьбового крепления

Для выполнения резьбового соединения нужны как минимум две детали, одна из которых имеет наружную, а другая – внутреннюю резьбу. Существует несколько конструкционных разновидностей резьбы.

Болтовое

В соединяемых деталях сверлятся сквозные отверстия, после чего вовнутрь вставляется болт, который затягивается с другой стороны гайкой.

Винтовое

В таком типе соединения роль гайки выполняет сама деталь, в которой предварительно высверливается отверстие, затем наносится резьба, после чего с помощью болта или винта крепится другая деталь. Если применять саморезы, то сверлить предварительное отверстие не обязательно, поскольку деталь при закручивании сама автоматически делает резьбу.

С помощью шпилек

Один конец такой шпильки вворачивается в узловую деталь, а на второй специальным образом накручивается подходящая гайка.

Важные параметры болтов

Основными отличиями болтов друг от друга являются:

• Размер и форма головки;
• Форма цилиндрической части;
• Типу и шагу резьбовой нарезки;
• Прочность;
• Материал изготовления.

Форма и размеры головки

В зависимости от сферы использования и применения в различных конструкциях, такие метизы могут иметь круглую, квадратную или овальную форму головки. Но самой популярной формой этой части болта является шестигранник. Благодаря головкам таких форм легче производить сборку винтового соединения.

Также существуют специальные формы головок: полукруглые, потайные, с отверстием (рым-болты), откидную, в форме вилки и т.п. Кроме различия форм, они могут иметь разные размеры.

Форма стержня

Стержни болтов тоже имеют различную форму. Они могут иметь резьбовую нарезку по все длине или только его части. Диаметр гладкой части может превышать диаметр резьбовой части и т.п. Болты со ступенчатым стрежнем применяются для создания тяжелонагруженных соединений. Но самыми популярными являются такие крепежные изделия с одинаковым размером резьбовой нарезки и остальной части метиза.

Тип и шаг резьбы

Резьба у болтов может иметь различный шаг, сторону, профиль и другие разновидности. Самыми важными параметрами резьбовой нарезки является ее профиль и размер.

Класс прочности и материалы изготовления

Под классом прочности резьбовых соединений подразумевается лимит прочности изделия на разрыв. Класс прочности этих метизов зависит от механических свойств изделия и делится на 11 категорий. По большому счету этот параметр определяется материалом изготовления болтов. Они могут быть изготовлены из:

• Обыкновенных сталей;
• Конструкционных легированных и низколегированных сталей;
• Нержавеющих обычных и жаропрочных сталей;
• Латуни, меди, титана и титановых сплавов.

Основные различия

Выше были рассмотрены основные характеристики резьбового крепежа, применяемого в различных целях. Осталось выяснить, чем всё-таки отличается резьбовой болт от винта. Оба они имеют ножку с нарезанной внешней резьбой. Головка различной формы практически не отличается в обоих случаях.

Вспоминая назначение крепежа, стоит заметить, что винт ориентирован для соединения деталей стягивая их, а болт, кроме стягивания, также должен предотвращать смещение деталей относительно друг друга. Это основное отличие резьбового болта от винта. Болт имеет утолщение между шляпкой и резьбовой частью, а у винта резьба подходит к самой шляпке. Это основное и единственное отличие, в остальном винт и болт идентичны между собой. Эта разница между резьбовым болтом и винтом определяет сферу применения обоих крепёжных изделий.

Применение болтов

Сфера использования метизов огромна. Такое соединение используют в сельскохозяйственной технике для крепления навесного оборудования. В мебельном деле применяются болты специальной конструкции. Такое соединение используется:

• на стройках;
• на производствах;
• в машиностроении;
• в изготовлении различных приборов;
• в сборке автомобилей.

У болтовых соединений практически нет ограничений. Шестигранные болты применяются для скрепления балок во время возведения деревянных домов. В большинстве случаев используются высокопрочные болты. Они обеспечивают надежное и долговечное соединение.

В строительстве часто используются такие крепежные изделия с увеличенными головами. Их используют при возведении жилых зданий и промышленных объектов. Соединения на таких метизах можно встретить при строительстве тоннелей, мостов и других объектов, где важна прочность на разрыв и другие качества, обеспечивающиеся таим видом соединения.

Широко применяются болты на железнодорожном транспорте. В зависимости от места применения используются метизы различной степени прочности. Они могут иметь полукруглые или квадратные головки. Часто такое соединение используется при сборке металлических железнодорожных ограждений. Для защиты от агрессивных воздействий окружающей среды болты покрываются цинковым сплавом.

Сегодня подсчитано, что в мобильном телефоне используется до 90 болтов, в стиральной машине до 130, а в автомобиле – около 4000. Болтовые соединения используются практически во всех современных механизмах. Этот вид метизов играет важную роль в современных сборных конструкциях. Благодаря соединению, которое они обеспечивают, сборка любой конструкции занимает не так много времени, как при использовании сварных соединений.

Схема расшифровки условных обозначений болтов

Условное обозначение болта представлено в виде длинного списка цифр и букв, каждая из которых обозначает определенный параметр изделия. Эта информация указывается на фабричной упаковке производителя и позволяет получить всеобъемлющую информацию о детали.

С первого взгляда может показаться, что расшифровать то, что указано на упаковке, очень сложно, но это не так. Все обозначения идут в определенном порядке и характеризуют отдельный параметр изделия. Одним из наиболее часто используемых стандартов качества является ГОСТ 7798-70, он описывает основные параметры болтов с шестигранной головкой. Рассмотрим расшифровку записи на примере.

Виды болтов по размеру и форме головки

Размеры головок также могут отличаться. К примеру, шестигранная головка может быть как нормального, стандартного размера, так и уменьшённой или увеличенной. Разным бывает и профиль головки.

У некоторых болтов он полукруглой формы, также встречаются болты, имеющие круглую головку с отверстием внутри. Есть болты и с потаённой головкой, например, для сборки мебели.

По классу точности

По классу точности выделяют следующие виды болтов и гаек:

1. Класс точности А – конструкция болтов данного класса предусматривают их установку в предусмотренное отверстие таким образом, чтобы между стрежнем и отверстием не осталось зазора. Изначально диаметр отверстия должен быть меньше диаметра стержня, затем оно постепенно растачивается до необходимых размеров, пока болт не встанет плотно. Разница между диаметрами не может превышать 0,3 мм. Из-за больших сложностей монтажа, такой тип практически не используется в повседневной жизни. Чаще всего они встречаются в точном машиностроении.
2. Нормальной точности (класс В) – разница между диаметров болта и отверстия не должна превышать 3 мм, при этом диаметр стержня не должен отклоняться от нормы более чем на 0,52 мм.
3. Класс С – диапазон допуска для диаметра стержня составляет не более 11 мм.

В строительстве и машиностроении чаще всего применяются крепежи нормальной точности.

Общая классификация

Существуют многие виды болтов. Но основная классификация состоит из следующих изделий:

• Анкерные болты, которые крепятся в основном к несущим основаниям и предназначены для поддержания целостности какой-либо конструкции. Часто такие изделия используются в качестве распорных дюбелей.
• Рым-болты, которые, в отличие от других видов болтов, предназначены не для соединения конструкции. Их используют в качестве основного или дополнительного средства для подъема груза. Довольно часто подобные изделия можно увидеть на габаритных станочных приспособлениях.
• Универсальные болты, которые часто имеют головки в форме шестигранника и применяются для объединения различных конструкций. Для отсоединения подобного крепежного изделия часто используется гаечный ключ.
• Болты с приваренными фланцами, которые применяются для соединения конструкций, подвергающихся вибрации. Например, некоторые автомобильные или станочные механизмы соединяются именно этими видами крепежей.

Кроме того, существуют и другие классификации, которые зависят от следующего:

• вида покрытия;
• материала и прочности;
• назначения;
• формы головок.

По типу и шагу резьбы

Для различных типов, используется несколько видов резьбы. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие:

1. Метрическая – относиться к группе винтовой резьбы, которая наноситься на внешнюю часть стержня. Форма пазов и выступов формирует равнобедренный треугольник. Параметры этой резьбы измеряются в миллиметрах, из-за чего она получила свое название. Этот тип резьбы наиболее распространенный, чаще всего ее можно встретить использую обычные и анкерные болты.
2. Дюймовая – также имеет треугольный профиль, отличается лишь тем, что ее параметры измеряются в долях дюйма.
3. Трубная.
4. Трапецеидальная – отличается формой впадин и выступов, которые имеют не треугольную, а трапециевидную форму. Это позволяет создать большую силу трения, что не позволяет болту самостоятельно выкрутиться в процессе эксплуатации.
5. Упорная – применяться при повышенных боковых нагрузках, в сечении имеет форму прямоугольного треугольника.
6. Прямоугольная – применяется в тех случаях, когда крепеж должен выполнять свои функции под большими нагрузками.