Винты: виды и сфера использования

Винтом называется крепежное изделие, используемое для создания разборного соединения деталей, в одной из которых может быть внутренняя резьба. Выполняется метиз в виде стального стержня с резьбой на одном конце и элементом для передачи крутящего момента на другом. Для передачи усилия при затяжке может использоваться не только головка, но и шлицы в торце стержня. Винты предназначены не только для создания резьбового соединения, но для использования в качестве оси вращающихся деталей, а также направляющих.

Когда конкретно человек начал использовать винт, не известно до сих пор. Эти элементы часто находят при археологических раскопках в Азии, Китае, Америке. В 1865 году в штате Невада была сделана интересная находка. В куске полевого шпата возрастом около 21 миллиона лет скрывался ржавый стальной винт длиной примерно 2 дюйма. Профиль его резьбы отпечатался на камне.

Важным историческим моментом является изобретение архимедова винта, внешний вид которого по сей день практически не изменился. Приспособление представляет собой плоскую спираль (шнек), находящуюся в трубке. При помощи этого приспособления качали воду для полива полей. Чтобы поднимать воду на высоту, устанавливали сразу несколько винтов.

Большой популярностью пользуется голландский винт. Это разновидность архимедова винта, но края лопастей у него загнуты вверх, чтобы лучше удерживать воду.

Винты, сделанные из дерева, стали популярны к I веку до н.э. в средиземноморских станах. Приспособления использовали в масляных и винных прессах. В найденных во время раскопок в Помпеях медицинских инструментах также использовались стальные винты, о технологии производства которых ничего не известно.

В те времена винт не использовался в качестве крепежа. Для этого крепежные элементы должны были производиться в больших количествах. Первым шагом в этом направлении стал копировальный станок Леонардо да Винчи. Чтобы сделать винтовую резьбу, ее нужно было размечать на глаз прямо на стержне или на полоске бумаги, которая накручивалась на него. После этого резьба выпиливалась напильником.

Сохранился эскиз более продвинутой машины да Винчи, напоминающей современный токарно-винторезный станок. Он позволял менять шаг резьбы при помощи комплекта шестерен. Благодаря постоянному направлению вращения можно было добиться высокого качества обработки и высокой производительности.

Современники не оценили изобретений Леонардо да Винчи. Мастера использовали специальные гребенки, расстояние между резцами которых равнялось шагу резьбы винта. Их прижимали к вращающемуся стержню и постепенно продвигали вдоль него. Использовался и другой способ: на стержень винта навивали проволоку и спаивали ее с метизом. Естественно, что никакой речи о единообразии резьбы идти не могло.

Винторезные станки появляются только в XVIII веке. Их родоначальником считается российский ученый Андрей Константинович Нартов. Его токарные станки с копирами поразили даже европейских мастеров. Похожие станки, но работающие от привода паровой машины, создал англичанин Генри Модслей в 1797 году.

Появление винторезных станков положило начало массовому производству винтов. В это же время появляются первые стандарты резьбы, шлицов, головок.

По назначению винты принято делить на две группы:

• крепежные;
• установочные.

Крепежные винты используются для создания разъемного соединения деталей и являются самым распространенным крепежным элементом. Метиз имеет традиционную конструкцию – стержень с резьбой и головкой для передачи крутящего момента. При помощи головки соединяемые детали прижимаются друг к другу. Также она служит для захвата винта инструментом – отверткой, гаечным ключом и т.д.

Крепежные винты принято классифицировать по форме головок и шлицев. Головка может быть:

• плоской;
• выпуклой;
• грибовидной;
• круглой;
• потайной;
• полупотайной.

Разновидностей шлицев достаточно много. Самые популярные варианты – прямой, крестообразный, шестигранный, Torx.

Установочные винты распространены меньше, чем крепежные. Эти крепежные элементы используются, если необходимо зафиксировать взаимное расположение деталей друг относительно друга. У метизов данного типа головка не предусмотрена, а для передачи усилия затяжки используются шлицы, расположенные прямо на торце стержня. При необходимости монтажные отверстия выполняются специально под концы установочных винтов.

Форма концов установочных винтов прописана в ГОСТ 12414-94. Они могут быть:

• коническими;
• плоскими;
• цилиндрическими;
• засверлёнными;
• ступенчатыми (со сферой или конусом).

Другие стандарты предусматривают рифленые и шариковые концы установочных винтов.

И болты, и винты – крепежные изделия, предназначенные для создания разъемных резьбовых соединений. Внешне эти два метиза не сильно отличаются, а также изготавливаются из одних и тех же материалов. Основное отличие между двумя крепежными изделиями – способ крепления.

Болт проходит насквозь через скрепляемые детали и фиксируется при помощи гайки. Расчет нагрузки идет на срез – самым нагруженным является место, перпендикулярное соединяемым деталям. Для затяжки метиза используется гаечный ключ.

Винт устанавливается при помощи отвертки в гнездо с внутренней резьбой, имеющееся в массиве детали. Метизы используются и с гайками, но их применение не обязательно. Основная нагрузка в винтовом соединении приходится на место, которое расположено вдоль или параллельно оси скрепляемых деталей.

После соединения двух элементов болт вращаться не может. Некоторые разновидности винтов могут использоваться в качестве осей вращения в машинных механизмах.

При монтаже болта его головка всегда находится на поверхности детали. Винт можно закрутить так, чтобы он спрятался в углублении на поверхности.

Стержень винта покрывается резьбой полностью. Болты выпускаются как с полной, так и с частичной резьбой.

При серийном производстве крепежных элементов неприемлемо такое понятие, как уникальность и своеобразие каждого изделия. Вся продукция должны строго соответствовать требованиям стандартов. Именно стандартизация делает возможной бесперебойную работу промышленности, производства, транспорта – всех сфер, в которых задействованы крепежные изделия. Благодаря стандартизации метизы, изготовленные в другой стране, легко заменяются аналогами местного производства.

Стандартов, по которым производятся винты, довольно много. Производители используют три системы стандартизации:

• ГОСТ – система межгосударственных стандартов, действующих на территории стран бывшего СНГ. В странах ЕАЭС эти стандарты применяются на добровольной основе;
• DIN – нормативно-техническая документация, созданная Немецким институтом по стандартизации;
• ISO – система стандартов от Международной организации по стандартизации.

В стандартах прописаны требования к техническим и эксплуатационным характеристикам винтов. В частности, к диаметру резьбы, форме головки и шлица, шагу резьбы, длине метизов, материалу изготовления. Здесь мы опишем стандарты, по которым производятся самые популярные виды крепежных винтов.

По этому стандарту производятся винты с внутренним шестигранником и головкой в форме цилиндра. Стержень метиза покрыт резьбой с крупным или мелким шагом. Диаметр резьбы – от 1,4 до 72 мм, полная длина крепежного изделия – от 2,5 до 980 мм.

Винты с внутренним шестигранником DIN 912 изготавливаются из стали высокой прочности (классы 8.8, 10.9, 12.9). Также в качестве материала может использоваться нержавеющая сталь марок А2-70, А4-70, А4-80.

Стандарт DIN 7991 регламентирует впуск винтов с потайной головкой и внутренним шестигранником или шлицем под ключ TORX. Диаметр резьбы крепежных изделий – от М3 до М24, полная длина – 5-240 мм. У винтов с диаметром резьбы 22 и 24 мм нет аналогов в других стандартах.

Винты с потайной головкой DIN 7991 изготавливаются из углеродистой стали с классом прочности 8.8, 10.9. При необходимости на поверхность изделий наносится цинковое покрытие методом гальванизации или дисперсионного оцинкования. Также метизы могут изготавливаться из нержавеющей стали и латуни.

Межгосударственный стандарт ГОСТ 17475-80 также регламентирует производство винтов с потайной головкой, но шлиц у этих крепежных изделий крестообразный. Классы точности метизов – А и В. Номинальный диаметр резьбы винтов – от 1 до 20 мм.

По стандарту DIN 7985 производятся винты со скругленной цилиндрической головкой и крестообразным шлицем. При помощи метизов соединяются элементы легких конструкций из металла и неметаллических материалов. Размер резьбы винтов – от 1,6 до 10 мм, полная длина – от 3 до 60 мм.

Класс прочности углеродистой стали, из которой изготавливаются крепежные изделия – 4.8, 5.8. Защитное покрытие может наноситься методами гальванической оцинковки, хроматирования и никелирования. В качестве материалов для изготовления крепежа используются также нержавеющая сталь и латунь. Аналогом стандарта DIN 7985 является ГОСТ 17473-80.

Винты с головкой в форме цилиндра и звездообразным углублением под ключ производятся в соответствии со стандартом ГОСТ ISO 14579-2015. Крепежные изделия выпускаются с классом точности А. Диаметр резьбы – от М2 до М20. Для производства используется сталь (углеродистая с классом прочности 8.8, 10.9, 12.9 и нержавеющая А2 и А4), а также латунь. При необходимости на поверхность изделий из углеродистой стали наносится защитное покрытие.

По стандарту DIN 7380 производятся винты с полукруглой головкой и внутренним шестигранником. Метизы используются во многих отраслях, но особенно популярны в мебельном производстве. Типоразмеры крепежных изделий – от М2 до М16, полная длина – от 8 до 80 мм.

Класс прочности углеродистой стали, из которой изготавливаются винты – от 8.8 до 12.9. Чтобы увеличить сопротивляемость изделий к коррозии, их оцинковывают. Для производства винтов данного типа могут использоваться и другие материалы – нержавеющая сталь, латунь.

Установочные винты с внутренним шестигранником и коническим концом производятся по стандарту DIN 914. Коническая форма конца винта позволяет фиксировать детали друг относительно друга. Метизы выпускаются с диаметром резьбы от М1,4 до М24, полная длина изделий – от 2 до 100 мм. Для производства винтов используется конструкционная углеродистая сталь 45Н, а также аустенитные марки нержавеющей стали от А1 до А5.

В соответствии со стандартом DIN 653 изготавливаются низкие прижимные винты с накаткой и рифленой головкой. Метизы используются для быстросъемного соединения деталей. Рифленая поверхность крепежных элементов дает возможность осуществить ручную настройку механизмов, которая производится затяжкой крепежа.

Прижимные винты выпускаются в трех типоразмерах – с диаметром резьбы 12, 16 и 20 мм. В качестве материалов используются сталь с покрытием (гальваническое оцинкование) и нержавеющая сталь марок А2 и А4.

Винт-барашек или барашковый производится по стандарту DIN 316. Метиз имеет округлые лепестки (немецкая форма), позволяющие закручивать его вручную, без использования инструментов. Такие винты необходимы для сборки конструкций, которые приходится часто разбирать.

Изготавливаются крепёжные изделия из таких материалов: ковкий чугун, углеродистая и нержавеющая сталь, латунь, пластик, полиамид. Винты-барашки выпускаются в шести типоразмерах – от М4 до М12. Полная длина метизов – 16-40 мм.

Компания «Крепсила» предлагает широкий ассортимент крепежных и установочных винтов. В нашем каталоге вы найдете все метизы, описанные в этой статье, а также сможете подобрать другие типы крепежа. Наша продукция на 3-10% дешевле, чем в среднем по рынку, а для оптовых покупателей действует система скидок. Больше об условиях сотрудничества можно узнать у наших менеджеров.