Что такое блот, из чего делают, основные типы

Основные понятия и виды крепежных средств

Крепежные изделия классифицируются по конструктивным особенностям, типу соединения и области применения. Основные виды крепежа:

• Гвозди — представляют собой стержень с острым концом. Шляпка гвоздя может иметь шлиц или быть гладкой, в зависимости от типа изделия. Гвозди широко применяются и обладают важным достоинством: высокое сопротивление выдергиванию при простом монтаже и невысокой стоимости.
• Дюбели — предназначены для удерживания другого крепежного элемента (самореза, болта) внутри отверстия. Дюбели бывают металлическими и пластиковыми. Внутри отверстия они раскрываются и упираются в стенки, что обеспечивает прочность фиксации.
• Анкер — сложный крепежный элемент, состоящий из нескольких частей. В зависимости от конструкции различают рамные, забивные, клиновидные анкеры, изделия с кольцами и полукольцами.
• Саморезы — представляют собой винт с острым концом и резьбой. Главная особенность самореза — способность нарезать резьбу внутри материала при закручивании в основание.
• Шурупы — крепеж с коническим стержнем и шляпкой, в которой имеется шлицевое отверстие под отвертку.
• Шпильки — представляют собой стержни с наружной резьбой. Применяются в комплекте с гайками и шайбами. Резьба нарезается одинаково по всей длине стержня, или различаться на разных участках изделия.
• Шайбы — выполняют роль подкладки в крепежном соединении, размещается между головкой шурупа и гайкой. 

Метизы различают по классам прочности (существует 11 классов) и по размерам. Еще один важный признак классификации метизов — тип головки:

• С проушиной для веревки, откидные.
• Анкерного типа — для крепежа внутри бетонных изделий.
• Такелажные рым-болты с кольцом в шляпке.
• Шестигранная форма головки.
• Коническая головка для потайного соединения.
• Полукруглая головка — имеет шлиц для использования отвертки при закручивании крепежа.
• Цилиндрическая головка для применения шестигранной отвертки.

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.

Разновидности болтов

Виды болтов весьма разнообразны. Материал изготовления, конфигурация головки, класс прочности – все это определяет область применения и особенности работы с крепежом.

По типу резьбы

Различают несколько разновидностей.

• Метрическая – дистанция между витками измеряется в миллиметрах. Шаг одинаковый, форма пазов образует треугольник. Различают модели с крупным и мелким шагом.
• Дюймовая – отличается лишь тем, что шаг измеряется в дюймах. Это удобно при соединении труб с дюймовой резьбой.
• Трапециевидная – пазы формируют трапецию. Такое соотношение улучшает сцепление и увеличивает силу трения. Соединение оказывается более прочным.
• Упорная – пазы в сечении образуют прямоугольник. Болт создает очень высокое трение, поэтому такой вариант сцепления считают самым надежным.
• Прямоугольная – применяется, когда на соединение действует высокая нагрузка.

В быту используют обычные модели с метрической или дюймовой рябой.

По типу головки

Форма головки подбирается в соответствии с назначением. Существует следующие варианты.

• Универсальная – шестигранная головка под ключ.
• Крепежное кольцо вместо головки – разработка для рым-болтов.
• Потайная плоская – при вкручивании крепеж погружается в материал так, что головка оказывается на одном уровне с поверхностью. Такое соединение мало заметно.
• Полукруглая головка – также малозаметна, но удобнее при выкручивании, поскольку ее проще зацепить инструментом.
• Со шлицами – такие модели закручиваются и вывинчиваются с помощью отвертки.

Для ремонтных и строительных работ удобнее всего применять болты с шестигранной головкой.

Чем отличается болт от винта

Чтобы понять, в чем состоят различия между винтом и болтом, следует начать с определений и разобрать тонкости применения этих видов крепежа.

Винт строительный — вид крепежа, используемый для взаимной фиксации двух деталей, одна из которых снабжена резьбой. Внешне винт выглядит как стержень, на одном конце которого имеется резьба с определенными параметрами (шаг, глубина, профиль), на другом расположена шляпка со шлицем для передачи крутящего момента (завинчивания с помощью отвертки). Существуют две конструктивные разновидности винтов:

• Шуруп — сужается к нижнему концу стержня как конус, имеет более редкую резьбу по сравнению с типовым винтом.
• Саморез — тип винта, который создает резьбу при закручивании.

Размеры винта можно узнать по маркировке: 5*40 означает, что диаметр стержня под шляпкой составляет 5 мм, длина винта внутри детали составляет 40 мм. Если винт имеет потайную головку, показатель длины указывается вместе с толщиной головки. Для винтов, у которых головка имеет полукруглую форму, толщина шляпки в длину изделия не входит.

Болт строительный — крепежный элемент, который используют для взаимной фиксации деталей и предметов. Болт состоит из головки и цилиндрического стержня с наружной резьбой. Обычно шляпка болта имеет форму шестигранника и оснащена фаской (скруглением) по верхнему краю головки. Для выполнения крепежного соединения с помощью болта используют гайку соответствующего диаметра и шайбу. В отверстии, куда закручивается болт, должна быть внутренняя резьба. Шлицевого отверстия в шляпке для закручивания болт стандартно не имеет.

Основным материалом для производства болтов является сталь. В зависимости от требований к прочности соединения и условий эксплуатации крепежа болты делают из нержавеющей, инструментальной или легированной стали. Наиболее устойчивы к внешним воздействиям (повышенная влажность, химическое и физическое воздействие) изделия из легированной стали. Реже в производстве крепежных болтов используют латунь и медь.

Сходства

Если опираться исключительно на терминологию, разница между болтами и винтами заключается только в том, что у винта есть шлиц на шляпке, а у болта головка шлицевого отверстия не имеет. В остальном между данными видами метизов имеются следующие сходства:

• Назначение болтов и винтов — скрепление деталей вместе с помощью резьбового соединения.
• Деталь состоит из шпильки с резьбой и головки.
• Болты и винты делают из металла, в основном из стали с различными добавками.

Различия

• Болт применяют для сквозного соединения. Второй конец болта может насквозь проходить детали и завинчивается гайкой. Винт полностью находится внутри деталей, которые он фиксирует.
• Болт, в головке которого отсутствует шлиц под отвертку или биту, закручивают с помощью накидного ключа или обычного ключа. Для вкручивания винтов используют отвертки либо шуруповерты с соответствующими битами.
• Болт, который проржавел и не выкручивается ключом, можно сорвать с помощью специального ключа. Закисший от ржавчины винт (особенно с потайной конической головкой) сорвать невозможно.
• При использовании самореза, который является разновидностью винта, нет необходимости насверливать отверстие с резьбой. При установке болта отверстие обязательно нужно предварительно рассверлить.
• На конец болта всегда накручивают гайку. Винт используют без гайки.
• Болты, в силу области применения, имеют широкий размерный ряд в сторону увеличения деталей. Винты особо крупных размеров не выпускают, в основном этот вид крепежа имеет мелкий размер.

Ключевое отличие болта от винта заключается в том, как распределяется нагрузка в этом виде крепежа. Болт удерживает скрепляемые детали в статичном положении. Нагрузка распределяется перпендикулярно расположению деталей. Прочность крепежа обеспечивает утолщение цилиндрической части стержня выше резьбы и ниже шляпки. При подготовке отверстия для болтового соединения обязательно соблюдать размерность, иначе крепеж не будет достаточно статичным.

У винта резьба нарезается по всей длине шпильки, поскольку нагрузка распределяется параллельно линии соединения деталей. Для обеспечения прочности винтового соединения главным параметром является прочность метиза на растяжение. В это состоит главное отличие болта и винта.

Технологическое изготовление болта

Существуют два принципиально разных метода изготовления этого вида крепежа:

• Точение — процесс изготовления болтов штучно или небольшими партиями из стального прутка на токарно-винторезном станке.
• Холодная или горячая штамповка в заводских условиях с последующей накаткой резьбы.

Процесс изготовления болтов независимо от метода состоит из следующих этапов:

• Подготовка металлического прутка (катанки).
• Нарезание заготовок нужной длины.
• Выполнение фаски на конце шпильки.
• Формовка головки болта.
• Нарезание резьбы.

На всех стадиях производства выполняется контроль качества. При изготовлении метизов по индивидуальному чертежу первая изготовленная деталь проверяется максимально тщательному контролю. При обнаружении отклонений от технического задания следует пересмотреть технологический процесс изготовления болта и найти причину несоответствия.

Изготовление на токарно-винторезном станке

Этапы и методы обработки заготовки зависят от типа исходного материала (шестигранный или цилиндрический пруток, характеристики металла), а также от степени точности заготовки. Горячекатанные заготовки обладают меньшей точностью, что исключает возможность точного центрирования будущей детали на токарно-револьверном станке или на станке с ЧПУ.

Техпроцесс изготовления детали болт на токарном станке из холоднотянутого шестигранного прутка делится на несколько этапов:

• От стального прутка с помощью ножовки по металлу отрезают заготовку нужной длины.
• Заготовку фиксируют в шестигранной цанге, чтобы головка детали не смесилась относительно центральной оси будущего болта.
• Подрезка торца прутка в размер, центрирование на токарно-винторезном станке.
• Обтачивание заготовки до получения заданных размеров, снятие фаски с помощью резцов.
• Нарезание резьбы с помощью плашки или
  резьбового резца.
• Обтачивание головки болта, снятие фаски.
• Обработка головки фрезой.

Если имеются особые требования к шестиграннику головки детали, техпроцесс изготовления болта на токарном станке усложняется. Чтобы исключить смещение оси головки относительно оси цилиндра, заготовку подвергают дополнительной обработке.

Изготовление болтов холодной штамповкой

Первый этап техпроцесса — подготовка металла к процессу штамповки:

• Поверхность заготовки должна быть ровной и блестящей. Зачистку поверхности в условиях производства выполняют механически либо с помощью прокаливания.
• Выполняется очистка от окалины и жировых загрязнений.
• Смазывания поверхности заготовки (предварительно поверхность металла покрывают подсмазочным слоем, перед волочением это обязательно).

Окалину с поверхности металлических заготовок обычно удаляют путем травления. Для этого пруток погружают в раствор серной или соляной кислоты определенной концентрации на время от 5 минут до получаса. Чтобы устранить травильный шлам, заготовки промывают в горячей воде. Если травление проводилось с помощью раствора серной кислоты, остатки смывают и нейтрализуют известкованием прутка.

Изготовление болтов из металлического прутка происходит без нагрева металла. Деформация заготовки при холодной штамповке сопровождается наклепом — увеличением механической прочности металла. Готовая деталь получается путем заполнения стандартного штампа заданной конфигурации материалом заготовки. Далее происходит высадка детали — извлечение готового металлического метиза из штампа.

Преимущества метода холодной штамповки при производстве болтов:

• Высокий уровень производительности техпроцесса.
• Максимальная чистота поверхностей деталей и точность типоразмеров.
• Изготовление болтов с диаметром стержня до 52 мм.

При выборе метода холодной штамповки следует учитывать соотношение размеров головки и диаметра стержня детали, а также соотношение диаметра головки к ее высоте и показатели относительной и истинной деформации. Если соотношения для перечисленных величин выше критических значений, следует рассмотреть возможность изготовления детали горячей штамповкой.

Изготовление болтов горячей штамповкой

Суть горячей штамповки заключается в осадке металла и к перераспределению его от середины к краям штампа. Если штамповка происходит в открытых штампах, образуется заусенец из металла (облой). Штамповка в закрытых штампах называется безоблойной. Техпроцесс изготовления детали болт с помощью горячей штамповки начинается с очистки и нарезания заготовок. Затем заготовки проходят полный цикл операций по превращению в прочный и надежный крепеж:

• Разогрев до 1000 градусов с помощью индуктора.
• Формирование головки детали с помощью ударного пресса.
• Снятие фаски на фрезерном станке.
• Нарезание резьбы на автоматическом станке.

Чтобы обеспечить высокую коррозийную стойкость крепежа, болты подвергают оцинковке. Этапы нанесения покрытия:

• Промывка деталей в горячей воде.
• Химическая очистка поверхности от окислов металла путем травления в соляной кислоте.
• Нейтрализация оставшейся кислоты с помощью повторной промывки водой.
• Погружение деталей в цинковый раствор, разогретый до температуры 450 градусов.

При химической гальванизации слой цинка на деталь осаждают в растворе электролита. Готовые болты полируют и устраняют механические дефекты.

Горячая штамповка обеспечивает высокие прочностные характеристики готовых метизов. В первую очередь это касается штамповки в закрытых штампах. Повышенная прочность объясняется тем, что волокна, ориентированные по форме контура штампа, не обрезаются вместе с заусенцем (безоблойная штамповка).

Размеры и диаметры

Основные размеры болтов описаны ГОСТ 7805-70 (для метрической резьбы). Различают изделия по величине диаметра. Например, болт М16 имеет диаметр стержня в 16 мм, а его длина колеблется от 55 до 160 мм.

Проще всего найти габариты в соответствующей таблице в справочнике.

Маркировка

В соответствии с ГОСТ 1759.0-87 (СТ СЭВ 4203-83) на каждый болт ставится знак класса прочности и клеймо изготовителя. В зависимости от размера болта их наносят на торцевую или боковую поверхность головки. Также производитель может указать дополнительные характеристики крепежа. Пример показан на рисунке.

1 (буква D) – клеймо или товарный знак изготовителя.

2 (11.14) – числовое значение указывает на номер плавки.

3 (10.9) – класс прочности шестигранных болтов. Если не указан, значит, он меньше 6.

4 (S) – болт имеет шестигранную головку, которая превышает стандартный размер.

5 (ХЛ) – климатическое исполнение: ХЛ – для холодного климата до -65 °С; У – для умеренного климата до -40 °С.

Обратите внимание! В статье приводится маркировка болтов по ГОСТ. Существуют международные стандарты, например DIN или ISO. Не стоит пугаться, если на крепеж нанесены другие обозначения.

Покрытие болтов

Отделка, с помощью которой обрабатывают болты, повышает долговечность и коррозионную стойкость материала.

• Черная оксидная отделка не увеличивает размеры винта и представляет собой обработанную черную ржавчину. Чаще всего обрабатывают для презентабельности вида болта.
• Хромированное покрытие – это светоотражающее покрытие, которое видно невооруженным глазом. Наносится оно гальваническим способом.
• Оцинкованные покрытия применяют исключительно для защиты металла от деформации и повреждений.

Особенности соединения с помощью резьбы

1. Надежность за счет использования специальной метрической резьбы и универсальности профиля. Многочисленные исследования подтверждают, что при правильно выбранном классе прочности болта, а также моменте затяжки такое соединение выдерживает большие нагрузки, а также надежно защищено от самооткручивания.
2. Выдерживание поперечных и осевых нагрузок. Изготовленные из специальных марок стали, болты хорошо противодействуют нагрузкам в любом направлении.
3. Несложный монтаж и демонтаж конструкций. Несмотря на то, что спустя некоторое время открутить резьбовое соединение бывает непросто (из-за коррозии металла), с помощью специальных растворителей это сделать вполне реально.
4. Небольшая стоимость работ, которая значительно ниже затрат на сварку. Многие конструкции возводятся сегодня с использованием болтов, поскольку это требует меньше времени и сил.

Нужно отметить, что небольшим недостатком резьбового соединения можно считать сильную концентрацию напряжения в месте впадины профиля самой резьбы. По этой причине маркировка болта должна быть подобрана правильно, в точном соответствии с нагрузкой, которую испытывает деталь. Это позволит уменьшить риск как самооткручивания при слабой затяжке, так и разрыва гайки / срезания резьбы вследствие экстремального напряжения.

Болт лемешный с потайной головкой

Не нужно забывать, что сегодня также активно применяются всевозможные средства стопорения, включая контргайки и пружинные шайбы.

Как правильно затягивать и откручивать болт

Чаще всего при затяжке болтовых соединений на различных конструкциях в домашнем хозяйстве используются обычные гаечные ключи – торцевые, рожковые и накидные. Однако в таком случае точно определить момент затяжки тяжело, поэтому в промышленном производстве и ремонтных мастерских опытные слесари применяют специальные динамометрические ключи или пневматические гайковерты, главное достоинство которых – возможность выставлять требуемый уровень затяжки, зависящий от типа механизма.

Чтобы открутить болт, используют те же самые ключи, однако в старых конструкциях чаще всего болты сильно «прикипают» к гайке из-за коррозии. Для безопасного откручивания применяют несколько простых способов:

• использование проникающей смазки WD-40 аэрозольного типа;
• небольшое постукивание по ржавому болту молотком для разрушения ржавчины в профиле резьбового соединения;
• небольшой проворот гайки в сторону закручивания (всего на несколько градусов).

Резьбовые соединения применяются во многих конструкциях и механизмах, поскольку на практике доказали свою высокую надежность и эффективность. Правильно подобранный тип болта, закрученный на требуемый момент затяжки, способен справляться с нагрузкой на протяжении всего срока эксплуатации механизма.

Области применения

Болты используют для фиксации в разъемных конструкциях. При потребности крепеж болтового типа можно разобрать. Соединение с болтом получается статическим и жестким. Главная сфера использования болтов — возведение несущих конструкций: рамы для автомобилей, станины станков, каркасы зданий.

Винты создают подвижное соединение, что отражается на области их использования. Они применяют в часовых механизмах, токарных станках. Саморезы используют в качестве крепежа для удержания предметов небольшого веса (полки, картины, светильники).

Подведем итоги. Чем отличается болт от винта по определению и сфере использования:

• В болтовом соединении нагрузка распределяется перпендикулярно направлению отверстия, в винтовом — параллельно ему.
• Резьба в винтах нарезается по всей длине шпильки, у болта есть утолщение между шляпкой и резьбой на шпильке.
• Болт используют с гайкой, винт — без нее.
• Болтовой крепеж часто имеет значительные размеры, в отличие от винтового.
• Болты применяют в соединениях, где требуется выдерживать высокие нагрузки.
• На головке винта обязательно есть шлиц под отвертку, на головке болта такого шлица нет.