Группа крепежных материалов

Все изделия, назначение которых скреплять между собой различные предметы или фрагменты этих предметов, относятся к  группе материалов, называемых «крепеж».

 

В  эту  группу входят: болты, шпильки крепежные, гайки и шайбы.

Болты

Стандартный болт представляет собой металлический стержень с резьбой и металлической головкой.

Для соединения деталей, элементов конструкций, как правило, болты используются совместно с гайками и шайбами.

Нельзя недооценивать значения болта, так как от него во многом зависит безопасность,  надежность и работоспособность всего изделия.

Основной критерий при выборе болты – это качество их  исполнения. 

История возникновения болтов

Где появились самые первые болты историки не знают, но твердо уверены, что  болты с резьбой  впервые появились в пятнадцатом веке.

Вообще, крепежное изделие, назначением которого было соединять между собой различные элементы конструкций или отдельные предметы, появилось еще в Древнем Риме. Их использовали как оси дверных петель.

Римский болт представлял собой стержень с прорезью для металлического клина, фиксирующего сам болт. Предположительно именно  римляне первыми стали использовать винт для соединения деревянных деталей (шуруп). Материалом для этих изделий служила бронза, иногда и серебро. Резьба винтов нарезалась вручную, но был и другой метод изготовления винтов – к  гладкому болту наваривали накрученную проволоку.

Однако, с исчезновением Древней Римской империи, эти технологии были забыты и документированное упоминание о применении резьбы встречается лишь  в книге пятнадцатого века.

Резьбовые винты сразу же нашли применение при изготовлении воинских доспехов, а также в часовом производстве.

Несмотря на то, что великий Леонардо да Винчи серьезно занимался винтами и их использованием (существуют эскизы винторезных станков),  первый винторезный станок, пригодный для использования, сконструировал французский математик Ж. Бюссон в 1568г.

Хотя резьбу уже умели нарезать, мысль создать гайку, как дополнение к болту появилась лишь к   концу 16 – началу 17 веков.

Первые гайки, так же как и винты, производились вручную и не отличались хорошим качеством.

Одно из первых упоминаний о «гайке с винтом» встречается в английской книге 1611 г. С того же времени винтом стали называть болт с резьбой. Широкое применение винты нашли  в изготовлении огнестрельного оружия.

Интересно. Каждый болт того времени имел только «свою, родную» гайку, так как гайка вытачивалась исключительно под конкретный болт. Именно поэтому до использования  болт  и  гайку  держали соединенными.

Широчайшее применение пара – болт-гайка – получили с началом промышленной революции, с изобретением  Дж. Уаттом паровой машины.

Создатели механизмов стали широко применять резьбовые соединения, что позволило существенно  улучшить,  упростить и повысить надежность создаваемых конструкций. В качестве примера – прядильный станок  Дж.  Харгривса, хлопкоочистительная машина Э. Уитни и многие другие.

К началу 19 века два англичанина - Э.Уитни и  Г. Модсли решили, что две самые  важные  задачи в истории машиностроения  – взаимозаменяемость и единообразие кмплектующих деталей машин и механизмов. 

В 1801 году Э.Уитн, в Вашингтоне,  перед президентом и вице-президентом Америки, убедительно доказал жизнедеятельность своей идеи о взаимозаменяемости комплектующих. Из кучки деталей, изготовленных для 10 мушкетов, он наугад взял необходимые детали и собрал из них мушкет. Оружие функционировало нормально.

Идею Э. Уитни сразу же стали использовать почти все промышленники и изобретатели. Моментально повысился выпуск и, естественно, спрос на предметы, где появилась возможность замены пришедших в негодность деталей. Это были пистолеты Кольта, жатки, плуги, часы массового производства, швейные машины и прочие механизмы.

К 1800 году относится и изобретение англичанином Г. Модсли токарно-винторезного станка, позволяющего изготавливать единообразные винты любого диаметра и любого  шага  резьбы.

болт с гайкойШаг резьбы - это расстояние вдоль оси винта между вершинами 2-х соседних витков. Внешний диаметр резьбы равен диаметру цилиндра, описанного относительно вершин, а внутренний - диаметру цилиндра, описанного относительно впадин резьбы.

До изобретения токарно-винторезного станка резьбы на болтах и гайках нарезались на токарных станках, где резец удерживался вручную. О качестве и единообразии таких изделий говорить нечего. Крупные резьбы, как правило, наносились методом горячей ковки, с использованием специального ковочного  штампа.

Гайка

гайка обычная шестиграннаяГайка – деталь, имеющая квадратную, шестигранную или восьмигранную форму, с резьбовым отверстием в центре, соответствующим резьбе болта.

В зависимости от назначения, кроме обычных, применяют гайки с фланцем, квадратные, удлиненные, с накаткой, шлицевые и приварные, прорезные, а также:

гайка колпачковая- колпачковые гайки - применяются в качестве декоративных; имеют глухое резьбовое отверстие и закрытую торцевую поверхность.

 

Гайка - барашек- гайки-барашек - имеют плоские «крылья», служащие для затягивания  вручную.

 

 

Гайка корончатая- корончатые гайки – гайки, часть которых выполнена в виде цилиндра с радиально расположенными прорезями под шплинт;

 

Гайка круглая (удлиненная и плоская со шлицом)

 

- круглые гайки – применяют для крепления различных деталей на валах.

 

 

Гайка стопорная

-самостопорящиеся (стопорные) гайки  - имеют измененный участок резьбы или полимерные  вставки. 

Устойчивый прижим создается за счёт трения, возникающего между измененным участком резьбы (полимерной  вставкой), и резьбой  болта, шпильки или винта.

Самоконтрящая гайка

- самоконтрящиеся  гайки  -  предназначены для работы в условиях  повышенных вибраций.

Имеют нейлоновый вкладыш, скошенные края или фланец с зубчиками. Эти фрагменты предохраняют  гайку от самопроизвольного отвинчивания.

- гайки с продольными шлицами и корончатые  имеют отверстие для шплинта или специальной  контровочной проволоки. С помощью этих приспособлений гайки прочно удерживаются в заданном положении.

Интересно. По данным  Британских экспертов, на соединение конструктивных элементов различных систем приходится от 20 до 40% общих расходов, связанных с изготовлением этих систем. К примеру, в  телефонном аппарате  используется 73 крепежных  элемента, посудомоечной машине - 115,  холодильнике - 275, автомобиле - 3500, реактивном самолете - 1,5 млн.

Шпилька крепежная 

Шпилька крепежная - это металлический стержень с резьбой на обоих концах изделия.

Назначение шпильки - соединять между собой детали с гладкими резьбовыми  отверстиями, обеспечивая  прочность и надежность крепления.

Шпилька крепежная

Применение шпильки позволяет регулировать плотность соединения, а также расстояние между закрепляемыми деталями.

шпилька используется  в сочетании с гайкойШпилька имеет широкий спектр применения – от монтажа металлоконструкций в строительстве до установки рекламных щитов. Часто используется  в сочетании с гайкой, а при необходимости - с шайбой.

Существуют шпильки как с резьбой по всему стержню, так и с резьбой по краям. Диаметр шпильки от 2 до 56 мм.

По способу образования соединений различают два типа крепежных шпилек:
- для ввинчивания в резьбовое отверстие корпусной детали
- для деталей с гладкими сквозными отверстиями.

Современные методы нарезки резьбы

Долгое время винторезный станок оставался единственным  средством нанесения резьбы. Но в настоящее время наиболее распространен метод,  основанный  на пластическом деформировании поверхности заготовки вращающимися плашками. Такая накатка резьбы создается за счет изменения внешней формы заготовки, без потерь материала, в отличие от винторезного станка, снимающего при вырезке стружку.

К  середине 19 века  американец  У.Уорд  создал станок для производства гаек и болтов методом горячей ковки.

Заготовка нагревается до температуры 870 0С и далее пропускается через плашки для выдавливания резьбы. Позднее Уорд создал станок для получения резьбы способом пластической деформации в прохладном состоянии.

Получение резьбы методом пластической деформации

Разница в технологии процесса заключалась в том, что  во втором случае заготовка не нагревалась. Использование «холодной» технологии позволяет получать более качественную  резьбу, с меньшими допусками в размерах. Такая технология  в настоящее время  является основной  при массовом производстве  резьбовых изделий.

Шайбы

Шайбы используются с болтами, винтами, шпильками и гайками для уменьшения давления на опорную поверхность, повышения надежности конструкции, предотвращения самопроизвольного откручивания или ослабления болта.

Форма шайбы может быть различной:  круглой, плоской, волнообразной.

Шайба пружинная Шайба  врезная Шайба круглая

                                                             

Использование болтов с гайками в особых  климатических условиях  (в районах Крайнего Севера или на Юге),  требует надежной фиксации элементов и конструкций. В таких случаях применение шайбы становится необходимым.

 

Купить оптом в оптовом отделе.Доставка по Санкт-ПетербургуРозница. Интернет-магазин СтройДисконт.RU