Как определить размер болтов, гаек, шпилек, винтов

Разновидности гаек разнообразны, и их отличия порой бывают заметны даже без специальных инструментов. Чтобы корректно определить стандарт крепежа, необходимо измерять высоту. Существует несколько типов гаек, включая высокие, низкие, а также сверхвысокие и другие разновидности из метизного ряда.

Выбираем нужные болты под вашу задачу: определяемся с размером, диаметром и типом

Если вы спросите инженера о том, как он рассматривает метафору о соломинке, которая перегибает хребет слону, он скорее всего приведет в пример болт — это наиболее чудовищный и элементарный элемент крепежа, который, при неправильном выборе, может сломаться в первую очередь и вызвать цепную реакцию разрушений других элементов конструкции. Если такой крепеж самопроизвольно раскрутится и вылетит на поверхность, он способен разрушить весь движущий механизм, в который он был установлен.

Чтобы предотвратить подобные трагические происшествия, к расчету болтовых соединений следует подходить с такой же внимательностью и аккуратностью, как к проектированию зубчатых передач или подшипниковых опор.

• Выбираем нужные болты под вашу задачу: определяемся с размером, диаметром и типом
• Принцип работы болтового соединения
• В сквозном отверстии с гайкой
• В глухом отверстии
• Как подобрать оптимальный диаметр и размер
• Назначение параметров прочности
• Особые функции

Принцип работы болтового соединения

Обычно болт никогда не устанавливают в одиночку — за исключением случаев, когда цель установки конструктивная, без необходимости выдерживать серьезные нагрузки. В таких ситуациях крепеж предназначен для фиксации одной детали относительно другой, предотвращая их проворот, проскальзывание, вибрацию или добавляя дополнительные элементы к основной системе крепления.

В 99% случаев болтовые соединения представляют собой группу, состоящую от 4 до 36 элементов.

Эти болты размещаются по окружности, находясь в углах симметричных правильных многоугольников (например, квадрата или шестиугольника) или по сложным периметрам (в точке соединения краев деталей). Последний вариант чаще всего используется в сборках корпусных деталей редукторов, насосов, компрессоров и так далее.

Чаще всего выделяют три основных типа болтовых соединений:

• прочные — направленные на сопротивление внешним нагрузкам;
• плотные — предназначенные для сохранения герметичности узла;
• плотно-прочные — combination that provides both load resistance and total sealing.

На практике с третьей, комбинированной категорией встречаются чаще всего, так как перетягивание болтов по сопряжению деталей гарантирует полную неподвижность изделия, даже если внешние силы будут пытаться расшатать и потянуть элементы в разные стороны. Примеры такой конструкции можно увидеть на фланцах с промежуточным уплотнением.

В процессе работы болт испытывает нагрузки и воздействует на детали, к которым он прикреплён. При затяжке общая нагрузка распределяется в виде двух конусов, с центром относительно оси болта. Это явление называется конусом давления. Оба этих конуса показывают увеличение нагрузки от места, где головка болта или гайка касаются торца детали, до плоскости стыка двух деталей. При поступлении внешних сил, все основные микро- и макродеформации также происходят в пределах данного конуса давления.

Во время работы крепеж одновременно испытывает:

• усилие затяжки;
• удлинение болта при затяжке;
• усилие, возникающее при воздействии осевой силы на узел;
• удлинение болта при нагрузке осевой силы;
• ответное сопротивление деталей, которые деформируются при затяжке. В этот момент торцы деталей сближаются, и степень их изменения (сплющивания) зависит от податливых свойств используемых материалов.

Упрощая данную схему, можно сказать, что часть нагрузок направляется непосредственно на болт, тогда как другая — на сжатые детали. Однако в общей сложности все они трансформируются в растяжение, которому подвергается болт, уже частично растянутый в процессе монтажа. Если добавить потенциальное влияние нагрева, ситуация становится ещё более сложной и экстремальной.

Тем не менее, на данный момент ничего не сравнится с надежностью и простотой болтовых соединений. Крепеж способен выдерживать различные испытания, при этом важно искать решение на основе условий его эксплуатации, а не просто выбирать его «на глаз».

В сквозном отверстии с гайкой

Типичной схемой установки болта является пропускание его через два соосных сквозных отверстия и затягивание гайкой с противоположной стороны. Существует старая инженерная шутка, что «болт болтается в отверстии», что отчасти иллюстрирует действительное положение крепежа в узле.

При затяжке стержень немного изгибается в пределах зазора между его поверхностью и стенкой отверстия. Этот изгиб позволяет болту компенсировать как перекос деталей, так и их несоответствующую параллельность. Одновременно он учитывает податливость материалов, что помогает обеспечить надёжность соединения.

Правильное измерение болта

Если болт имеет метрические резьбы, то в его характеристиках обозначение будет выглядеть как MDxPxL.

Эта аббревиатура расшифровывается следующим образом:

• M — продукция с метрической резьбой;
• D — значение диаметра крепежа;
• P — информация о шаге резьбы, который может быть мелким, крупным или особо мелким. Если шаг крупный, значение может отсутствовать;
• L — длина изделия.

Измеренные значения фиксируются в миллиметрах.

Чтобы избежать ошибок в определении размеров и типов болтов, нужно изучить их разновидности. Для этого следует опираться на строгие положения ГОСТ, появившиеся в советское время, а также на европейские стандарты ISO. Применение немедленно стандартов DIN также возможно. Только зная тип, можно проводить замеры.

Для замеров потребуются специализированные инструменты, такие как штангенциркуль, микрометр или шаблонная линейка. Для контроля резьбы следует использовать калибры ПР-НЕ, которые расшифровываются как проходная и непроходная. Это означает, что проходная резьба навинчивается без проблем, а непроходная — нет.

Длину лучше всего измерять при помощи линейки или более точного прибора — штангенциркуля. У каждого резьбового метиза есть установленный шаг резьбы, который можно определить с помощью специального инструмента, именуемого шагомером. Если он отсутствует, можно выполнить межвитковый замер штангенциркулем.

Такой метод измерения позволяет более точно установить шаг, особенно для крупных метизов. Хотя на мелких элементах погрешности могут значительно увеличиваться, чтобы этого избежать, лучше проводить измерения на нескольких витках. Например, измерив 10 витков и разделив полученный результат на 10, можно получить необходимый шаг.

При любом измерении метиза, полученное значение можно сверить в специальной таблице. Если нужного значения не оказывается, возможно, перед вами метиз с дюймовым шагом. Для этого тоже существует своя таблица. Таким образом, для правильного определения размера стоит обратиться к ней.

Болт сам по себе оказывается гораздо сложнее, чем это может показаться на первый взгляд. Сфера применения болтов невероятно широка, о чем свидетельствует множество геометрических форм и размеров, предназначенных для различных задач. Головка болта может иметь следующие виды:

• Головка, выступающая над поверхностью;
• Головка, заподлицо с материалом.

При измерении длины метиза с выступающей головкой, ее не учитывают. Мануалы ГОСТ помогут определить вид метиза в зависимости от формы головки:

• Метиз с выступающей головкой шестигранной формы — ГОСТ 7805-70, 7798-70, 15589-70, 10602-94;
• Для некоторых случаев предусмотрены уменьшенные шестигранные головки по стандартам ГОСТ 7808-70, 7796-70, 15591-70;
• Для деталей, подверженных любым нагрузкам, необходимо применять метизы с высокой прочностью по ГОСТ 22353-77;
• Для соединения крупных деталей используются метизы с шестью гранями большего размера ГОСТ Р 52644-2006;
• Болт с шестигранной головкой, обладающий винтовым направлением ГОСТ 7811-70, 7795-70, 15590-70;
• Если требуется высокая точность, применяется уменьшенная головка болта для крепления в отверстиях, прошедших процесс развертки по стандарту ГОСТ 7817-80;
• Для болтов с увеличенной головкой применяется ГОСТ 7801-81;
• Рым-болты с петлей для подъема или крепления деталей в подвешенном состоянии изготовлены согласно стандарту ГОСТ 4751-73;
• Также существуют головки в форме большого полукруга с квадратным подголовком по ГОСТ 7802-81.

Определение болта с дюймовой градацией

В процессе изучения документации и стандартов может встретиться сокращенное обозначение D”-NQQQxL, которое имеет следующие параметры:

• D” – диаметр, представленный целым числом. Для различных размеров могут использоваться дроби и номера, если размер маленький;
• N — количество витков, приходящихся на один дюйм;
• QQQ — прямая обозначение дюймовой резьбы, она также может быть записана с четырьмя буквами;
• L — длина, измеряемая в дюймах.

Когда необходимо определить диаметр резьбы на дюймовом болте, следует полученные измеренные значения разделить на 25,4 мм. Таким образом, мы можем получить дюймовое значение, которое будет нужно найти в соответствующей таблице UNC.

Номинальный диаметр резьбы d=d1	Шаг резьбы P		S	e	k	d3	l-l1
	крупный	мелкий
6	1	10	10,9	4,0	1,6	4,0
8	1,25	1	13	14,2	5,3	2,0	4,0
10	1,5	1,25	16	17,6	6,4	2,5	4,0
12	1,75	1,25	18	19,9	7,5	3,2	5,0
(14)	2	1,5	21	22,8	8,8	3,2	5,0
16	2	1,5	24	26,2	10,0	4,0	6,0
(18)	2,5	1,5	27	29,6	12,0	4,0	6,0
20	2,5	1,5	30	33,0	12,5	4,0	6,0
(22)	2,5	1,5	34	37,3	14,0	5,0	8,0
24	3	2	36	39,6	15,0	5,0	8,0
(27)	3	2	41	45,2	17,0	5,0	8,0
30…	3,5	2	46	50,9	18,7	6,3	10,0

Шаг резьбы измеряется тем же способом, что и у метрических болтов. Но в этом случае измеряются витки на дюймовом расстоянии. Упростить задачу можно с использованием резьбомера с дюймовыми метками.

Длина изделия остаётся такой же, но следует помнить, что при вычислении размера, необходимо делить замер на 25,4 мм. Ориентируясь по таблице, можно легко найти подходящее значение.

Затрудняетесь с выбором?

Если вы не можете определиться, позвоните нам для получения квалифицированной консультации, и мы поможем вам правильно выбрать необходимый продукт.

Похожие статьи

Как определить размер болта и гайки?

Крепление нескольких деталей должно быть предельно прочным, так как это влияет не только на срок эксплуатации конструкций, но и на безопасность людей. Именно поэтому при выборе крепежных деталей одним из основных вопросов становится то, как определить размер гайки и болта, которые будут использоваться для соединения. Давайте рассмотрим ключевые характеристики, которые влияют на выбор подходящих типов крепежа, а также узнаем, как подобрать крепление с учетом нужных параметров.

Основные размеры болтов и гаек

Перед тем как перейти к определению размера болта или гайки, важно понять, какие характеристики нужно учитывать в процессе работы с такими элементами. В первую очередь специалисты обращают внимание на такие параметры, как диаметр головки, толщина и длина крепежа. Полный набор обозначений, с помощью которых определяется тип и назначение образцов, выглядит так:

• М – эта буква показывает, что продукция имеет метрическую резьбу;
• Р – обозначает шаг резьбы, который может быть мелким, крупным, особо мелким и специально крупным (последние два не всегда обозначаются на изделии);
• D – обозначает размер гайки по диаметру;
• L – эта буква указывает на длину элемента.

Возле буквенного обозначения всегда должна указываться цифра, указывающая конкретные показатели каждого параметра. Для упрощения подбора каждая цифра представляется в миллиметрах.

Характеристики изделий, произведённых по различным стандартам, могут различаться. Поэтому, при определении необходимого компонента важно учитывать требования стандартов, согласно которым они были изготовлены. В качестве основных используются регламенты ГОСТ (российский стандарт), ISO (применяется в Европе) или DIN (основополагающий документ, регулирующий производство крепежных изделий в Германии).

Как узнать размер заклепки

Полнотелые заклепки, имеющие замыкающую головку, устанавливаемые с использованием молотка, обозначаются в документации как DxL. Расшифровка приведена ниже:

• D — это показатель диаметра тела;
• L — это показатель длины.

В зависимости от используемых нормативов ГОСТ и конструкции полнотелой заклепки, вероятна разница в методах определения длины метиза, поэтому предусмотрено три отдельные группы по видам:

• с выступающей головкой;
• крепежный элемент с потайной головкой;
• вариант с полупотайной головкой.

При производстве используются различные ГОСТы:

• для метизов с головкой в форме цилиндра — ГОСТ 10303-80;
• варианты с потайной головкой изготавливаются согласно ГОСТ 10300-80;
• метизы с полукруглой формой головки по ГОСТ 10299-80;
• полупотайной вариант — по ГОСТ 10301-80.

Также существуют отрывные заклепки, монтаж которых выполняется с помощью специального пистолета. Метизы в этом случае также обозначаются по вышеописанным правилам.

Что касается стандартов производства, можно выделить следующие:

• отрывные крепежные элементы с цилиндрической головкой — DIN 7337, ISO 15977, ISO 15979, ISO 15981, ISO 15983, ISO 16582;
• вариант с потайной головкой — DIN 7337, ISO 15978, ISO 15980, ISO 15984.

Способы измерения размера шплинта

Существует три разновидности шплинтов, и для каждого из них применяется собственный метод измерения.

У разводных шплинтов в размеры входит условный диаметр. Параметр этого значения определяется диаметром отверстия, предназначенного для установки. Замечательно, что фактический диаметр крепежного элемента оказывается меньшим, чем условный. Возможное несоответствие между ними указано в ГОСТ 397-79.

Для определения длины разводного шплинта существует специальный способ. Метиз отличается длинным и коротким концом, поэтому необходимо измерить участок от изгиба ушка крепежного элемента до окончания короткой стороны.

Игольчатые шплинты имеют фиксированную длину, которая регулируется нормативом DIN 11024. Чтобы узнать размер метиза, нужно проверить статистику диаметра шплинта.

Быстросъемные метизы, оснащённые кольцом, также имеют фиксированную длину. При этом конструкция регулируется в соответствии с DIN 11024. Для определения размера крепежного элемента следует использовать измеренные значения диаметра.

Размеры дюймовых болтов

Габариты болтов этой категории также имеют огромное значение, как и размеры их метрических аналогов. Здесь также присутствует многообразие, так как крепеж может решать самые разные задачи. Важно помнить о трех основных дюймовых градациях — шкалах F, Lt, A. В системе F выделяются следующие крепежи:

Для метизов системе Lt применяются характеристики:

В рамках градации A есть:

• 7/16;
• 9/16;
• 3/4;
• 2 1/4 (это не все позиции, а только некоторые в качестве иллюстрации, более подробную информацию следует уточнять при заказе).

Как определить?

Теоретически можно полагаться на слова продавцов и спецификации производителей. Однако на практике это не всегда так. Необходимо тщательно проверять информацию, особенно если требует уточнения, какой размер метиза, если он потерял маркировку. Общее обозначение во всех описаниях изделий с метрической резьбой обычно действует по схеме DxPxL.

Это соответственно обозначает диаметр, шаг нарезов и общую длину конструкции. Именно в этом порядке и нужно проводить замеры. Сечение предпочтительнее определять с помощью микрометра.

Менее точный результат можно получить при помощи штангенциркуля. Грубая оценка может быть сделана с помощью плотной намотки проволоки (например, 10 витков) и последующего измерения по линейке.

Та же линейка можно использовать и для измерения длины. Однако более профессионально использовать штангенциркуль (особенно важно, что он может понадобиться повторно). Иногда результаты измерений могут не совпадать с табличными значениями. В таком случае, вероятно, болт либо бракованный, либо сделан по дюймовым стандартам. При использовании потайной головки ее величина учитывается в процессе измерений, тогда как для головки, выступающей, ее игнорируют.