Основные типы болтов, винтов, шпилек. классификация и особенности применения

Коннекторы

Коннекторы предназначены для сложных узловых соединений в фермах крыш, перекрывающих пролеты 7,5 и более метров. Конектор представляет собой плоскую пластину, в теле которой, путем штамповки, вырублены игольчатые гвозди (или шипы) определенной конфигурации. Их изготавливают как в виде пластин с конкретными размерами, так и лентой (шириной 25 — 152 мм), разрезаемой на необходимую длину. Конекторы впрессовывают шипами в древесину (поперек волокон) с двух сторон соединения. Принцип работы с конекторами хорошо понятен на примере монтажа фермы крыши, где два конектора (с 2-х сторон) позволяют собрать узел сразу из 3-х деталей.

Коннекторы — специальный соединительный крепеж

Коннекторы — специальный соединительный крепеж. Он позволяет собирать и усиливать сложные узловые соединения 3-х и более деталей, например, в фермах крыш с пролетами боле 7,5 м. Конектор представляет собой плоскую пластину, в теле которой вырублены игольчатые шипы. Изготавливают в виде готовых пластин с конкретными размерами или ленты (шириной 25 — 152 мм). Их впрессовывают шипами в древесину с двух сторон соединения.

Эти статьи Вам тоже могут быть интересны:

1. Можно ли подобрать пластиковые окна под цвет дерева дома?
2. Современный крепеж на все случаи жизни
3. Не хватает места для душевой кабины и гидромассажной ванны?
4. Как монтировать перегородку из стеклоблоков на модульной решётке?

Шурупы для дерева

Соединения, выполненные с помощью шурупов, являются более долговечными и прочными, чем гвозди. Спиральная резьба идеально прилипает к материалу и предотвращает выскальзывание крепежа.

Для строительства домов чаще выбирают шурупы для дерева длиной от 40 до 320 мм и диаметром от 0,5 до 6 мм.

Что касается видов этого строительного крепежа, то могут использовать самые различные шурупы. Самые популярные среди застройщиков — самосверлящие шурупы, поскольку для них не требуется каких-либо подготовительных работ: достаточно просто достать их из упаковки и вкрутить шуруповертом в дерево. Это возможно благодаря специально сконструированному шпицу.

Традиционные шурупы обычной формы более дешевые, однако выбирая их, следует иметь ввиду, что прежде чем начать их вкручивать в древесину, вам придется просверлить отверстие. Оно должно быть чуть меньшего диаметра, чем диаметр шнека.

Есть также строительные шурупы с частичной резьбой. В них как правило резьба находится лишь на небольшой поверхности и под некоторым углом. Такой крепеж пригодится, если вы планируете скреплять древесину с другими материалами, поскольку они имеют до 67% больше растягивающего усилия, по сравнению с традиционными шурупами.

Продажа участка на Мысе у Волги 88 соток, 165 км от МКАД ПОСМОТРЕТЬ

Многие застройщики предпочитают крепить стропила, балки и другие деревянные элементы дома именно шурупами. Однако следует иметь ввиду, что это более трудоемкая задача, по сравнению с гвоздями. Чтобы облегчить закрепление винта в твердой древесине, его резьбу можно предварительно смазать бесцветным маслом, стеарином или натереть мылом.

Однако, в отличие от гвоздей, крепеж шурупами для дерева зачастую выглядит более эстетичным. К тому же они почти не ржавеют, так защищены от коррозии хромированием или латунью. Разумеется, это не дает стопроцентной гарантии.

Если вы хотите полностью избежать ржавчины следует выбирать шурупы из нержавеющей стали. Разумеется, они будут стоить дороже. Однако такой крепеж пригодится как нельзя кстати, если вы планируете работу с деревянными конструкциями, которые могут подвергаться частому воздействию воды или находящихся в условиях повышенной солености (дома, построенные на прибрежных территориях).

Как правильно закручивать шурупы?

Технология закручивания зависит от формы шурупа. Проще всего, конечно, работать с самозакручивающимися шурупами с традиционной резьбой. Несколько сложнее — с крепежом, в котором резьба нанесена лишь частично или с, так называемыми, шурупами с безрезьбовым сечением.

При работе с последними потребуется просверлить отверстия в древесине. Это делается в два этапа. Сначала делается отверстие узким сверлом, а затем сверлом с диаметром, аналогичным резьбовой части винта. Принцип двойного сверления не распространяется на винты, у которых резьбовая часть шире, чем у безрезьбовой.

Нужно ли предварительно просверливать отверстия, если мы имеем дело с традиционными шурупами, с резьбой в полной длину? Здесь особых правил нет: если они закручиваются итак, то сверлить дерево не нужно. Однако, если вы имеете дело с досками из твердой древесины, будьте готовы к тому, что ее придется сверлить каждый раз.

Кроме того, если вы планируете прикрутить шуруп у краев доски, специалисты настоятельно рекомендуют предварительно просверлить отверстие, чтобы не повредить дерево. Помните, что отверстие для шурупа всегда должно быть не только уже его диаметра, включая резьбу, но и короче его примерно на 1/3.

Скрытый крепеж

У перфорированных крепежных элементов есть один существенный недостаток – созданное с их помощью соединение не отличается эстетикой. Если для изготовления каркаса бытового помещения или создания стропильной системы это некритично, то для перекрытия или деревянной лестницы в доме это имеет решающее значение.

Чтобы обеспечить должную прочность соединения и не испортить привлекательность всей конструкции, используется скрытый крепеж. Его особенность понятна из названия – крепежные детали не видны. Существует множество изделий, предназначенных для скрытого крепежа, они отличаются по ряду характеристик:

Фиксация шип-паз

Принцип действия аналогичен популярному столярному соединению, но его элементы изготовлены из металла. На одну из сопрягаемых деталей с помощью саморезов крепится металлический паз, на другую шип. Благодаря прочности материала и точности изготовления соединение получается прочным, надежным и полностью скрытым.

Соединение «еж»

Его основа – шайба с отверстиями под саморезы, просверленными под разными углами. Завинченные в них шурупы расходятся в разных направлениях, что обеспечивает должную прочность. Шайба прячется за другими деревянными деталями.

Пазовый держатель

Помогает создать ровную деревянную поверхность с отличными потребительскими характеристиками. Это металлические пластины разной конфигурации, которые крепятся к лагам и входят в пазы досок.

Замковый потайной держатель

Крепеж также применяют для создания поверхностей, пример: терраса, выстеленная деревом. Держатель устанавливается на торцах досок, его составные части маскируются под стыками.

Каждый из описанных методов имеет большое количество вариаций, что позволяет выбрать подходящий вариант для любого проекта.

Угловая врубка

Этот тип соединения можно отнести к угловым типам креплений, т. к. детали находятся друг относительно друга под определенным углом. В зависимости от величины угла различают два типа такого соединения, которые в одинаковой степени перпендикулярно направлены на действующую силу соединения — сжатие.

Первый из них используется только тогда, когда угол между деталями не превышает 45°. Сначала вытесывают древесину со вставной деталью, а затем подгоняют под нее поверхность основания.

Угловая врубка. I тип

Второй тип соединения требует угла не меньше 45° между соединяющимися деталями. Врубка здесь делается несколько иначе, чем при первом типе, и состоит из двух плоскостей, расположенных под разным наклоном к первоначальной поверхности основания.

Угловая врубка. II тип

Перфорированные крепежи для бруса

Такие крепежи наиболее часто применяются при строительстве деревянных объектов.

Они нужны для того, чтобы усилить соединения в самых уязвимых местах конструкции и, следовательно, продлить срок эксплуатации дома. В частности, такой крепеж для бруса подходит для фиксации консолей.

Перфорированные крепежи представлены на строительном рынке множеством вариаций. Для каждого типа работ – свой вид крепежа.

Как правило, их делают из высокопрочной оцинкованной стали, которая устойчива к коррозийным процессам.

В среднем, толщина деталей колеблется в пределах 2-2,5 миллиметров.

Отдельные разновидности перфорированных крепежей для бруса могут быть и толще – от 3 до 6 миллиметров, в зависимости от целевого предназначения и предполагаемой нагрузки на них.

Классы прочности болтов и маркировка – таблица

Класс прочности болта – технико-эксплуатационная характеристика, которая отражает предельную нагрузку на металлоизделие при скреплении деталей, показывает устойчивость к деформациям, ударам и разрыву.

Классы прочности отражают предельную нагрузку при скреплении деталей.

По ГОСТу 1759.4-87 (ISO 898.1-78) метизы подразделяются на 11 групп: 3.6; 4.6; 4,8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Чем выше значение, тем большее усилие способен выдержать крепеж, тем он прочнее и выносливее.

Механические свойства крепежей в зависимости от показателя прочности представлены ниже в таблице:

Класс прочности	Номинальное временное сопротивление, Н/мм²	Твердость по Виккерсу (min/max), HV	Предел текучести (min/max), МПа
3.6	300	95/250	180/190
4.6	400	120/250	240
4.8	400	130/250	320/340
5.6	500	155/250	300
5.8	500	160/250	400/420
6.6	600	190/250	360/480
6.8	600	190/250	640
8.8	800	250/335	640/660
9.8	900	290/360	720
10.9	1000	320/380	900/940
12.9	1200	385/435	1080/1100

Что наносится на шапку болта

На стандартном болте, сделанном по ГОСТ 7798-70, есть маркировка.

В нее входят:

1. Класс прочности. Определяет степень нагрузки и сферу применения.
2. Клеймо завода-изготовителя. Позволяет идентифицировать компанию, занимающуюся производством метизов.
3. Стрелка. Указывает на левостороннюю резьбу.

Стандартное расположение маркировки на болтах

Обозначения наносят на верхнюю часть головки. Они бывают выпуклыми и углубленными. Геометрию определяет производитель.

На болтах и винтах диаметром более 6 мм маркировка обязательна. На крепежах меньших размеров номер не ставят.

На стандартном болте есть маркировка с классом прочности.

На деталях малого размера или нестандартной формы применяют символы из циферблатной системы.

Расшифровка знаков на болтах из нержавеющего металла:

1. Обозначение марки аустенитной стали:
   • А2 – устойчивость к воздействию воды;
   • А4 – стойкость к солям, щелочам, кислотам.
2. Граница прочности – 50, 60, 80, что соответствует 500, 600, 800 МПа и классам 5.6(8), 6.6(8), 8.8.

Возможно заводское клеймо.

Изделия из мартенситного сплава маркируют аналогично углеродистым, при этом цифры внизу подчеркнуты. Стандартом разрешено не ставить точку в обозначении.

В БВП знаки указывают согласно ГОСТ 52644-2006.

В качестве примера: D 11.14 8.8 S ХЛ, где:

• D – идентификатор производителя;
• 11.14 – номер плавки;
• 8.8 – граница прочности;
• S – болт с 6-гранной увеличенной шляпкой;
• «ХЛ» – климатическое исполнение (холодный регион).

Изделия из мартенситного сплава имеют заводское клеймо.

Условные обозначения на шпильки наносят, если диаметр резьбы превышает 12 мм.

Требования по ГОСТу

Метизы должны соответствовать прописанным в ГОСТах размерам, механическим свойствам, классу точности, нормам качества, не иметь крупных дефектов и следов коррозии.

На чертежах и в спецификациях инженеры отмечают болты строго по стандарту.

Что такое винт

В зависимости от способа использования, крепление может быть разделено на винты и болты. Допускается считать крепежный винт таким же болтом, но малого размера и отличаются они между сбой тем, что у второго крепления головка обладает формой шестигранника, а у первого разнообразные вариации для исполнения головок.

Внешний вид головки винта

Многое зависит от места использования и самого инструмента, который применяется для монтажа, но головка винта способна быть разной формы.

• Цилиндр – требуется для монтажных работ пи помощи шестигранного ключа.
• Полусфера – отличается наличием шлицов для отвертки, и может иметь 100% сечение для отверстия шлицевого типа, неполное для крестовидной, а еще комбинированное для отверток обоих видов.
• Усеченный конус – требуется для скрытых монтажных работ «заподлицо» с деталью, которая будет закреплена. Установку проводят и при помощи отверток, и шестигранным ключом.

Теперь становится понятнее, что если шляпка не под рожковый или накидной ключ, то этот элемент крепления называется винтом. Но учтите, что винты с большими габаритами тоже могут иметь шестигранную головку, и кроме того весь смысл сравнения метизных изделий будет лишь за счет формы и размера шляпки. Для того, чтобы вы точнее поняли, чем одно крепление отличается от другого, стоит рассмотреть ГОСТ 17473-80, в котором все правильно и поло полочкам указано, и вы будете знать, какими характерными чертами должны обладать эти разновидности креплений.

Простой вариант

Первое, что нужно делать – не паниковать. Вообще. Сломанный болт почти всегда можно извлечь, главное действовать правильно.

Во-вторых – осмотреть «место происшествия». Если сломался при откручивании – заливаем WD40, зеленкой или тормозной жидкостью – требуется, чтобы обломившийся кусок откис по резьбе. Можно попробовать отжечь резьбу паяльной лампой – смотреть нужно по обстоятельствам. Смотрим, в каком месте он сломался. Когда обломившийся кусок торчит над деталью, крупно повезло – можно попробовать выкрутить его. При наличии такой возможности – накручиваем две гайки, верхней фиксируем нижнюю. Выкручиваем за нижнюю гайку – если сломанный болт оставил целой резьбу, должен выйти. Не хватает места для двух гаек – пробуем выкрутить за резьбу пассатижами. Еще один способ – сделать болгаркой прорезь посередине. Как результат получаем винт, который можно попробовать отвернуть отверткой. Если получилось – проблема решена. Но чаще болт ломается либо вровень с деталью, либо внутри нее.

Если сломан на уровне детали – попробуйте выкрутить пальцем. На самом деле, когда сломанный болт стоит внутри отверстия по резьбе, она чистая, а винт просто сломался из-за усталости металла или потому, что был потянут ранее – он может пойти просто от пальца

Или обращаем внимание на скол – при обламывании куска на плоскости излома всегда образуется бортик – подставляем зубило, отвертку – легкими ударами стараемся его открутить

Такие случаи часто случаются, когда шпилькой или болтом притягивается деталь без резьбы – например, коллектор к блоку цилиндров.

Усадка дома: сокращаем процесс с крепежом узел «сила»

При возведении дома из бруса, основной проблемой является усадка дома. Даже если вы применяете древесину с оптимальной влажностью, с истечением определённого времени, брус так же усохнет и изменится в размерах. В результате чего, на стенах деревянных конструкций образуются зазоры, через которые в помещение поступает воздух с улицы и влага. Из-за этой причины, деревянная конструкция требует обязательной усадки. По срокам, это не меньше десяти месяцев.

Пружинный крепёж узел «сила», значительно уменьшает период усадки дома из бруса, вплоть до двух месяцев. За счёт сжимания стальной пружины, которая является основным элементом крепежа, брус между собой стягивается непрерывно. В результате чего, конструкция получается прочной и без зазоров между венцами.

Так же, опираясь на отзывы умелых строителей, крепёж узел «сила» значительно уменьшают сроки возведения деревянных конструкций. Если брать в сравнение монтаж на берёзовые нагели или стальные шпильки.

Маркировка прочности гаек

Для гаек характерны те же самые правила, что и для болтов. Сама маркировка расположена по борту гайки. Она подается в сокращенном виде, поэтому полное обозначение нужно смотреть на упаковке.

Первым делом, идет наименование изделия, затем класс точности. Но он, однако, указывается далеко не всегда, так как в конце описания идет госстандарт, согласно которому изготовлен этот тип гайки, где и прописана вся нужная информация. Далее указан тип резьбы: К — коническая, Т — трапециевидная, М — метрическая. Здесь же прописан диаметр гайки в миллиметрах. Иногда в этом месте также дают шаг резьбы в миллиметрах, который указывается только в тех случаях, если резьба очень мелкая и направление резьбы, если оно левое.

Следом идет класс прочности и значение покрытия в микронах, указываемое в виде цифры от единицы до тринадцати. И наконец, государственный стандарт, о котором уже упоминалось выше.

Гайки имеют семь классов прочности: 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12. Как и в случае с болтом, класс прочности обозначает одну сотую предела прочности, что является рекомендуемым значением для равномерного распределения давления на крепеж.

Но есть и отличия от маркировки болтов: указанные классы прочности годятся только для стандартных и высоких гаек. На боку низкой гайки вы увидите другие обозначения: 04 и 05. Они говорят, что этот метиз не предназначен для высоких нагрузок.

Потайные детали «Еж»

Стальные шайбы имеют внутреннюю резьбу под наклоном. В древесине через шайбы просверливают сквозные отверстия. С обратной стороны также устанавливают шайбу. В канал ввинчивают шпильку, которая стягивает дерево.

В узлах соединений устанавливается несколько шпилек сразу. В массиве древесины стержни занимают перекрещивающееся положение. Этим создается прочное скрытое крепление деревянных конструкций. Крепление также осуществляется длинными саморезами, которые в массиве древесины располагаются под углом (обычно 45°). Этим способом пользуются при возведении деревянной кровли.

По назначению

Исходя из назначения, можно выделить следующие типы болтов:

1. Лемешный – предназначен для крепления тяжелых подвесных конструкций. Исходя из названия можно понять, что он широко используется в сельском хозяйстве, обычно для крепления лемехов на почвообрабатывающую технику.
2. Мебельный – отличается от других видов тем, что резьба нарезается не по всей длине стержня. Обычной целостной остается третья часть. Головка такого крепежа обычно гладкая, что необходимо для того, чтобы болт не выступал над поверхностью мебели. Несмотря на названия, такие элементы применяются и в других сферах, особенно часто в строительстве.
3. Дорожный – широко распространённый при монтаже ограждений. Отличается полукруглой головкой, под которой расположен квадратный подголовок. Такая конструкция позволяет прочно фиксировать элементы ограждения к столбам. Применяется во всех сферах, где есть необходимость фиксации тонких листов металла, дерева, пластика и других материалов.
4. Машиностроительный – наиболее распространенный тип болтов, который применяется машиностроительстве. Он отличается повышенными прочностными свойствами и устойчивостью к агрессивной внешней среды.
5. Путевой – применяется в железнодорожной сфере, чаще всего для соединения отдельных частей рельс. Отличаются тем, что резьба может составлять меньше половины длины стержня.

Укосины для крепления вертикальных стоек каркаса

Укосины служат для придания жесткости к каркасу дома. Другими
словами, укосины не позволяют сложиться дому во время ветра. Укосины крепятся к
вертикальным профилям внизу — в местах крепления к фундаменту и для закрепления
на уровне потолка.

В качестве укосин можно использовать отрезы от профилей.

Важно!

Порядок монтажа следующий:

• Поставить вертикальную стойку. Прикрутить ее к нижнему каркасу.
• Проверить вертикальность стойки магнитным уровнем
• Укрепить укоснину.
• Укосины обязательно следует ставить во всех углах каркаса

Инструменты для крепления каркаса:

• пила по металлу
• шуруповерт или дрель
• насадка на шуруповерт
• шурупы

Прочность

Прочность строго регламентируется ГОСТом, так как в некоторых случаях о этого зависит безопасность человека, сохранность оборудования или строений. Для достижения точности прочностных характеристик производят расчет высокопрочных болтов. Производство высокопрочных болтов регламентирует ГОСТ 7798-70.

Исходя из прочностных характеристик, болты делятся на 11 классов. Каждая категория имеет собственную маркировка, исходя из которой можно четко определить, к какому классу он относится и какую нагрузку выдерживает. Следует отметить, что каждый метиз имеет определенный запас прочности к показателям, указных в маркировке. Поэтому не стоит переживать, что запас прочности болта будет впрок.

Прочность болтов зависит не только от типа используемого материала, но и технологии изготовления. Исходя и прочностных характеристик крепежных элементов можно выделить классификацию болтов по прочности:

• 3,6 – крепежи из нелегированной стали, без дополнительной закалки;
• 4,6 – изделия из углеродистой стали (углерод менее 0,55%);
• 5,6 – из стали без отпуска (углерод более 0,15%);
• 6,6 и 6,8 – болты из углеродистой стали без дополнительных добавок;
• 8,8 – применяется сталь с дополнительными компонентами (хром, марганец, бор), которая после закалки отпускается при температуре более 400 градусов;
• 9,8 – практически не отличаются от класса 8,8, имея повышенный показатель прочности;
• 10,9 – используется сталь с добавками, которая отпускается в температурном диапазоне от 340 до 425 градусов.
• 12,9 – для изготовления крепежей используется легированная сталь с минимальным содержанием фосфора и серы.

Виды болтов по классу точности, прочности и материалу

Болты, имеющие шестигранную головку, также классифицируют по классу точности. Всего определения класса точности три, и обозначаются они латинскими заглавными буквами «A», «B» и «C». Под точностью подразумевается степень шероховатости резьбы, разница в диаметрах цилиндрических стержней и опорными поверхностями головок. Так, виды болтов с повышенным классом точности «A» используют при наиболее ответственных сборках, например, в точном приборостроении.

Разница в диаметрах между болтом и отверстием не превышает 0,25 — 0,30 миллиметров. Более всего распространён класс точности «B». Такие болты применяют в отверстиях, диаметр которых больше, чем диаметр стержня болта на 1 — 1,5 миллиметра. Для болтов с классом точности «C» допускается значительное несоответствие между самим стержнем и отверстием. Так, стержень болта здесь может быть меньше отверстия в размере до трёх миллиметров. Такие болты используют для малоответственных соединений.

Исходя из потенциального назначения болтов, при их изготовлении используются различные марки стали. Следовательно, разные виды болтов имеют и разную прочность. При их производстве используют следующие материалы: сталь обычного качества; качественная конструкционная углеродистая сталь; нержавеющая, стойкая к коррозии, обыкновенная сталь; нержавеющая, стойкая к коррозии, жаропрочная сталь; конструкционная легированная углеродистая сталь; сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций; жаропрочная релаксационностойкая сталь; технический титан; сплав титановый деформируемый; медь; латунь.

Материалы крепёжных изделий

Согласно стандарту на крепёж ГОСТ

1759.4-87 «Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытания» («Bolts, screws and studs. Mechanical properties and test methods»), механические характеристики углеродистых и легированных сталей, применяемых для изготовления болтов, винтов и гаек, а также марки стали должны соответствовать указанным в таблице 1.

Таблица 1. Механические характеристики коррозионно-стойких (нержавеющих), жаропрочных, жаростойких и теплоустойчивых сталей (при нормальной температуре) для производства винтов, болтов, изготовления шпилек и гаек.

Марка стали крепежа	предел прочности σ в, МПа	предел текучести σ т, МПа	относительное удлинение δ 5 , %	ударная вязкость, a H , Дж/см 2
Болты	Гайки	не менее
12Х18Н10Т	12Х18Н9Т, 10Х17Н13М2Т	520	200	40	40
20Х13	—	700	550	15	60
14Х17Н2	20Х13, 14Х17Н2	650	12	60
10Х11Н23Т3МР 13Х11Н2В2МФ	— Х12Н22Т3МР	900	550	8	30
25Х1МФ	25Х2М1Ф 20Х1М1Ф1ТР	750	10	30

Применение бессемеровских сталей для изготовления крепежных деталей

запрещено, так как такой стальной крепёж обладает повышенной хрупкостью вследствие высокого содержания фосфора и азота, поглощаемых из воздуха при продувке.

При жёстких требованиях к коррозионной стойкости, прочности, габаритам и массе соединения применяют крепёжные изделия из титановых и бериллиевых сплавов, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов.