Болты и шпильки. Плюсы и минусы средств крепежа в различных ситуациях

Среди огромного выбора промышленных метизов особенно популярны болты и шпильки. Они имеют высокую прочность и широкий спектр применения. По внешнему виду они схожи – имеют внешнюю резьбу, но есть и различия. Чем отличается болт от шпильки, рассмотрим подробнее.

Определение и область применения

Чтобы создать прочное крепежное соединение, необходимо точно знать размеры соединяющихся деталей. Длина, ширина крепежного элемента, а также длина, диаметр резьбы, высота головки, высота под ключ – все эти данные важны.

Болты

Крепеж представляет собой метизное изделие – стержень, с нанесенной на него наружной резьбой. Головка может быть различной формы, но чаще в виде шестигранника, под гаечный ключ. Соединение и закрепление производится путем накручивания гайки соответствующего размера. Для равномерного распределения нагрузки и предохранения материала от продавливания используют шайбы.

Болты применяют для укрепления различных конструкций. Они незаменимы в строительстве, машиностроении, станкостроении, изготовлении мебели. Но бывает, что применение болтового соединения становится нерациональным, особенно если скрепляемые детали периодически требуется разбирать. Тогда выбирают альтернативный крепеж.

Шпильки

Шпилька также выглядит в виде стержня с нанесенной на него резьбой снаружи, но не имеет головки. Она образует соединение при помощи дополнительных элементов и резьбового отверстия. Этот вид крепежа предназначен для соединения различных модулей с резьбовыми или гладкими отверстиями. Наиболее часто применяется в машиностроении, мебельной, дорожной промышленности. Высокий класс прочности делает шпильки незаменимыми, широко востребованными.

Классификация средств крепления

Все крепежные элементы изготавливаются по утвержденным стандартам и технологиям. Болты имеют классификацию по видам:

1. Форме – в зависимости от того, какие элементы надо соединять, болты бывают классическими – откидными, анкерными или рым. Различают шестигранную, потайную, полукруглую форму головки или с фланцем.
2. Типу — размеру (длина стержня) от маленького диаметра М6 (10-90 мм) до большого диаметра М14 (22 – 300 мм).
3. Материалу изготовления – высокопрочные углеродистые, легированные, нелегированные сплавы стали по ГОСТу.
4. Назначению – для использования в креплении сельхозтехники (лемешные), а также в машиностроении, мебельной промышленности, дорожных конструкциях.
5. Классу прочности, покрытию верхнего слоя – различают 11 классов с 3,6 по 12,9. Высокий класс прочности (с 6,8 до 12,9) достигается благодаря современным технологиям изготовления (горячая — холодная высадка), включающим специальную термообработку и нанесение спецпокрытий.

Шпильки строго стандартизированы по размерам и конструкции. Размеры от минимальных (2 мм) до больших (52 мм), с разной резьбой. Они могут иметь резьбу:

• одинаковую по всей длине;
• разную по сторонам – с одного конца для изделий из дерева, с другой стороны – для металлических (для соединения деталей из разных материалов).

Есть разновидности анкерной шпильки, состоящие из:

• элемента с коническим концом;
• анкерной гильзы;
• шестигранной гайки и шайбы.

Материал изготовления этого крепежа, класс прочности с покрытием, назначение соответствует болтовому. Изготовление производится на станках-автоматах.

Сравнение конкурентов

Чтобы понять – что лучше, какой метиз нужно использовать в конкретной ситуации, необходимо разобраться во всех различиях, преимуществах и недостатках. Размеры деталей, частоту разборки/сборки конструкций тоже рекомендуется учитывать.

Ключевые характеристики

Болт – универсальный крепеж в виде стержня с наружной резьбой, принципиально отличается от конкурента граненой головкой.

Шпилька – это цилиндрический стержень, который с обоих концов или по всей длине имеет наружную резьбу. Ее применяют там, где невозможно использовать болтовое соединение – слишком широкие детали, нет места для головки болта или там, где необходимо получить компактное соединение. Шпильку используют и в том случае, если надо соединить детали так, чтобы между ними оставалось пространство.

Преимущества

У каждого типа крепежа есть преимущества и предпочтительные варианты применения.

Преимущества болтового соединения следующие:

1. Разъемность, возможность многократной сборки/разборки.
2. Простота, точность в изготовлении, большое разнообразие метизов – от общего назначения до специализированного.
3. Небольшие усилия при соединении болта с гайкой дают прочную затяжку элементов, которая может сравниться со сваркой по надежности и сроку службы.
4. Болтовое соединение используют при сравнительно небольшой толщине соединяемых деталей, или когда материал детали недостаточно прочный для резьбы.
5. При самых разных вариантах расположении деталей сборка не составит труда.

Невысокая стоимость в совокупности с эффективным и надежным креплением делает болт востребованным вариантом крепежа.

Одно из главных преимуществ болтового соединения – нет необходимости в резьбе на соединяемых деталях.

Плюсы соединений шпильками:

1. Этот крепеж незаменим там, где корпус деталей крупный, а сквозное отверстие для болта невозможно сделать.
2. Элемент востребован, если для всей конструкции существуют ограничения по весу.
3. Допустимо применение, если необходима частая сборка/разборка конструкции.
4. Ее используют вместо винтов, когда прочность материала всей детали с резьбой недостаточна. Пример – алюминиевые сплавы.
5. Легко устанавливается в труднодоступных местах.

Напряжение при затяжке крепежа распределяется более равномерно по сравнению с болтовым.

Недостатки

Помимо преимуществ, нужно учитывать и недостатки крепежных элементов.

Болты имеют следующие минусы:

1. Обычно необходимо использовать сразу несколько штук, что значительно утяжеляет конструкцию.
2. При затяжке в месте стыковки головки со стержнем возникает усиленное напряжение.
3. Так как для крепления необходим идеальный тандем из болта и гайки, а также возможно применение третьего элемента – шайбы, то требуется корректный выбор метизов. При неправильном подборе крепежных элементов стыковка и крепление деталей становится невозможным. Но если фиксация деталей удается, то неидеальные размеры приводят к раннему выходу из строя всей конструкции.

Недостатки шпилек:

• могут гнуться, а значит, терять прочность;
• срывается резьба от сверхбольших нагрузок, например, на колесных деталях автомобиля.

В обоих случаях необходимо срочно заменить поврежденные элементы на новые.

Инструмент для работы с болтами и шпильками

Производители предлагают большой выбор инструмента для работы с крепежом:

1. Шпильковерт – предназначен для сборки, демонтажа шпилек на автотранспорте, а именно на колесах.
2. Специальные, высокопрочные экстракторы для болтов и шпилек. Они применяются для извлечения крепежа с поврежденными головками и другими дефектами из деталей. Инструмент бывает разных размеров, диаметров.
3. Фаскосниматель – эффективный инструмент, для снятия наружной фаски с болта или шпильки. Аккуратно и четко снимает кромку с заготовки или нужного крепежа.

Правила установки шпилек

Рассмотрим установку шпилек на примере монтажа колес автомобиля:

1. Колесо демонтируют, а шпильки с отверстиями под них обезжиривают.
2. Смазывают элементы клеевым герметиком.
3. Вставляют крепеж в отверстия.
4. С помощью двух гаек затягивают шпильку.

Если шпилька слишком большая по длине, то ее укорачивают, например, с помощью болгарки.

Инструкция по затягиванию болтов

Чтобы правильно заменить болты или скрепить детали с помощью болтового соединения необходимо:

• вставить болт в уже проделанное сквозное отверстие между деталями;
• на резьбу навинтить гайку;
• закрутить гайку до упора, надежно зафиксировав детали.

Для устранения возможной деформации деталей в месте стыковки и крепежа, а также предотвращения раскручивания гайки, между ней и головкой болта ставят шайбу соответствующего размера.

Что все-таки лучше: болт или шпилька

Чтобы выбрать соответствующий крепеж, использовать шпильки вместо болтов или болт вместо шурупа, винта, внимательно читайте рекомендации и посмотрите видео:

Если нужно соединять две детали при имеющемся сквозном отверстии, то стоит выбирать болтовой крепеж. Шпильку же выбирают, когда требуется фиксировать детали без отверстий – ее вкручивают на нужную глубину.

Болт и шпильку используют для разных целей. Заменять болт шпилькой, и наоборот, специалисты не советуют. А если это удастся сделать, то маловероятно, что крепеж прослужит долго.

Оцените полезность статьи, нам будет приятно 🙂