Особенности крепления винтов и шурупов

Из элементов, входящих в довольно обширную группу крепежа, самыми надежными принято считать именно винты и шурупы. Эти детали состоят из резьбового стержня, предназначенного для закрепления в материале сопрягаемых компонентов создаваемой конструкции, и головки, посредством которой, собственно и осуществляется установка данного крепежа. Современная металлургическая отрасль выпускает большое количество типов винтов и шурупов. При выборе конкретного вида таких деталей нужно принимать во внимание особенности объекта сборки и материалы изготовления его компонентов.

Разновидности винтов

Сегодня существует много критериев, на основе которых осуществляется подразделение винтов на виды. Назовем лишь наиболее часто применяемые.

Конфигурация головки

Шляпка может быть:

цилиндрической формы;
с шестью внешними гранями;
округлым телом, по центру которого проделан внутренний шестигранник;
потайной, полусферической или плоской с крестообразным, а также прямым шлицем; в продаже сегодня можно найти изделия, вкручиваемые с помощью отвертки-звездочки.

Материал подлежащих скреплению элементов конструкции

С помощью винтов можно соединять элементы из следующих материалов:

металл. Подходят мелкорезьбовые винты с антикоррозионным защитным слоем;
гипсокартон. Используются короткие винты с заостренным наконечником и частой резьбой, если каркас металлический; редкой резьбой в случае деревянного каркаса;
древесина. Здесь применяются крепежные детали с острым концом и крупным шагом резьбы. Головка с плоской поверхностью полностью утапливается в толщу древесины и становится, практически, незаметной

Материал изготовления винтов

В качестве сырья выступает не только металл (сталь конструкционная углеродистая, «нержавейка», цинксодержащий медный сплав – латунь, сама медь и бронза), но и технический полимер, например, полиамид.

vint kharakteristiki.jpg

Предназначение

По критерию «Предназначение» винты формируют следующие группы:

изделия, соединяющие отдельные элементы в единую вновь формируемую конструкцию без необходимости высверливания сквозных отверстий. Из всего многообразия моделей винты такого типа наиболее востребованы;
винты установочные. Их отличительной особенностью является отсутствие головки. Играют роль фиксатора, когда возникает необходимость точно закрепить одну деталь по отношению к другой.

Узкая специализация

В эту группу входят винты с головкой специфической формы.

Крюк. Используется при работе с подвесными объектами/конструкциями.
Петля. Крепеж данного вида служит для фиксации канатов, тросов, а также проводов. Кроме того, может применяться в качестве компонента такелажного приспособления.
Плоская головка, на боковые стороны которой нанесено рифление. Удобно и прочно завинчивается без применения инструментов.
Барашек. Винт с такой головкой тоже плотно затягивается от руки.

Винтовое соединение

Скрепление двух деталей винтом осуществляется в следующей последовательности:

1. Подбирается винт по длине. Оптимальное значение этого параметра рассчитывается по такой формуле:

L= ТД_в +1,5×D, где

L – искомая величина (длина подходящего винта);

ТД_в – толщина верхней сопрягаемой детали

D – диаметр резьбы предполагаемого к использованию винта.

Приведем пример расчета: пусть требуется прикрепить деталь, толщиной 4,0 мм к основанию посредством винта с цилиндрической шляпкой с резьбовым диаметром 5,0 мм. Подставив в формулу эти числа, получим:

L = 4,0+1,5×5,0 = 11,5 мм.

2. После расчета параметра L подбирается ближайшее большее установленное ГОСТом 1401-80 стандартное значение. В нашем случае – это 12,0 мм.

3. В детали, подлежащей креплению, высверливается отверстие.

4. В материале монтажного основания тоже высверливается гнездо, и на его внутренней поверхности с помощью метчика создается резьба.

5. Завершающий этап – собственно закрепление детали на поверхности установочной базы.

Что такое шуруп

Официальное определение данной крепежной детали установлено ГОСТом 27017-86. Звучит оно так: шурупом является изделие, в состав которого входит:

стержень с конусообразным концом. На всю его поверхность, включая заостренный наконечник, накатана специальная резьба.;
шляпка, располагающаяся с другой стороны стержня.

Шуруп образует резьбу в гнезде сопрягаемого пластикового либо деревянного элемента конструкции. В тексте этого Государственного стандарта также содержится следующее примечание: профиль специальной резьбы имеет вид заостренного треугольника. При этом ширина зуба меньше данного показателя впадины.

Разновидности шурупов

Шурупы тоже подразделяются на виды. Основной критерий – это тип шага резьбы. На его основе шурупы образуют ниже указанные группы.

Изделия с редким шагом. Используются при работе с древесиной, гипсокартоном, а также с пластмассами. Формирование редкого шага призвано решить проблему, в первую очередь, связанную с крошением дерева при ввинчивании крепежа в этот материал. Такое конструктивное решение предотвращает возникновение данного явления, из-за чего сформированное крепление характеризуется повышенной надежностью.
Средний шаг резьбы. По сути, шурупы, на которых выполнена резьба со средним шагом, – это универсальные крепежные детали. Пределы изменения их длины такие: 12,0 мм ≤ L ≤ 220 мм.
Переменный шаг резьбы. Шурупы с переменным резьбовым шагом – особые изделия. Реализованную на их стержне нарезку принято называть двухзаходной. Эти детали могут вкручиваться в кирпичное и бетонное основание.
Асимметричный профиль. Данное конструктивное решение позволяет рассматривать крепежное изделие с такой резьбой как нечто среднее между шурупом и обычным гвоздем. Устанавливается также, как гвоздь – путем забивания с финишным ввинчиванием до упора по аналогии с шурупом. А когда возникает необходимость в извлечении – просто выкручивается. Основная сфера применения – соединение элементов из мягких материалов (пластмассы, древесно-слоистой плиты – фанеры – и натурального дерева).
Профиль «елочка». Изделия с резьбой данного типа используются для скрепления элемента конструкции с бетонной либо кирпичной установочной базой. У такого шурупа есть одна особенность – его монтаж предусматривает применение пластиковых дюбелей: заостренный наконечник сначала вставляется в дюбель, а потом нужно шуруп просто в него ввинтить.

Крепление с детали помощью шурупа

Рассмотрим самый простой вариант формирования соединений посредством шурупа – когда подлежащий креплению элемент конструкции и установочная база изготовлены из дерева. При его реализации нужно учитывать один момент. Формулируется он так: скрепление будет менее прочным и, соответственно, менее надежным, если крепежная деталь входит в материал монтажной основы вдоль волокон. Когда же стержень шурупа внедряется в установочную базу поперек волокон, крепление получается более прочным.

На рисунке приняты следующие обозначения:

«1» – шуруп;
«2» – подлежащий соединению элемент;
«3» – установочная база.

Последовательность действий

Последовательность этапов крепления деревянных деталей с помощью шурупов выглядит так:

На поверхность сопрягаемых элементов наносится разметка. В отмеченных точках проделываются углубления. Для этого можно использовать инструмент с острием на конце, например, шило.
Подбираются подходящие по длине шурупы.
В соединяемых элементах просверливаются отверстия. При этом, в детали, подлежащей креплению, гнездо должно быть сквозным и с диаметром, немного большим, чем значение данного показателя шурупа, а в монтажном основании – глухим с таким же диаметром, как у шурупа.
На поверхность установочной базы размещается крепимый элемент конструкции так, чтобы отверстия совпали.
В отверстие вставляется стержень крепежной детали. Когда его конец достигнет гнезда в установочной базе – понять это можно будет по увеличившемуся сопротивлению продвижению шурупа – следует приступать к ввинчиванию.
По завершении этого процесса заусенцы, образовавшиеся на шляпке от отвертки, нужно зачистить наждачной бумагой.

Правила безопасности

Во избежание травматизма при работе необходимо соблюдать следующие правила:

нельзя удерживать крепежную деталь рукой при ее вкручивании;
в ходе ввинчивания шурупа нужно добиться максимально плотного прижатия к нему жала отвертки, чтобы не допустить повреждение шлица шляпки;
завинчивать шуруп необходимо только исправной отверткой с рабочей частью, соответствующей форме крестообразной прорези или размеру плоского шлица.

Заключение

Подводя итоги, стоит выделить некоторые преимущества скреплений, созданных с помощью винтов и шурупов. Во-первых, сформированному таким образом соединению присуща высокая прочность. Без приложения немалой силы разрушить его не удастся. Во-вторых, широкий выбор типоразмеров предоставляет возможность успешно подобрать крепеж, подходящий под вид материала сопрягаемых элементов и под условия работ. В-третьих, – возможность повторного использования крепежных деталей обоих видов. И в-четвертых – это продолжительный срок их эксплуатации.