Винты и шурупы в резьбовых соединениях

• Шурупы по дереву
• Шурупы для древесностружечных плит
• Быстрозавинчивающиеся шурупы
• Саморезы для листовых материалов
• Саморезы для пластмассы
• Прочие виды винтов

Резьбовые соединения являются одним из самых распространенных видов крепления в монтажной технике и классифицируются как соединения разъемного типа. Для резьбового соединения необходимо использовать:

• соединительный элемент – шуруп или винт;
• насадку для передачи вращающего усилия на шуруп;
• устройство для создания вращающего усилия при затягивании шурупа (винта).

Техника резьбового соединения позволяет создавать разъемные соединения, не требующие разрушения или повреждения соединительного элемента и соединяемых деталей. Стандартным соединительным элементом при использовании такой техники является винт.

Основой винтового соединения является геометрическое замыкание резьбы, однако основной вклад в его прочность вносит силовое замыкание за счет сжимающего усилия между винтом и соединяемыми деталями.

Для создания геометрического замыкания необходимы два соединительных элемента, входящих в зацепление друг с другом. В роли одного из них выступает резьба винта, в роли другого резьба в материале (типично для шурупов) или дополнительный элемент гайка.

Понятие «винт» объединяет две основные группы соединительных элементов:

• шурупы;
• винты.

Понятие «шурупы и самонарезающие винты» охватывает винты, используемые без гаек. По этой причине они подходят только для мягких или эластичных материалов и листового металла. Шурупы небольшого диаметра обычно врезают в дерево без предварительного сверления отверстия. При большем диаметре, а также при использовании высокопрочных сортов дерева целесообразно сначала просверлить отверстие. При ввинчивании шурупов в пластмассу отверстия сверлятся (пробиваются) в любом случае.

Шурупы подразделяются по:

• виду резьбы, шагу резьбы и по форме резьбы;
• форме головки;
• по форме шлица.

Шурупы имеют наружную специальную (шурупную) резьбу с широким шагом и характерные наконечники. Их хвостовики либо цилиндрические, либо конические. Специальная резьба имеет треугольный заостренный профиль и большую ширину впадины по сравнению с шириной зуба.

Существует большое разнообразие головок винтов и шурупов, некоторые из которых были разработаны для особых случаев применения. Наиболее важные типовые формы показаны на рисунке.

Винты с прямым шлицем не могут центрироваться автоматически, их необходимо направлять во время завинчивания.

Винты с головкой под крестообразный шлиц самоцентрируются, что делает их очень полезными для полуавтоматических и автоматических процессов завинчивания.

Шурупы по дереву

Шурупы по дереву служат для соединения деталей из дерева и деревянных материалов, а также для закрепления обшивки. Преимуществом такого соединения по сравнению с другими методами (склеивание, гвоздевое соединение) является разъёмность. Шурупы по дереву при ввинчивании самостоятельно нарезают (в прочных сортах дерева) или формируют (в мягких сортах) резьбу в материале. Деревянные материалы чувствительны к моменту затяжки. Слишком высокий момент приводит к срыву резьбы и разрушению соединения. Поэтому при механизированном завинчивании по возможности всегда следует использовать ограничители глубины.

Шурупы для дерева имеют резьбовой конический конец; около головки резьба на стержне отсутствует. Диаметр предварительно просверленного отверстия должен быть равен диаметру стержня шурупа. При использовании твердого дерева сверлится отверстие с диаметром, равным внутреннему диаметру резьбы, приблизительно на 2/3 длины. В качестве материалов для шурупов по дереву применяются сталь и цветные металлы с покрытием или без покрытия. Шурупы из цветных металлов используются преимущественно для декоративных целей.

Шурупы для древесностружечных плит

Шурупы для стружечных плит, называемые также шурупами Spax, как правило, изготавливаются из закаленной стали с покрытием и имеют заостренный цилиндрический стержень с одно- или двухзаходной резьбой по всей длине или ее части. У двухзаходной резьбы один заход чаще всего отведен назад; такие шурупы называются также HiLo. Цилиндрическая форма позволяет свести к минимуму расклинивание и уменьшить риск растрескивания в месте соединения. В соответствии со своим названием шурупы для стружечных плит используются для скрепления деревянных материалов. Они применимы также для мягких пластмасс (в этом случае они часто имеют другой профиль резьбы и специальные обозначения).

Быстрозавинчивающиеся шурупы

Быстрозавинчивающиеся шурупы (см. рис. Винты №3, 4) применяются для закрепления гипсокартонных плит на несущих конструкциях из дерева или металла. Они изготавливаются из закаленной стали, имеют очень острый и закаленный наконечник (шурупы для стали имеют на конце режущие кромки); их резьба по форме похожа на резьбу шурупов для стружечных плит. Резьба может доходить до самого наконечника.

Отличительная черта таких шурупов форма головки. По своему типу это потайная головка, однако, она имеет форму воронки (раструба). Такая форма головки позволяет предотвратить разрыв слоя картона на поверхности гипсокартонной плиты, а при обеспечении соответствующей глубины ввинчивания шурупа слой картона будет затянут под головку шурупа (примерно на 1 мм ниже поверхности гипсокартона), формируя своего рода шайбу, защищая мягкую штукатурку. Это позволяет прошпаклевать место соединения. При более глубоком проникновении шурупа возникает опасность прорыва картона. В случае прорыва шуруп не будет иметь опоры в мягком гипсе и рано или поздно вывалится. Это является решающим фактором, чтобы точно выдерживать глубину ввинчивания шурупа.

Самонарезающие винты (саморезы) для листовых материалов

Самонарезающие винты (саморезы) (см. рис. Винты №6) служат для соединения тонкостенных деталей, например, металлических листов. Обычная резьба в данном случае не подходит из-за слишком малого количества заходов в нагруженной части и недостаточно высокого профиля резьбы по сравнению с толщиной материала. Поэтому применяют резьбу, сходную с резьбой шурупов по дереву. Такие шурупы, изготавливаемые из закаленной стали, самостоятельно нарезают резьбу в готовом отверстии.

Саморезы для пластмассы

Для скрепления пластмассовых деталей применяются специальные винты, по профилю резьбы сходные с шурупами для стружечных плит и винтами для листовых материалов. Такие винты, изготавливаемые из закаленной стали, самостоятельно нарезают (формируют) резьбу в предварительно просверленных или проколотых отверстиях. Создаваемое ими удерживающее усилие зависит от вида пластмассы и длины резьбы и в некоторых случаях достигает очень высоких значений даже при небольшом диаметре винта. Благодаря этому такие винты можно использовать в качестве альтернативы для резьбовых вкладок, почти незаменимых при скреплении пластмассовых деталей.

Прочие виды винтов

В монтаже очень часто используются другие виды винтов. Зачастую они являются нестандартными и при обращении с такими винтами следует соблюдать инструкции по их применению.

Один из популярных видов — самосверлящий винт с крылышками (лопастями) (Wingteks). Он применяется для соединения металлических деталей с деревянными (см. рис. Винты, №5 и рисунок ниже). На конце у него располагаются режущие кромки сверла, а над ними – так называемые крылышки.

При сверлении дерева крылышки увеличивают диаметр отверстия, не позволяя резьбе забиваться деревянной стружкой. При входе в металл крылышки обламываются, обеспечивая беспрепятственное проникновение винта в материал и нарезание резьбы. Проштампованные в нижней части головки выступы отфрезеровывают в дереве выемку по форме головки, т.е. выполняют функцию зенкования. Такой метод позволяет совместить три разные операции: сверление, зенкование и нарезание резьбы, которые обычно выполняют различными инструментами.

Во время завинчивания крепежных деталей все силы, требуемые для поворота винта, передаются головке винта (или гайки) с помощью приложенного крутящего момента.

В зависимости от применяемых материалов винтовые соединения делятся на два основных типа: жесткий и мягкий.

Характер изменения крутящего момента в случае использования мягких и жестких режимов завинчивания:

Винтовые соединения, при которых непосредственно под головкой винта находится жесткий материал (обычно, металл) называются жесткими.

Соединяемая деталь под головкой винта (шурупа) не сминается, в том числе, если к шурупу продолжить прикладывать крутящий момент. Если прилагаемый момент достаточно высок, то попытка продолжить завинчивание после касания головки приводит к срыву резьбы или головки винта. Вывод: при работе с жесткой основой необходимо ограничивать момент затяжки.

Винтовые соединения, при которых непосредственно под головкой винта находится эластичный (гибкий) материал (обычно древесина), или при которых винт вкручивается в эластичный материал, называются мягкими. При вращении шурупа (винта) после касания головки соединяемая деталь, располагающаяся непосредственно под головкой шурупа, сминается и шуруп проникает дальше. Вывод: при работе с мягкой основой необходимо ограничивать глубину завинчивания.

Расходные материалы для шуруповёртов Bosch — каталог принадлежностей для данного инструмента.