Типы высокопрочных болтов, обычно используемых в промышленном производстве.

Высокопрочные болты удерживают болтовые соединения под нагрузкой в трубопроводах, сосудах давления и стальных конструкциях. В большинстве случаев применяют четыре основных типа: болты с шестигранной головкой, винты с цилиндрической головкой и внутренним шестигранником, винты с потайной головкой и рым-болты. Выбор определяется доступом к инструменту, направлением нагрузки и способом сборки; на фланцевом соединении нагрузка от крепежа проходит и через фланцевые прокладки.

Типы болтов по форме головки и приводу

Форма головки определяет инструмент, линию передачи нагрузки и пространство, необходимое для соединения. Перечисленные четыре типа покрывают большинство задач промышленного крепления.

• Болт с шестигранной головкой — шестигранная головка под гаечный ключ или головку. Базовый вариант для общего машиностроения и конструкционных соединений при свободном доступе к инструменту.
• Винт с цилиндрической головкой и внутренним шестигранником — применяется в прецизионном машиностроении, пресс-формах и приборных устройствах, где инструмент подводится строго сверху.
• Винт с потайной головкой и внутренним шестигранником — коническая головка полностью утапливается в зенковку и оставляет гладкую поверхность; подходит для мебели и корпусов оборудования.
• Рым-болт — кольцевая головка для подъема, подвески или буксировки; встречается в подъемных механизмах, сценическом такелаже и морской технике.

Таблица 1. Распространенные типы болтов, их приводы и типовое применение. Перед выбором уточните марку материала и допустимую нагрузку у поставщика крепежа.

Винты с внутренним шестигранником выигрывают там, где поверхность должна остаться непрерывной; болты с шестигранной головкой — там, где крепеж затягивают стандартным инструментом с большим усилием.

Конструкция резьбы и болты специального назначения

Один и тот же тип головки ведет себя по-разному при разной длине и шаге резьбы. Конструкция резьбы определяет работу соединения на срез, скорость сборки и величину предварительного натяжения.

• Полностью резьбовой болт — резьба на всю длину, поэтому он подходит для тонких деталей и переменной толщины пакета.
• Болт с частичной резьбой — гладкий стержень под головкой заполняет зону смятия и воспринимает срез, поэтому соединение лучше сопротивляется сдвигу.
• Крупный шаг резьбы — меньше витков, быстрее сборка и выше допуск на загрязнение, заусенцы и мелкие повреждения.
• Мелкий шаг резьбы — больше витков в контакте, выше предварительное натяжение при том же моменте и лучше сопротивление ослаблению под вибрацией.

Помимо стандартных форм выпускают болты, решающие конкретную монтажную задачу.

• Болт с полукруглой головкой и квадратным подголовком — квадратная часть фиксируется в материале и не дает болту проворачиваться при затяжке, поэтому его применяют в деревянных конструкциях.
• Шпилька — резьба на обоих концах без головки, что позволяет многократно разбирать и собирать соединение на оборудовании с регулярным осмотром.
• Болт с Т-образной головкой — головка входит в паз и перемещается вдоль него, позволяя менять точку крепления.
• Фланцевый болт — широкая опорная поверхность распределяет усилие затяжки и исключает отдельную шайбу; распространен на трубные фланцы и тонкостенных стальных конструкциях.

Каждая из этих конструкций — компромисс между прочностью соединения, скоростью сборки, внешним видом и дополнительными функциями: фиксацией, подвеской и центрированием.

Выбор, монтаж и обслуживание

Проблемы с болтовыми соединениями на практике чаще связаны со сборкой, а не с самим крепежом. Четыре правила предотвращают большинство отказов.

• Подбирайте материал и класс прочности под нагрузку и среду; для коррозионных условий и высоких температур нужны соответствующие марка и покрытие.
• Затягивайте поэтапно и крест-накрест, чтобы усилие распределялось равномерно по поверхности соединения.
• Следите за постоянством трения: смазка на резьбе и под головкой должна быть одинаковой, а момент — соответствовать выбранным условиям.
• Проверяйте гайки на ослабление, резьбу на повреждения, а крепеж на следы коррозии; поврежденные детали заменяют, а не дотягивают.

На фланцевом соединении состояние болтов напрямую влияет на прокладку: неравномерное натяжение — частая причина течи по плоскости уплотнения.

Часто задаваемые вопросы

Какой тип болта требует наименьшего бокового пространства?

Винт с внутренним шестигранником затягивают сверху шестигранным ключом, поэтому боковой зазор почти не нужен. Если места еще меньше, подойдет винт с потайной головкой — он остается заподлицо с поверхностью.

Когда выбирают болт с частичной резьбой вместо полностью резьбового?

Когда соединение работает на срез. Гладкий стержень воспринимает срез, а резьба удерживает усилие затяжки. Полностью резьбовые болты удобнее для тонких деталей и меняющейся толщины пакета.

Почему важен шаг резьбы?

Крупный шаг ускоряет сборку и терпит загрязнения и мелкие повреждения. Мелкий шаг дает больше витков в контакте: при том же моменте натяжение выше, а ослабление под вибрацией меньше.

Можно ли нагружать рым-болт вбок?

Рым-болты рассчитаны на осевое растяжение при подъеме и подвеске. Боковая или наклонная нагрузка гнет стержень и может привести к разрушению; вместо нее используют поворотную траверсу или другую грузовую точку с нужной грузоподъемностью.