Jump to content

Винт

(Перенаправлено с Головка винта )
Ассортимент винтов и четвертак США для сравнения размеров.
Шуруп по дереву: а) головка; б) хвостовик без резьбы; в) хвостовик резьбовой; г) чаевые
Шесть классических простых машин

Винт которое с наружной винтовой резьбой, представляет собой крепежное изделие можно затягивать или ослаблять скручивающим усилием ( крутящим моментом ) на головке . Винты чаще всего используются для скрепления предметов, и существует множество форм для различных материалов. Винты могут быть вставлены в отверстия собранных деталей или винт может иметь собственную резьбу. [1] Разница между винтом и болтом что последний предназначен для затягивания или ослабления путем затягивания гайки заключается в том , .

Головка винта на одном конце имеет фрезерованную прорезь, для которой обычно требуется инструмент для передачи крутящего усилия. Обычные инструменты для завинчивания шурупов включают отвертки , гаечные ключи , монеты и шестигранные ключи . Головка обычно больше корпуса, что обеспечивает опорную поверхность и не позволяет винту ввинчиваться глубже, чем его длина; исключением является установочный винт (он же установочный винт ). Цилиндрическая часть винта от нижней части головки до кончика называется хвостовиком ; он может иметь полную или частичную резьбу, причем расстояние между каждой резьбой называется шагом . [2] [3]

Большинство винтов затягиваются вращением по часовой стрелке , что называется правой резьбой . [4] [5] Винты с левой резьбой используются в исключительных случаях, например, когда на винт будет воздействовать против часовой стрелки крутящий момент , что приведет к ослаблению правого винта. По этой причине левая педаль велосипеда имеет левую резьбу . [6]

Винтовой механизм — одна из шести классических простых машин, определенных учеными эпохи Возрождения . [7] [8] [9]

Токарный станок 1871 года, оснащенный ходовым винтом и сменными механизмами для одноточечного нарезания винта.
станок & Sharpe Одношпиндельный винтовой Brown

Крепежи получили широкое распространение, включая такие понятия, как дюбели и булавки, клинья, пазы и шипы , ласточкины хвосты , гвозди (со сжатием концов гвоздей или без них), кузнечная сварка и многие виды связывания шнуром из кожи или волокна с использованием многих видов крепежа. узлов . Винт был одной из последних простых машин, которые были изобретены. [10] Впервые он появился в Месопотамии в неоассирийский период (911–609 гг. до н. э.). [11] а затем позже появился в Древнем Египте и Древней Греции. [12] [13] где он был описан греческим математиком Архитом Тарентским (428–350 до н. э.). К I веку до нашей эры деревянные шурупы широко использовались во всем Средиземноморье в винтовых прессах для отжима оливкового масла из оливок и для отжима сока из винограда в виноделии . Первая документация об отвертке содержится в средневековой домовой книге замка Вольфегг , рукописи, написанной где-то между 1475 и 1490 годами. [14] Однако они, вероятно, получили широкое распространение только после 1800 года, когда резьбовые крепления стали широко распространены. [15]

Металлические винты, используемые в качестве крепежа, были редкостью в Европе до 15 века, если вообще были известны. [16] Металлический винт не стал обычным крепежным элементом до тех пор, пока станки для массового производства в конце 18 века не появились . Это развитие расцвело в 1760-х и 1770-х годах. [17] по двум разным путям, которые вскоре сошлись : [18]

Первый путь был проложен братьями Джобом и Уильямом Уайаттами из Стаффордшира , Великобритания. [19] который запатентовал в 1760 году машину, которую сегодня лучше всего назвать винтовой машиной , раннюю и провидческую. В нем использовался ходовой винт, который направлял фрезу для получения желаемого шага. [19] и паз был прорезан ротационным напильником, пока главный шпиндель оставался неподвижным (предшествовав появлению приводных инструментов на токарных станках 250 лет спустя). Лишь в 1776 году братья Уятт открыли фабрику по производству шурупов. [19] Их предприятие обанкротилось, но новые владельцы вскоре обеспечили ему процветание, и в 1780-х годах они производили 16 000 винтов в день, имея всего 30 сотрудников. [20] — тот тип промышленной производительности и объёма выпуска продукции, который позже станет характерным для современной промышленности, но который был революционным для того времени.

Тем временем английский приборостроитель Джесси Рамсден (1735–1800) работал над инструментальной и приборостроительной частью проблемы резьбонарезания, и в 1777 году он изобрел первый удовлетворительный токарно-винторезный станок . [21] Британский инженер Генри Модслей (1771–1831) получил известность благодаря популяризации таких токарных станков на своих токарно-винторезных станках 1797 и 1800 годов, содержащих тройку ходового винта, суппорта и зубчатой ​​передачи переключения передач, все в правильных пропорциях для промышленного применения. механическая обработка. В каком-то смысле он объединил пути Уяттов и Рамсденов и сделал для шурупов то, что уже было сделано для шурупов для дерева, то есть значительное облегчение производства, стимулирующее коммерциализацию . Его фирма в течение десятилетий после этого останется лидером в производстве станков. Неправильное цитирование Джеймса Нэсмита популяризировало представление о том, что Модсли изобрел опору для затвора, но это было неверно; однако его токарные станки помогли его популяризировать. [ нужна ссылка ]

Эти разработки эпохи 1760–1800 годов, когда Уяттс и Модслей были, пожалуй, наиболее важными движущими силами, привели к значительному увеличению использования резьбовых креплений. Стандартизация форм резьб началась почти сразу, но не была быстро завершена; с тех пор это развивающийся процесс. Дальнейшее совершенствование массового производства винтов продолжало снижать цены за единицу продукции на протяжении десятилетий, на протяжении всего XIX века. [22] Массовое производство шурупов по дереву (имеются в виду металлические шурупы для работы с деревом) на специализированном, одноцелевом, крупносерийном станке; и мелкое винтов (V-образная резьба) в стиле инструментального цеха производство крепежных с легким выбором между различными шагами (все, что понадобится машинисту в тот или иной день).

В 1821 году компания Hardman Philips построила первый в США завод по производству винтов – в Мошаннон-Крик, недалеко от Филипсбурга – для производства тупых металлических винтов. Для управления фабрикой из Англии был приглашен эксперт по производству винтов Томас Левер. Мельница использовала пар и воду, а в качестве топлива — древесный уголь. Винты были изготовлены из проволоки, приготовленной с помощью «аппарата для прокатки и волочения проволоки» из железа, изготовленного в соседней кузнице. Коммерческого успеха винтовая мельница не имела. В конечном итоге он потерпел неудачу из-за конкуренции со стороны более дешевых винтов с острым концом и прекратил работу в 1836 году. [23]

Американская разработка револьверного токарного станка (1840-е годы) и производных от него винтовых автоматов (1870-е годы) резко снизила себестоимость единицы резьбовых соединений за счет все большей автоматизации управления станком. Такое снижение затрат стимулировало еще более широкое использование винтов. [ нужна ссылка ]

На протяжении XIX века наиболее часто используемыми формами головок винтов (то есть типами привода ) были простые прямые прорези с внутренним ключом, а также квадраты и шестиугольники с внешним ключом. Их было легко обрабатывать , и они хорошо подходили для большинства применений. Рыбчинский описывает шквал патентов на альтернативные типы приводов в 1860-1890-х годах: [24] но объясняет, что они были запатентованы, но не производились из-за трудностей и затрат в то время. В 1908 году канадец П. Л. Робертсон был первым, кто воплотил в жизнь квадратную головку с внутренним ключом, разработав правильную конструкцию (небольшие углы конусности и общие пропорции), позволяющую легко, но успешно штамповать головку холодным металлом. формироваться по желанию, а не сдвигаться или смещаться нежелательным образом. [24] Вскоре в 1911 году последовало практическое производство шестигранного привода с внутренним ключом ( шестигранной головки ). [25] [26]

В начале 1930-х годов американец Генри Ф. Филлипс популяризировал винт с крестообразной головкой. [27]

Стандартизация формы резьбы еще больше улучшилась в конце 1940-х годов, когда были определены метрическая резьба ISO и Единый стандарт резьбы. [ нужна ссылка ]

Прецизионные винты, предназначенные для управления движением, а не для крепления, были разработаны на рубеже 19-го века и представляли собой одно из центральных технических достижений, наряду с плоскими поверхностями, которые сделали возможным промышленную революцию . [28] Они являются ключевыми компонентами микрометров и токарных станков.

Производство

[ редактировать ]

Изготовление винта состоит из трех этапов: нарезание резьбы , накатывание резьбы и покрытие . Винты обычно изготавливаются из проволоки , которая поставляется в больших бухтах, или из круглых прутков для винтов большего размера. Затем проволоку или стержень обрезают до длины, соответствующей типу изготавливаемого винта; эта заготовка называется заготовкой . Затем происходит холодная головка , что представляет собой холодный рабочий процесс. Заголовок определяет головку винта. Форма матрицы в машине определяет, какие элементы вдавливаются в головку винта; например, для винта с плоской головкой используется плоская матрица. Для более сложных форм требуются два процесса обработки головки, чтобы все элементы были помещены в головку винта. Этот метод производства используется потому, что заголовок имеет очень высокую производительность и практически не образует отходов. Для винтов со шлицевой головкой требуется дополнительный шаг, чтобы прорезать прорезь в головке; это делается на долбежном станке . Эти станки по сути представляют собой урезанные фрезерные станки, предназначенные для обработки как можно большего количества заготовок.

Затем заготовки полируются. [ нужна ссылка ] еще раз перед заправкой. Резьбу обычно производят методом накатки резьбы ; однако некоторые из них вырезаны . Затем заготовка подвергается обработке деревом и кожей для окончательной очистки и полировки. [ нужна ссылка ] Для предотвращения коррозии на большинство винтов наносится покрытие, например, гальванопокрытие цинком ( оцинковка ) или нанесение черного оксида .

Типы винтов

[ редактировать ]

Резьбовые крепежные детали имеют конический или неконический хвостовик. Крепежные детали с коническими хвостовиками предназначены для ввинчивания либо непосредственно в подложку, либо в направляющее отверстие в подложке, и большинство из них классифицируются как винты. Сопряженная резьба образуется в подложке при вкручивании этих крепежных деталей. Крепежные детали с неконическим хвостовиком обычно предназначены для сочленения с гайкой или для вбивания в резьбовое отверстие, и большинство из них классифицируются как болты , хотя некоторые из них имеют резьбу. -формование (например, таптит ), и некоторые авторитетные специалисты рассматривают некоторые из них как винты, если они используются с крепежом с внутренней резьбой, отличным от гайки.

Винты для листового металла не имеют канавок для удаления стружки, как у саморезов. Однако некоторые оптовые продавцы не делают различия между этими двумя видами. [29]

Шуруп по дереву

[ редактировать ]

Ранние шурупы изготавливались вручную с помощью напильников, долот и других режущих инструментов, и их можно было легко обнаружить, отметив неравномерное расстояние и форму резьбы, а также следы от напильника, оставшиеся на головке шурупа. и в области между нитями. У многих из этих шурупов был тупой конец, и почти у всех современных шурупов по дереву отсутствовало острое коническое острие. [30] Некоторые шурупы для дерева изготавливались с помощью режущих штампов еще в конце 1700-х годов (возможно, даже до 1678 года, когда содержание книги было впервые опубликовано по частям). [31] В конце концов, токарные станки стали использоваться для производства шурупов по дереву, причем самый ранний патент был зарегистрирован в 1760 году в Англии. [30] В 1850-х годах были разработаны инструменты для обжатия , обеспечивающие более однородную и последовательную резьбу. Винты, изготовленные с помощью этих инструментов, имеют закругленные впадины с острой и грубой резьбой. [32] [33]

Когда токарно-винторезные станки стали широко использоваться, большинство коммерчески доступных шурупов для дерева производилось этим методом. Эти шурупы для дерева почти всегда имеют коническую форму, и даже если конический хвостовик не заметен, их можно различить, поскольку резьба не выходит за пределы диаметра хвостовика. Такие винты лучше всего устанавливать после просверливания пилотного отверстия коническим сверлом. Большинство современных шурупов по дереву, за исключением латунных, изготавливаются на резьбонакатных станках. Эти винты имеют постоянный диаметр и резьбу большего диаметра, чем хвостовик, и более прочны, поскольку в процессе прокатки не разрезается зерно металла. [ нужна ссылка ]

Машинный винт

[ редактировать ]
Машинный винт

Стандарты ASME определяют различные крепежные винты (также известные как печные болты). [ нужна ссылка ] ) [34] диаметром до 0,75 дюйма (19,05 мм).

Механический винт обычно представляет собой крепеж меньшего размера (менее 1 . дюйма (6,35 мм) в диаметре) с резьбой по всей длине хвостовика, который обычно имеет утопленный тип привода (шлицевой, крестообразный и т. д.) Винты также изготавливаются с головками под торцевой ключ (см. выше), и в этом случае их можно называть винтами с головкой под торцевой ключ.

Винт с шестигранной головкой

[ редактировать ]

Стандарт ASME B18.2.1-1996 определяет винты с шестигранной головкой, диапазон размеров которых составляет 0,25–3 дюйма (6,35–76,20 мм) в диаметре . В 1991 году, реагируя на наплыв контрафактных застежек, Конгресс принял PL 101-592. [35] «Закон о качестве крепежа». В результате комитет ASME B18 переписал B18.2.1, [36] переименование готовых болтов с шестигранной головкой в ​​винт с шестигранной головкой — термин, который широко использовался задолго до этого, но теперь также стал официальным названием стандарта ASME B18.

Болты с проушиной и болты с головкой — это другие термины, обозначающие крепежные детали, которые предназначены для ввинчивания в резьбовое отверстие, являющееся частью узла, и поэтому, согласно различению в Справочнике по машинному оборудованию, они будут винтами. Здесь общие термины расходятся с различиями, указанными в Справочнике машиностроения . [37] [38]

Запаздывающий винт

[ редактировать ]
Винт с задержкой, также называемый болтом с задержкой

Шурупы с задержкой (США) или шурупы с кареткой (Великобритания, Австралия и Новая Зеландия) (также называемые стяжными болтами или болтами с кареткой , хотя это неправильное название ) или французские шурупы для дерева (Скандинавия) представляют собой большие шурупы для дерева. Шурупы с лагами используются для скрепления деревянных каркасов, крепления опор машин к деревянным полам и для других тяжелых столярных работ. Атрибутивный модификатор lag возник в результате раннего основного использования таких крепежей: крепления лагов, таких как бочкообразные клепки и других подобных деталей. Эти крепежные детали являются «винтами» в соответствии с критериями Справочника по машинному оборудованию , а устаревший термин «болт с задержкой» был заменен в Справочнике «винтом с задержкой» . [39] Однако по традиции многие торговцы продолжают называть их «болтами», потому что, как и болты с головкой, они большие, с шестигранными или квадратными головками, для поворота которых требуется гаечный ключ, головка или специальная насадка.

Головка обычно представляет собой внешний шестигранник. Винты с метрической шестигранной головкой регулируются стандартом DIN 571. Винты с дюймовой квадратной и шестигранной головкой регулируются стандартом ASME B18.2.1. Типичный стяжной винт может иметь диаметр от 4 до 20 мм или от #10 до 1,25 дюйма (от 4,83 до 31,75 мм), а длину от 16 до 200 мм или От 1 до 6 дюймов (от 6,35 до 152,40 мм) или больше, с крупной резьбой, напоминающей резьбу шурупа для дерева или шурупа для листового металла (но большего размера). Материалы обычно представляют собой подложку из углеродистой стали с покрытием из гальванического цинка (для устойчивости к коррозии). Цинковое покрытие может быть ярко-желтым (гальваническое покрытие) или тускло-серым ( горячее цинкование ).

Костный винт

[ редактировать ]
Имплантат, который использовался для фиксации сломанного запястья.

Подобно аэрокосмической и атомной энергетике, медицина использует одни из самых передовых технологий изготовления крепежных изделий, где производительность, долговечность и качество отражаются на цене. Костные винты, как правило, изготавливаются из нержавеющей стали или титана и часто имеют высококачественные функции, такие как коническая резьба, многозаходная резьба, канюляция (полый стержень) и фирменные типы винтовых приводов (некоторые из которых не встречаются за пределами этих применений).

Головки винтов

[ редактировать ]
а — кастрюля
б — купол (кнопка)
в — круглый
г — ферма (гриб)
е — плоский (потайной)
е — овал (приподнятая голова)
Комбинированный винт с шестигранной головкой и крестообразным шлицем, используемый в компьютерах.

Существуют различные формы головок винтов. Некоторые разновидности винтов изготавливаются со срывной головкой, которая отрывается при приложении достаточного крутящего момента. Это предотвращает вмешательство.

Пан-головка
Низкий диск с закругленным высоким внешним краем и большой площадью поверхности.
Кнопка или куполообразная головка (BH)
Цилиндрическая форма с закругленной вершиной.
Круглая голова
Голова куполообразной формы, используемая для украшения. [40]
Головка фермы
Низкопрофильный купол предназначен для предотвращения несанкционированного доступа.
Плоская голова
Коническая форма, с плоской внешней поверхностью и сужающейся внутренней поверхностью, обеспечивающей возможность утопления в материал. Угол апертура винта измеряется как конуса .
Овал или поднятая голова
Декоративная головка винта с потайной нижней частью и закругленной верхней частью. [40] Также известен в Великобритании как «приподнятая потайная головка» или «головка инструмента». [ нужна ссылка ]
Головка горна
Похож на потайную головку, но плавный переход от стержня к углу головки напоминает раструб горна .
Сырная голова
Цилиндрический.
Голова Филлистера
Цилиндрическая, но со слегка выпуклой верхней поверхностью.
Фланцевая головка
Головка с фланцем может представлять собой любой из вышеуказанных типов головок (кроме потайных моделей) с добавлением встроенного фланца в основании головки. Это устраняет необходимость в плоской шайбе .
Шестигранная головка
Шестигранная форма, похожая на головку шестигранного болта. Иногда фланцевые.

Международными стандартами для крепежных изделий с метрической наружной резьбой являются ISO 898-1 для классов прочности, изготовленных из углеродистых сталей, и ISO 3506-1 для классов прочности, изготовленных из коррозионностойких сталей.

Существует множество стандартов, регулирующих материалы и механические свойства крепежных изделий с внешней резьбой дюймового размера. Некоторые из наиболее распространенных стандартов для марок, производимых из углеродистых сталей, — это ASTM A193, ASTM A307, ASTM A354, ASTM F3125 и SAE J429. Некоторые из наиболее распространенных стандартов для марок, изготовленных из коррозионностойких сталей, — это ASTM F593 и ASTM A193.

Инструменты

[ редактировать ]
Продолжительность: 40 секунд.
Электроотвертка вкручивает саморез с крестообразным шлицем в дерево.

Ручной инструмент, используемый для завинчивания большинства винтов, называется отверткой . Электроинструмент, выполняющий ту же работу, — это электроотвертка ; Электродрели также можно использовать с насадками для завинчивания винтов. Если удерживающая способность резьбового соединения имеет решающее значение, используются отвертки для измерения и ограничения крутящего момента , чтобы обеспечить достаточное, но не чрезмерное усилие, развиваемое винтом. Ручной инструмент для завинчивания крепежных изделий с шестигранной головкой представляет собой гаечный ключ (используется в Великобритании) или гаечный ключ (используется в США), а гайковерт используется с механической отверткой.

В современных винтах используется большое разнообразие конструкций винтовых приводов , каждая из которых требует своего рода инструмента для их вкручивания или извлечения. В США наиболее распространены винтовые приводы со шлицем и крестообразной головкой; hex, Robertson и Torx также распространены в некоторых приложениях, а Pozidriv почти полностью заменил Phillips в Европе. [ нужна ссылка ] Некоторые типы приводов предназначены для автоматической сборки при серийном производстве таких изделий, как автомобили. Более экзотические типы винтовых приводов могут использоваться в ситуациях, когда вмешательство нежелательно, например, в электронных приборах, которые не должны обслуживаться специалистом по ремонту на дому.

Винтовые резьбы

[ редактировать ]

Существует множество систем для определения размеров винтов, но в большинстве стран мира предпочтительные серии винтовых резьб с метрической резьбой ISO вытеснили многие старые системы. Другие относительно распространенные системы включают британский стандарт Уитворта , систему BA (Британская ассоциация) и унифицированный стандарт резьбы .

Метрическая резьба ISO

[ редактировать ]

Основные принципы метрической винтовой резьбы ISO определены в международном стандарте ISO 68-1 , а предпочтительные комбинации диаметра и шага перечислены в ISO 261. Меньший набор комбинаций диаметра и шага, обычно используемых в винтах, гайках и болтах, приведен в ИСО 262 . Наиболее часто используемым значением шага для каждого диаметра является крупный шаг . Для некоторых диаметров также предусмотрены один или два дополнительных варианта с мелким шагом для особых применений, таких как резьба в тонкостенных трубах. Метрическая резьба ISO обозначается буквой M, за которой следует основной диаметр резьбы в миллиметрах (например, M8 ). Если в резьбе не используется обычный крупный шаг (например, 1,25 мм в случае М8), то к шагу в миллиметрах также добавляется знак умножения (например, «М8×1», если винтовая резьба имеет наружный диаметр 8). мм и продвигается на 1 мм за поворот на 360°).

Номинальный диаметр метрического винта равен внешнему диаметру резьбы. Резьбовое отверстие (или гайка), в которое вставляется винт, имеет внутренний диаметр, равный размеру винта минус шаг резьбы. Так, винт М6, имеющий шаг 1 мм, изготавливается путем нарезания резьбы на хвостовик 6 мм, а гайка или резьбовое отверстие - путем нарезания резьбы в отверстие диаметром 5 мм (6 мм - 1 мм).

Болты, винты и гайки с метрической шестигранной головкой указаны, например, в международных стандартах ISO 4014, ISO 4017 и ISO 4032. В следующей таблице приведены приведенные в этих стандартах соотношения между размером резьбы и максимальной шириной шестигранных лысок (гаечный ключ размер):

Метрическая резьба ISO М1.6 М2 М2,5 M3 М4 М5 М6 М8 М10 М12 М16 М20 М24 М30 М36 М42 М48 М56 М64
Размер ключа (мм) 3.2 4 5 5.5 7 8 10 13 16 или 17 19 24 30 36 46 55 65 75 85 95

Кроме того, указаны следующие непредпочтительные промежуточные размеры:

Метрическая резьба ISO M3.5 М14 М18 М22 М27 М33 М39 М45 М52 М60
Размер ключа (мм) 6 21 27 34 41 50 60 70 80 90

Имейте в виду, что это всего лишь примеры, а ширина под лыской различна для конструкционных болтов и болтов с фланцами, а также зависит от организации по стандартизации.

Первым человеком, создавшим стандарт (примерно в 1841 году), был английский инженер сэр Джозеф Уитворт . Размеры винтов Whitworth до сих пор используются как для ремонта старого оборудования, так и там, где требуется более грубая резьба, чем метрическая резьба крепежа. Резьба Whitworth стала British Standard Whitworth , сокращенно BSW (BS 84:1956), а резьба British Standard Fine (BSF) была введена в 1908 году, поскольку резьба Whitworth была слишком грубой для некоторых применений. Угол резьбы составлял 55°, а глубина и шаг менялись в зависимости от диаметра резьбы (т.е. чем больше болт, тем грубее резьба). На гаечных ключах для болтов Whitworth указан размер болта, а не расстояние по лыскам головки винта.

В настоящее время смола Уитворта чаще всего используется во всех строительных лесах Великобритании . Кроме того, стандартная резьба для фотографического штатива : для небольших камер — 1/4 дюйма Whitworth (20 точек на дюйм), а для камер среднего/большого формата — 3/8 дюйма Whitworth (16 точек на дюйм). Он также используется для подставок для микрофонов и соответствующих зажимов, опять же в обоих размерах, вместе с «резьбовыми адаптерами», позволяющими прикреплять меньшие размеры к предметам, требующим резьбы большего размера. 1/4 дюйма UNC Обратите внимание, что хотя болты подходят к втулкам штатива камеры 1/4 дюйма BSW, предел текучести снижается из-за различных углов резьбы 60° и 55° соответственно.

Винтовая резьба Британской ассоциации

[ редактировать ]

Винтовые резьбы Британской ассоциации (BA), названные в честь Британской ассоциации развития науки, были изобретены в 1884 году и стандартизированы в 1903 году. Винты обозначались как «2BA», «4BA» и т. д., нечетные числа использовались редко, за исключением оборудование, произведенное до 1970-х годов для телефонных станций в Великобритании. В этом оборудовании широко использовались винты BA с нечетными номерами, чтобы — как можно заподозрить — уменьшить количество краж. Резьба BA соответствует Британскому стандарту BS 93:1951 «Спецификация винтовой резьбы Британской ассоциации (BA) с допусками для размеров от 0 BA до 16 BA».

Хотя размеры не связаны с метрическими винтами ISO, на самом деле размеры были определены в метрических единицах: резьба 0BA имела диаметр 6 мм и шаг 1 мм. Остальные резьбы серии ВА относятся к 0ВА в геометрическом ряду с общими коэффициентами 0,9 и 1,2. Например, резьба 4BA имеет шаг мм (0,65 мм) и диаметр мм (3,62 мм). Хотя 0BA имеет тот же диаметр и шаг, что и ISO M6, резьба имеет другую форму и несовместима.

Потоки BA по-прежнему распространены в некоторых нишевых приложениях. Определенные типы точного оборудования, такие как счетчики с подвижной катушкой и часы, обычно имеют резьбу BA, где бы они ни производились. Размеры BA также широко использовались в самолетах, особенно производимых в Соединенном Королевстве. Размеры BA до сих пор используются в железнодорожной сигнализации, в основном для оконцевания электрооборудования и кабелей.

Резьба BA широко используется в моделировании, где меньшие размеры шестигранных головок облегчают представление креплений масштаба. В результате многие поставщики модельного машиностроения в Великобритании по-прежнему имеют запасы крепежных изделий BA обычно до 8BA и 10BA. Также широко используется 5BA, поскольку его можно навинчивать на стержень 1/8. [55]

Единый стандарт резьбы

[ редактировать ]

Унифицированный стандарт резьбы (UTS) чаще всего используется в США , но также широко используется в Канаде , а иногда и в других странах. Размер винта UTS описывается в следующем формате: XY , где X — номинальный размер (размер отверстия или паза в стандартной производственной практике, через который можно легко протолкнуть хвостовик винта), а Y — число витков резьбы на дюйм. (ТПИ). Для размеров 1 дюйма и более размер указывается в виде дроби; для размеров меньше этого используется целое число от 0 до 16. Целочисленные размеры можно преобразовать в фактический диаметр по формуле 0,060 + (0,013 × число). Например, винт № 4 имеет диаметр 0,060 + (0,013 × 4) = 0,060 + 0,052 = 0,112 дюйма. Существуют также винты размером меньше «0» (ноль или должен). Размеры: 00, 000, 0000, которые обычно обозначаются как два, три и четыре. У большинства очков дужки привинчены к оправе с помощью винтов размера 00-72 (произносится как «двойное должно» — семьдесят два). Чтобы рассчитать основной диаметр винтов «должного» размера, подсчитайте количество нулей, умножьте это число на 0,013 и вычтите из 0,060. Например, основной диаметр резьбы 000-72 составляет 0,060 – (3 x 0,013) = 0,060 – 0,039 = 0,021 дюйма. Для винтов большинства размеров доступно несколько типов TPI, наиболее распространенными из которых являются унифицированная крупная резьба (UNC или UN) и унифицированная мелкая резьба (UNF или UF). Примечание. В других странах, кроме США и Канады, сегодня в основном используется система метрической винтовой резьбы ISO. В отличие от большинства других стран, Соединенные Штаты и Канада по-прежнему используют унифицированную (дюймовую) систему резьбы. Однако оба переходят на метрическую систему ISO. [ нужна ссылка ] Подсчитано, что около 60% винтовой резьбы, используемой в США, по-прежнему имеют дюймовую резьбу. [21]

Механические классификации

[ редактировать ]

Числа, выбитые на головке болта, относятся к классу болта, используемому в определенных случаях применения, с учетом прочности болта. Болты из высокопрочной стали обычно имеют шестигранную головку с указанием класса прочности ISO (так называемого класса прочности ), нанесенного на головку. А отсутствие маркировки/номера указывает на болт более низкого класса и низкую прочность. Чаще всего используются классы свойств 5.8, 8.8 и 10.9. Число перед точкой представляет собой предел прочности при растяжении в МПа, разделенный на 100. Число после точки представляет собой множитель отношения предела текучести к пределу прочности при растяжении. Например, болт класса прочности 5,8 имеет номинальный (минимальный) предел прочности при растяжении 500 МПа, а предел текучести при растяжении равен 0,8 предела прочности или 0,8 (500) = 400 МПа.

Предельная прочность на растяжение – это растягивающее напряжение, при котором болт выходит из строя. Предел текучести при растяжении — это напряжение, при котором болт поддается растяжению по всему сечению болта и получает постоянную усадку (удлинение, после которого он не восстанавливается при снятии силы) в размере 0,2% деформации смещения . Условная прочность – это полезная прочность крепежа. Испытание болта на растяжение до испытательной нагрузки не должно вызывать постоянной деформации болта и должно проводиться на реальных крепежных изделиях, а не на расчетных. [56] Если болт натянут сверх допустимой нагрузки, он может вести себя пластично из-за текучести резьбы, а предварительный натяг растяжения может быть потерян из-за остаточных пластических деформаций. При удлинении застежки до достижения предела текучести говорят, что застежка работает в упругой области; тогда как удлинение сверх предела текучести называется действием в пластической области материала болта. Если болт нагружен растяжением, превышающим его предел прочности, текучесть в чистой корневой части болта будет продолжаться до тех пор, пока вся секция не начнет поддаваться и не превысит предел текучести. Если напряжение увеличивается, болт ломается при достижении предельной прочности.

Болты из мягкой стали имеют класс прочности 4,6, что соответствует пределу прочности 400 МПа и пределу текучести 0,6*400=240 МПа. Болты из высокопрочной стали имеют класс прочности 8,8, что соответствует пределу прочности 800 МПа и пределу текучести 0,8*800=640 МПа или выше.

Один и тот же тип винта или болта может быть изготовлен из разных материалов. В критически важных приложениях с высокой прочностью на растяжение болты низкого качества могут выйти из строя, что приведет к повреждению или травме. На болтах стандарта SAE на головках наносится характерная маркировка, позволяющая проверить и подтвердить прочность болта. [57] Однако можно встретить недорогие поддельные крепежные детали с фактической прочностью, значительно меньшей, чем указано на маркировке. Такие некачественные крепления представляют опасность для жизни и имущества при использовании в самолетах, автомобилях, тяжелых грузовиках и аналогичных критически важных устройствах. [58]

Разница между болтом и винтом

В « Справочнике машиностроения» различие между болтами и винтами описывается следующим образом:

Болт представляет собой крепеж с внешней резьбой, предназначенный для вставки через отверстия в собранных деталях и обычно предназначенный для затягивания или ослабления путем затягивания гайки. Винт — это крепежное изделие с внешней резьбой, способное вставляться в отверстия собранных деталей, сопрягаться с предварительно отформованной внутренней резьбой или образовывать собственную резьбу, а также затягиваться или ослабляться путем затягивания головки. Крепеж с внешней резьбой, который предотвращается от проворачивания во время сборки и который можно затянуть или ослабить только путем затягивания гайки, представляет собой болт. (Пример: болты с круглой головкой, гусеничные болты, болты плуга.) Крепеж с внешней резьбой, имеющий форму резьбы, которая запрещает сборку с гайкой, имеющей прямую резьбу с разной длиной шага, представляет собой винт. (Пример: шурупы для дерева, саморезы.) [59]

Это различие соответствует ASME B18.2.1 и некоторым словарным определениям винта. [60] [61] и болт . [62] [63] [64]

Старые стандарты USS и SAE определяли винты с головкой как крепежные детали с хвостовиками, имеющими резьбу на головке, а болты - как крепежные детали с хвостовиками, которые частично не имеют резьбы. [65] Федеральное правительство США предприняло попытку формализовать разницу между болтом и винтом, поскольку к каждому из них применяются разные тарифы . [66]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Оберг и др. 2000 , с. 1492
  2. ^ Смит 1990 , с. 39.
  3. ^ Блейк, А. (1986). Что должен знать каждый инженер о резьбовых соединениях: материалы и конструкция . Тейлор и Фрэнсис. п. 9. ISBN  978-0-8493-8379-3 . Проверено 24 января 2021 г.
  4. ^ Макманус, К. (2002). Правая рука, левая рука: истоки асимметрии в мозге, теле, атомах и культурах . Издательство Гарвардского университета. п. 46. ​​ИСБН  978-0-674-01613-2 .
  5. ^ Андерсон, Дж. Г. (1983). Технический цех Математика . Промышленная пресса. п. 200. ИСБН  978-0-8311-1145-8 .
  6. ^ Браун, Шелдон . «Велосипедный словарь: Педаль» . Шелдон Браун . Проверено 19 октября 2010 г.
  7. ^ Андерсон, Уильям Баллантайн (1914). Физика для студентов технических специальностей: механика и теплота . Нью-Йорк: МакГроу Хилл. п. 112 . Проверено 11 мая 2008 г.
  8. ^ «Механика» . Британская энциклопедия . Том. 3. Джон Дональдсон. 1773. с. 44 . Проверено 5 апреля 2020 г.
  9. ^ Моррис, Кристофер Г. (1992). Академический словарь прессы по науке и технологиям . Профессиональное издательство Персидского залива. п. 1993. ISBN  978-0122004001 .
  10. ^ Вудс, Майкл; Мэри Б. Вудс (2000). Древние машины: от клиньев до водяных колес . США: Книги XXI века. п. 58. ИСБН  0-8225-2994-7 .
  11. ^ Мури, Питер Роджер Стюарт (1999). Древние месопотамские материалы и промышленность: археологические свидетельства . Эйзенбраунс . п. 4 . ISBN  9781575060422 .
  12. ^ Банч, Брайан Х.; Александр Хеллеманс (2004). История науки и техники . Хоутон Миффлин Харкорт. стр. 69 . ISBN  0-618-22123-9 . винт.
  13. ^ Кребс, Роберт Э.; Кэролайн А. Кребс (2003). Революционные научные эксперименты, изобретения и открытия древнего мира . США: Издательская группа Greenwood. п. 114. ИСБН  0-313-31342-3 .
  14. ^ Рыбчинский 2000 , стр. 90–94.
  15. ^ Рыбчинский 2000 , стр. 34, 66, 90.
  16. ^ «Am_Wood_Screws» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 8 октября 2011 г. Проверено 30 апреля 2010 г.
  17. ^ Рыбчинский 2000 , стр. 75–99.
  18. ^ Рыбчинский 2000 , с. 99.
  19. ^ Перейти обратно: а б с Рыбчинский 2000 , с. 75.
  20. ^ Рыбчинский 2000 , с. 76.
  21. ^ Перейти обратно: а б Рыбчинский 2000 , стр. 97–99.
  22. ^ Рыбчинский 2000 , стр. 76–78.
  23. ^ Дж. Томас Митчелл (3 февраля 2009 г.). Центральный округ: от самого раннего поселения до 1915 года . Пенн Стейт Пресс. стр. 39–. ISBN  978-0-271-04499-6 .
  24. ^ Перейти обратно: а б Рыбчинский 2000 , стр. 79–81.
  25. ^ Патент США 161390 .
  26. ^ Холлоуэлл 1951 , стр. 51–59.
  27. ^ См.:
    • Генри Ф. Филлипс и Томас М. Фитцпатрик, «Винт», патент США №. 2 046 839 (подана: 15 января 1935 г.; выдано: 7 июля 1936 г.).
    • Генри Ф. Филлипс и Томас М. Фитцпатрик, «Отвертка», патент США №. 2 046 840 (подана: 15 января 1935 г.; выдана: 7 июля 1936 г.).
  28. ^ Рыбчинский 2000 , с. 104.
  29. ^ «Каталог шурупов и саморезов для листового металла Faster Superstore» .
  30. ^ Перейти обратно: а б Уайт, Кристофер. «Наблюдения за развитием шурупов по дереву в Северной Америке» (PDF) .
  31. ^ Моксон, Джозеф (1703). Механические упражнения: или учение о подручных работах . Мендхэм, Нью-Джерси.
  32. ^ «Изготовление шурупов по дереву XVIII века» .
  33. ^ «Железный век, том 44» . 1889.
  34. ^ Оберг и др. 2000 , стр. 1568–1598.
  35. ^ «Текст Закона о качестве крепежных изделий» . Национальный институт стандартов и технологий. Архивировано из оригинала 21 июля 2011 г.
  36. ^ B18.2.1 - Болты и винты с квадратной и шестигранной головкой, 1996 г., дюймовая серия - Книга для печати
  37. ^ «болт-болт» . autorepair.com Глоссарий . Архивировано из оригинала 23 июля 2011 г. Проверено 13 января 2009 г.
  38. ^ «головной болт» . autozone.com Глоссарий . Архивировано из оригинала 2 мая 2010 г. Проверено 13 октября 2010 г.
  39. ^ Оберг и др. 2000 , с. 1497.
  40. ^ Перейти обратно: а б Митчелл, Джордж (1995). Плотницкие и столярные изделия (3-е изд.). Cengage Обучение. п. 205. ИСБН  978-1-84480-079-7 .
  41. ^ «Метрический справочник» . Архивировано из оригинала 31 октября 2007 г. Проверено 6 июня 2009 г.
  42. ^ «Механические свойства болтов, винтов и шпилек в соответствии с DIN-ISO 898, часть 1» (PDF) . Проверено 6 июня 2009 г.
  43. ^ Перейти обратно: а б с «Маркировка болтов и таблица прочности» . Проверено 29 мая 2009 г.
  44. ^ Перейти обратно: а б «АСТМ Ф568М-07» . 2007 . Проверено 6 июня 2009 г.
  45. ^ Перейти обратно: а б с д «Метрический конструктивный крепеж» . Архивировано из оригинала 21 апреля 1999 г. Проверено 6 июня 2009 г.
  46. ^ Перейти обратно: а б «АСТМ А325М-09» . Проверено 13 июня 2009 г.
  47. ^ Перейти обратно: а б «АСТМ А490М-09» . 2009 . Проверено 6 июня 2009 г.
  48. ^ «Механические способы соединения» . Проверено 6 июня 2009 г.
  49. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я «Маркировка марок: болты из углеродистой стали» . Проверено 30 мая 2009 г.
  50. ^ Перейти обратно: а б с д и ж «Аппаратное обеспечение массовое — Техническая информация» . Проверено 30 мая 2009 г.
  51. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час «Маркировка классов ASTM, SAE и ISO и механические свойства стальных крепежных изделий» . Проверено 6 июня 2009 г.
  52. ^ Перейти обратно: а б с «Идентификационная маркировка крепежа» (PDF) . Проверено 23 июня 2009 г.
  53. ^ Перейти обратно: а б Для обозначения материала, устойчивого к атмосферной коррозии, могут использоваться другие маркировки.
  54. ^ Перейти обратно: а б с «Техническое справочное руководство по крепежу» (PDF) . Проверено 30 апреля 2010 г.
  55. ^ «Резьбовые системы» (PDF) . Проверка резьбы . Архивировано (PDF) из оригинала 2 февраля 2023 г.
  56. ^ Бреннер, Гарри С. (1977). Пармли, Роберт О. (ред.). Стандартный справочник по креплению и соединению (5-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. Глава 1, стр. 10. ISBN  0-07-048511-9 .
  57. ^ « Как распознать болты метрической системы и SAE. Архивировано 25 сентября 2018 г. в Wayback Machine », Chilton DIY, дата обращения 26 апреля 2016 г.
  58. ^ «Стандарты SAE для знаний и решений в области мобильности» . САЭ Интернешнл . Проверено 20 февраля 2023 г.
  59. ^ Оберг и др. 2000 , с. 1492.
  60. ^ "винт" . Кембриджский словарь американского английского . Издательство Кембриджского университета. Архивировано из оригинала 6 декабря 2008 г. Проверено 3 декабря 2008 г.
  61. ^ "винт" . все слова . Проверено 3 декабря 2008 г.
  62. ^ «болт» . Интернет-словарь Мерриам Вебстер . Проверено 3 декабря 2008 г.
  63. ^ «болт» . Компактный Оксфордский словарь английского языка . Оксфорд. Архивировано из оригинала 6 января 2005 года . Проверено 3 декабря 2008 г.
  64. ^ «болт» . Кембриджский словарь для продвинутых учащихся . Издательство Кембриджского университета. Архивировано из оригинала 6 декабря 2008 г. Проверено 3 декабря 2008 г.
  65. ^ «Как пользоваться инструментами и производить ремонт» . Энциклопедия автомобилей и бензиновых двигателей Дайка . А. Л. Дайк. 1919. с. 701 . Проверено 13 января 2009 г.
  66. ^ «Что должен знать каждый член профессионального сообщества: отличие болтов от винтов» . Публикация по информированному соблюдению требований (изд. 2011–2002 гг.). Вашингтон, округ Колумбия, США: Агентство таможни и пограничного контроля США (CBP). Июль 2012.

Общие и цитируемые ссылки

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 91426071a3e980c84a3946022f5844b4__1717788120
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/91/b4/91426071a3e980c84a3946022f5844b4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Screw - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)