Различные типы крепежа, используемые в производстве: винты, болты и др.

Крепежные детали играют решающую роль в проектировании , производстве и сборке деталей . Эти маленькие элементы оборудования просты и недороги, но без них нам было бы сложно производить многие важные вещи: мебель, архитектурные конструкции, компьютеры, полы, автомобили и многое другое.

Роль застежки — механическое соединение двух или более компонентов. Вы можете соединять компоненты разными способами, но уникальность крепежа в том, что они обычно (хотя и не всегда) создают непостоянные соединения .

Крепежные элементы встречаются повсеместно, и вы будете сталкиваться со многими из них каждый день. Некоторые из наиболее распространенных типов промышленных металлических застежек :

• Винты
• Орехи
• Болты
• Заклепки
• Резьбовые вставки и стержни
• Шайбы

Однако в категорию крепежных изделий также входят метизы, используемые вне промышленности, такие как гвозди для самостоятельной работы и деревообработки; пуговицы, пряжки и молнии для одежды; колышки и кабельные стяжки для домашнего использования; и скобы, булавки и скрепки для офисных задач.

Все эти типы застежек работают немного по-разному механически, но все они используются при соединении или сборке объектов. За некоторыми исключениями, большинство промышленных крепежных изделий изготавливаются из металла, обычно из стали (нержавеющая сталь, углеродистая сталь, легированная сталь), алюминия или титана. Многие детали, которые  производят , в том числе механически обработанные , формованные и детали из листового металла , в конечном итоге собираются с использованием крепежных элементов.

В этом руководстве подробно рассматриваются различные виды застежек и объясняется, как они работают и как их использовать . Это может быть полезно для наших клиентов, занимающихся прототипированием, которые разрабатывают многокомпонентные продукты, требующие сборки с помощью крепежных элементов.

Что такое застежка?

Крепеж — это общий термин для элемента оборудования, часто сделанного из металла, такого как сталь, который используется для механического соединения двух компонентов.

Крепежные детали, которые включают в себя такие элементы, как винты, гайки и болты, обычно создают непостоянные соединения ; то есть соединение можно разорвать, не повредив ни один из компонентов. Вы можете соединить два компонента с помощью застежки, а затем когда-нибудь удалить застежку и разделить два компонента, не повредив их. Например, винт со временем можно удалить с помощью отвертки; гайку можно снять с помощью гаечного ключа. Сравните это, например, со сваркой, склеиванием или пайкой компонентов вместе: когда это происходит, компоненты нельзя легко разделить.

При этом некоторые застежки, такие как заклепки, образуют неразъемные соединения и не предназначены для расстегивания.

Большинство застежек имеют небольшие размеры, их диаметр измеряется миллиметрами. Однако устройства значительно большего размера могут использоваться в таких областях, как судостроение, трубопроводы и энергетика. Застежка определяется ее функцией механического соединения двух или более компонентов , а не размером, материалом или областью применения.

Доступно множество различных типов застежек. Некоторые из наиболее распространенных металлических крепежей для промышленности и производства перечислены ниже.

Крепежные материалы

Из чего сделаны застежки?

Лучшие материалы для производства крепежа включают стали (нержавеющая сталь, углеродистая сталь, легированная сталь), алюминий, титан, медь, латунь, никель и различные сплавы. Обычные нержавеющие стали, используемые для промышленных крепежных изделий, включают серии 200, 300 и 400.

Крепежные детали также могут быть покрыты другими материалами для дополнительной функциональности, например коррозионной стойкости или электроизоляции. Обычные покрытия и покрытия включают хром и цинк.

С какими материалами можно использовать крепеж?

Для разных материалов используются разные типы промышленных креплений, при этом некоторые крепежи разработаны специально для одного материала, например, шурупы для дерева (дерево) или анкерные болты (бетон).

Стандарты крепежа

Американское общество инженеров-механиков (ASME) в настоящее время имеет 66 действующих опубликованных стандартов под обозначением B18 для крепежных изделий. Стандарты, ориентированные на качество, «устанавливают требования к производственному и окончательному контролю для изделий крепежа» и предоставляют «план приемочного контроля для покупателей крепежа».

Стандарты ASME включают:

• B18.1.1: Маленькие заклепки
• B18.1.2: Большие заклепки
• B18.2.3.1M: Болты с шестигранной головкой и метрической головкой
• B18.3 Торцевая крышка, плечо, установочные винты и шестигранные ключи
• B18.6.1 Шурупы для дерева
• B18.6.2 Винты с головкой под ключ, установочные винты с квадратной головкой и установочные винты без головки с прорезью
• B18.6.3 Крепежные винты, саморезы и металлические приводные винты
• B18.6.9: барашковые гайки
• B18.18 Обеспечение качества крепежных изделий

Винты

Винтовые крепления, обычно изготовленные из металла, представляют собой крепежные детали с наружной наружной резьбой (выступы на винтовой поверхности), которые входят в зацепление с внутренней резьбой в компонентах, которые они скрепляют.

Отличительной особенностью винтов является то, что они часто бывают самонарезающими или самонарезающими: у них есть острый конец, который врезается в поверхность детали; когда винт вращается, он врезает внутреннюю резьбу в компонент и позволяет выполнить соединение. Винты часто представляют собой отдельные крепежные детали, поскольку они соединяются с самим компонентом.

Винты аналогичны по функциям болтам, но болты обычно не самонарезающие; у них обычно есть тупые концы, и внутренняя резьба в компонентах должна выполняться другими способами.

Однако сбивает с толку то, что некоторые крепежные детали, которые технически являются винтами, в процессе использования были помечены как болты (и наоборот).

Типы винта

Существует множество различных типов винтов, подходящих для различных применений. Некоторые из наиболее распространенных типов винтов:

Винты для листового металла : очень острые самонарезающие винты, которые могут пробить листовой металл , а также дерево и пластик.
Крепежные винты : устанавливаемые в предварительно просверленные отверстия, крепежные винты имеют точную мелкую резьбу и наиболее широко используются в компонентах машин.
Винты с головкой под ключ : Винты с большой головкой, обычно используемые при сборке оборудования, например, бытовой техники.
Винты с проушиной: иногда называемые винтами с ушком, эти винты имеют закругленную головку, через которую можно продеть стропы.
Стяжные винты : длинные оцинкованные винты с резьбой до вала, в основном используются в деревообработке.
Шурупы по дереву : обычные шурупы с острым концом, используемые в деревообработке.
Типы винтовой передачи
Винты также можно разделить на категории по конструкции привода: для заворачивания или удаления разных винтов требуются разные инструменты.

Типы винтовых приводов включают:

• Прорезанный
• Трехконечный
• Крестообразная форма (например, Филлипс)
• Внешний многоугольник
• Внутренний многоугольник (например, шестигранник / шестигранник)
• Шестишечный

Одинарный болт

Как и винты, болты представляют собой крепежные детали с наружной наружной резьбой, которые используются для соединения двух или более компонентов.

Однако, в отличие от винтов, болты требуют предварительно отформованной внутренней резьбы для зацепления. Они не являются самопоточными; вместо этого внутренняя резьба часто принадлежит гайке. Болты (с наружной резьбой) и гайки (с внутренней резьбой) используются вместе для соединения компонентов с отверстиями без резьбы, и такое соединение называется болтовым соединением.

При использовании в сочетании с гайками крепежные детали болта работают со сквозными отверстиями (то есть отверстиями, которые проходят через весь материал объекта), с головкой болта с одной стороны и гайкой с другой. С другой стороны, винты часто используются для изготовления глухих отверстий; они проникают сквозь материал только частично.

Типы болта

Есть много разных типов болтов, подходящих для разных применений. Некоторые из наиболее распространенных типов болтов:

Болты с шестигранной головкой : Болты с резьбой с шестигранной головкой, которые могут иметь участок без резьбы непосредственно под головкой.

Сек-болты : иногда называемые чикагским болтом, цилиндрическим болтом или цилиндрической гайкой, эти болты на самом деле являются одновременно болтами и гайками, состоящими из цилиндра с внутренней резьбой и винта с наружной резьбой.

U-образные болты : U-образные крепежные детали с двумя параллельными резьбовыми концами, используемые для удержания на месте таких предметов, как трубопроводы.

Глазные болты : Болты с зацикленной головкой , через которую линии могут быть с резьбой.

Вагонные болты : резьбовые болты с округлой головкой грибной для предотвращения поворота и квадратной шеей непосредственно ниже.

Гайки

Гайки — это крепежные детали с внутренними резьбовыми отверстиями, которые обычно используются с соответствующим болтом для образования болтового соединения. Система соединения гаек и болтов предназначена для соединения компонентов с отверстиями без резьбы.

Гайки и болты обычно остаются надежными из-за трения, сжатия и небольшого растяжения болта. Однако соединение может быть нежелательно ослаблено во время работы с высоким уровнем вибрации. В этом случае для фиксации гайки можно использовать стопорную гайку или фиксирующую жидкость, или к болту можно добавить вторую гайку.

В то время как внутренняя часть гайки имеет резьбу, внешняя сторона может принимать разные формы, в зависимости от того, будет ли она вращаться вручную или с помощью гаечного ключа, а также от различных других факторов.

Существует много разных типов гаек, подходящих для разных областей применения. Некоторые из наиболее распространенных типов орехов:

Желудевые гайки : иногда называемые колпачковыми гайками, эти крепежные детали имеют выпуклую форму с одной стороны, чтобы закрыть конец болта.

Приварные гайки : разработаны таким образом, чтобы одна сторона могла быть приварена к другому металлическому компоненту.

Шестигранные гайки : обычные крепежные детали с шестигранной наружной поверхностью для облегчения завинчивания.

Барашковые гайки : гайки с крыльчатыми формами с каждой стороны, чтобы их можно было легко поворачивать вручную без инструментов.

Цилиндрические гайки : см. «Половые болты» выше .

Заклепки

Заклепки — это крепежные детали, которые обычно имеют гладкий стержень и не имеют резьбы. Заклепка имеет головку на одном конце и хвост на другом.

Для работы в качестве застежки заклепка помещается в отверстие, затем с помощью механической силы ее хвост «опрокидывается», заставляя ее расширяться примерно до 1,5 диаметра вала и создавать соединение. После того, как заклепка была отвернута, она фактически имеет две головки: оригинальную заводскую головку и новую головку магазина.

В отличие от винтов, резьбы и болтов, заклепки создают прочное соединение: если хвост опрокинулся, его нельзя вернуть в исходное состояние. Таким образом, заклепочные соединения гораздо труднее отделить, чем непостоянные соединения, такие как болтовые соединения.

Виды заклепок

Есть много разных типов заклепок, подходящих для разных применений. Некоторые из наиболее распространенных типов заклепок:

Заклепки : также известные как глухие заклепки, эти заклепки имеют трубчатую форму и имеют центральный стержень с ослабленным участком возле головки (где он может быть отломан).

Цельные заклепки : простые крепежные детали с стержнем и головкой, которые можно деформировать с помощью заклепочного пистолета или молотка.

Полутрубчатые заклепки : как сплошные заклепки, но с частичным отверстием на конце, которое снижает усилие, необходимое для его опрокидывания.

Крепеж с резьбой

Помимо винтов, болтов и гаек, существуют другие типы резьбовых крепежных элементов, которые используются более специализированно.

Резьбовой вставка (или резьбовая втулка) представляет собой крепежный элемент с внутренними (а иногда внешними) нитями , которые вставляют в материал , который обычно не может принимать поток — либо потому , что она слишком мягкая, или потому , что существующее резьбовое отверстие становится раздела. Он действует как анкер для гипсокартона, используемый для установки стеллажа. Металлические резьбовые вставки могут быть установлены в формованные пластмассовые детали путем заливки вставки вокруг втулки.

Резьбовой стержень (или шпилька) является застежкой сродни болт , но с резьбой на обоих концах, без головы. Резьбовой стержень, предназначенный для использования при растяжении, может принимать гайку на обоих концах.

Шайбы

Одинарная шайба

Хотя с технической точки зрения шайбы сами по себе не являются крепежными элементами, шайбы представляют собой элементы оборудования, которые используются вместе с такими крепежными деталями, как гайки и болты.

Шайба — это тонкая пластина с отверстием в центре, используемая в качестве проставки, распределителя нагрузки, фиксатора или гасителя колебаний. Шайбы обычно круглые, но могут иметь и квадратную форму.

Шайбы предотвращают прямой контакт крепежа с компонентом и, следовательно, могут защитить поверхность компонента.