Шпилька против болта

[zykov]

Mihaylo в сообщении #1590075 писал(а):

который выдерживает нагрузку не только на сжатие, но и на срез

А кто тогда выдерживает нагрузку на растяжение?

[sergey zhukov]

Всегда были интересны примеры того, как удаление части материала приводит к увеличению прочности конструкции (а добавление материала, соответственно, к снижению). Я думаю, многим это кажется контринтуитивным.

Скажем, если сделать надрез на стержне, то он станет слабее на разрыв (это не вызывает вопросов). Но если наварить на него две полосы металла так, чтобы между их торцами осталась щель (по сути, более толстый стержень с надрезом), то от этого наваривания материала исходный стержень опять же станет слабее (это уже выглядит более странным).

Если на стержне сделать один виток резьбы, он ослабиться. Но если нарезать на нем резьбу по всей длине, то он снова станет прочнее (при правильной заделке концов).

Простое поднутрение гайки (по сути, вырезание круговой канавки на гайке) делает соединение гайка-болт прочнее на разрыв.

Т.е. принцип "чем толще-тем прочнее" не всегда работает. Нужно, чтобы материала было не только много, но и чтобы он был нагружен правильно и равномерно. Если добавление материала ведет к перекосу в распределении напряжений, то его лучше не добавлять.

[Mihaylo]

zykov в сообщении #1590078 писал(а):

А кто тогда выдерживает нагрузку на растяжение?

Мне следовало написать "растяжение" вместо "сжатие".
Короче, болт - это винт с гарантированными характеристиками на растяжение и срез, соответственно всегда присутствует гайка, ибо болтовое соединение целиком должно быть гарантированным/просчитываемым. Если вы метчиком делаете резьбу в соединяемой детали, то никакой гарантии нет и быть не может.
Однако могут быть винты с гайками без какой-либо характеристики (т.е. не болты).
Головка болта всегда мощная и рассчитана под мощный инструмент, иначе смысл всего теряется.

Порассуждаю про шпильку vs болт. Это уже ИМХО. Шпилька с двумя гайками имеет преимущество перед болтом с гайкой, в том смысле, что такое соединение можно подтягивать с обеих сторон, даже если заклинило.

[sergey zhukov]

Mihaylo в сообщении #1590083 писал(а):

Шпилька с двумя гайками имеет преимущество перед болтом с гайкой, в том смысле, что такое соединение можно подтягивать с обеих сторон, даже если заклинило.

Вот это и есть обычное объяснение, которое я всегда слышу. Кажется, это только часть ответа, и даже не самая важная.

[wrest]

Mihaylo в сообщении #1590083 писал(а):

Однако могут быть винты с гайками без какой-либо характеристики (т.е. не болты).
Головка болта всегда мощная и рассчитана под мощный инструмент, иначе смысл всего теряется.

Ну я вот читал по ссылке которую дал amon, а там

(Оффтоп)

Цитата:

По форме головки болты и винты бывают с шестигранной головкой (рис. 15, а), квадратной (рис. 15, б), цилиндрической (рис. 15, в), полукруглой (рис. 15, г), по­тайной (рис. 15, д) с углублением под шестигранный ключ (рис. 15, е) или специальную отвертку (рис. 15, ж). Имеются и другие конструкции головок.

Болты, как правило, имеют головку, захватываемую снаружи инстру­ментом — гаечным ключом, рис. 15, а, б, винты — специальным торцо­вым ключом (рис. 15, в—ж) и с головками, препятствующими провороту винта.

Рис. 15. Виды болтов и винтов
Концы болтов и винтов выполняют плоскими (рис. 16, а), с кониче­ской фаской (рис. 16, б) или сферическими (рис. 16, в).

Рис. 16. Конструктивные эле­менты болтов, винтов и шпилек
В зависимости от формы стержня болты и винты бывают с нормальным стержнем (рис. 17,а); с подголовком (рис.17,б); с точно обработанным утолщенным стержнем для постановки без зазора в отверстие из-под развертки (рис.17, в); со стержнем уменьшенного диаметра ненарезанной части для повышения упругой податливости и выносливости при динамических нагрузках (рис.17, г).

Рис. 17. Формы стержня болтов и винтов

То есть болты и винты могут быть любой формы, с любыми головками, стержнями и концами. "Как правило" болты делают под накидной ключ а винты под отвертку. Но как я понял, по это границе разделения нет, иначе были бы раздельные картинки для болтов и винтов.
Если у вас есть какой-то "официальный" классификатор - приведите.

[zykov]

На википедии написано:

Цитата:

Соединение деталей с помощью винта и гайки называются болтовыми, а предназначенные для них винты, соответственно, болтами.

[wrest]

В общем, винт это любой стержень с резьбой и каким-то захватом для стопорения или закручивания. Стержень с резьбой но без захвата - шпилька. Я так понимаю, что даже шурупы это просто виды винтов

Цитата:

Широко употребляемое сокращённое название винтов «саморез», конечно, неверное. В технической литературе и документации надо писать «Винт самонарезающий».

[sergey zhukov]

Похоже, различие между болтом и винтом - не особо интересный вопрос. Примерно такой же, как разница между половником и поварешкой.

[zykov]

sergey zhukov
Винт - это довольно широкое понятие. Причем не ограничивающееся крепежом.
А болт - довольно узкое (смотри "болтовое соединение").
(Ну и в английском "bolt" имеет и другие значения, как стрела арбалета например и много чего ещё.)

[Mihaylo]

wrest в сообщении #1590090 писал(а):

Если у вас есть какой-то "официальный" классификатор - приведите.

Официальные классификаторы (ГОСТы) просто говорят: "Вот вам болт, вот его характеристики растяжения и среза, размеры, формы головки и т.д.". Вы думаете, что все дело в форме головки, а на самом деле важное здесь - стандартизированный класс прочности, например, 8.8.

[amon]

sergey zhukov в сообщении #1590016 писал(а):

Кое-где говорится, что в месте перехода тела болта в его шляпку возникает концентрация напряжений, и это минус болта.

В моей практике шляпку болта срезало только если болт испытывал многократные сдвиговые нагрузки (держал от проворачивания торсион, причем отверстие под болт было прослаблено). Для соединения, работающего на растяжение, я каких-то преимуществ шпильки не вижу.

[Ilya33]

В технической литературе написано что при давлении до 1,6МПа можно использовать при сборке фланцевых соединений болты. При сборке фланцевых соединений работающих при давлении выше 1,6Мпа используются только шпильки, так как именно шпильки меют большее растягивающее усилие.

[sergey zhukov]

Сегодня услышал еще пару интересных мыслей по поводу болта и шпильки.

При откручивании шпильки может получиться так, что начнет откручиваться не та гайка, которую нужно открутить (по условиям вытаскивания шпильки из фланца трубы, например). С болтом таких проблем быть не может: если его смогли вставить при сборке, то (при условии, что гайка вообще откручивается) его всегда можно будет вытащить при разборке. Со шпилькой это может быть сложнее: если раньше открутится не та гайка, шпильку (возможно) нельзя будет вытащить, пока не открутишь вторую гайку (что не так-то просто сделать, когда одна гайка уже откручена).

И еще. На больших трубопроводах возможна ситуация перекоса фланцев, закусывания тела болта/шпильки перекошенными фланцами. Если такое произойдет, то подтягивание гайки только с одной стороны (для болта) не дает такого же эффекта, как подтягивание обоих гаек с двух сторон (для шпильки). Возможно, в этом и состоит смысл использования шпилек на трубопроводах большого диаметра.

Наконец, возможно, что технология производства шпилек просто несколько другая (за счет того, что шляпку делать не нужно) и позволяет делать их прочнее болтов из тех же материалов. Обычно при растяжении болта первым отрывается место с гайкой (а не со шляпкой). Это вроде как аргумент в пользу того, что шляпка надежней гайки. Но, возможно, что у шпильки место соединения с гайкой прочнее, чем даже шляпка у болта (и еще прочнее, чем место соединения с гайкой у болта).