Винт — резьбовое соединение¶

Винт — вид резьбового крепежного элемента в форме тела вращения, имеющего наружную (спиральную) резьбу, предназначенный для соединения деталей и передачи усилия. Винт является одним из наиболее распространённых элементов машинного строительства и строительных конструкций; наряду с гайкой и шайбой он формирует разборное резьбовое соединение. Термин «винт» употребляется и в более широком смысле — как обозначение любого тела вращения со спиральной поверхностью, включая винты Архимеда, приводные и регулировочные винты.

¶Классификация

Винты классифицируют по нескольким признакам.

По назначению:

• Крепёжные — для соединения деталей (например, болты, винты с головкой под отвёртку).
• Конструктивные — элементы конструкций, воспринимающие нагрузку (например, винтовые сваи).
• Кинематические — преобразуют вращательное движение в поступательное (ходовые винты).
• Регулировочные — для точной установки положения элементов.
• Зажимные — для фиксации деталей в приспособлениях.

По типу резьбы:

• Метрическая — с углом профиля 60°, обозначается в миллиметрах (М6, М8, М12).
• Дюймовая — с углом профиля 55° (Whitworth) или 60° (UNC/UNF), применяется в трубных соединениях и в старом оборудовании.
• Трубная коническая — для герметичных соединений трубопроводов.
• Специальная — трапецеидальная, упорная, круглая и другие, применяемые в передачах и приводах.

По форме головки:

• Шестигранная — под гаечный ключ или головку.
• Цилиндрическая — под отвёртку, с прямым, крестовым или шестигранным шлицем.
• Полукруглая, потайная, сферическая — для различных условий монтажа.
• Без головки — шпильки и стержни с резьбой на одном или обоих концах.

По степени прочности винты делятся на классы (например, 4.6, 5.8, 8.8, 10.9, 12.9), определяемые пределом прочности и текучести материала.

¶Устройство и размеры

Основные элементы винта:

• Стержень — цилиндрическая часть, несущая резьбу.
• Резьбовая часть — спиральная нарезка заданного профиля и шага.
• Головка — элемент для передачи крутящего момента и ограничения посадки.
• Шлиц — паз в головке под отвёртку или шестигранный ключ.

Основные размеры винта — номинальный диаметр резьбы (внешний), шаг (расстояние между витками по оси), длина стержня и длина резьбовой части. В машиностроении применяются системы ISO, ГОСТ (ГОСТ 1144, ГОСТ 14812 и другие), а также национальные стандарты ANSI/ASME, DIN.

¶Материалы

Винты изготавливают из:

• Углеродистых и легированных сталей — наиболее распространённый вариант, обеспечивающий высокую прочность.
• Нержавеющих сталей (A2, A4) — для коррозионно-стойких соединений.
• Латуни и бронзы — для антикоррозийных и искробезопасных применений.
• Титановых сплавов — в авиации и спортивном оборудовании.
• Полимеров — в приборостроении и бытовой технике.

Поверхностное покрытие (цинкование, фосфатирование, оксидирование, гальваника) повышает коррозионную стойкость и улучшает монтажные характеристики.

¶Винтовое соединение

Винтовое соединение работает преимущественно на растяжение и срез, воспринимая нагрузки за счёт сил трения между сопряжёнными поверхностями под головкой и гайкой. Для предотвращения самоотвинчивания применяют шайбы (обычные, пружинные Гровера, стопорные), контргайки, фиксаторы резьбы и деформационные методы.

Затяжка винта характеризуется моментом, который должен обеспечивать необходимое предварительное натяжение без пластической деформации резьбы. Чрезмерная затяжка приводит к срыву резьбы или разрушению винта, недостаточная — к ослаблению соединения под нагрузкой.

¶Винтовые передачи

В кинематике винт является основным элементом винтовой передачи, преобразующей вращательное движение в поступательное. Основные типы:

• Ходовой винт — с трапецеидальной резьбой, применяется в станках (суппортах, салазках).
• Винтовая пара «винт — гайка» — используется в домкратах, прессах, шпинделях металлорежущих станков.
• Винт Архимеда — древний гидравлический подъёмник, применяемый и по сей день для перекачки жидкостей и транспортировки сыпучих материалов.

¶Винтовые сваи

В строительстве винтовые сваи (винтовые опоры) представляют собой стальные стержни с лопастью в нижней части, закручиваемые в грунт. Применяются для лёгких зданий, опор ЛЭП, пирсов и временных конструкций. Технология позволяет выполнять монтаж без земляных работ и бетонирования.

¶История

Принцип винта описан Архимедом (III век до н. э.) в контексте винтового подъёмника. В XVI–XVII веках винт получил распространение в качестве крепёжного элемента, а массовое производство стало возможным после внедрения винторезных станков в конце XVIII — начале XIX века. Стандартизация резьб началась в конце XIX века и продолжается по сей день (ISO, ГОСТ).

¶См. также

• Болт
• Гайка
• Резьба (механика)
• Шпилька

¶Источники

• ГОСТ 1144-80. Винты и шурупы с полукруглой головкой.
• ГОСТ 14812-80. Винты с шестигранной головкой.
• Справочник машиностроителя, т. 3.
• Блондарь В. И. Детали машин.