Болт против винта: в чем настоящая разница и когда следует использовать каждый?

Вы, вероятно, взяли любой крепеж, который был в ящике с инструментами, не задумываясь. Так делают большинство людей. Но если вы строите террасу, собираете оборудование или указываете детали для строительного проекта, неправильный выбор может быть не просто неудобством — он действительно может поставить под угрозу безопасность и целостность всей работы. Вопрос о различии между болтом и винтом старше, чем многие думают, и он по-прежнему сбивает с толку как опытных строителей, так и любителей DIY.

Краткий ответ: болт предназначен для использования с гайкой, затягивается с помощью гайки; винт предназначен для прямого ввинчивания в материал, затягивается за счет кручения головки. Но настоящая разница идет гораздо глубже — дизайн резьбы, прочность на срез, распределение нагрузки, совместимость с материалами и контекст применения все играют роль в том, когда каждый крепеж действительно уместен.[fastenermart]​

Это руководство ясно и честно объясняет все, включая случаи, когда граница между болтом и винтом становится действительно размытой.

Болт против винта: определения, которые действительно важны

Начнем с официального стандарта. Согласно ANSI/ASME B18.2.1, цитируемому таможенной службой и пограничной службой для целей классификации:[wilsongarner]​

• Болт: Крепеж с внешней резьбой, предназначенный для вставки через отверстия в собранных деталях, и обычно предназначенный для затяжки или ослабления с помощью кручения гайкой.

• Винт: Крепеж с внешней резьбой, способный быть вставленным в отверстия в собранных деталях, зацепляться за предварительно нарезанную внутреннюю резьбу или формировать свою собственную, и затягиваться или ослабляться за счет кручения головки.

Это одно различие — место приложения крутящего момента — является самым четким функциональным разделителем. Болт использует в паре с гайкой для зажима деталей. Винт зацепляется за сам материал, либо ввинчиваясь в предварительно нарезанное отверстие, либо прорезая свой путь самостоятельно.[fastenermart]​

Вот где становится интересно: в повседневной речи люди постоянно называют винты с шестигранной головкой «болтами». И технически многие из них используются как болты при использовании с гайкой — хотя они изначально изготовлены как винты. Строительная индустрия не всегда делает это легко.

Физические различия: на что обращать внимание

Знание определения полезно. Умение отличить их на глаз в полевых условиях еще полезнее. Вот как эти два типа действительно отличаются на физическом уровне:

Гладкая шейка болта не случайна. Этот незатянутый участок расположен по линие среза — точке соприкосновения двух частей — и обеспечивает значительно большую сопротивляемость боковым (срезным) силам, чем полностью нарезанный крепеж. При соединении конструкционной стали или закреплении тяжелой техники именно это различие в прочности на срез является причиной, по которой инженеры выбирают болты вместо винтов каждый раз.[fastenright]​

Типы болтов и винтов: больше разнообразия, чем кажется

Обе категории содержат достаточно широкий диапазон подтипов, что целые каталоги посвящены им. Вот рабочий обзор:

Распространенные типы болтов

• Шестигранный болт — Рабочая лошадка строительных конструкций. Широкая, плоская шестигранная головка; частично нарезанный; используется с гайкой и шайбой. Стандарт в стальных каркасах, мостостроении и тяжелой технике.[componentsolutionsgroup]​

• Болт-вагончик — Гладкая куполообразная головка с квадратной шейкой под ней. Квадратная шейка вгрызается в дерево, чтобы предотвратить вращение при затяжке гайки. Распространен в соединениях дерево-дерево и дерево-металл.[componentsolutionsgroup]​

• Структурный болт (ASTM A325/A490) — Термически обработанные болты высокой прочности для несущих конструкций из конструкционной стали, регулируются строительными нормами. Не взаимозаменяемы со стандартными шестигранными болтами в сертифицированных соединениях.[componentsolutionsgroup]​

• Глазковый болт — Имеет петлю на одном конце; используется для подъема, такелажа и крепления кабелей.

• U-образный болт — U-образный; используется для закрепления труб, шлангов или круглых поверхностей.[boltdepot]​

• J-образный болт — J-образный; используется в анкерных приложениях, особенно в бетонных фундаментах.

• Болт плечевой — Также называется стриппер-болт; имеет прецизионное гладкое плечо, которое служит точкой поворота в сборках.[boltdepot]​

Распространённые типы винтов

• Деревянная винтовка — Конусное тело с острым концом; частично нарезанная резьба; предназначена для врезания в дерево без предварительного сверления в большинстве случаев.

• Машинная винтовка — Полностью нарезанная с однородным телом; требует нарезанного отверстия или гайки. Широко используется в электронике, бытовой технике и легком оборудовании.[donghefastener]​

• Листовая металлическая винтовка — Полностью нарезанная с острым концом; самонарезающаяся в тонкий металлический лист без предварительного нарезания резьбы.

• Самонарезающая винтовка (Тек винт) — Имеет наконечник с сверлом, который сверлит собственное отверстие перед нарезанием резьбы. Полностью исключает этап предварительного сверления.

• Бетонная винтовка — Закаленная винтовка, которая нарезает резьбу непосредственно в бетон после сверления пилотного отверстия (например, Tapcon).

• Анкерный болт — Также иногда называется анкерным болтом; имеет шестигранную головку и вбивается в дерево или камень с помощью ключа. Технически является винтом, несмотря на распространённое название.

• Винтовка для настила — Покрыта для защиты от коррозии; оптимизирована для наружных деревянных и композитных настилов.

Болт против винта: сравнение характеристик

Когда возникает необходимость принять решение — к которому из них вы действительно тянетесь? Вот технические факторы, которые должны определить этот выбор:

Один момент, на который стоит обратить внимание: выбор между болтом и винтом не всегда связан с абсолютной прочностью Правильно подобранный деревянный винт в выдержанную тверду древесину может выдержать больше при прямом вытягивании, чем болт через тонкую фанеру. Контекст — тип материала, направление нагрузки, доступ и ожидаемые условия эксплуатации — должен определять решение каждый раз[essentracomponents]​

Материалы и покрытия: из чего изготовлен крепеж имеет значение

Дебаты о болте и винте не заканчиваются на резьбе. Оба бывают из различных материалов, и использование неправильного ускоряет коррозию, вызывает гальванические реакции или просто ломается под нагрузкой

Распространённые материалы для крепежа:

• Болты из углеродистой стали Grade 5 / Grade 8 — Стандарт для общего конструкционного использования в России. Grade 8 (метрическая 10.9) обладает более высокой прочностью на растяжение; используется в автомобильной промышленности и тяжелом оборудовании

• Нержавеющая сталь (304 / 316) — Отличная коррозионная стойкость. 316 специально подходит для морских условий и химического воздействия, где 304 бы не справился[essentracomponents]​

• Цинкованная (электролитическая) сталь — Базовая защита от коррозии для внутренних или укрытых применений. Тонкое покрытие быстро изнашивается на улице

• Гальванизация горячим цинкованием — Толстое цинковое покрытие для наружных, контактных с землей или в бетоне применений. Единственное допустимое стандартное решение для соединений из обработанной под давлением древесины в большинстве строительных норм

• Закаленная легированная сталь — Используется для критически важных соединений, несущих нагрузку, в строительстве и промышленном оборудовании

Гальваническая коррозия — реальная опасность, которую часто игнорируют. Когда алюминиевый каркас сочетается со стальными крепежами в влажной среде — без изолирующего барьера — алюминий будет корродировать с ускоренной скоростью. Нержавеющая сталь — правильное сочетание для алюминиевых сборок, подвергающихся воздействию влаги[essentracomponents]​

Промышленные применения: где каждый крепеж действительно работает

Строительная и конструкционная сталь

Болт является доминирующим крепежом в конструкциях из стальной конструкции по одной простой причине: его можно контролировать натяжением во время установки. Высокопрочные конструкционные болты (ASTM A325 и A490) затягиваются с точным предварительным натяжением, создавая зажимающее соединение, которое распределяет нагрузку по контактным поверхностям, а не полагается только на сам крепеж. Винты просто не могут повторить это в стальных соединениях на строительном масштабе.[componentsolutionsgroup]​

Тем не менее, винты доминируют в деревянных каркасах, обшивке, гипсокартоне и настилах — в тех случаях, когда важна односторонняя установка, а сдвиговые нагрузки управляются всей стеной или половой системой.

Автомобильная промышленность и машиностроение

Современная сборка транспортных средств активно использует оба типа крепежа, и различия становятся тонкими. Болты головки цилиндров (технически часто называемые болтами или шпильками в зависимости от конфигурации) затягиваются с точными характеристиками, потому что недотягивание вызывает отказ прокладки головки блока цилиндров, а перетягивание — повреждение резьбы или деформацию головки. Машинные винты используются для внутренней отделки, монтажа электроники и мелких сборок.[donghefastener]​

Тяжелая техника — экскаваторы, промышленные прессы, конвейерные системы — использует высококачественные шестигранные болты для всех нагрузочных соединений. Обслуживание часто включает повторное затягивание или замену болтов по графику, что машинные винты в той же роли не могут делать многократно.[essentracomponents]​

Электроника и бытовая техника

Машинные винты повсюду в корпусах электроники, стойках для плат, креплении панелей и креплении радиаторов. Точность машинного винта в резьбовом отверстии обеспечивает стабильные значения крутящего момента в чувствительных сборках. Болты редко встречаются в этой области — отверстия для свободного прохода и двухсторонняя установка не подходят для компактных и плотных компоновок потребительской электроники.

Морская и уличная среда

Крепеж из нержавеющей стали 316 — как болты, так и винты — является стандартом в морском оборудовании благодаря своей превосходной стойкости к хлору. Винты из силиконового бронзы также широко используются в деревянном судостроении за их сочетание коррозионной стойкости и эстетической отделки. Решение о выборе болта или винта в морских условиях также сильно зависит от доступности: соединения под водой или у корпуса часто предпочтительнее черезболтовые соединения (болты с опорными пластинами), поскольку их можно обслуживать изнутри судна.[essentracomponents]​

Распространенные ошибки, которые стоят вам времени (а иногда и безопасности)

Это ошибки, которые повторяются — и большинство из них можно избежать, зная, на что обращать внимание:

Использование болта вместо винта (и наоборот):
Это кажется очевидным, но происходит. Кто-то заменяет болт-стяжку на проходной болт в соединении балконной доски, потому что это быстрее. Стяжной болт обеспечивает меньшую зажимающую силу и — что критично — не создает проходного соединения, которое требуют строительные нормы для этого соединения.[componentsolutionsgroup]​

Игнорирование шага резьбы:
Метрические и имперские крепежи выглядят одинаково на первый взгляд, но не вкрутятся друг в друга. Перекрутка повреждает как крепеж, так и материал. Всегда проверяйте шаг резьбы перед установкой.

Перетягивание винтов в мягких материалах:
Деревянные винты, вкрученные до уровня поверхности, — это нормально. Перекручивание — за пределы «плотного» в посадочной сверловке — сразу же начинает терять удерживающую силу. Резьба предназначена для захвата на определенной глубине; разрушение поверхностных волокон устраняет этот захват.

Смешивание нержавеющего крепежа с углеродистой сталью в морской среде:
Контакт нержавеющей стали и углеродистой стали с морской водой создает гальваническую ячейку. Углеродистая сталь быстро корродирует, иногда катастрофически. В морских условиях рекомендуется использовать материалы одного типа.[essentracomponents]​

Снятие голов через несовпадающие драйверы:
Отвертка с крестовым шлицем, которая хотя бы немного меньше размера винта, будет выскальзывать под нагрузкой и снимать выемку. Используйте правильный размер отвертки — это действительно важнее, чем многие думают, особенно с нержавеющими винтами, где головка сложнее выдолбить, если она сорвана.

Будущие тенденции: куда движется технология крепежных элементов

Различие между болтом и винтом никуда не исчезнет, но сами крепежи развиваются.

Умные крепежи и мониторинг крутящего момента: Промышленные болты всё чаще оснащаются встроенными датчиками, которые в реальном времени контролируют предварительное натяжение. Особенно активно это используется при строительстве ветряных турбин и обслуживании мостов, где периодическая повторная затяжка сотен конструкционных болтов — критическая операция по безопасности. Болты с датчиками передают данные о нагрузке постоянно, исключая необходимость ручных проверок.

Нек металлические крепежи, расширяющиеся в структурные роли: Болты и винты из углепластика (CFRP — углеродное волокно в полимерной матрице) уже используются в аэрокосмической и высокопроизводительной автомобильной промышленности, где важен вес и металлические крепежи добавляют неприемлемый вес. Ожидается, что в течение следующего десятилетия они перейдут в архитектурное остекление и легкие модульные конструкции.

Самовосстанавливающиеся резьбовые составы: Исследования микрокапсулированных клеев, интегрированных в покрытия резьб, показывают перспективы. Концепция: покрытие выделяет связующий агент только при сдвиге при ослаблении, эффективно самозаклинивая крепеж в ответ на вибрацию без необходимости нанесения фиксирующих средств при сборке.

Аддитивное производство (3D-печать) крепежных элементов: Заказные болты и винты сложной геометрии уже печатаются на 3D-принтерах из титана и высокопрочных сплавов для аэрокосмической и медицинской промышленности. Время изготовления, ранее составлявшее недели, сокращается до дней. По мере снижения стоимости металлической печати это распространится на промышленное обслуживание и специализированное строительство.

Переход к материалам, ориентированным на устойчивое развитие: Производители крепежа реагируют на требования закупщиков крупных строительных подрядчиков, которые требуют снижения встроенного углерода. Это вызывает интерес к стальным болтам с переработанным содержанием, био-композитным винтам для неструктурных применений и системам покрытий, исключающим хромат шестивалентный (все еще широко используемый в старых цинк-хроматных покрытиях).[essentracomponents]​

ЧАВО

Является ли лаговый болт болтом или винтом?
Несмотря на название, лаговый болт технически является винтом. Он имеет шестигранную головку и ввинчивается прямо в дерево или камень без гайки — что по определению ANSI делает его винтом. Название «болт» — чисто разговорное и закрепилось из-за его большого размера и вида шестигранной головки.[wilsongarner]​

Можно ли использовать болт без гайки?
Болт, ввинченный в предварительно нарезанное отверстие, технически функционирует как винт в этом применении. Многие капсульные винты (винты с шестигранной головкой) регулярно используются так. Однако стандартный проходной болт без гайки не обеспечивает зажима и не должен заменяться в спецификации соединения с болтом.[fastenermart]​

Что прочнее при вытягивании: болт или винт?
В древесине полностью резьбовой деревянный винт обычно превосходит гладкий болт по сопротивлению вытягиванию, потому что профиль полной резьбы зацепляется за большее количество древесных волокон. В металлических соединениях правильно затянутый болт создает значительно большую зажимающую силу и прочность на растяжение. Ответ всегда зависит от материала и области применения.[fastenright]​

Что означают «класс» или «группа» на маркировке крепежа?
Класс (США) и Группа (метрическая) указывают на предел прочности на растяжение и предел текучести крепежа. Класс 2 — это крепеж низкой прочности, обычно используемый. Класс 5 — средняя прочность (SAE), обозначается тремя радиальными линиями на головке. Класс 8 — высокая прочность, обозначается шестью радиальными линиями. Метрические классы 8.8 и 10.9 примерно соответствуют классам 5 и 8 соответственно. Никогда не заменяйте крепеж более низкого класса на более высокий в конструкциях или для обеспечения безопасности.[componentsolutionsgroup]​

Почему некоторые винты выглядят точно как болты?
Шестигранные головки винтов — самый распространенный источник путаницы. Они выглядят как болты, их часто называют болтами в повседневной речи, и они функционируют как болты, когда их используют с гайкой. Но при вкручивании в нарезанное отверстие без гайки они функционируют как винты. Один и тот же крепеж может работать как тот или иной тип в зависимости от метода установки — именно поэтому официальные определения сосредоточены на том, как они используются, а не только на их внешнем виде.wilsongarner+1

Авторитетные внешние источники

Следующие источники были использованы при подготовке этого руководства и рекомендуются для дальнейшего изучения:

1. Болты и винты — в чем разница? — Fastenright
   https://www.fastenright.com/blog/bolts-and-screws-what-is-the-difference[fastenright]​

2. Болты и винты: в чем разница и когда использовать каждый — Essentra Components
   https://www.essentracomponents.com/en-us/news/solutions/fastening-components/bolts-vs-screws[essentracomponents]​

3. Разница между болтом и винтом — Wilson-Garner
   https://wilsongarner.com/the-difference-between-a-bolt-and-a-screw/[wilsongarner]​

4. Типы строительного крепежа — Component Solutions Group
   https://www.componentsolutionsgroup.com/blog/types-of-construction-fasteners/[componentsolutionsgroup]​

5. Понимание болтов и винтов — FastenerMart
   https://www.fastenermart.com/understanding-bolts-and-screws.html[fastenermart]​