Винтът е крепежен елемент с цилиндрична, конусовидна или близка до тях форма и разположен около тази форма ръб с формата на винтова линия, наричан външна резба. Винтовете обикновено се използват за свързване на елементи или за тяхното позициониране.
Резбовите съединения са най-често болтови, винтови и шпилкови. Основната разлика между тях е, че болтът е крепежен елемент с външна резба, конструиран да преминава през отвори в частите за сглобяване, и е предвиден да се притяга с използването на гайка. В този случай се притягат елементите за сглобяване между главата на болта и гайката. Винтът е крепежен елемент с външна резба, който може да премине в отвори в някои части и се навива в резбови отвор на един от съединяваните детайли. Някои винтове, наричани самонарезни, са предназначени за навиване в по-мек материал, като сами нарязват в него вътрешна резба. При винтовото съединение няма гайка.ЕСКД Справочник по конструкторска документация 1988 г. стр.374. Когато нямат собствена глава, винтовите съединения се наричат шпилки. Главата на винтовете има специална форма, най-често предназначена да улесни навиването на винта. Тя обикновено е по-широка от останалата част на винта, наричана тяло, за да предотврати навлизането на винта в дълбочина в елемента, в който се навива. Резбата може да заема цялото тяло на винта или само част от него.
Повечето винтове се затягат с въртене по посока на часовниковата стрелка, а резбата им се нарича дясна. Винтове с лява резба се използват по изключение, например в случаи, в които винтът е подложен на сили, въртящи го в посока, обратна на тази на часовниковата стрелка. Най-често използваните ръчни инструменти за навиване на винтове са отвертка, гаечен ключ, имбусен ключ и други.
Означението на винтовете става, като се опише типът на неговата резба, диаметърът на тялото, стъпката на резбата и дължината на тялото в милиметри. Например Винт М6х1х15 означава винт с метрична резба с диаметър на тялото 6 mm, стъпка 1 mm и дължина на тялото 15 mm. Стъпката може и да се изпусне, ако е стандартната за съответния диаметър на винта.
История
Винтът е описан от гръцкия математик Архит Тарентски (428 – 347 г. пр. Хр.) около 400 г. пр. Хр. Счита се, че едно от древногръцките изобретения е Архимедовият винт. Предполага се, че е изобретен през 3 век пр. Хр.Stephanie Dalley and John Peter Oleson (януари 2003). „Sennacherib, Archimedes, and the Water Screw: The Context of Invention in the Ancient World“, Technology and Culture 44 (1). Около 1 век пр. Хр. дървени винтове се използват в страните от Средиземноморието в конструкцията на винтови преси за производство на зехтин, както и по-късно за пресоване на грозде при производството на вино.
Метални винтове за закрепване на детайли почти не се използват към 15 век. Метални винтове започват да се използват нормално едва със започването на масовото им производство.. Това става в края на 18 век със създаването на машинни инструменти за масово им производство. Те се използват основно за дърво.
В началото на 15 век в Европа започва производството на метални винтове, които поради високата си цена не могат да се наложат като масов продукт. Едва по време на индустриализацията през 18 век масовото и икономически изгодното производство води до широкото разпространение на металните винтове. През 1770 г. е направен първият сравнително качествен струг. През 1797 година е патентована първата машина за нарязване на резба. От 1800 започва производството и използване на ръчни инструменти за навиване на винтове. През 1930-те години американецът Хенри Филипс закупува така наречения патент за винт Филипс за винт с кръстообразен шлиц. Този винт става международен стандарт през Втората световна война.
Форма на главите на винтовете
В зависимост от предназначението си главите могат да бъдат цилиндрични, фрезенкова (от нем. versenken = потъвам, потопявам), инбусна (от съкращението InBuS – първоначалното наименование на този тип винтове) и др.
В зависимост от предназначението си се различават и следните видове основни форми на главата на винта: Плоска; Изпъкнала; Кръгла – обикновено за декоративни цели Гъбовидна – ниска глава със сферична форма; Скрита: конусовидна глава с плоска външна повърхност, предназначена за скриване в материала под горната повърхност; Полускрита: долната част е както при скритата, а горната не е плоска, а е закръглена.
Резба
По тялото на винта частично или изцяло е нарязана или валцована резба – ръб с формата на винтова линия. Предназначението на резбата е да предотврати измъкването на винта от отвора, в който е поставен. В зависимост от формата на винтовата линия винтовете могат да се затягат с въртене по посока на часовниковата стрелка или в обратната посока. В първия случай, който е най-широко разпространен, резбата се нарича дясна, а във втория – лява. Винтове с лява резба се използват по изключение, например в случаи, в които винтът е подложен на сили, въртящи го в посока, обратна на тази на часовниковата стрелка.
Формата на резбата в разрез, преминаващ по оста на винта, се нарича профил. Тази форма може да бъде правоъгълна, трапецовидна, триъгълна, кръгла, трионовидна и други. Разстоянието, на което се придвижва винта при едно завъртане, се нарича ход, а разстоянието между два съседни ръба в профила на резбата – стъпка. При винтовете с едноходова резба стъпката и ходът съвпадат. Многоходови са резбите, които винтът има повече от един ръб, следващ самостоятелна винтова линия. При тях ходът е равен на произведението от стъпката и броя на винтовите линии.
В зависимост от експлоатационното предназначение могат да са свързващи, свързващо-уплътнителни, ходови и други, а в зависимост от формата на повърхнината, върху която се нарязва резбата могат да бъдат цилиндрични или конусни.
Докато при самонарезните винтове съществува разнообразие във формите на резбите, при болтовете те до голяма степен са стандартизирани с международния стандарт ISO 68 – 1, дефиниращ т.нар. метрична резба.
Размери на метрични резби, препоръчвани от ISO 261 и ISO 262Номинален диаметърD (mm)СтъпкаP (mm) Основен размер Допълнителен размер нормална ситна1 0,251,2 0,25 1,40,3 1,6 0,35 1,80,352 0,4 2,5 0,453 0,5 3,50,6 4 0,7 5 0,8 6 1 7 1 8 1,25110 1,5 1,25 или 112 1,751,5 или 1,25 14 2 1,516 2 1,5 18 2,5 2 или 1,520 2,5 2 или 1,5 22 2,5 2 или 1,524 3 2 27 3 230 3,5 2 33 3,5 236 4 3 39 4 342 4,5 3 45 4,5 348 5 3 52 5 456 5,5 4 60 5,5 464 6 4
Връх При болтовете и шпилките, които са предназначени за поставяне в предварително пробити отвори, върхът най-често е плосък, отрязан напречно на оста на винта. Самонарезните винтове обикновено имат заострен връх, за да се улесни проникването им в материала, в който се навиват. Самопробивните винтове също се използват без предварително пробит отвор, но са предназначени за навиване в по-твърди материали. При тях върхът е допълнително оформен във формата на свредло, за да улесни изхвърлянето на изрязвания от отвора материал.
+ Видове винтове Изображ. Наимен. Наимен. (англ.) Използване Винт с цилиндрична глава За различни видове разглобяеми съединения. Може да се използва с шайба. Главата може да е скрита и външна Винт с увеличена цилиндрична глава Използва се често за закрепване на някои детайли от цветни сплави и метали. Ако не се използват шайби, широката долна част на основата на главата предотвратява повреждането на частите. Винт със скрита глава Countersunk or flat head screw Използва се, когато е необходимо да се скрие главата на винта, например при закрепване на капаци и за прикрепване на външни детайли. Не се препоръчва при наличието на фиксиращи щифтове Винт с полускрита глава Oval or raised head screw Винт с полукръгла глава Round head screw Може да се използва в случаите, когато дебелината на съединяваните детайли е много малка за използване на винтове със скрита глава Винт с цилиндрична глава и вътрешен шестогран За случаите, когато при навиването трябва да се използва голяма сила на стягане Винт специален с цилиндрична глава и плоска повърхнина За закрепването на капаците на прибори и други изделия Винт специален Предназначен е за фиксиране и ли регулиране на положението на детайлите ръчно Винт с накатка Винт със сферична или цилиндрична глава Освен за закрепване на детайлите може да се използва като ос за въртене на детайли Винт с голяма цилиндрична глава Използва се главно за закрепване на цилиндрични детайли, а също така за фиксирането им един към друг Винт с голяма сферична глава Button or dome head screw Винт настроечен с цилиндрична глава Cheese head screw Такива винтове се използват като шпоонки. В общите случаи се използват за закрепване на винтове. Винт фиксиращ със скрита глава Винт с плоска глава с накатка Служи за предотвратяване на въртенето на детайлите. Завива се и се регулира на ръка Винт с висока глава с накатка Крилчат винт Използва се в случаи, когато се изисква често навиване и развиване на ръка Винт настроечен с коничен край Set screw (grub screw) За настройка и установяване на детайли Винт настроечен с плосък край Винт с квадратна глава и цилиндричен край Винт нстроечен с вътрешен шестогран Винт с цилиндричен и стъпаловиден край Винт с разпробит край
Материали и класове Винтове се произвеждат от широк кръг материали, но най-често се използва стомана. При приложения, в които е необходима висока устойчивост на корозия, се използват и други метални сплави, като неръждаема стомана, титан, месинг, бронз, купроникел или силициев бронз. При по-ниски изисквания се използват и стоманени винтове с повърхностно покритие от месинг, цинк или хром. За избягване на електролитното действие на разнородни метали се използват и алуминиеви винтове, например при стъклопакетите.
Винтовете могат да бъдат изработвани и от неметални материали. В миналото приложение са намирали болтове от дърво. В наши дни се използват винтове от някои видове пластмаса, като найлон или тефлон. Те намират приложение в случаи, когато се изисква висока устойчивост на корозия или електрическа изолация.
Стандартът ISO 898 определя означенията за най-масово използваните за производство на винтове стомани. Той определя няколко класа стомани, като при винтовете с шестостенна глава класът е означен на самата глава. При липса на означение за класа материалът на винта е от най-ниския клас. Класовете се означават с две цели числа, отделени с точка. Числото преди точката е равно на номиналната якост на опън в мегапаскали, разделена на 100, а числото след точката е десеткратната стойност на отношението на границата на провлачане към якостта на опън. Например, при клас 5.8 номиналната якост на опън е 5×100 = 500 MPa, а границата на провлачане е 8/10 ×500 = 400 MPa. Винтовете с клас 8.8 и по-висок се наричат високоякостни.
Означения и характеристики на стоманени винтове, според ISO 898 Означение Клас Минимална граница на провлачане, MPa Минимална якост на опън, MPa Твърдост по Бринел Минимална ударна жилавост, J Клас 3.6 190 MPa 330 MPa 90 – 209 - Клас 4.6 240 MPa 400 MPa 114 – 209 - Клас 4.8 340 MPa 420 MPa 124 – 209 - Клас 5.6 300 MPa 500 MPa 147 – 209 25 Клас 5.8 420 MPa 520 MPa 152 – 209 - Клас 6.8 480 MPa 600 MPa 181 – 238 - Клас 8.8(диаметър до 16 mm) 640 MPa 800 MPa 238 – 304 30 Клас 8.8(диаметър над 16 mm) 660 MPa 830 MPa 242 – 318 30 Клас 9.8 720 MPa 900 MPa 276 – 342 25 Клас 10.9 940 MPa 1040 MPa 304 – 361 20 Клас 12.9 1100 MPa 1220 MPa 366 – 414 15
Производство За производството на винтове с глави има два основни метода за производство: