Стандартизация болтов, гаек, винтов, заклепок, шплинтов и т.п., то есть стандартизация разнообразных крепежных деталей, имеющих массовое применение в металлопромышленности, транспорте, строительстве, входила в число первоочередных работ по стандартизации в СССР. Установление на рациональных основаниях стандартных сортаментов ходовых крепежных деталей являлось необходимой предпосылкой к упорядочению рынка сбыта этих изделий, к упрощению условий производства и к проведению специализации заводов. С другой стороны, потребитель мог рассчитывать на большую обеспеченность (при наличии стандартов) ходовыми крепежными деталями с рынка или в малые сроки поставки, мог освобождаться от самообслуживания подсобными изделиями такого рода и упрощать складское хозяйство и связанную с ним отчетность.
Стандартизации резьбовых крепежных изделий предшествовало установление стандартов резьбы метрической и дюймовой и стандарта отверстия ключа и размера под ключ. Учет потребности текущего дня и ближайшего будущего и определенные производственные возможности послужили основанием для установления стандартов крепежных изделий с дюймовой резьбой; параллельно с ними были установлены и стандартные сортаменты болтов, гаек, шпилек, винтов с метрической резьбой, что соответствовало задачам проведения метрической реформы и создания новых производств, в которых с самого начала возможно было вводить, в качестве единственно применяемой, метрическую резьбу.
В основном, как это видно из практики, сортаменты крепежных деталей с дюймовой и метрической резьбой идут параллельно; в винтах для металла и чистых болтах (получаемые из чистотянутого материала или из заготовки, целиком подвергаемой ряду отделочных операций) диаметром 5мм и менее применение дюймовой резьбы исключается, так как для малых диаметров — до 5мм включительно — стандарт метрической резьбы обязателен. В стандартах, установленных по линии станкостроения, принята только метрическая резьба.
Общими для всей группы болтов, шпилек и винтов для металла являются стандарт выхода резьбы и стандарт концов болтов, винтов и шпилек. Последний стандарт содержит четыре формы конца стержня; формы концов установочных винтов не включены в отдельный стандарт, а даны в соответственных стандартах.
Плоский конец служит основной формой конца стержня для черных болтов (заготовка кованая — штампованная) подвергается лишь нарезанию (или накатке) резьбы) и винтов для металла с накатанной резьбой. Из числа других концов стержня наиболее простой по выполнению, в форме усеченного конуса, принят в качестве основного для чистых и получистых болтов (в получистых болтах у головки обрабатывается только опорная поверхность, в остальном головка остается необработанной), для шпилек и точеных винтов для металла.
Сферическая форма конца стержня во всех случаях указывается в стандартах как вариант. Цилиндрический конец применен для чистых болтов (болты для отверстий из-под развертки); принятая форма предназначается для предохранения резьбы в случае выбивания таких болтов из их гнезд.
Следует обратить внимание на установленный в стандартах болтов, винтов, шпилек отсчет их длин от самого конца стержня независимо от его формы. Так же отсчитывается и длина нарезанной части, включающая в себя и выход резьбы независимо от того, дан ли этот выход в виде сбега или проточки.
Стандарты болтов и шпилек
Болты общего назначения стандартизованы до настоящего времени со следующими головками: шестигранной, квадратной, полукруглой с усом, полукруглой с квадратным подголовком, потайной с усом.
Новые производственные возможности (соответствующее оборудование) позволили наряду с имевшимися (с 1927 г.) стандартами черных болтов с шестигранной и квадратной головками ввести в 1931 г. новые стандарты болтов с уменьшенной по размеру «под ключ» головкой и резьбой, получаемой накаткой без специальной подготовки стержня на участке под резьбу. Такие болты обеспечивают значительную экономию металла, сокращение производственных расходов и улучшение условий работы, так как уменьшенные головки позволяют перейти на холодную штамповку взамен горячей, которая, как правило, характеризует болты по старым стандартам.
Характерной особенностью этих болтов является образование шейки, т. е. участка стержня с меньшим диаметром, чем наружный диаметр резьбы. Для основной массы болтов по указанным стандартам дан цилиндрический подголовок, появление которого объясняется как условиями образования головки, так и желанием иметь центрирующую часть на стержне ввиду наличия шейки.
При пересмотре стандартов на черные болты в 1938 г. болты с уменьшенной головкой приняты как основной тип и в стандарте обозначены как тип 1 (с шестигранной головкой) и тип 2 (с квадратной головкой). Болты с нормальными головками помещены в стандарте как типы 9 и 10.
Сохранение в одном стандарте болтов с нормальными и с уменьшенными головками объясняется, с одной стороны, неодинаковыми средствами производства, а с другой стороны — различием в эксплуатационных требованиях; в последнем отношении наличие шей и у болтов с уменьшенными головками оказывается приемлемым не для всех случаев применения, равно как остается и ряд случаев, когда требуются головки, не уменьшенные по размеру «под ключ».
В стандарте черные болты разделены на 2 группы: болты для металла и болты для дерева. К первой группе относятся кроме болтов с шестигранными и квадратными головками также болты с другими формами головок.
В стандарт включены болты, имеющие специальное назначение для с.-х. машиностроения и обозостроения. К этим болтам относятся: болты с конической головкой с квадратным подголовком— тип 6 и болты с головкой в виде усеченной пирамиды с квадратным основанием — тип 8. Для обозостроения стандартом предусмотрены особые болты — шинные с головкой в виде достаточно высокого усеченного конуса с углом 30° — тип 7.
Отдельными стандартами предусматриваются болты для судостроения — палубные болты и болты чистые призонные, применямые в станкостроении.
Группа болтов получистых и чистых дана лишь с шестигранной головкой. Для чистых болтов в стандартах дано два типа:
1) без предусмотренной разницы в диаметрах нарезанного и ненарезанного участков стержня,
2) с определенным превышением (в пределах от 0,5 мм до 2 мм) диаметра гладкого участка стержня над диаметром в резьбе.
Второй тип принят для случаев постановки болтов в отверстия с натягом или же с весьма малым зазором, причем отверстия под болты получаются из-под развертки; диаметры ненарезанной части стержня были взяты из числа нормальных диаметров.
Основной формой перехода от гладкого участка стержня к нарезанному принята коническая поверхность, центрирующая болты при введении их в отверстия и предохраняющая последние при постановке болтов с натягом.
Шпильки стандартизованы пока с двумя различными длинами посадочного конца. Первый случай соответствует ввертыванию шпильки в сталь, стальное литье, бронзу, а второй случай — в чугун. Длина посадочного конца считается вместе со сбегом; стандартом предусмотрены также шпильки с проточкой взамен сбега, что дает возможность ввертывать шпильку на всю длину посадочного конца.
Сортамент черных болтов с шестигранной и квадратной головками построен по длинам в пределах от 15мм до 300мм, причем для длин от 15мм до 80мм взяты интервалы в 5мм, для длин от 80мм до 160мм — интервалы в 10мм, а далее — интервалы в 20мм. Принятый сортамент основан на практике применения в различных отраслях машиностроения и на данных, взятых из производства болтов. Также в соответствии с практикой применения черных болтов с головками других форм взято еще меньшее число стандартных длин для этих болтов.
Длины нарезанной (или накатанной) части стержня черных болтов взяты переменными, что дает возможность наиболее широко использовать уплотненный по длинам сортамент. Длины нарезанной части, как правило, кратны пяти, включают величину сбега резьбы, рассчитаны по высокой (корончатой) гайке и при возрастании интервала длин болтов каждый раз увеличиваются.
Для чистых болтов, в соответствии с условиями их применения, принят более обширный сортамент по длинам, чем для черных болтов.
В отношении длин нарезанной части приняты отдельные таблицы в стандарте чистых болтов для двух случаев:
1) ставится обыкновенная гайка,
2) ставится обыкновенная гайка с прошплинтовкой поверх гайки или ставится корончатая гайка.
Конечно, все длины нарезанной части по первому случаю меньше длин для соответственных болтов по второму случаю, и так как разность в этих длинах имеет достаточно реальное значение, то многие заинтересованные организации заявили о необходимости иметь отдельные таблицы в стандарте.
Сортаменты получистых болтов и шпилек идентичны с сортаментами чистых болтов и также даны различными для случаев постановки обыкновенной гайки без прошплинтовки и с прошплинтовкой поверх гайки (или для случая постановки корончатой гайки).
В обозначение шпильки включается указание стяжной длины, а не длины всего стержня. Стандарты распространяются на чистые (точеные или из чистотянутого материала) шпильки.
Некоторые из стандартов болтов следует рассматривать как стандарты ограниченного применения, т.е. имеющие преимущественное, а в некоторых случаях исключительное применение в одной какой-либо отрасли машиностроения. При этом стандарты теряют значение общесоюзных, что, конечно, не исключает возможности использования их не только в той отрасли машиностроения, для которой подобный стандарт был создан, но и в любой другой.
