шпилька или болт что лучше
Колесные шпильки против колесных болтов: в чем разница?
Преимущества и недостатки использования болтов или шпилек на колесах авто
Большинство серийных уличных автомобилей выезжают с завода с колесными дисками, оборудованными либо болтами, либо торчащими из ступицы мощными металлическими штырями – колесными шпильками, на которые уже и одевают колесный диск. Читатели, конечно же, вспомнят третий тип установки колес, правда, он применяется на автомобилях очень редко. Речь идет об установке колес с центральным замком. Но их обычно используют в гоночных дисциплинах для высокопроизводительных гоночных и дорожных спортивных автомобилей.
Так в чем же именно разница? Эксперт из Team O’Neil Rally School Нокс Уайт наскоро объяснил, что к чему и почему, показав преимущества и недостатки применения болтов или шпилек в тех случаях, если вы используете свой автомобиль в спортивных целях или просто для ежедневной езды за рулем.
Стандарт такой: Колеса с болтами
Колесные болты стандартны на многих построенных в Германии автомобилях. Как известно, такие болты выполнены не по совсем обычной схеме. Да, у них присутствует нарезанная резьба стандартного шага, однако шляпка болта получила совершенно нестандартную форму, которая позволяет этим элементам плотнее прилегать к колесному диску при установке крепежа на место и минимально выпирать над поверхностью колеса. Болт продевается через колесный диск, тормозной ротор, заходя прямо в ступицу, фиксируя все элементы вместе.
Трудности с использованием болтов обычно возникают у новичков при смене колес. Небольшими болтами труднее попасть в гнездо с резьбой, держа колесо на весу, при этом необходимо держать тяжелое колесо так, чтобы гнезда на колесном диске совпали с гнездами в ступице.
Вторая проблема, как отмечается в видео, также связана с несовпадением отверстий. Например, тормозной диск прокрутился на ступице в то время, когда колесный диск был демонтирован, центровать элементы нечему, поэтому произойти такое в теории может. Пример показан на 40-й секунде видеоролика. Это означает, что вам нужно выставить тормозной ротор по отношению к ступице (вместе с колесным) диском, когда вы все собираете воедино. Неудобно.
Также болты от каждой марки и в некоторых случаях модели автомобиля могут подходить исключительно для этой марки или модели. На другие автомобили вы их просто не поставите из-за особой формы задней части шляпки болта.
При перетягивании, если в ступице срывается резьба, это может вылиться в большой ремонт с затратами средств и времени.
Однако есть и неоспоримые плюсы болтовой системы крепления колес. Во-первых, болты невозможно сломать, погнуть. Во-вторых, можно легко купить новые в автомагазине в случае утери, повреждения крепежного элемента. В-третьих, можно устанавливать болты-секретки.
Шпильки на колесах вместо болтов
Колесные шпильки, как известно, отличаются методом монтажа. По сути, это длинная часть болта, закрепляющаяся на ступице, выпирающая над центральной частью тормозного диска, который просто насаживается на выступающие элементы.
Основной плюс такой системы крепежа – установка тормозных и колесных дисков. Колеса легко центруются и несложно одеваются на шпильки. Секундное дело! Также для выборки посадки колеса на шпильки можно ставить проставки, а чтоб это колесо не украли, легко подобрать гайки-секретки.
Однако есть и минусы:
Шпильки гнутся. Если сорвется резьба на шпильке, ее можно заменить, это плюс, но в некоторых случаях сделать это будет очень непросто.
Как видно, оба варианта имеют свои преимущества и недостатки. Поэтому точно утверждать, какая система лучше, мы не будем, да и незачем это – оба варианта установки колес заслужили доверие и имеют право на жизнь.
Болты и шпильки. Плюсы и минусы средств крепежа в различных ситуациях
Среди огромного выбора промышленных метизов особенно популярны болты и шпильки. Они имеют высокую прочность и широкий спектр применения. По внешнему виду они схожи – имеют внешнюю резьбу, но есть и различия. Чем отличается болт от шпильки, рассмотрим подробнее.
Определение и область применения
Чтобы создать прочное крепежное соединение, необходимо точно знать размеры соединяющихся деталей. Длина, ширина крепежного элемента, а также длина, диаметр резьбы, высота головки, высота под ключ – все эти данные важны.
Болты
Крепеж представляет собой метизное изделие – стержень, с нанесенной на него наружной резьбой. Головка может быть различной формы, но чаще в виде шестигранника, под гаечный ключ. Соединение и закрепление производится путем накручивания гайки соответствующего размера. Для равномерного распределения нагрузки и предохранения материала от продавливания используют шайбы.
Болты применяют для укрепления различных конструкций. Они незаменимы в строительстве, машиностроении, станкостроении, изготовлении мебели. Но бывает, что применение болтового соединения становится нерациональным, особенно если скрепляемые детали периодически требуется разбирать. Тогда выбирают альтернативный крепеж.
Шпильки
Шпилька также выглядит в виде стержня с нанесенной на него резьбой снаружи, но не имеет головки. Она образует соединение при помощи дополнительных элементов и резьбового отверстия. Этот вид крепежа предназначен для соединения различных модулей с резьбовыми или гладкими отверстиями. Наиболее часто применяется в машиностроении, мебельной, дорожной промышленности. Высокий класс прочности делает шпильки незаменимыми, широко востребованными.
Классификация средств крепления
Все крепежные элементы изготавливаются по утвержденным стандартам и технологиям. Болты имеют классификацию по видам:
Шпильки строго стандартизированы по размерам и конструкции. Размеры от минимальных (2 мм) до больших (52 мм), с разной резьбой. Они могут иметь резьбу:
Есть разновидности анкерной шпильки, состоящие из:
Материал изготовления этого крепежа, класс прочности с покрытием, назначение соответствует болтовому. Изготовление производится на станках-автоматах.
Сравнение конкурентов
Чтобы понять – что лучше, какой метиз нужно использовать в конкретной ситуации, необходимо разобраться во всех различиях, преимуществах и недостатках. Размеры деталей, частоту разборки/сборки конструкций тоже рекомендуется учитывать.
Ключевые характеристики
Болт – универсальный крепеж в виде стержня с наружной резьбой, принципиально отличается от конкурента граненой головкой.
Шпилька – это цилиндрический стержень, который с обоих концов или по всей длине имеет наружную резьбу. Ее применяют там, где невозможно использовать болтовое соединение – слишком широкие детали, нет места для головки болта или там, где необходимо получить компактное соединение. Шпильку используют и в том случае, если надо соединить детали так, чтобы между ними оставалось пространство.
Преимущества
У каждого типа крепежа есть преимущества и предпочтительные варианты применения.
Преимущества болтового соединения следующие:
Одно из главных преимуществ болтового соединения – нет необходимости в резьбе на соединяемых деталях.
Плюсы соединений шпильками:
Напряжение при затяжке крепежа распределяется более равномерно по сравнению с болтовым.
Недостатки
Помимо преимуществ, нужно учитывать и недостатки крепежных элементов.
Болты имеют следующие минусы:
В обоих случаях необходимо срочно заменить поврежденные элементы на новые.
Инструмент для работы с болтами и шпильками
Производители предлагают большой выбор инструмента для работы с крепежом:
Правила установки шпилек
Рассмотрим установку шпилек на примере монтажа колес автомобиля:
Если шпилька слишком большая по длине, то ее укорачивают, например, с помощью болгарки.
Инструкция по затягиванию болтов
Чтобы правильно заменить болты или скрепить детали с помощью болтового соединения необходимо:
Для устранения возможной деформации деталей в месте стыковки и крепежа, а также предотвращения раскручивания гайки, между ней и головкой болта ставят шайбу соответствующего размера.
Что все-таки лучше: болт или шпилька
Чтобы выбрать соответствующий крепеж, использовать шпильки вместо болтов или болт вместо шурупа, винта, внимательно читайте рекомендации и посмотрите видео:
Если нужно соединять две детали при имеющемся сквозном отверстии, то стоит выбирать болтовой крепеж. Шпильку же выбирают, когда требуется фиксировать детали без отверстий – ее вкручивают на нужную глубину.
Болт и шпильку используют для разных целей. Заменять болт шпилькой, и наоборот, специалисты не советуют. А если это удастся сделать, то маловероятно, что крепеж прослужит долго.
Чем отличается винт от болта и шпильки?
ГОСТ27017-86 «Изделия крепежные. Термины и определения» регламентируют отличительные особенности бота и винта, в котором дано определение отдельным видам крепежных материалов. Поэтому многие люди до сих пор полагают что винт и болт отличаются между собой только длиной резьбы и формой шляпки. Основное же отличие наблюдается в способах применения.
Винт и болт: принципиальные отличия
Если рассматривать в качестве первоисточника этот ГОСТ, то болт должен быть использован вместе с гайкой, в то время как винт является самостоятельным элементом крепления. Да, это отличие имеет место быть, однако оно не является единственным и ключевым.
Рассмотрим другие отличительные особенности крепежных элементов:
Интересно, что болты в отличие от винтов можно не только закручивать, но и забивать. Но так или иначе скрепление происходит гайкой, которая может иметь шайбу.
Что касается размеров, то болты всегда достаточно крупные, в том время как винты могут использоваться и в микроэлектронике (часы, ювелирные изделия).
Отличие шпильки от винта и болта
Первое бросающееся в глаза отличие – это отсутствие головки у шпильки. Она представляет собой стержень с равномерной или отличающейся наружной резьбой по длине. Существуют такие модели шпилек, на стволе которых располагаются различные диаметры, разделенные между собой шестигранными выступами под ключ.
Болтовое крепление используется для сквозного соединения деталей, а шпилька и винт вкручиваются только в основной элемент на необходимую глубину.
Также болты изготавливаются путем высадки (горячей или холодной), а шпильки специальным автоматом.
Можем сделать вывод, что все перечисленные крепежные элементы имеют существенные отличия между собой, в том числе и предназначение. Их нельзя назвать взаимозаменяемыми, так как рассчитаны они на различные задачи.
Болты и шпильки
Есть обстоятельство, причины которого не могу себе толком объяснить. Все чаще в узлах крепления, где традиционно применялись шпильки, ставятся болты (точнее – винты), заворачиваемые, как и шпильки, в резьбовые гнезда, выполненные в теле одной из скрепляемых деталей.
Действительно, бывают случаи, когда шпилька является единственно возможным решением по условию сборки. Но зачем их ставят в местах, где вполне можно завернуть более простой и дешевый винт? Видимо, не я один задаюсь этим вопросом. И, не находя ясного ответа, заменяют шпильки винтами. Так, например, делается в последнее время с креплением головки блока цилиндров некоторых автомобильных ДВС. Но ведь, наши предшественники почему-то ставили на двигателях именно шпильки. Неужели не могли додуматься до применения винтов?
Попытаюсь дать свое объяснение основного преимущества шпилек перед винтами. Основная посылка – общеизвестный факт, что шпильки ставятся, в основном, там, где одна из скрепляемых деталей с резьбовым гнездом выполнена из хрупкого или низкопрочного материала. Вторая посылка менее очевидна – часто производители серийных машин рекомендуют момент затяжки шпильки в резьбовом гнезде примерно в три раза меньший, чем момент затяжки гайки на той же шпильке.
Понятно, что момент затяжки гайки и должен быть больше чем для шпильки, поскольку у последней есть только силовое взаимодействие на резьбе, а у гайки есть еще момент трения ее опорной поверхности о скрепляемую деталь или шайбу. Но не в три же раза! Если еще учесть, что обычно шаг резьбы на ввертном конце шпильки больше чем на ее гаечном конце, то получается, что при установке шпильки в гнездо к ней достаточно приложить существенно меньшую нагрузку, чем та, которая появится при последующей затяжке гайки.
Отсюда вывод, что основной целью применения шпилек изначально было обеспечение надежности винтового сопряжения пары сталь – чугун, легкий сплав и т.п.
Видимо, опасность разрушения витков резьбы определяется одновременным действием двух факторов: большой нагрузкой и наличием относительного скольжения в момент затяжки.
Одно дело, когда нагрузка прикладывается к неподвижной шпильке, у которой все рабочие витки резьбы в гнезде уже «готовы» к восприятию этой нагрузки. И совсем другое – когда приложение нагрузки сопровождается вращением винта в том же резьбовом гнезде. При затяжке шпильки в гнезде есть скольжение, но нагрузка существенно меньше рабочей. А когда прикладывается рабочая нагрузка (затяжка гайки на шпильке) в гнезде нет скольжения. В случае винта, при его затяжке в резьбовом гнезде есть и максимальная рабочая нагрузка и скольжение. При этом сочетание большой нагрузки и скольжения имеет место на большом угле поворота винта, потребном для осадки прокладки. Тогда как у шпильки это угол меньше. Поэтому, при прочих равных условиях, опасность срыва резьбы в гнезде для винта гораздо выше.
Интересна рекомендация по ремонту двигателя с винтовым креплением головки блока цилиндров. Пишут примерно так: «Винты крепления ГБЦ можно использовать повторно, если длина их подголовочной части не превышает столько-то целых и столько-то десятых миллиметра». По-моему, это очень странная рекомендация. Если уж дело дошло до того, что тело винта из высокопрочной стали «потянуто», то что же сказать о состоянии витков резьбы в гнезде из заведомо менее прочного материала? Скорее всего, они тоже «потянуты» и их фактический шаг отличается от номинала. Мне кажется, в такое гнездо лучше вворачивать тот же винт, а не новый, который будет «править» деформированную резьбу.
Есть еще одно соображение в пользу шпилечного крепления. Оно, видимо, предпочтительнее винтового в местах, где предполагается многократная разборка или подтяжка креплений. Слышал от стариков, что на довоенных автомобилях ГБЦ приходилось подтягивать довольно часто, а на тракторах так и каждый день. В чем уж там было дело – в неоптимальном качестве прокладок или в повышенной вибрации двигателей, не знаю. Но, видимо, именно в подобных условиях установка винтов вместо шпилек, очень быстро привела бы к разрушению резьбы в гнездах чугунного блока цилиндров.
В наше время крепление ГБЦ в такой частой перетяжке не нуждается. Но даже если считать, что головку приходится крепить всего один-два раза за всю жизнь двигателя, то потребуется два – четыре цикла нагрузка-скольжение винта в резьбовом гнезде чугунного или легкосплавного блока цилиндров. Ведь обычно есть предварительная затяжка винтов (осадка прокладки), затем их ослабление и окончательная затяжка. Поэтому рискну предположить, что описанная «рационализация» с применением винтов закончится возвратом к шпилечному креплению.
Есть еще одно практическое соображение в пользу применения шпилек даже в случаях, когда резьбовое гнездо выполняется не в слабом материале, а в таком же, что и материал гайки. Из-за совмещения большой нагрузки и скольжения опасность срыва резьбы в гнезде примерно такая же, как для гайки. Но последствия срыва резьбы в гнезде, в плане восстановления соединения, гораздо тяжелее, чем при срыве резьбы в гайке.
Чем лучше крепить колесо: гайками или болтами
Для полноты картины напомним, что колеса фиксируют не только болтами и гайками. Есть и довольно экзотический способ — при помощи одной центральной шайбы. Такое решение можно встретить на гоночных или дорогих спортивных машинах. Поэтому для них подойдет не всякий гайковерт. У большинства же обычных автомобилей крепеж состоит из болтов, либо из гаек. Разберем более детально каждый из способов.
Крепеж болтами
Выбор болтов определяется типом дисков. Штампованные делают из стали, при этом у них небольшая толщина в месте крепления к центральной части ступицы. Поэтому для лучшего крепежа болт должен иметь плоскую поверхность.
Для производства литых дисков используют специальные облегченные сплавы. У таких колес меньший вес, что снижает неподрессоренные массы. А для того, чтобы лучше центрировать такой диск на ступице, применяют болты с конической головкой.
Кстати, болты отличаются по материалу изготовления. Обычно, производители используют стальные, алюминиевые или титановые сплавы. Самыми прочными считают титановые детали, но они и заметно дороже.
Впрочем, у такого типа крепления есть ряд недостатков. Если сэкономить и закрутить литое колесо болтами для стального диска, может нарушиться центровка, и водитель почувствует вибрации на руле. Кроме того, автомобиль начнет «жрать резину».
Нужно быть аккуратным и при монтаже, чтобы не сорвать резьбу. Иначе это приведет к смешению отверстий крепления диска. Наконец, при установке колеса нужно держать его на весу, пока не удастся наживить хотя бы один болт. Женщине справиться с подобной задачей удается не всегда.
Крепеж гайками
Такой крепеж представляет из себя шпильки, которые вкручены в ступицы. На них одевается диск, а после этого затягивается гайками. Главное достоинство такого метода в простой и быстрой смене колес. Не надо долго удерживать тяжелое колесо на весу. Отцентрировать его тоже легче. Минимален риск и сорвать резьбу со шпильки, однако он есть, и вот с этим нужно быть аккуратнее. Иначе при повреждении шпильки, гайку уже будет невозможно затянуть.
В заключении отметим, что использование крепежа со шпильками и гайками предпочтительнее, нежели с болтами. Оно позволяет легче менять колеса и точнее их центрировать на ступице.