Гвинт

Гвинт^[1], також ґвинт^[2] (від нім. Gewinde — «нарізка», «різьба», через пол. gwint), — деталь циліндричної, рідше конічної, форми з гвинтовою поверхнею або деталлю з гвинтовими лопатями. Його основне призначення — перетворювати обертальний рух на поступальний, і крутильний момент у лінійну силу або навпаки.

Більшість гвинтів затягуються обертанням за годинниковою стрілкою, що називається правою різьбою.^{[3] [4]} Гвинти з лівою різьбою використовуються у виняткових випадках, наприклад, коли гвинт піддається піддається обертанню проти годинникової стрілки, що може призвести до ослаблення правостороннього гвинта. З цієї причини ліва педаль велосипеда має лівосторонню різьбу.^[5]

Гвинтовий механізм є однією з шести класичних простих машин, визначених вченими епохи Відродження.^{[6] [7] [8]}

Елементом, що передає зусилля можуть бути різного роду головки, шліци в торці стрижня тощо. Гвинт призначений для утворення нарізевого з'єднання або фіксації. Шуруп — це різновид гвинта, який має конічне звуження на кінці і створює нарізи при вкручуванні.

Залежно від призначення існують:

• кріпильні гвинти (для роз'ємного з'єднання деталей);
• настановні гвинти (для взаємної фіксації деталей).

Гвинтовий механізм був відомий ще у Стародавній Греції (як Архімедів гвинт). Пізніше його описав грецький математик Архіт Тарентський. У I столітті до н. е. дерев'яні гвинтові передачі вже широко застосовувалися в країнах Середземномор'я, в складі олійних і винних пресів. У Європі XV століття металеві гвинти як кріпильні вироби були дуже рідкісні, якщо взагалі були відомі.^[9]

Ручні викрутки (в оригіналі фр. tournevis ^[10]) з'явилися не пізніше 1580 року, хоча широке поширення вони одержали тільки з початком XIX століття.^[11] Спочатку гвинти були однією з численних різновидів кріплення в будівництві, і застосовувалися в столярному та ковальському ремеслах.

Широке поширення металевих гвинтів почалося після появи в 1760—1770 роках машин для їх масового потокового виготовлення.^[12] Розвиток цих машин спочатку йшов двома шляхами: промислове виготовлення гвинтів до дерев на одноцільовій машині, і дрібносерійне штампування потрібних гвинтів майстрами на напівручній машинці зі змінним оснащенням.

Залежно від призначення існують:

• кріпильні гвинти (для роз'ємного з'єднання деталей);
• гвинти (для взаємної фіксації деталей).

Кріпильні гвинти  — основна деталь рознімного гвинтового з'єднання, має вигляд стрижня з наріззю (гвинтом) на одному кінці та голівкою на іншому. Кріпильний гвинт по металу та інших твердих матеріалах найчастіше має циліндричний гвинт трикутного профілю. Невідповідальні кріпильні гвинти малого діаметра (до 8 мм) виконуються самонарізними з конічною ділянкою різьблення неповного профілю на кінці. Такий гвинт при загвинчуванні у гладкий отвір видавлює (у м'яких металах) або нарізує (у пластмасах і твердих металах) гвинтову різьбу. Кріпильний гвинт для дерев'яних деталей, або шуруп (шруб), має на кінці конічну ділянку гвинта. Голівка гвинта призначена для притискання деталей, що сполучаються, і взаємодії з інструментом (викруткою, гайковим ключем) для прикладання обертального моменту. Поширені стандартні кріпильні гвинти з шестигранною, квадратною й іншими голівками.

Головка гвинта служить для притиснення з'єднуваних деталей і захоплення гвинта викруткою, гайковим ключем, імбусовим ключем або іншим інструментом. Набули поширення кріпильні гвинти з круглою, шестигранною, квадратною та іншими головками.

Різновид головки гвинта — секретка — застосовується для утруднення відкручування гвинта сторонніми. Наприклад, гвинт з одним або двома отворами на головці (замість шліца), гвинти під Y-подібну викрутку тощо. У СРСР на залізницях (кріплення колійних пристроїв, рейок) часто застосовувалися 5-гранні болти. Для автолюбителів продаються «секретки» для кріплення коліс автомобіля — всі вони, як правило, вимагають свій унікальний нестандартний ключ.

На пострадянському просторі механічні властивості болтів, кріпильних гвинтів і шпильок із вуглецевих нелегованих і легованих сталей згідно з ГОСТом 1759.4-87 (ISO 898/1-78) за нормальних умов характеризують 11 класів міцності: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9. Перше число, помножене на 100, визначає номінальний тимчасовий опір в Н/мм², друге число (відокремлене крапкою від першого), помножене на 10, — відношення границі пружності до тимчасового опору у відсотках. Зведення чисел, помножене на 10, визначає номінальну границю пружності в Н/мм². Найпоширеніші гвинти та болти з класом міцності 8.8 (нормальної міцності).

Механічні властивості болтів, кріпильних гвинтів і шпильок із вуглецевих і легованих сталей згідно з ДСТУ ISO 898-1:2015^[13] характеризують 9 класів міцності: 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9. Перше число, помножене на 100, визначає номінальний тимчасовий опір в Н/мм².

З'єднання деталей за допомогою гвинта і гайки називаються болтовими, а призначені для них гвинти, відповідно, болтами. Болти, як правило, мають шестигранну головку «під ключ».

Установчі гвинти використовують для фіксування розташування деталей відносно одна до одної. Для цього на кінцях мають різні виступи або заглиблення для кращої фіксації деталей. За необхідності в деталях можуть робитися спеціальні отвори під кінці гвинтів.

Механічні властивості установчих гвинтів з вуглецевої або легованої сталі та подібних нарізевих кріпильних виробів, які не працюють на розтяг згідно з ДСТУ ISO 898-5:2005^[14]. Характеризують 4 класи міцності: 14Н; 22Н; 33Н; 45Н.

• Приклади кінців установчих гвинтів, по ГОСТ 12414-94 «Кінці болтів, гвинтів і шпильок. Розміри» (ISO 4753:1999):
  • конічний кінець;
  • плаский кінець;
  • циліндричний кінець;
  • засвердлений кінець;
  • ступінчастий кінець;
  • ступінчастий кінець зі сферою;
  • ступінчастий кінець з конусом;
• за іншими стандартами:
  • рифлений кінець;
  • кульковий кінець;
  • симетричні настановні гвинти зі шліцами з обох сторін: застосовуються при автоматичному збиранні.

У маркшейдерських приладах гвинт — металевий стрижень зі спіральною наріззю й голівкою для обертання навколо осі.

Гвинт мікрометричний має точне виготовлення нарізі з малим кроком, застосовується у вимірювальних машинах, приладах і інструментах (наприклад, в мікрометрі — універсальному приладі, для вимірів лінійних розмірів контактним методом з високою точністю (до 1 мкм), перетворювальним механізмом якого є високоточна пара гвинт — гайка);

Трьома основними елементами гвинта є:

• Циліндричний стрижень — частина гвинта, що безпосередньо входить в отвір або вкручуються в матеріал. Стрижень частково або повністю покритий наріззю.
• Голівка — частина гвинта, що служить для передачі на нього крутного моменту. Має лиски під гайковий ключ або шліц для викрутки. Форми голівки і шліца можуть бути дуже різноманітні.
• Підголовник — необов'язкова частина гвинта, що безпосередньо примикає до голівки і служить для центрування гвинта або запобігання його провертання. Може мати циліндричний, овальний, квадратний перетин.

Залежно від призначення розрізняють такі основні форми головок:

• пласка;
• опукла;
• кругла — зазвичай, в декоративних цілях;^[15]
• грибоподібна — низька головка сферичної форми;
• потайна^[16]: конічна головка з пласкою зовнішньою поверхнею, призначена для втоплювання в матеріал врівень, широко використовується для шурупів;
• напівпотайна: нижня частина — як у потайної, але верх — не плоский, а закруглений.^[17]

Деякі види гвинтів виготовляються з головкою, яка ламається при застосуванні достатнього зусилля, щоб запобігти вилученню після установки, часто для запобігання несанкціонованого доступу.

Прямий (плоский) шліц	Хрестоподібний шліц Філіпс[18] (PH)	Хрестоподібний шліц Pozidriv/SupaDriv (PZ)	Квадратна голівка
Шліц Робертсона	Шестигранна голівка	Шестигранний шліц	Захищений шестигранник (pin-in-hex)
Шліц типу Torx (T, TX)	Захищений Torx (TR)	Шліц Tri-Wing	Шліц Torq-set
Голівка під вилковий ключ (Snake-eye)	Шліц Triple square XZN	Шліц Polydrive	Шліц One-way
Зіркоподібний 12-гранник	Зіркоподібний восьмигранник	Бристольский шліц	Шліц Pentalobe

Ручний інструмент, який використовується для закручування більшості гвинтів, називається викруткою. Електричний інструмент, який виконує ту саму роботу, називається електричною викруткою; також можна використовувати електричні дрилі з насадками для закручування гвинтів. У випадках, коли міцність гвинтового з'єднання має вирішальне значення, використовуються викрутки з вимірюванням і обмеженням крутного моменту, щоб забезпечити достатню, але не надмірну силу, що розвивається гвинтом.

Сучасні гвинти мають найрізноманітніші типи шліців, для кожного з яких потрібен свій інструмент для закручування або витягання. Деякі типи шліців призначені для автоматичного складання в масовому виробництві таких виробів, як автомобілі. Більш екзотичні типи приводів гвинтів можуть використовуватися в ситуаціях, коли небажане втручання, наприклад, в електронних приладах, які не повинні обслуговуватися користувачем.

• ДСТУ ГОСТ 21331:2008 Винты с накатанной высокой головкой. Конструкция и размеры (ГОСТ 21331-75, IDT).
• ДСТУ ГОСТ 21332:2008 Винты с накатанной низкой головкой. Конструкция и размеры (ГОСТ 21332-75, IDT).
• ДСТУ ГОСТ 21333:2008 Винты с накатанной низкой головкой и коническим концом. Конструкция и размеры (ГОСТ 21333-75, IDT).
• ДСТУ ГОСТ 21334:2008 Винты с накатанной низкой головкой и ступенчатым концом. Конструкция и размеры (ГОСТ 21334-75, IDT).
• ДСТУ ГОСТ 21335:2008 Винты с накатанной низкой головкой и засверленным концом. Конструкция и размеры (ГОСТ 21335-75, IDT).
• ДСТУ ГОСТ 21336:2008 Винты с накатанной низкой головкой и закругленным концом. Конструкция и размеры (ГОСТ 21336-75, IDT).
• ДСТУ ГОСТ 21337:2008 Винты с накатанной низкой головкой и цилиндрическим концом. Конструкция и размеры (ГОСТ 21337-75, IDT).
• ДСТУ ГОСТ 24669:2008 Шлицы прямые для винтов и шурупов. Размеры (ГОСТ 24669-81, IDT).
• ДСТУ EN ISO 7380-1:2018 Гвинти з напівкруглою головкою. Частина 1. Гвинти з напівкруглою головкою і шестигранним заглибленням під ключ (EN ISO 7380-1:2011, IDT; ISO 7380-1:2011, IDT).
• ДСТУ EN ISO 7380-2:2018 Гвинти з напівкруглою головкою. Частина 2. Гвинти з напівкруглою головкою, шестигранним заглибленням під ключ і циліндричним буртом (EN ISO 7380-2:2011, IDT; ISO 7380-2:2011, IDT).
• ДСТУ ISO 1207:2009 Ґвинти з циліндричною головкою та прямим шліцом. Клас точності А. Технічні вимоги (ISO 1207:1992, IDT).
• ДСТУ ISO 7379:2018 Гвинти з шестигранною головкою (ISO 7379:1983, IDT).
• ДСТУ ISO 1580:2007 Ґвинти з циліндричною округлою головкою та прямим шліцом. Клас точності А. Технічні умови (ISO 1580:1994, IDT).
• ДСТУ ISO 2009:2008 Ґвинти з потайною головкою звичайного виду та прямим шліцем. Клас точності А. Технічні умови (ISO 2009:1994, IDT).
• ДСТУ ISO 2010:2007 Ґвинти з напівпотайною головкою загального виду та прямим шліцом. Клас точності А. Технічні умови (ISO 2010:1994, IDT).
• ДСТУ ISO 2342:2009 Ґвинти потайні стопорні з прямим шліцом і хвостовиком. Технічні вимоги (ISO 2342:2003, IDT).
• ДСТУ ISO 4017-2001 Ґвинти з шестигранною головкою. Класи точності А і В. Технічні умови (ISO 4017:1999, IDT).
• ДСТУ ISO 4018:2009 Ґвинти з шестигранною головкою. Клас точності С. Технічні вимоги (ISO 4018:1999, IDT).
• ДСТУ ISO 4762:2006 Ґвинти з циліндричною головкою та шестигранною заглибиною «під ключ». Технічні умови (ISO 4762:2004, IDT).
• ДСТУ ISO 7045:2006 Ґвинти з циліндричною головкою і хрестоподібним шліцем типу H або Z. Клас точності А. Технічні вимоги (ISO 7045:1994, IDT).
• ДСТУ ISO 7046-1:2006 Ґвинти з пласкою потайною головкою (звичайного вигляду) і хрестоподібним шліцом типу Н або Z. Клас точності А. Частина 1. Ґвинти сталеві класу міцності 4.8. Технічні вимоги (ISO 7046-1:1994, IDT).
• ДСТУ ISO 7046-2:2006 Ґвинти з пласкою потайною головкою (звичайного вигляду) і хрестоподібним шліцом. Клас точності А. Частина 2. Ґвинти з нержавкої сталі та кольорових металів класу міцності 8.8. Технічні вимоги (ISO 7046-2:1990, IDT).
• ДСТУ ISO 7047:2007 Ґвинти з напівпотайною головкою (загального виду) та хрестоподібним шліцом типу H або Z. Клас точності А. Технічні умови (ISO 7047:1994, IDT).
• ДСТУ ISO 7048:2007 Ґвинти з циліндричною головкою та хрестоподібним шліцом. Технічні умови (ISO 7048:1998, IDT).
• ДСТУ ISO 8676:2009 Ґвинти з шестигранною головкою з метричною наріззю та дрібним кроком. Класи точності А і В. Технічні вимоги (ISO 8676:1999, IDT).
• ДСТУ ISO 10642:2006 Ґвинти з потайною головкою та шестигранним заглибленням «під ключ». Технічні умови (ISO 10642:2004, IDT).

самонарізувальні:

• ДСТУ ISO 1479:2008 Ґвинти самонарізувальні з шестигранною головкою. Технічні умови (ISO 1479:1983, IDT).
• ДСТУ ISO 1481:2007 Ґвинти самонарізувальні з циліндричною округлою головкою та прямим шліцом. Технічні умови (ISO 1481:1983, IDT).
• ДСТУ ISO 1482:2007 Ґвинти самонарізувальні з потайною головкою загального виду та прямим шліцом. Технічні умови (ISO 1482:1983, IDT).
• ДСТУ ISO 1483:2007 Ґвинти самонарізувальні з напівпотайною головкою загального виду та прямим шліцем. Технічні умов (ISO 1483:1983, IDT).
• ДСТУ ISO 7049:2007 Ґвинти самонарізувальні з циліндричною скругленою головкою і хрестоподібним шліцом. Технічні умови (ISO 7049:1983, IDT).
• ДСТУ ISO 7050:2007 Ґвинти самонарізувальні з потайною головкою (загального виду) та хрестоподібним шліцом. Технічні умови (ISO 7050:1983, IDT).
• ДСТУ ISO 7051:2007 Ґвинти самонарізувальні з напівпотайною головкою та хрестоподібним шліцом. Технічні умови (ISO 7051:1983, IDT).
• ДСТУ ISO 7053:2007 Ґвинти самонарізувальні з шестигранною головкою та буртом. Технічні вимоги (ISO 7053:1992, IDT).
• ДСТУ ISO 10509:2009 Ґвинти з шестигранною головкою зі скошеним буртом самонарізувальні. Технічні вимоги (ISO 10509:1992, IDT).

самосвердлувальні самонарізувальні:

• ДСТУ ISO 15480:2007 Ґвинти самосвердлувальні самонарізувальні з шестигранною головкою з буртом. Технічні умови (ISO 15480:1999, IDT).
• ДСТУ ISO 15481:2007 Ґвинти самосвердлувальні самонарізувальні з циліндричною скругленою головкою та хрестоподібним шліцом. Технічні умови (ISO 15481:1999, IDT).
• ДСТУ ISO 15482:2007 Ґвинти самосвердлувальні самонарізувальні з потайною головкою та хрестоподібним шліцом. Технічні умови (ISO 15482:1999, IDT).
• ДСТУ ISO 15483:2007 Ґвинти самосвердлувальні самонарізувальні з напівпотайною головкою та хрестоподібним шліцом. Технічні умови (ISO 15483:1999, IDT).

установчі:

• ГОСТ 1476-93 (ИСО 7434-83) Винты установочные с коническим концом и прямым шлицем классов точности А и В. Технические условия (ГОСТ 1476-93 (ИСО 7434-83), IDT).
• ГОСТ 1477-93 (ИСО 4766-84) Винты установочные с плоским концом и прямым шлицем классов точности А и В. Технические условия (ГОСТ 1477-93 (ИСО 4766-84), IDT).
• ГОСТ 1478-93 (ИСО 7435-83) Винты установочные с цилиндрическим концом и прямым шлицем классов точности А и В. Технические условия (ГОСТ 1478-93 (ИСО 7435-83), IDT).
• ГОСТ 1479-93 (ИСО 7436-83) Винты установочные с засверленным концом и прямым шлицем классов точности А и В. Технические условия (ГОСТ 1479-93 (ИСО 7436-83), IDT).
• ГОСТ 8878-93 (ИСО 4027-77) Винты установочные с коническим концом и шестигранным углублением «под ключ» классов точности А и В. Технические условия (ГОСТ 8878-93 (ИСО 4027-77), IDT).
• ГОСТ 11074-93 (ИСО 4026-77) Винты установочные с плоским концом и шестигранным углублением «под ключ» классов точности А и В. Технические условия (ГОСТ 11074-93 (ИСО 4026-77), IDT).
• ГОСТ 11075-93 (ИСО 4028-77) Винты установочные с цилиндрическим концом и шестигранным углублением «под ключ» классов точности А и В. Технические условия (ГОСТ 11075-93 (ИСО 4028-77), IDT).
• ДСТУ ISO 4029:2015 (ISO 4029:2003, IDT) Установчий ґвинт із шестигранним заглибленням під ключ і засвердленим кінцем (ISO 4029:2003, IDT).

• Метвироби
• Простий механізм
• Повітряний гвинт
• Шуруп
• Болт
• Гужон
• Різьбове з'єднання
• Архімедів гвинт
• Ходовий гвинт
• Метизи

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
• Державне підприємство «Український науково-дослідний і навчальний центр проблем стандартизації, сертифікації та якості» (ДП «УкрНДНЦ») КАТАЛОГ НАЦІОНАЛЬНИХ СТАНДАРТІВ ТА КОДЕКСІВ УСТАЛЕНОЇ ПРАКТИКИ [Архівовано 25 грудня 2018 у Wayback Machine.]