Таблицы размеров винтов: диаметры, размеры отверстий и гвозди в сравнении с винтами

Понимание размеров винтов: как работает измерительная система

Размеры винтов в США соответствуют системе нумерации калибра, где более высокий номер калибра означает больший диаметр. Эта система применима как к шурупам для дерева, шурупам для листового металла, самонарезающим шурупам, так и к крепежным шурупам. Связь между номером калибра и фактическим диаметром определяется фиксированной формулой:

Диаметр (дюймы) = (Калибр × 0,013) 0,060

Это означает, что винт № 0 имеет основной диаметр 0,060 дюйма, и каждый шаг вверх добавляет 0,013 дюйма. Наиболее распространенные размеры, встречающиеся в деревообработке, строительстве и металлообработке, варьируются от № 4 до № 14, причем № 8 и № 10 являются «рабочими лошадками» для общего крепежа.

Помимо калибра, размер винта включает в себя длина (измеряется от кончика до самой широкой опорной точки головки — под головкой для винтов с плоской головкой, вверху головки для винтов с цилиндрической или круглой головкой) и ниток на дюйм (TPI) , который зависит от применения: шурупы с крупной резьбой для дерева и мягких материалов, с мелкой резьбой для металла и более твердых оснований.

Какой размер у винта № 12 и других распространенных диаметров?

Используя калибровочную формулу, a Винт №12 имеет основной диаметр (наружная резьба) 0,216 дюйма. или приблизительно 7/32 дюйма. Это ставит его между № 10 (0,190 дюйма) и № 14 (0,242 дюйма), что делает его сверхпрочным крепежом, используемым в соединениях деревянных конструкций, каркасе настила и в изделиях из толстого листового металла, где № 10 не хватает достаточной прочности на сдвиг.

Ниже приведены полные диаметры наиболее часто используемых калибров:

Обратите внимание, что основной диаметр — это размер поперек гребней внешней резьбы. диаметр корня (измеряется у основания резьбы) меньше и определяет прочность на сдвиг — винт № 10 с диаметром стержня примерно 0,141 дюйма сопротивляется сдвигу иначе, чем крепежный элемент с гладким хвостовиком такого же внешнего размера.

Каков диаметр винта № 10: размеры направляющего отверстия и отверстия с зазором

А Винт №10 имеет основной диаметр 0,190 дюйма (приблизительно 3/16 дюйма или 4,8 мм). . Это один из наиболее широко используемых размеров в общем строительстве и деревообработке: он достаточно велик, чтобы обеспечить надежную удерживающую прочность в большинстве структурных соединений, сохраняя при этом управляемость при движении без раскалывания типичных размеров пиломатериалов.

Для любого винта имеют значение два размера предварительного сверления: пилотное отверстие (просверлены в материале, в котором находится резьба) и зазорное отверстие (просверлен в верхней части так, чтобы стержень винта проходил свободно и плотно затягивал соединение). В частности, для винта № 10:

• Пилотное отверстие в мягкой древесине: 3/32 дюйма (2,4 мм)
• Пилотное отверстие в твердой древесине: 7/64 дюйма (2,8 мм)
• Зазорное отверстие: 3/16 дюйма (4,8 мм) — точно соответствует основному диаметру, поэтому резьба не зацепляется за верхнюю часть.

Пропуск пилотного отверстия в твердой древесине с помощью винта № 10 или большего размера рискует расколоть заготовку по торцевому волокну, особенно в таких породах, как дуб, клен и вишня, где древесное волокно достаточно плотное, чтобы создать значительное кольцевое напряжение при нарезании резьбы.

Таблица размеров отверстий для саморезов

Саморезы нарезают или образуют собственную резьбу при завинчивании, но для них все равно требуется направляющее отверстие правильного размера в принимающем материале. Без правильного направляющего отверстия винт либо срывает материал (слишком большое отверстие), либо ломается под действием скручивающего напряжения (слишком маленькое отверстие). Требования к размеру отверстий различаются в зависимости от типа материала: для листового металла требуется другой размер, чем для пластика, а для нарезания резьбы и саморезов для нарезания резьбы в одном и том же материале предъявляются разные требования.

Размеры направляющих отверстий самонарезных винтов для листового металла (тип нарезания резьбы B / тип AB)

Резьбообразующие (трехдольные) саморезы используемые в термопластах, требуют немного больших направляющих отверстий, чем типы с резьбой, потому что они вытесняют материал, а не разрезают его — смещенному пластику нужно куда-то течь. Всегда сверяйтесь с рекомендациями производителя конкретного крепежа относительно марок пластика, поскольку размер направляющего отверстия зависит от типа смолы и толщины стенки.

Для шурупы со сверлом (самосверлящие) - идентифицируется по кончику сверла, а не по острому конусу - предварительное сверление листового металла до толщины, на которую рассчитано сверло, не требуется. Винты со сверлом оцениваются по количеству металлических слоев, которые они могут пробить: точка № 3 подходит для стали толщиной до 10 (0,135 дюйма); точка № 5 подходит для стальной пластины толщиной до 3/8 дюйма.

Таблица размеров шурупов с плоской головкой: диаметр головки и размеры зенковки

Шурупы для дерева с плоской головкой (также называемые винтами с потайной головкой) имеют коническую нижнюю часть, которая при ввинчивании в зенковку подходящего размера располагается на одном уровне с поверхностью дерева или под ней. Зная диаметр головки имеет важное значение для выбора правильного зенкера — слишком узкий зенкер оставляет головку гордой над поверхностью; слишком широкий создает видимый зазор вокруг головки, который собирает мусор и ослабляет сустав эстетически и структурно.

Стандартный угол для зенковки шурупа с плоской головкой составляет 82° для шурупов (по сравнению с 90° для шурупов). Использование зенковки под углом 90° для шурупов по дереву сделает головку слегка гордой. Комбинированные сверла с зенковкой и направляющим отверстием, продаваемые в зависимости от размера винта, просверливают направляющее отверстие, зазорное отверстие и зенковку за один проход и являются самым быстрым способом обеспечения правильной геометрии для каждого калибра.

Зачем использовать гвозди вместо шурупов: структурный и практический пример

Винты прочнее вытягиваются (вытягиваются прямо) — их резьба создает гораздо большую удерживающую силу, чем гладкий стержень гвоздя. Но гвозди превосходят шурупы по прочности на сдвиг , сопротивление силам, действующим перпендикулярно оси крепежа, и это критическое направление нагрузки в большинстве случаев применения несущих каркасов. Понимание того, когда тот или иной тип крепежа является правильным выбором, предотвращает как перепроектирование, так и структурные сбои.

Прочность на сдвиг: где гвозди имеют явное преимущество

А standard 16d common nail (3.5" × 0.162" shank) has a single-shear design value of approximately 141 фунт согласно NDS (Национальным спецификациям проектирования деревянных конструкций) . Сопоставимый шуруп № 10 того же диаметра выдерживает примерно 90–110 фунтов за один сдвиг — на 25–35% меньше. Причина в материале: гвозди изготавливаются из низкоуглеродистой стали, которая пластически деформируется под нагрузкой (пластичная), сгибается перед разрушением и поглощает энергию. Большинство шурупов для дерева закалены, что делает их хрупкими при сдвиге — они скорее ломаются, чем сгибаются, без предупреждения перед выходом из строя.

Вот почему строительные нормы, в том числе IRC и IBC, предусматривают гвозди, а не шурупы, для структурных соединений: обшивка стены со стойками, балка обода с подоконной пластиной, ураганные стяжки, подвески балок и соединения балок LVL. Замена винтов в этих местах без технической проверки является нарушением норм и потенциальной структурной ответственностью.

Скорость и стоимость в приложениях большого объема

А pneumatic framing nailer drives a 16d nail in under one second, requiring no pre-drilling and no bit changes. A screw gun driving a structural screw of equivalent holding capacity takes 3–5 seconds per fastener with a correctly sized pilot hole, or risks splitting lumber without one. In framing a standard residential floor system requiring 800–1,200 fasteners, the speed difference is measured in hours. Nails also cost significantly less per fastener — bulk 16d common nails run approximately $0.02–$0.04 each vs. $0.15–$0.50 for structural screws of comparable capacity.

Допуск динамической нагрузки

Гвозди лучше, чем шурупы, переносят циклические и динамические нагрузки — вибрацию, сейсмические движения, раскачивание ветром и тепловое расширение/сжатие. Их гладкие хвостовики допускают легкое движение внутри древесного волокна без ослабления или разрушения. Гвозди с кольцевым и спиральным стержнем сочетают в себе эту пластичность со значительно улучшенным сопротивлением выдергиванию, что делает их стандартом для обшивки крыш, укладки чернового пола и обработки обработанных пиломатериалов, где оба фактора имеют значение.

Когда винты — правильный выбор

Винты превосходны там, где сопротивление извлечению, разборка или точное выравнивание Основные требования: установка шкафа, настилы (где важно сопротивление выдергиванию при ходьбе), дверные петли, крепление оборудования и любые приложения, требующие снятия в будущем без повреждений. Резьбовое соединение в винтах также плотно стягивает соединяемые поверхности во время забивания — то, что гвозди не могут повторить без дополнительного зажима.

Практическое правило: используйте гвозди для несущего каркаса, обшивки и любых соединений, на которые распространяются срезывающие нагрузки или графики забивания строительных норм . Использование шурупы для отделочных работ, метизы, узлы, требующие последующей разборки, а также ненесущие соединения, где сопротивление выдергиванию является основным требованием .