Ang ulo ng isang bolt ay hindi lamang nagbibigay ng isang ibabaw para sa isang wrench na hawakan. Tinutukoy nito kung paano ibinabahagi ang load sa joint, kung anong mga tool ang kailangan para sa pag-install at pagtanggal, kung ang fastener ay maaaring gamitin sa mga countersunk o flush application, at kung gaano karaming bearing area ang magagamit laban sa clamped material. Ang pagpili ng tamang uri ng ulo para sa isang application ay kasinghalaga ng pagpili ng tamang diameter at grado -- ang isang maling uri ng ulo ay maaaring magresulta sa pagkasira ng ibabaw, pagluwag sa ilalim ng vibration, hindi sapat na clamping area, o isang joint na hindi maaaring tipunin o serbisiyo gamit ang magagamit na tooling.
Ang hex head bolts, hex flange bolts, carriage bolts, at socket cap bolts ay apat sa pinakamalawak na ginagamit na mga uri ng fastener head sa mga pang-industriya, istruktura, automotive, at komersyal na mga aplikasyon. Ang bawat isa ay nagsisilbi ng isang natatanging layunin at ang bawat isa ay may mga tiyak na kundisyon kung saan ito ay higit na nakahihigit sa iba. Ang pag-unawa sa katwiran ng engineering sa likod ng bawat disenyo ay ang pundasyon para sa pare-pareho, maaasahang detalye ng fastener.
Ang hex head bolt ay ang pinakamalawak na ginawa at ginagamit na uri ng fastener sa mundo. Ang anim na panig na ulo nito ay nakikipag-ugnayan sa isang open-end na wrench, box wrench, o socket sa lahat ng anim na mukha, na nagbibigay ng positibong torque transmission at malawak na compatibility ng tool. Ang geometry ay tinukoy sa ASME B18.2.1 para sa mga unified inch fasteners at ISO 4014 at ISO 4017 para sa metric fasteners, na nagsa-standardize ng mga dimensyon ng ulo sa mga manufacturer upang ang hex bolts mula sa anumang sumusunod na supplier ay mapapalitan sa isang partikular na aplikasyon.
Ang hex head bolt ay binubuo ng hexagonal head, isang shank na maaaring bahagyang o ganap na sinulid, at ang sinulid na bahagi sa dulo. Ang head bearing face -- ang flat underside ng ulo na kumakapit sa clamped material -- ay namamahagi ng clamping load sa isang pabilog na lugar na tinutukoy ng cross-flat na dimensyon ng ulo. Ang bearing area na ito ay isa sa mga pangunahing functional na parameter ng ulo: ang hindi sapat na bearing area ay nagiging sanhi ng pag-embed ng ulo sa mas malambot na mga materyales sa ilalim ng pagkarga, na binabawasan ang epektibong puwersa ng pag-clamping sa paglipas ng panahon.
Dalawang shank configuration ang standard: partially threaded bolts (na may plain shank section sa pagitan ng head at thread run-out) at fully threaded bolts. Ang mga bahagyang sinulid na bolts ay mas pinipili sa mga structural at shear application dahil ang unthreaded shank ay maaaring sukatin upang magkasya nang husto sa clearance hole, na nagbibigay ng positibong lokasyon at pinapanatili ang sinulid na bahagi sa labas ng shear plane. Ang mga fully threaded bolts ay nag-aalok ng mas malawak na grip length flexibility at karaniwan sa general-purpose assembly kung saan ang shear loading ay hindi isang pangunahing alalahanin.
Ginagawa ang mga hex head bolts sa malawak na hanay ng mga marka ng mekanikal na ari-arian. Sa unified inch system, ang pinakakaraniwang structural grades ay SAE Grade 5 (tatlong radial marks sa ulo, 120,000 psi minimum tensile strength) at SAE Grade 8 (anim na radial marks, 150,000 psi minimum tensile strength). Sa sistema ng sukatan, ang mga klase ng ari-arian na 8.8, 10.9, at 12.9 ay tumutugma sa mas mataas na antas ng tensile at yield strength. Ang klase ng ari-arian ay direktang minarkahan sa ulo bilang isang de-numerong pagtatalaga.
Kasama sa mga opsyon sa materyal na lampas sa carbon steel ang hindi kinakalawang na asero (pinakakaraniwang A2-70 at A4-80 sa sukatan, o 18-8 at 316 pulgadang mga pagtatalaga), alloy steel, brass, at silicon bronze para sa mga espesyal na kinakailangan sa corrosion resistance. Ang sistema ng pagmamarka ng ulo para sa hindi kinakalawang na asero at non-ferrous na mga fastener ay naiiba sa sistema ng marka ng grado ng carbon steel at dapat na ma-verify laban sa nauugnay na pamantayan kapag kinakailangan ang kakayahang masubaybayan ang materyal.
Ang hex head bolts ay ang default na fastener para sa steel structural connections, machinery assembly, equipment base frames, flanged pipe joints, at anumang application kung saan kailangan ng mataas na clamping force at available ang external wrench access. Ang kanilang standardisasyon sa mga industriya ay nangangahulugan na ang tooling, mga detalye ng torque, at mga kapalit na fastener ay magagamit sa lahat, na nagpapasimple sa parehong paunang pagpupulong at pagpapanatili ng field.
Ang hex flange bolt ay isang hex head bolt na may pinagsamang pabilog na flange sa base ng ulo. Ang flange ay umaabot nang radially sa kabila ng hex head perimeter at nagpapakita ng mas malaking bearing surface sa clamped material kaysa sa isang karaniwang hex head na may parehong nominal na laki. Ang pinagsamang flange na ito ay ang tampok na tumutukoy sa disenyo at ang pangunahing dahilan para sa pagpili nito sa isang karaniwang hex head bolt sa maraming mga aplikasyon.
Ang flange ay nagsisilbi sa parehong function bilang isang hiwalay na flat washer na inilagay sa ilalim ng ulo ng isang karaniwang hex bolt, ngunit permanenteng isinasama ito sa mismong fastener. Inaalis nito ang pagkawala ng washer sa panahon ng pag-assemble at pag-disassembly, binabawasan ang bilang ng mga piyesa, pinipigilan ang pag-ikot ng washer o misalignment habang nag-torquing, at tinitiyak ang pare-parehong lugar ng tindig sa bawat pag-install. Sa mga kapaligiran ng pagpupulong na may mataas na dami -- partikular na pagmamanupaktura ng sasakyan -- ang pag-aalis ng isang hiwalay na bahagi ng washer ay kumakatawan sa isang makabuluhang pagbawas sa oras ng pagpupulong at sa panganib ng pagkawala ng washer.
Ang ilalim ng flange ay madalas na may ngipin sa isang pattern ng radial na mga ngipin. Ang mga serrations na ito ay kumagat sa clamped surface habang ang bolt ay humihigpit, na nagbibigay ng mekanikal na pagtutol sa rotational loosening na kumikilos bilang karagdagan sa thread friction. Ang serrated flange bolts ay isang karaniwang solusyon sa mga application na napapailalim sa vibration kung saan kinakailangan ang isang hiwalay na elemento ng locking gaya ng lock washer o thread-locking compound. Ginagawa ng mga serrations na hindi angkop ang mga serrated flange bolts para sa paggamit laban sa mga natapos o pininturahan na mga ibabaw kung saan hindi katanggap-tanggap ang pagmamarka sa ibabaw -- sa mga application na iyon, ginagamit ang mga di-serrated (smooth flange) na bersyon.
Ang hex flange bolts ay na-standardize sa sukatan sa DIN 6921 at ISO 15071 (non-serrated) at ISO 15072 (serrated). Ang hex na bahagi ng isang flange bolt head ay karaniwang mas maliit kaysa sa hex ng isang karaniwang hex bolt ng parehong diameter, dahil ang wrench load ay ibinabahagi sa pagitan ng hex face at ang flange bearing laban sa socket shoulder. Ang mas maliit na hex na ito ay nangangahulugan na ang ibang wrench o laki ng socket ay kinakailangan kumpara sa isang karaniwang hex bolt ng parehong nominal na diameter -- isang mahalagang praktikal na punto para sa mga operasyon sa pagpapanatili kung saan ang tamang tooling ay dapat na nasa kamay.
Ang hex flange bolts ay malawakang ginagamit sa automotive at powertrain assembly, partikular na para sa mga bahagi ng fastening sa thin-walled bracket, sheet metal, at plastic housings kung saan pinipigilan ng pinalaki na bearing surface ang pull-through at ang mga serrations ay nagbibigay ng vibration resistance. Karaniwan din ang mga ito sa mga kagamitang pang-agrikultura, komersyal na sasakyan, at pangkalahatang pagpupulong ng makinarya kung saan ang bilis ng pagpupulong at pagbabawas ng bilang ng mga bahagi ay priyoridad.
Ang carriage bolt ay may kakaibang disenyong pilosopiya mula sa hex head at flange bolt na mga uri. Ang pinaka-nakikitang tampok nito ay isang naka-domed, makinis na ulo na walang panlabas na wrench flat -- walang probisyon para sa paglalagay ng torque sa bolt head mula sa itaas. Sa halip, ang isang parisukat o ribbed na seksyon na nasa ibaba mismo ng ulo ay idinisenyo upang i-embed sa materyal na ikinakabit (kahoy, plastik, o malambot na metal) at pigilan ang bolt mula sa pag-ikot habang ang nut ay hinihigpitan mula sa kabilang panig.
Ang parisukat na leeg ng isang carriage bolt ay bahagyang mas malaki kaysa sa bilog na shank at may sukat na tumutugma sa square hole na nasuntok o na-drill sa materyal na isinangkot. Kapag ang bolt ay inilabas sa butas sa pamamagitan ng paghihigpit sa nut, ang mga sulok ng parisukat na leeg ay kumagat sa materyal at ikinakandado ang bolt laban sa pag-ikot. Binibigyang-daan nito ang isang tao na higpitan ang nut nang hindi hinahawakan ang bolt head -- isang makabuluhang praktikal na kalamangan sa mga aplikasyon ng konstruksiyon kung saan mahirap o imposible ang pag-access sa magkabilang panig ng isang joint nang sabay-sabay.
Ang tampok na anti-rotation ay umaasa sa materyal. Sa kahoy at pinagsama-samang mga materyales, ang parisukat na leeg ay epektibong naka-embed sa isang hanay ng mga halaga ng torque. Sa metal-to-metal joints, ang square neck ay nangangailangan ng katugmang square punched hole upang gumana nang tama; sa isang plain round drilled hole sa metal, ang carriage bolt ay iikot sa panahon ng nut tightening at ang clamping load ay hindi mabubuo nang hindi hinahawakan ang bolt sa labas.
Ang makinis at may simboryong ulo ng isang carriage bolt ay hindi binibili para sa isang karaniwang wrench o screwdriver mula sa nakalantad na mukha. Kapag na-install na ang head flush sa ibabaw, ang bolt ay hindi maaaring alisin ng isang tao na may access lamang sa head side -- tanging ang nut side lang ang maaaring gamitin upang i-disassemble ang joint. Ang tamper-resistance property na ito, bagama't hindi ang pangunahing dahilan para sa disenyo, ay ginagawang mas pinili ang mga carriage bolts para sa panlabas na kasangkapan, kagamitan sa palaruan, fencing, at mga security fixture kung saan nais ang paghihigpit sa access ng fastener sa nakalantad na mukha.
Ang mga carriage bolts ay na-standardize sa ASME B18.5 para sa mga pinag-isang pulgadang fastener. Kasama sa mga karaniwang variant ang standard square-neck carriage bolt, ang ribbed neck carriage bolt (kung saan pinapalitan ng mga longitudinal ribs ang square neck para gamitin sa mga round hole sa manipis na materyales), at ang step bolt (isang mas malaking ulo na variant na ginagamit sa mabibigat na timber construction at utility pole attachment). Ang mga carriage bolts ay kadalasang ginagawa sa low-carbon steel na may zinc o hot-dip galvanized finish para sa outdoor at construction use, at sa stainless steel para sa marine at corrosive na kapaligiran.
Ang mga carriage bolts ay isang karaniwang fastener sa wood frame construction, timber joinery, deck building, wooden furniture assembly, playground at recreational equipment, metal-to-timber connections sa mga gusaling pang-agrikultura, at kung saan man kailangan ang makinis at bilugan na ulo sa nakalantad na mukha na sinamahan ng single-sided tightening mula sa nut side.
Ang socket cap bolt -- tinatawag ding socket head cap screw (SHCS) -- ay may cylindrical head na may hexagonal recess (socket) na naka-machine sa tuktok na mukha. Inilapat ang torque gamit ang Allen key (hex key) o isang socket drive tool na ipinasok sa panloob na recess sa halip na ilapat sa mga panlabas na flat. Ang panloob na disenyo ng drive na ito ay nagbibigay-daan sa isang pangunahing magkakaibang hanay ng mga katangian ng pag-install kumpara sa mga panlabas na hex fasteners.
Ang cylindrical head ng socket cap bolt ay may mas maliit na pangkalahatang diameter kaysa sa hex head na katumbas ng grip strength, na nagpapahintulot sa fastener na mai-install sa mga lokasyong may napakalimitadong radial clearance sa paligid ng head. Ang compact na head envelope na ito ay isa sa mga pangunahing dahilan kung bakit mas gusto ang mga socket cap bolts sa mga precision mechanical assemblies, mga bahagi ng machine tool, at jig at fixture construction kung saan ang maraming mga fastener ay malapit ang pagitan o katabi ng mga machined surface.
Ang panloob na hex drive ay mahusay na nagpapadala ng torque sa pamamagitan ng malaking contact area sa pagitan ng susi at ng mga pader ng socket, na nagbibigay-daan sa napakataas na torque ng pag-install na may kaugnayan sa laki ng fastener. Ang mga socket cap bolts ay karaniwang tinutukoy sa high-strength alloy steel (property class 12.9 sa metric, o katumbas ng SAE Grade 8 at mas mataas sa pulgada) at hinihigpitan sa matataas na antas ng preload na mag-aalis sa mga panlabas na flat ng isang karaniwang hex bolt sa katumbas na diameter.
Ang ulo ay maaari ding i-countersunk sa isang naka-counterbored na butas upang ang tuktok ng ulo ay mapula sa o sa ibaba ng nakapalibot na ibabaw. Ito ay isang kritikal na tampok sa mga asembliya kung saan ang isang projecting head ay lilikha ng isang interference sa mga gumagalaw na bahagi, mga bahagi ng isinangkot, o pagbabantay.
Ang mga socket head cap screw ay na-standardize sa ASME B18.3 para sa pinag-isang inch fasteners at ISO 4762 para sa metric. Ang taas ng ulo at lalim ng socket ay proporsyonal sa nominal na diameter, at ang mga karaniwang sukat ng counterbore para sa pag-recess ng head flush ay naka-tabulate sa parehong mga pamantayan. Dahil tumpak na tumutugma ang diameter ng counterbore sa diameter ng ulo, ang paggamit ng socket cap bolt sa isang counterbored na butas ay gumagawa ng malinis at mapula-pula na ibabaw na hindi makakamit gamit ang panlabas na hex fastener ng parehong diameter.
Habang ang hex socket ay ang pinakakaraniwang uri ng drive sa socket cap bolts, maraming variant ang available para sa mga partikular na application. Ang Torx (six-point star) socket head ay lumalaban sa cam-out na mas mahusay kaysa sa hex sa napakataas na torque at ginagamit sa mga production assembly application kung saan ginagamit ang powered tooling. Ang mga spanner at pin-in-hex na drive ay nagbibigay ng karagdagang tamper resistance sa pamamagitan ng pag-aatas ng mga espesyal na tool na hindi available sa mga pangkalahatang channel ng hardware. Ang mga variant na ito ay ginagamit sa security hardware, transit system, at pampublikong imprastraktura fastening kung saan ang hindi awtorisadong pag-disassembly ay dapat na hadlangan.
Ang socket cap bolts ay ang standard fastener para sa precision machinery, CNC machine tool construction, hydraulic manifold assembly, die and mold tooling, robotics, linear motion system, at anumang application na nangangailangan ng mataas na clamping force sa isang compact envelope. Malawak ding ginagamit ang mga ito sa mga bahagi ng bisikleta, kagamitang medikal, electronic enclosure, at mga produkto ng consumer kung saan ang pag-install ng flush-head at isang malinis na visual na hitsura ay tinukoy kasama ng mekanikal na pagganap.
| Feature | Hex Head Bolt | Hex Flange Bolt | Bolt ng karwahe | Socket Cap Bolt |
|---|---|---|---|---|
| Uri ng drive | Panlabas na hex | Panlabas na hex | Wala (nut side lang) | Panloob na hex (Allen key) |
| Pinagsamang washer | Hindi | Oo (flange) | Hindi | Hindi |
| Anti-rotation feature | Hindi | Serrations (opsyonal) | Mga naka-embed na square neck sa materyal | Hindi |
| Head envelope | Pamantayan | Mas malawak kaysa sa hex head | Dome, walang wrench flat | Compact na silindro |
| Posible ang pag-install ng flush | Hindi | Hindi | Hindi (dome protrudes) | Oo (counterbored hole) |
| Single-sided na pag-install | Hindi | Hindi | Oo (sa kahoy at malambot na materyal) | Hindi |
| Pangunahing pamantayan (sukatan) | ISO 4014 / ISO 4017 | ISO 15071 / ISO 15072 | DIN 603 | ISO 4762 |
| Karaniwang hanay ng grado | 4.6 hanggang 12.9 | 8.8 hanggang 10.9 | Mababang carbon hanggang katamtamang carbon | 8.8 hanggang 12.9 |
Ang tamang uri ng ulo para sa isang naibigay na aplikasyon ay sumusunod sa pagsagot sa isang tinukoy na hanay ng mga functional na tanong. Ang pagtatrabaho sa mga ito ay sistematikong nag-aalis ng mga hindi angkop na opsyon at tinutukoy ang mga uri ng ulo na nakakatugon sa mga kinakailangan sa engineering.
Kung ang ulo ng bolt ay nasa isang nakakulong na espasyo, naka-recess sa isang counterbore, o katabi ng isang ibabaw na pumipigil sa isang wrench mula sa pag-ugoy sa arko na kinakailangan upang higpitan ang isang hex bolt, ang panloob na drive ng socket cap bolt ay maaaring ang tanging magagamit na opsyon. Kailangan lang ng isang Allen key ang vertical na access sa itaas ng bolt head upang makasali at mailapat ang torque -- hindi ito nangangailangan ng radial clearance para sa isang wrench swing arc.
Kung ang fastener ay dumaan sa kahoy o isang katulad na materyal at ang nut access mula sa reverse side ay magagamit, ang carriage bolt ay ang tamang pagpipilian para sa single-handed installation. Ang square neck ay nagbibigay ng awtomatikong anti-rotation nang hindi nangangailangan na hawakan ng sinuman ang bolt head, at ang makinis na dome head ay nagpapakita ng malinis, walang snag-free na ibabaw sa nakalantad na mukha.
Kung ang assembly ay napapailalim sa vibration at ang paggamit ng lock washers, nangingibabaw na torque nuts, o thread-locking compound ay hindi kanais-nais (dahil sa mga kinakailangan sa bilis ng pagpupulong, ang pangangailangan para sa malinis na pag-disassembly, o mga bahagi ng bilang ng mga target), ang isang serrated hex flange bolt ay nagbibigay ng isang antas ng vibration resistance sa pamamagitan ng mga serrations na kumagat sa clamped surface, nang walang anumang karagdagang mga bahagi.
Kapag ang isang karaniwang hex head bolt ay nangangailangan ng isang hiwalay na washer upang maiwasan ang ulo mula sa paghila o pag-embed nang labis sa isang manipis o malambot na clamped na materyal, ang isang hex flange bolt na katumbas ng diameter ay nagbibigay ng isang mas malaking lugar ng tindig sa isang bahagi. Ang pinagsama-samang flange ay mas maaasahan kaysa sa isang hiwalay na washer na maaaring tanggalin, hindi pagkakatugma, o mawala sa panahon ng servicing.
Kapag ang ulo ay dapat umupo sa o sa ibaba ng nakapalibot na ibabaw upang maiwasan ang interference sa mga katabing bahagi, guarding, o mating parts, tanging ang socket cap bolt na ginamit sa isang counterbored hole ang nakakamit ito nang maaasahan. Ang cylindrical head geometry ay nagbibigay-daan sa butas na mabagot sa isang tumpak na lalim at diameter na pumupuwesto sa ulo nang eksakto, na gumagawa ng isang ibabaw na maaaring selyuhan, lagyan ng pintura, o patakbuhin laban sa walang bolt head na lumilikha ng isang projecting obstruction.
Para sa pinakamataas na kinakailangan sa preload sa isang ibinigay na diameter ng bolt, Ang socket cap bolts sa property class 12.9 o katumbas ay nagbibigay ng pinakamataas na lakas ng tensile at maaaring higpitan sa pinakamataas na halaga ng torque ng apat na uri ng ulo na tinalakay dito. Ang hex head bolts sa Grade 8 o property class 10.9 ay ang karaniwang pagpipilian para sa structural at high-load general assembly. Ang mga carriage bolts ay karaniwang ang pinakamababang-lakas na opsyon sa pangkat na ito, dahil ang mga ito ay pinakakaraniwang ginagawa sa mas mababang carbon steel na mga grado na angkop sa pagtatayo ng kahoy kaysa sa mga high-load na structural application.
Ang lahat ng apat na uri ng bolt head ay magagamit na may hanay ng mga surface finish na tumutukoy sa kanilang corrosion resistance sa serbisyo. Ang naaangkop na tapusin ay tinutukoy ng kapaligiran kung saan ang fastener ay malalantad at anumang galvanic compatibility constraints na ipinataw ng mga materyales sa joint.
Ang galvanic compatibility sa pagitan ng fastener finish at ang mga materyales na ini-clamp ay dapat palaging ma-verify. Ang mga hindi kinakalawang na asero na pangkabit sa pakikipag-ugnay sa hindi ginagamot na aluminyo sa isang dagat o basang kapaligiran ay maaaring mapabilis ang galvanic corrosion ng aluminyo; Ang mga hot-dip galvanized fasteners sa contact na may uncoated steel ay nagbibigay ng cathodic na proteksyon sa bakal sa magkasanib na interface. Mahuhulaan at mapapamahalaan ang mga pakikipag-ugnayang ito sa tamang pagpili ng materyal, ngunit dapat itong isaalang-alang sa yugto ng detalye sa halip na matuklasan sa serbisyo.
M8×60 Alloy Steel Grade 8.8 Zinc-Plated Hex Head Flange Bolt Cylinder Bolts
Grade 12.9 Alloy Steel Black Oxide Hex Socket Head Cap Screw M3-M24
Hex Head Jack Screw Rods
M10*160 Alloy Steel Phosphated Hex Flange Bolts
M5*10 Grade 8.8 Carbon Steel Flanged Hex Head Bolts
M12*100 Black Phosphated Alloy Steel Hex Socket Screw