Болты DIN 931 и DIN 933: неполная резьба против полной — в чём разница и когда одно можно заменить другим

Главное отличие: длина резьбовой части стержня

Оба стандарта описывают болт с шестигранной головкой под ключ и метрической резьбой. Формально они очень похожи, и разница касается только одного параметра — того, насколько резьба покрывает длину стержня.

Болт DIN 931 — изделие с неполной резьбой. Стержень состоит из двух зон: гладкого цилиндрического участка сразу под головкой и резьбовой части на конце. Длина резьбы не произвольна, она нормируется стандартом в зависимости от диаметра и общей длины болта.

Болт DIN 933 — изделие с полной резьбой. Резьбовая нарезка идёт от головки до самого конца стержня, гладкого участка нет вовсе (за вычетом технологического сбега в 1–2 шага).

Почему гладкий участок — не недоработка, а инженерное решение

Гладкая часть стержня у DIN 931 выполняет вполне конкретную задачу — она работает в плоскости среза соединения. Когда две скрепляемые детали могут смещаться относительно друг друга (поперечная, сдвиговая нагрузка), в плоскости их стыка возникает усилие среза. Если в этой зоне находится гладкое тело болта, усилие воспринимается всей площадью его сечения — равномерно, без концентраторов напряжений.

Резьба же по своей природе представляет собой чередование выступов и впадин. Каждая впадина — это уменьшение рабочего сечения и одновременно концентратор напряжений. Если плоскость среза случайно попадает именно на резьбовой участок, соединение начинает работать по внутреннему диаметру резьбы, а это сечение заметно меньше номинального диаметра стержня.

Что происходит при растяжении

При чисто осевой нагрузке — растяжении вдоль оси болта — разница между DIN 931 и DIN 933 практически стирается. Разрушение в обоих случаях происходит по одному и тому же самому узкому месту — внутреннему диаметру резьбы. Здесь тип исполнения не имеет значения, и оба болта показывают одинаковую несущую способность.

Что происходит при срезе

При поперечной нагрузке ситуация меняется. Если плоскость среза приходится на гладкую часть DIN 931, работает полное сечение стержня — наружный диаметр резьбы. Если та же нагрузка действует на резьбовую часть DIN 933, рабочим оказывается уменьшенное сечение по внутреннему диаметру резьбы. Потеря несущей способности на срез для среднего диаметра составляет порядка 25–30%.

Таблица длины резьбы по DIN 931

Длина резьбовой части (параметр b) у болта с неполной резьбой не постоянна — она рассчитывается по формуле в зависимости от общей длины стержня l и номинального диаметра d.

Например, у болта DIN 931 М12×100 длина резьбы составит 30 мм, а оставшиеся 70 мм — гладкий стержень диаметром 12 мм. Для сравнения, у DIN 933 М12×100 резьба идёт по всей длине — все 100 мм, гладкого участка нет.

Когда выбирать DIN 931, а когда DIN 933

Можно ли заменить DIN 931 на DIN 933 и наоборот

Вопрос взаимозаменяемости возникает регулярно: на складе есть один стандарт, в спецификации указан другой. Однозначного «да» или «нет» здесь нет — решение зависит от характера нагрузки на соединение.

Обратная замена — DIN 933 на DIN 931 — практически всегда допустима: гладкий стержень не уступает резьбовому при растяжении и превосходит его при срезе. Единственное, что стоит проверить — достаточно ли длины резьбовой части DIN 931 для надёжного зацепления с гайкой при данной толщине пакета деталей.

Аналоги по ГОСТ и совместный подбор с гайками, шайбами

Прямые аналоги DIN 931 и DIN 933 в отечественной нормативной базе — ГОСТ 7798 и ГОСТ 7805, а также современные редакции по ГОСТ 52644. У нас в каталоге, например, представлены болты по ГОСТ 7798, класс прочности 8.8, без покрытия и более прочные болты по ГОСТ 52644-2006, класс прочности 10.9 — оба варианта учитывают как исполнение DIN 931, так и DIN 933, в зависимости от требуемой длины резьбы.

Стоит помнить о размере под ключ: для некоторых диаметров ГОСТ и DIN расходятся. Например, для М10 отечественный стандарт предусматривает ключ на 16–17 мм, тогда как европейский — строго 17 мм. Если монтаж выполняется в стеснённых условиях или инструмент подобран заранее, это расхождение стоит уточнить у поставщика до отгрузки партии.

Болт редко устанавливается в одиночку. К нему обычно подбирают шестигранную гайку DIN 934, а под гайку и головку — шайбу: стандартную шайбу DIN 125 для распределения нагрузки по плоскости, увеличенную шайбу DIN 9021 для мягких или тонких материалов, либо пружинную шайбу-гровер DIN 128, если узел подвержен вибрации и есть риск самоотвинчивания.

Материал и покрытие: сталь, цинк, нержавейка

Оба стандарта — DIN 931 и DIN 933 — не привязаны к конкретному материалу, они описывают только геометрию. Класс прочности и материал задаются отдельно и указываются в заказе дополнительно к обозначению стандарта, диаметра и длины.

Для стандартного внутреннего монтажа и условий нормальной влажности обычно достаточно оцинкованной углеродистой стали. Для наружных конструкций, фасадных работ и узлов с постоянным контактом с осадками лучше рассматривать горячее цинкование или сразу болты из нержавеющей стали — они не теряют защитных свойств при повреждении поверхностного слоя, в отличие от гальванического цинкования.

Типичные ошибки при подборе

Замена без учёта типа нагрузки

Самая частая ошибка — поставить DIN 933 вместо DIN 931 просто потому, что он оказался под рукой, не проверив, работает ли соединение на срез. Если в узле есть хоть какой-то поперечный компонент нагрузки, такая замена требует инженерного расчёта, а не решения «на глаз».

Игнорирование фактической длины резьбы

Даже если DIN 931 выбран правильно, нужно проверить, что гладкая часть болта перекрывает всю толщину скрепляемого пакета. Если пакет толще, чем гладкий участок, плоскость среза всё равно попадёт на резьбу — и преимущество неполной резьбы окажется формальным.

Путаница между ГОСТ и DIN по размеру под ключ

Для нескольких диаметров (М10, М12, М14, М22) размер головки по ГОСТ и по DIN не совпадает. При замене одного изделия другим стоит уточнить этот параметр отдельно, особенно если монтаж выполняется готовым инструментом без возможности его быстро сменить.

Путаница крепежа со смежными типами

Иногда под задачу «прикрутить деталь» вместо болта нужен совсем другой крепёж — саморез или шуруп, особенно если речь о дереве или тонком листовом металле без гайки с обратной стороны. Разница между этими типами крепежа и когда каждый из них уместен, разобрана в отдельной статье — чем отличаются саморезы от шурупов и болтов.

Шпильки как альтернатива болтовому соединению

В части задач — глухие фланцевые соединения, крепление оборудования с двусторонним доступом, узлы, где нужна регулировка положения гайкой с обеих сторон — вместо болта удобнее использовать резьбовую шпильку DIN 975 в паре с двумя гайками. У шпильки нет головки, зато резьба может быть нарезана на всей длине или только на концах — принцип выбора похож на разницу между DIN 931 и DIN 933: там, где важна прочность на срез посередине, лучше подходит шпилька с резьбой только по краям.

Что указать при заказе

Чтобы менеджер подобрал изделие быстро и без ошибок, в заявке стоит указать: стандарт (DIN 931 или DIN 933, либо аналог по ГОСТ), диаметр и длину, класс прочности, материал и покрытие, а также характер нагрузки на узел — растяжение, срез или их сочетание. Если крепёж подбирается для серийного монтажа, полезно сразу уточнить совместимость с гайками, шайбами и сопутствующими метизами, чтобы весь комплект пришёл одной поставкой. Полный размерный ряд метрического крепежа, включая оба стандарта, доступен в разделе метрический крепёж.

Вопросы и ответы