DIN 933 vs DIN 931: болты с полной и неполной резьбой - когда что применять
DIN 933 vs DIN 931: болты с полной и неполной резьбой — когда что применять
Закручивание и откручивание
Когда инженер берёт в руки шестигранный болт, он редко задумывается, какое из двух исполнений лежит у него на ладони — DIN 933 с резьбой по всему стержню или DIN 931 с гладким безрезьбовым участком под головкой.
В статье — без воды и с цифрами: когда применять каждый стандарт, как рассчитать длину гладкой части, чтобы плоскость среза гарантированно легла на тело болта, в чём отличие DIN от ISO и ГОСТ, и какие четыре ошибки при подборе допускают даже опытные конструкторы.
Конструктивное отличие: где заканчивается резьба
DIN 933 = ISO 4017 / ГОСТ 7798, 7805

Резьба нарезана практически по всей длине стержня. Единственный нерезьбовой участок — зона сбега резьбы (2–3 витка у головки), которая конструктивно неизбежна при производстве. Болт затягивает соединение через осевое усилие, передаваемое витками резьбы и опорным торцом головки.
Максимальная длина стержня по стандарту — 340 мм. Применяется в коротких соединениях, где нужно зафиксировать тонкий или средний пакет деталей.
DIN 931 = ISO 4014 / ГОСТ 7798, 7805

Стержень разделён на два участка: резьбовой конец длиной b и гладкая (нерезьбовая) цилиндрическая часть под головкой. Диаметр гладкой части равен наружному диаметру резьбы d — это принципиально важно для восприятия поперечных нагрузок.
Длина резьбового участка b рассчитывается по формуле стандарта:
b = 2d + 6 мм (для болтов длиной L ≤ 125 мм)
b = 2d + 12 мм (для болтов длиной 125 мм < L ≤ 200 мм)
b = 2d + 25 мм (для болтов длиной L > 200 мм)
Длина гладкой части: lg = L − b − k, где k — высота головки. Именно lg должна быть ≥ суммарной толщины деталей в зоне среза.
Сравнительная таблица: DIN 933 vs DIN 931
|
Параметр |
DIN 933 |
DIN 931 |
|
Стандарт (аналог ISO/ГОСТ) |
DIN 933 = ISO 4017 / ГОСТ 7798, 7805 |
DIN 931 = ISO 4014 / ГОСТ 7798, 7805 |
|
Резьба по длине стержня |
Полная — по всему стержню |
Неполная — есть гладкая часть под головкой |
|
Гладкая часть стержня |
Отсутствует (только сбег резьбы) |
Есть: длина = L − b (формула ниже) |
|
Поведение при растяжении |
Равнозначна DIN 931 |
Равнозначна DIN 933 |
|
Поведение при срезе |
Хуже: резьба в плоскости среза −до 35 % прочности |
Лучше: гладкая часть в плоскости среза |
|
Усталостная прочность при поперечных нагрузках |
Снижена (концентратор — впадина резьбы) |
Выше (гладкий стержень без концентраторов) |
|
Макс. длина стержня |
340 мм |
950 мм |
|
Диапазон диаметров |
М3 — М64 |
М3 — М64 |
|
Класс точности |
A, B |
A, B |
|
Классы прочности |
4.6 / 5.6 / 6.8 / 8.8 / 10.9 / 12.9 / A2 / A4 |
4.6 / 5.6 / 6.8 / 8.8 / 10.9 / 12.9 / A2 / A4 |
|
Типичные применения |
Фланцы, тонкие пакеты, последовательные соединения |
Несущие фермы, оси, поперечные нагрузки |
|
Доступность на рынке |
Очень высокая — массовое производство |
Высокая (короткие серии — под заказ) |
Длина резьбовой части b по диаметрам (DIN 931)
Таблица позволяет быстро определить длину резьбовой части b и рассчитать длину гладкого участка lg = L − b − k. Если lg ≤ 0 — гладкой части нет, болт работает как DIN 933.
|
Резьба |
Шаг P, мм |
b (мм) |
Диапазон длины |
Формула b = 2d+6 |
|
М6 |
1.0 |
18 |
L ≤ 125 мм |
2×6+6 = 18 мм |
|
М8 |
1.25 |
22 |
L ≤ 125 мм |
2×8+6 = 22 мм |
|
М10 |
1.5 |
26 |
L ≤ 125 мм |
2×10+6 = 26 мм |
|
М12 |
1.75 |
30 |
L ≤ 125 мм |
2×12+6 = 30 мм |
|
М16 |
2.0 |
38 |
L ≤ 125 мм |
2×16+6 = 38 мм |
|
М20 |
2.5 |
46 |
125 < L ≤ 200 |
2×20+6 = 46 мм |
|
М24 |
3.0 |
54 |
125 < L ≤ 200 |
2×24+6 = 54 мм |
|
М30 |
3.5 |
66 |
L > 200 мм |
2×30+6 = 66 мм |
|
М36 |
4.0 |
78 |
L > 200 мм |
2×36+6 = 78 мм |
|
💡 Пример расчёта гладкой части Болт М12×80 (DIN 931). b = 2×12+6 = 30 мм. Высота головки k = 7,5 мм. Длина гладкой части: lg = 80 − 30 − 7,5 = 42,5 мм. Если суммарная толщина деталей в зоне среза равна 35 мм — гладкая часть перекрывает зону среза с запасом 7,5 мм. Условие выполнено. |
Физика среза: почему резьба в зоне сдвига опасна
При растяжении оба болта разрушаются одинаково — по впадинам резьбы, где площадь сечения минимальна. Разница в прочности на растяжение между DIN 933 и DIN 931 одного диаметра и класса прочности — нулевая.
При срезе картина принципиально иная. Поперечная нагрузка, действующая на резьбовую часть стержня, срезает металл по внутреннему диаметру резьбы d1 — наименьшему сечению. При той же нагрузке на гладкий стержень работает полное сечение d. Потеря несущей способности:
Δ ≈ 1 − (d₁/d)² ≈ 25–35%
Кроме снижения статической прочности, резьба в зоне среза является концентратором напряжений. При циклических нагрузках (вибрация, знакопеременные усилия) усталостная трещина зарождается именно во впадинах резьбы и развивается значительно быстрее, чем на гладком стержне.
|
🚫 Самая опасная ошибка Замена DIN 931 на DIN 933 в несущем узле без перепроверки положения зоны среза. Болт ведёт себя нормально при монтаже и на начальном этапе эксплуатации, но при накоплении циклической усталости разрушается без предварительных видимых деформаций — внезапно. |
Соответствие стандартов: DIN, ISO, ГОСТ
Болты DIN 933 и DIN 931 имеют прямые аналоги в системах ISO и ГОСТ. Ключевое отличие ISO 4017 от DIN 933 — несколько иные размеры под ключ для М10, М12, М14 и М22. Во всём остальном стандарты взаимозаменяемы.
|
DIN |
ISO |
ГОСТ |
Особенность |
|
DIN 933 |
ISO 4017 |
ГОСТ 7798 / 7805 |
Полная резьба |
|
DIN 931 |
ISO 4014 |
ГОСТ 7798 / 7805 |
Неполная резьба |
|
DIN 601 |
ISO 4016 |
ГОСТ 15589 |
Класс точности C, полная |
|
— |
ISO 4018 |
ГОСТ 15589 |
Класс точности C, полная |
|
DIN 960 |
ISO 8765 |
— |
Мелкий шаг, неполная |
|
DIN 961 |
ISO 8676 |
— |
Мелкий шаг, полная |
|
📌 О DIN 960 и DIN 961 Для соединений с повышенными требованиями к точности позиционирования или при ограниченном пространстве применяют болты с мелким шагом резьбы: DIN 960 (неполная резьба) и DIN 961 (полная резьба). Мелкий шаг даёт меньший самоотворачивающий момент и более точную дозировку усилия затяжки, но снижает несущую способность резьбы по срезу. |
4 ошибки при подборе болтов: причины и решения
|
Ошибка |
Последствие |
Решение |
|
DIN 933 в соединении на срез |
Резьба попадает в плоскость среза → потеря до 35 % прочности, ускоренный усталостный износ |
Использовать DIN 931; убедиться, что гладкая часть перекрывает зону среза |
|
DIN 931 в коротком соединении без гладкой части |
При L ≤ b гладкого участка нет; преимущества DIN 931 потеряны, но цена выше |
Для коротких болтов (L < 2d+20 мм) DIN 933 равнозначен и дешевле |
|
Замена DIN 931 на DIN 933 без расчёта |
Резьба попадает в зону поперечного усилия → разрушение соединения без видимых признаков |
Заменять только после согласования с конструктором; пересчитать положение зоны среза |
|
Неверный расчёт длины гладкой части |
Гладкая часть не доходит до стыка деталей → резьба в зоне среза, нулевой эффект |
Проверить: lg = L − b − k ≥ 0 и lg ≥ толщине пакета в зоне среза |
Когда выбирать DIN 933, а когда DIN 931
|
DIN 933 — когда |
DIN 931 — когда |
|
Соединение работает только на растяжение (фланцы, крышки) |
Поперечные или смешанные нагрузки (срез + растяжение) |
|
Детали тонкие, длина болта ≤ 4d |
Соединение ферменных и несущих металлоконструкций |
|
Последовательное соединение нескольких деталей с гайкой |
Болт является одновременно осью или направляющей |
|
Нужно максимальное количество витков резьбы для затяжки |
Длинные болты — L > 5d; зона среза неизбежна без гладкой части |
|
Цена важна — DIN 933 массовый и дешевле |
Циклические и динамические нагрузки (вибрация, удары) |
|
Лёгкие конструкции, мебель, бытовое оборудование |
Подвески, рычаги, узлы передачи поперечного усилия |
|
✅ Главное правило выбора Если соединение работает только на растяжение — DIN 933 и DIN 931 равнозначны; выбирайте DIN 933 как более доступный и дешёвый. Если есть любая поперечная нагрузка и болт длиннее 5d — обязательно DIN 931 с проверкой: lg ≥ толщины пакета в зоне среза. Никогда не заменяйте DIN 931 на DIN 933 в несущих узлах без расчёта. |