Они встречаются повсеместно.Они и в старых баночках из под индийского кофе,хранящихся на антресолях,они россыпью валяются в гаражах и так часто заламываются и заставляют нас использовать ненормативную лексику.Да,это они…Это болты ! А кто же придумал резьбу,и всяческие хитрые размеры? -Давайте разберемся и по доброй традиции,обратимся к историческим,проверенным источникам.

Историки считают, что винтовая нить,которая является прародителем современного резьбового соединения  была изобретена примерно в 400-м году  Архитом Тарентским (428 до н.э. — 350 г. до н.э.). Архита иногда называют основателем механики. Одним из первых применений винтового принципа стал пресс для извлечения масел из маслин и соков из винограда. Гораздо раньше, Архимед (287 г. до н.э. — 212 г. до н.э.) разработал принцип винтов и использовал его для создания устройств для поднятия воды из водоемов. Винт с водой, возможно, возник в Египте еще до Архимеда, но к сожалению, более подробной информации о изобретателях нет ни в одном источнике. Механизм был построен из дерева и использовался для орошения земель и удаления трюмной воды с кораблей. Римляне применяли винт Архимеда в первых системах водопроводов.

Архит Тарентский
Механизм Архита
Древнегреческий пресс для отжима оливкового масла

Механизмов,основанных на этом типе было такое количество,что попросту не хватит сил и времени чтобы обо всём упомянуть и рассказать. Продвинемся чуть дальше и узнаем,кому же в голову пришло изготавливать винты и болты в промышленных масштабах и скреплять материалы между собой,используя этот принцип.

До появления паровых двигателей,резьбовое соединение часто использовалось при изготовлении телег,фермерских подъемных кранов и даже мебели. Основная проблема всех резьбовых деталей была в том, что отсутствовали точные станки и лекала для стандартизированного изготовления деталей. Все болты были разных размеров и каждый,кто владел навыками изготовления резьбовых соединений,делал это на свой лад,практически «на глазок». Но в 1770 году, английский механик-изобретатель Джесси Рамсден  сделал первый точный винторезный станок. Используя его токарные станки, болты стало возможным изготавливать по шаблону,нужных длин и диаметров. Появление таких станков дало старт новому витку в истории механики-изобретению паровых двигателей,подвесных мостов и прочих стальных конструкций,способных выдерживать большой вес и быть по необходимости обслуженными,используя запасные части,выполненные по шаблону.

Джесси Рамсден
Чертеж станка Джесси Рамсдена

Наверняка,вас интересует почему же все известные нам типы резьбовых соединений так сильно отличаются друг от друга и есть «дюймовая резьба» и так много разных и загадочных «шагов и ниток». Всё достаточно просто объясняется. Как только изготовление болтов и винтов стало приносить хорошие деньги,на этом рынке появились и производственные магнаты и естественно,росла и конкуренция.  Необходимо было внести коррективы и установить некие стандарты,патенты и правила игры,чтобы «навязать» старому свету свои стандарты и быть здесь монополистом,не давая новоиспеченным североамериканским бизнесменам наживаться на трудах изобретателей,отдавших годы жизни на поиски лучших решений. Чтобы уладить эти проблемы, английский изобретатель Джозеф Уитворт,известный всему миру как изобретатель оружия и автор теории и практики резьбовых соединений,собрал образцы винтов из большого числа британских мастерских и в 1841 году выдвинул два предложения:

1. Угол фланцев резьбы должен быть стандартизован под углом 55 градусов.
2. Количество резьб на дюйм должно быть стандартизировано для разных диаметров.
Его предложения стали стандартной практикой в ​​Великобритании в 1860-х годах и используются по сей день в различных областях оборонной промышленности.

Джозеф Уитворт
Графическое представление формулы Джозефа Витуорта для шага резьбы винта

 

В 1864 году американский изобретатель Уильям Селлерс самостоятельно предложил другой стандарт, основанный на форме резьбы на 60 градусов и различных нитях для разных диаметров. Это стало принятым в качестве стандарта США и впоследствии превратилось в американскую стандартную грубую серию (NC) и Fine Series (NF). Форма нитки имела плоские корни и гребни, которые делали винт легче, чем стандарт Уитворта, который имел закругленные корни и гребни.

 

Уильям Селлерс

 

Примерно в то же время в континентальной Европе принимаются стандарты метрической резьбы с принятием ряда различных углов фланца резьбы. Например, у немецкого Loewenherz был угол фланца резьбы 53 градуса 8 минут, а швейцарский Thury — под углом 47,5 градуса. Стандартная международная метрическая нить, в конечном счете, вышла из немецких и французских метрических стандартов, основанная на 60-градусном фланцевом углу с плоскими гребнями и закругленными корнями.

Что же касается саморезных конструкций,то здесь всё очень запутано. Данный тип был изначально востребован только для деревянных конструкций и неизменным считался французский тип фланца резьбы 52.5 и отклонением формы резьбы по системе Генри Модсли,известного британского изобретателя и автора системы обратной резьбы. Но с появлением новых материалов,требовались и новые крепежные элементы,способные стать альтернативой для систем «гайка-болт». Упомянуть как минимум две сотни инженеров,принявших участие в изобретении «народного самореза» технически и с точки здравого смысла не представляется возможным. На сегодняшний день существует около 350 типов саморезных болтов,применяющихся повсеместно,начиная от производства мебели и заканчивая космической промышленностью.

Генри Модсли

Патенты на изобретения были в то время своеобразным барьером от любителей легкой наживы и благодаря порядку,заведенному в то время,мы имеем комфортный быт и пользуемся разнообразными благами цивилизации по сей день. Кажущаяся простота конструкции и доступность привычного нам болтика это богатейшая история человечества,на описание которой у меня бы ушла жизнь,как минимум. Мы лишь коснулись самых главных имен,в очередной раз поблагодарив первопроходцев и энтузиастов за их вклад в развитие науки.

Ну,а население планеты до сих пор нарезает резьбу метчиками,обламывает шпильки коллекторов и ругается,когда не может подобрать винт для своего автомобиля,разыскивая похожего донора у себя в гаражных завалах,недоумевая и гневаясь на метрическую или же дюймовую системы…