Происхождение шпильки с резьбой и область ее применения

Шпилька резьбовая: область применения и основные параметры крепежа (75 фото)

Практически все этапы строительных и ремонтных работ требуют приобретения различного рода крепежных элементов. Одним из них является оцинкованная резьбовая шпилька. О возникновении указанного крепежного изделия, области его применения и разновидностях, а также о том, почему специалисты рекомендуют использовать оцинкованный крепеж, пойдет речь ниже.

Создание шпильки с резьбой и сфера ее использования

Когда в машиностроительной отрасли возникла необходимость соединения ровных и имеющих гладкую поверхность деталей, инженеры придумали резьбовую шпильку. Внешний вид данного крепежного элемента весьма прост – это металлический стержень, концы которого имеют резьбу. На стандартных шпильках в отличие от современных строительных вариантов резьба создавалась не по всей длине.

Чуть позже была замечена универсальность крепежного элемента и строительная индустрия взяла себе на вооружение все многообразие резьбовых шпилек. Кроме строительной сферы применение резьбовых шпилек стало возможным в рекламе.

Современные рекламные щиты, будучи тяжелыми конструкциями, могут надежно стоять на земле благодаря шпилечному способу крепления. В бетонное основание монтируются резьбовые элементы необходимого диаметра, как правило, их количество равно четырем. После чего рекламный щит попросту надевается на шпильки и закручивается гайками.

Разновидности строительных шпилек

Строительный крепеж производится с учетом разнообразных целей. Поэтому различны его модификации. Во-первых, речь идет о длине выпускаемых деталей, которая варьируется от 10 см до 2 метров. Во-вторых, имеется в виду диаметр крепежа, определяющий шаг резьбы.

Некоторые строительные шпильки имеют разный тип резьбы на концах, с одной стороны может быть метрическая (ее шаг и основные параметры заданы в миллиметрах), с другой – специальная резьба для вкручивания в дерево или пластиковый дюбель.

Существует модификация со шляпкой, позволяющая сократить число используемых элементов крепления. Указанная шпилька превосходно заменяет болт и шайбу. Разнообразие размеров резьбовых шпилек позволяет найти оптимальный и удобный способ крепления почти для любого вида работ.

Если на конце шпильки есть упоминавшаяся выше резьба по дереву, то можно без особых усилий обеспечить надежную фиксацию системы водоотведения деревянного дома, избежав при этом проделывания лишних отверстий в стенах.

Совет! Выбирая шпильку, имеет смысл обратить внимание на изделие чуть большей длины, чем это необходимо. Будет плохо, если она окажется короче.

Кроме того, скрепляемые детали имеют свойство немного деформироваться при сжатии, поэтому образуется небольшой запас по длине. Его по необходимости всегда можно сократить, правильно используя болгарку или ножовку по металлу.

Состав шпилечного крепления

Как отмечалось выше, шпилька представляет простой металлический стержень с резьбой. Чтобы она могла должным образом выполнять необходимые функции, требуются дополнительные крепежные элементы. Корректная работа шпильки может быть обеспечена следующими составляющими.

  • Гайкой, которая прижимает и надежно фиксирует смонтированную деталь в необходимом месте.
  • Контргайкой, являющейся дополнением предыдущего пункта, не позволяющей гайке раскручиваться в процессе эксплуатации различных конструкций.
  • Шайбой, позволяющей создать значительное сопротивление гайке и препятствующей прокручиванию последней дальше определенного заранее места.
  • Металлической подкладкой, основная задача которой сводится к увеличению плоскости крепежной шляпы.
  • Разнообразными муфтами, позволяющими создавать требуемые отступы для надежной фиксации чего-либо.

В техническом плане вся крепежная шпилечная система представляет собой единое целое множества составляющих, которое рассчитывается по-разному в зависимости от поставленных задач.

Применение оцинкованных шпилек

Опытные строители и ремонтники утверждают, что прочность резьбовой шпильки при условии правильного ее подбора, позволяет крепить весьма тяжелые конструкции в особенных в плане свойств строительных материалах. Среди них можно выделить все разнообразие газобетонной и пенобетонной продукции, ракушечник и другие виды.

Даже такое надежное крепление, как анкерный болт, в указанном материале держится крайне плохо, вываливаясь достаточно быстро. Оцинкованная резьбовая шпилька превосходно помогает решить задачу, но создавая при этом другие проблемы.

Например, при сквозном креплении в стеновом материале возникает так называемый мостик холода, требующий тщательного продумывания системы утепления.

Читайте также:
Скрытие труб рольставнями

Полезность и рациональность использования оцинкованного крепежа становятся явными, если обратить внимание на некоторые фото резьбовой шпильки, сделанные после длительной эксплуатации. Цинковое напыление отлично защищает металлические элементы от процессов коррозии.

Повышенная влажность в зоне использования шпильки может пагубно сказаться на всей крепежной системе, особенно если речь идет не об оцинкованных шпильках. Со временем она может попросту сломаться, иногда неся с собой непоправимые последствия.

Классификация резьбовых шпилек

Классификация резьбовых шпилек

Резьбовая шпилька широко используется для крепления различных металлоконструкций, гарантирует высокую надежность и прочность соединения.

Шпильки выпускаются в соответствии с ГОСТ 22042, ГОСТ 22032, DIN 972, DIN 976 и другим стандартам, регламентирующим конструкционные параметры, геометрические размеры и материал изготовления.

Особенности конструкции резьбовых шпилек

Шпилька — стальной резьбовой пруток без оголовка на конце. Это позволяет стягивать различные детали между собой, накручивая гайки с обоих концов, вкручивать шпильки в резьбовые отверстия. Резьба может быть нанесена как на все тело изделия, так и на ее часть. Существует несколько типов конструкций резьбовых шпилек, различающихся по диаметру и исполнению.

Для каждого вида шпилек имеется три класса точности. Диаметр изделий может составлять от 6 до 48 мм. Длина регламентируется ГОСТ или требованиями заказчика.

Материалы изготовления резьбовых шпилек

В зависимости от условий эксплуатации и типа изделий шпильки могут изготавливаться из углеродистой, легированной и нержавеющей стали. Шпильки с ввинчиваемым концом и метизы, предназначенные для стяжки изделий с гладкими отверстиями, производятся из 20Х13, 14Х17Н2, 30ХМА и т. п.

Шпильки, применяемые с деталями из стали или титанового сплава, изготавливаются из 09Г2С. При работе с фланцевыми соединениями стоит выбирать шпильки из стали 35, 40Х или 09Г2С. Подробнее материалы изложены в соответствующих ГОСТ на изготовление шпилек разных конструкций.

Виды шпилек резьбовых

Резьбовые шпильки могут иметь разную конструкцию. Но в большинстве типов применяется два стандарта:

  • Диаметр гладкой части равен диаметру резьбовой.
  • Диаметр гладкой части меньше резьбовой.
Шпильки для деталей с гладкими отверстиями

Этот тип изделий регламентируется ГОСТ 22042. Размер шпильки зависит от ее диаметра — параметры занесены в соответствующую таблицу. В ее верхней строке указывается диаметр резьбы. Если он занесен в скобки, то это — нежелательный размер, но не запрещенный.

Диаметр изделий составляет от 6 до 48 мм, шаг резьбы — крупный или мелкий, длина — до 500 мм. Шпильки этой конструкции изготавливаются из углеродистой, легированной стали или бронзы. Применяются в строительстве, для бытовых нужд.

Шпильки с ввинчиваемым концом

Шпильки с ввинчиваемым концом изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 22032, ГОСТ 22038, ГОСТ 22034. Они могут иметь резьбу как по всей части, так и на отдельном конце прутка, отличаться по длине и диаметру.

По ГОСТ 22038 выпускаются шпильки для деталей из легких сплавов, по ГОСТ 22034 — метизы, предназначенные для ввинчивания в бронзовые и стальные изделия. Наиболее распространенный стандарт — ГОСТ 22032, в котором указываются параметры стальных шпилек, вкручиваемых в металлические, латунные и титановые заготовки.

Эти изделия могут иметь крупный и мелкий шаг резьбы с разных сторон, диаметр от 3 до 48 мм.

Фланцевые шпильки

Фланцевые шпильки — специальный тип метизов, предназначенный для соединения трубопроводов (газовых, турбинных, паровых), работающих при температуре до 650 °С. Их параметры занесены в ГОСТ 9066. Выделяют пять типов изделий:

  • С равным диаметром резьбы и гладкой части.
  • Диаметр резьбовой части больше гладкой.
  • С наличием четырехгранного выступа и осевого отверстия.
  • С осевым отверстием по длине и выступом цилиндрической формы.
  • С отверстием по всей длине, диаметром резьбы больше, чем на гладкой части.
Приварные шпильки

Приварные шпильки предназначены для приварки к стальным изделиям. Они выпускаются по ГОСТ Р 55738 в трех исполнениях: для газовой сварки, дуговой сварки и контактной сварки.

Читайте также:
Преимущества столешниц из бетона
Закладные шпильки (фундаментные болты)

Закладные шпильки применяются для монтажа изделий к бетонным и монолитным основаниям. Они отличаются изогнутой формой и фиксируются в монолит на этапе его создания. Параметры изделий указываются в ГОСТ 24379.

Резьбовые шпильки (DIN 975)

Резьбовые шпильки, указанные в стандарте DIN 975, отличаются наличием резьбы по всей длине изделия. Их применяют для потолочных креплений вентиляции, воздуховодов и т. п. В качестве материала выступает углеродистая, нержавеющая сталь. Шпильки выпускаются длиной в 1 или 2 м, диаметр — М4-М36.

Применения резьбовых шпилек

Шпильки резьбовые используются в различных областях производства, строительства.

  • Ремонтно-строительные работы.
  • Монтаж оборудования, станков, крупногабаритных механизмов.
  • Создание металлоконструкций.
  • Монтаж систем вентиляции, воздуховодов и т. п.
  • Сборка каркасов, различных строений и стендов.

Их применяют в машиностроении, для фиксации крупногабаритного оборудования и станков. В машиностроении и строительстве наиболее часто используют шпильки с ввинчиваемым концом, благодаря их конструктивным особенностям — один конец ввинчивается, а второй — затягивается гайкой.

Шпильки применяют для фиксации трубопроводных систем, вентиляции, отопления и т. п. Они используются для стягивания фланцевых соединений трубопроводов, расположенных на улице. Специальные шпильки предназначены для магистральных систем, работающих при высокой температуре до 650 °С.

На шпильки часто устанавливаются билборды. Для этого применяют закладные изделия, которые монтируют в бетон. К ним крепят станицу щита.

Как выбрать резьбовую шпильку?

Все шпильки рассчитаны на работу с конкретной нагрузкой. И их несущая способность напрямую зависит от их конструктива, материала, размера и т. п.

Несущая способность резьбовой шпильки, выдерживающей нагрузку в плоскости, зависит от глубины ее ввинчивания. На грузоподъемность также оказывает влияние шаг резьбы.

При перпендикулярно направленной нагрузке несущая способность шпилек определяется сопротивлением материала на изгиб и срез. На этот параметр влияет материал и диаметр прутка, при этом длина резьбовой части особого значения не имеет.

При подборе материала для шпильки следует учитывать параметры окружающей среды и воздействия на шпильку. Стоит помнить и о том, что контакт разнородных материалов приводит к возникновению электрохимической коррозии.

Все о резьбовых шпильках и их эксплуатации

резьбовые шпильки разных размеров

На любых строительных объектах применяются десятки видов крепежа, в том числе резьбовые шпильки. Это высокопрочное соединение, позволяющее стянуть две детали, и не требующее наружной фиксации с одной из сторон. Существует несколько видов шпилек, отличающихся по конструкции, размеру и форме. Каждый элемент имеет строгую регламентацию по изготовлению, утвержденную Государственным стандартом. В этой статье мы рассмотрим основные виды крепежа, а также разберемся, какие шпильки следует использовать в той или иной ситуации.

Особенности конструкции и применения резьбовых шпилек

шпильки со сплошной резьбой

По сути, шпилька – это металлический пруток с резьбой по всей длине или его части. Конструкция позволяет скреплять модули, и не имеет оголовка на конце, то есть ее можно вкручивать в имеющуюся на детали резьбу, или пропускать сквозь конструкцию, производя стяжку, накручивая гайку с одной или двух сторон шпильки. Применяются крепежи во всех сферах строительства и машиностроения, чем и обусловлено широкое разнообразие такого, казалось бы, простого элемента.

Конструкция

Шпилька – это обобщенное название крепежа, имеющего характерные особенности, такие как отсутствие оголовка на конце, а также обязательное наличие резьбы. Сама резьбы при этом может быть нанесена как на всю поверхность модуля, так и на его отдельную часть. Кроме того, отличается размер конструкции и диаметр резьбы. Исходя из этого, несложно понять, что разнообразие шпилек очень большое, и не существует единого норматива, по которому необходимо изготавливать шпильки. Для каждой модели есть свой стандарт, строго прописывающий особенности конструкции.

Важно! Для каждого типа шпильки существует два ГОСТа, различающихся по классу точности исполнения. Класс А – это шпильки с высоким классом точности, а Б – это крепеж с допустимыми погрешностями.

Каждый тип конструкции мы подробно рассмотрим ниже, но с самого начала необходимо понимать, что несмотря на простоту изделия, это крепеж, берущий на себя высокую нагрузку, и изготовление шпилек на заказ подразумевает, что они будут строго соответствовать нормам, как по размеру, так и по используемым при производстве материалам.

Читайте также:
Поднялся ламинат как исправить

Размеры

Размер шпилек подбирается в зависимости от технических требований возводимого объекта. Государственные стандарты устанавливают диаметральный диапазон крепежа в пределах от 6 до 48 миллиметров. При этом длина самой шпильки и ее резьбы не регламентируются, и они могут быть изготовлены согласно требованиям заказчика, то есть инженера, ответственного за строительный объект.

Применение

Сфера применения резьбовых шпилек обширна, и не ограничивается строительством. Например, этот крепеж также применяется в машиностроении и при установке крупногабаритных станков. Для крепления станка к поверхности, в постамент на этапе заливки устанавливают специальные фундаментные шпильки, имеющие некоторые особенности конструкции.

В машиностроении чаще применяются шпильки с ввинчиваемым наконечником. Они же, но, как правило, большего размера и диаметра применяются в строительстве. Особенность таких шпилек заключается в том, что один из наконечников, самостоятельно ввинчивается в основание, а прикрепляемый объект уже притягивается гайкой.

Также шпильки используют при монтаже трубопроводов и вентиляционных систем. Здесь используются фланцевые соединения. Их конструкция практически не отличается от шпилек с ввинчиваемым наконечником, за исключением одного нюанса, который мы подробно рассмотрим ниже.

Виды резьбовых шпилек

чертеж типов шпилек

Так как резьбовая шпилька – это не единичное изделие, и в зависимости от поставленной задачи и типа различается много вариантов этого крепежа, единого ГОСТа не существует. Требования к разным элементам также отличаются, поэтому каждый тип шпильки необходимо рассмотреть более подробно, с учетом особенностей конструкции и прочих технических нюансов.

И перед тем, как перейти к подробному описанию, необходимо сделать уточнение, что в большинстве типов шпилек используется два стандарта:

  1. С диаметром гладкой части равным диаметру резьбового соединения;
  2. И диаметром гладкой части, меньшего размера по отношению к резьбовому соединению.

Использование типа конструкции обуславливается особенностью возводимого объекта или конкретными требованиями к метизу.

Шпильки для деталей с гладкими отверстиями

метизы для деталей с гладкими отверстиями

В ситуациях, когда необходимо соединить два модуля, не имеющих собственной резьбы, используются шпильки для деталей с гладкими отверстиями. Их конструкция и размер регламентируются ГОСТом 22042-76. Согласно этому документу, метиз изготавливается в диаметральном диапазоне от 2 до 48 миллиметров. При этом размер самой шпильки напрямую зависит от ее диаметра. Нормы производства указаны в таблице:

таблица параметров до 120 миллиметров

Рассмотрим для примера 100 миллиметровую шпильку. Ее размер указан в крайнем левом столбце.

Важно! В таблице, в верхней строке указаны диаметры резьбовой части. Если размер помещен в скобки, такое значение считается нежелательным в производстве, но не запрещено стандартом.

Видим, что максимальный диаметр метиза с такой длиной – 18 миллиметров, а минимальный три. При длине шпильки 100, и диаметре 18, то есть наиболее крупный размер, длина резьбового наконечника должна составлять 42 миллиметра. В сумме это дает 84, то есть гладкая часть метиза посередине остается всего 16 миллиметров.

Следует отметить, что шпильки таких размеров редко применяются в крупном строительстве, для таких объектов также имеется свой норматив:

таблица параметров до 500 миллиметров

В первой таблице есть ступенчатые колонки. Они означают, что при таком соотношении длины к диаметру, используется накатка резьбы по всей длине метиза. Также подобная накатка может производиться на любой шпильке по желанию заказчика. Стандарт это допускает.

По сути, главная и единственная особенность шпилек для соединения деталей с гладкими отверстиями заключается в том, что на концах метиза имеются одинаковые по длине резьбовые соединения. Если их размер отличается, это уже совершенно другой тип конструкции.

Шпильки с ввинчиваемым концом

шпилька с ввинчиваемым концом

Шпильки с ввинчиваемым концом представляют собой метиз, на концах которого имеется резьба, но в отличие от предыдущей модели, здесь она может отличаться как по длине, так и по диаметру, а также шагу. Эти шпильки применяются в условиях, когда у одной детали есть собственное резьбовое соединение, то есть их применение допустимо только в случаях, когда одна из деталей изготовлена из металла.

Читайте также:
Система труб Джокер — что это такое и характеристики

При этом, в зависимости от металла, применяются разные шпильки, и их конструкция строго регламентируется. Существует несколько стандартов (в скобках указан номер ГОСТа):

  • Шпильки для деталей из легких сплавов (22038-36 – 22040-76). Здесь два стандарта, различие между которыми заключается в допустимости к использованию метизов в стальных деталях и деталях из бронзы.
  • Шпильки, ввинчиваемые в детали из серого или ковкого чугуна (22034-76 – 22036-76). Метизы, изготовленные по этим стандартам допускается вкручивать в изделие из стали и бронзы, а различие между гостами касается длины наконечников.
  • Шпильки, вкручиваемые в стальные, бронзовые, латунные изделия, а также в детали изготовленные на основе титановых сплавов (22032-76).

Каждый ГОСТ имеет собственную расчетную таблицу, показывающую максимально и минимально допустимый размер резьбовой части метиза при его диаметре и общей длине. Длина резьбовых наконечников отличается, но имеет прямую зависимость от ввинчиваемой части. Проще говоря, если диаметр ввинчиваемого наконечника составляет 20 миллиметров, то использование второго окончания диаметром, скажем, 3 миллиметра не допустимо. Подробнее о допусках и особенностях соотношения можно почитать в ГОСТах. Описывать все нюансы таких шпилек здесь не имеет смысла, так как каждый стандарт имеет свои нюансы и подробные расчеты.

Фланцевые шпильки

шпильки для фланцевых соединений

Фланцевые шпильки предназначены для соединения паровых, газовых и турбинных трубопроводов с эксплуатационными нормами от 0 до 650 градусов. Их размер и конструкция детально описаны в ГОСТ 9066-75, где различают пять типов метизов:

  1. Шпилька с одинаковым диаметром резьбы и гладкой части. Подробно эти метизы мы рассматривали как соединения для деталей с гладкими отверстиями.
  2. Шпилька, где диаметр резьбовых наконечников больше диаметра гладкой части.
  3. Шпилька с четырехгранным выступом и осевым отверстием по всей длине.
  4. Шпилька с отверстием по всей длине и цилиндрическим выступом.
  5. Шпилька с осевым отверстием по длине метиза и диаметрам резьбы, большим диаметра гладкой части.

Каждый метиз имеет собственную таблицу допуска, которую можно изучить в тексте ГОСТа, так как приводить их здесь не имеет смысла.

Важно! Шпильки 4 и 5 типов предназначены для затягивания в разогретом виде. Метизы с 1 по 3 монтируются на холодную.

Ключевая особенность фланцевых шпилек заключается в их использовании на объектах с повышенным температурным режимом. Все перечисленные типы предназначены для соединения трубопроводов, нагревающихся до температуры до 650 градусов. При этом стандартизация самих шпилек не имеет отношения к фланцам. У них свои нормативы и требования. По сути, конструкция фланцевых моделей не отличается от обычных шпилек, но требования к их изготовлению более высокие.

Приварные шпильки

приварные шпильки

Данный тип шпильки используется в ситуациях, когда есть возможность соединить метиз с основанием путем сварки, то есть деталь, к которой крепится шпилька, изготовлена из металла. Конструкцию метиза описывает ГОСТ Р 55738-2013, в котором на начальном этапе разделяют три вида изделий по методу приваривания:

  1. Сварка в газовой, защищенной среде или с использованием специального керамического кольца.
  2. Дуговая сварка с размыканием цепи.
  3. Сварка с плавлением наконечника, то есть контактная.

В первом варианте допускается использование шпилек с наружной и внутренней резьбой, без резьбы, а также шпилек-опор. Маркируются они двумя латинскими буквами, где вторая буква D. Дуговая сварка с размыканием цепи маркируется литерой S, и допускается использование шпилек с наружной и внутренней резьбой, а также без нее. Третий метод позволяет использовать метизы из второй категории, а маркируются шпильки латинской буквой Т. ГОСТ подробный и описывает все типы сварки при использовании различных шпилек, поэтому приводить его полностью мы не будем.

Читайте также:
Погреб своими руками из дерева: особенности, выбор места и строительство

Закладная шпилька

закладной метиз

Этот метиз используется для фиксации деталей к бетонным и монолитными основаниям. Резьбовая шпилька имеет изогнутую или прямую форму, и чаще всего устанавливается в монолит на этапе его изготовления. Неправильна форма конструкции позволяет более плотно зафиксировался в основании, и исключает вероятность схождения метиза с посадочного места.

Размер и форма фундаментных или закладных шпилек регламентируется стандартом под номером 24379.1-2012, где их именуют фундаментными болтами. Формы, размеры, а также типы таких конструкций мы рассматривать не будем, так как на нашем сайте есть отдельная статья, посвященная этой теме. Отметим лишь, что монтаж таких шпилек возможен как на этапе производства монолита, так и в готовый бетонный блок. К каждому типу крепежа стандарт предъявляет свои требования, подробно описанные в его тексте.

Анкерная шпилька

анкерный сердечник

Анкер – самостоятельный метиз, позволяющий произвести крепеж к монолитному блоку после этапа его производства. Так как в бетоне невозможно нарезать резьбу, применяется анкер, где одной из главных деталей является шпилька. Здесь это центральный элемент, на который накручивается гайка. Шпилька располагается в кожухе, разжимаемом каплевидным окончанием шпильки.

По сути, анкерная шпилька – это элемент с полной резьбой по всей поверхности и крупным окончанием. Как отдельный элемент она не используется, но упоминать ее необходимо.

Материалы изготовления

Государственный стандарт регламентирует не только конструкцию и размер шпильки, но марку стали, из которой она изготавливается. В зависимости от типа метиза и его назначения, используемые стали отличаются, но в большинстве случаев применяются одни и те же марки. Например, для изготовления шпилек с ввинчиваемым концом или для деталей с гладкими отверстиями применяются марки:

  • Ст. 20Х13;
  • Ст. 14Х17Н2;
  • Ст. 12Х18Н10Т;
  • Ст. 30ХМА;
  • Ст. 25Х1МФ;
  • Ст. 20ХН3А и т.д.

Это касается метизов, используемых при вкручивании в легкие сплавы, а также в чугун и сплавы на основные бронзы. Шпильки для стальных деталей и титановых сплавов изготавливаются также из марки ст.09Г2С. В случае с фланцевыми шпильками необходимо уделить повышенное внимание качеству стали и использовать для изготовления: Ст. 35, Ст. 40Х, Ст. 09Г2С и т.д.

Повышение уровня прочности резьбовых шпилек

высокопрочная шпилька черного цвета

Понятие высокопрочная шпилька не описывается в государственном стандарте и является условным. Зато, ГОСТ четко определяет марки сталей и делит их по классу прочности. Высокопрочными метизами принято считать изделия с классом от 8 и выше. Для их изготовления применяют углеродистые, легированные и нержавеющие марки.

По техническим характеристикам такие шпильки имеют ряд особенностей:

  • Повышенная устойчивость к перепадам температуры;
  • Устойчивость к экстремальным температурам;
  • Устойчивость к химическому воздействию;
  • Повышенная прочность на излом и разрыв;
  • Устойчивость к физической деформации.

Достижение таких результатов прочности достигается применением альтернативных марок сталей. В случае с легированными марками применяются:

Углеродистая сталь – 10, 20 и 35 марки, а также нержавейка 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т.

В качестве меры по повышению прочности метиза применяется его закалка, то есть обработка высокими температурами с последующим резким остыванием. Это делает шпильку более прочной на разрыв и излом, но и одновременно более хрупкой, так как пропадает запас допустимой деформации.

Защита и повышение уровня износостойкости резьбовых шпилек

шпилька цинковым покрытием

Резьбовые шпильки часто эксплуатируются в агрессивной среде, и так как изготавливаются они из металла, если не рассматривать высокопрочные метизы, то естественно, что рано или поздно они начинают подвергаться коррозии. Наиболее распространенный способ защиты – цинкование, когда на поверхность изделия гальваническим методом наносится слой цинка, не подверженного воздействию природных факторов.

Важно! Нанесение на поверхность шпильки защитной краски, даже полимерной, не имеет смысла, так как при накручивании на резьбу гайки она будет полностью или частично уничтожена, что сведет к минимуму ее защитные качества.

Для нанесения цинкового слоя используется метод гальваники, и он является наиболее прочным и долговечным. При воздействии на металл электрического тока, атомы защитного покрытия проникают в саму структуру метиза, то есть покрытие становится не поверхностным, а глубоким. Такие шпильки можно использовать с агрессивной среде, и вариантов их применения довольно много.

Читайте также:
Плитка Emigres - особенности и модели: керамические материалы, отзывы

Трубопроводы

шпильки на трубопроводе

С помощью резьбовых шпилек производят фланцевые соединения трубопроводов, находящихся на улице или подвергающихся воздействию природы. Например, в уличных магистральных сетях. Также они используются на объектах с высоким температурным режимом. В ГОСТ есть отдельный раздел, описывающий высокопрочные шпильки, способные работать и не терять своих качеств даже при нагреве до 650 градусов. Для менее агрессивных условий, то есть при нагреве до 300 градусов включительно, используются обычные шпильки с защитным слоем.

Уличные объекты

крепление билборда на шпильки

Вариантов использования шпилек на улице много, и один из них – это установка рекламных билбордов. Здесь используются закладные модели, монтируемые в бетонное основание непосредственно на этапе его заливки. К этим шпилькам крепится станина рекламного щита, и несложно догадаться, что на такой крепеж будет постоянно оказываться негативное воздействие влаги и осадков, а в Москве и других крупных городах, еще и химических реагентов. Конкретных рекомендаций к таким объектам нет, однако, если необходимо сделать прочное и долговечное крепление, имеет смысл установить именно шпильки с защитным покрытием, цена на которые выше, но приложат они гораздо дольше и не потребуют замены, неизбежно влекущей за собой полный демонтаж бетонной конструкции.

Химическая промышленность

Оснащение химических производств имеет свой регламент и требования к крепежным изделиям. Описывать его не имеет смысла, но из-за постоянного воздействия агрессивных сред на метизы, здесь используют исключительно защищенные шпильки с покрытием. Причем в ряде случаев это покрытие может быть не цинковым, а, например, хромовым или медным. Все зависит от конкретных требований объекта.

Заключение

Сегодня, любой строительный магазин предлагает огромный ассортимент шпилек, и если мы говорим о частном строительстве небольшого объекта, то делать их на заказ не имеет смысла. Подобрать подходящий по размеру метиз труда не составит, чего не скажешь о более сложных моделях, например, с нестандартными размерами или изготовленные со специальным защитным покрытием. Здесь уже не обойтись без индивидуального заказа. К счастью и с этим проблем нет никаких.

Резьбовые шпильки: определение, особенности, назначение

Шпилька резьбовая – это разновидность крепежного изделия. Шпилька выполнена в форме цилиндрического стержня. По обеим сторонам имеются резьбовые части. Между собой они могут быть одинаковыми или отличаться по длине. На одном или обоих концах фиксируются гайки. Также деталь оснащена шайбами, которые предотвращают самораскручивание крепежа. Шайбы размещены под гайками.

Существует несколько критериев, по которым отличают резьбовые шпильки:

  • форма стержня – прямые и изогнутые. Последние виды работают по принципу анкеров;
  • тип резьбы – метрические, дюймовые, упорные, прямоугольные, квадратные и другие;
  • прочность шпилек;
  • допустимые нагрузки;
  • материал, из которого изготавливают крепеж.

Тип прочности, допустимые нагрузки, сфера применения обозначаются маркировкой ГОСТ. При выборе метиза важно учитывать условия эксплуатации и потенциальные риски. Шпильки для наружных работ обязательно должны быть обработаны антикоррозийным покрытием.

Как выбрать шпильку: советы экспертов

Поскольку шпильку используют в строительной индустрии, определенные типы рассчитаны на определенные нагрузки. Преимущественно они предназначены для выдерживания нагрузок в двух положениях: перпендикулярно или параллельно самой шпильке.

Когда нагрузка распределена параллельно оси шпильки, физические особенности детали зависят от глубины вкручивания. Действует распределение нагрузок на растяжение. Также влияет и шаг резьбы, который бывает мелким и крупным. Но, все равно, глубина вкручивания остается на первом месте. Другие критерии не столь важны при оценке грузоподъемности.

Перпендикулярное размещение нагрузки определяется силой сопротивления материала. Здесь при оценке грузоподъемности важную роль играет материал шпильки. Резьбовые строительные шпильки изготавливают из стали, латуни, алюминия. При работе с большими нагрузками отдают предпочтение твердой стали. Что касается, латуни и алюминия, эти материалы в строительстве считаются мягкими и применяются при работе с несущественными нагрузками. Несмотря на то, что резьба должна обеспечивать надежное соединение, вид и длина резьбовой части не столь принципиальны.

Читайте также:
Особенности и преимущества паркетного лака на водной основе

При выборе шпилек важно оценить окружающую среду, в которой планируют эксплуатировать крепеж. В условиях агрессивных факторов воздействия лучше выбрать нержавеющую сталь. Также в строительной индустрии есть множество защитных материалов, которые улучшают свойства шпилек.

Разнородные металлы лучше не практиковать, поскольку это приведет к электрохимической коррозии. Из-за этого крепежные детали не смогут выполнять своей функции, теряя несущую способность. Для удобства можно воспользоваться специальными таблицами, в которых обозначены соответствия длины и диаметра шпильки.

Где применяют резьбовые шпильки?

Шпильки очень распространены в строительстве. Их применяют для выполнения ряда задач:

  • создание перехода от несущей поверхности до конструкции, которую планируется крепить;
  • удлинение конструкции с метрической резьбой;
  • закрепление конструкций или их частей на разных этапах строительства сооружений.

Примеры использования шпилек

В качестве примера можно рассмотреть фиксирование метрическими шпильками инженерных систем под потолком. Это удобно в супермаркетах, офисных зданиях, в производственных цехах. Фиксация с помощью шпилек актуальна за счет быстрого монтажа. В дальнейшем вы легко сможете заменить инженерную систему или отремонтировать. За счет этого шпильки пользуются спросом на разных объектах.

Если шпильки используют для работы с деревянными конструкциями, речь идет о соединении элементов. Объяснить это легко тем, что в процессе монтажа древесная конструкция может смещаться. С помощью резьбовой шпильки можно укрепить сооружение, увеличить срок его эксплуатации. Шпильки – это бюджетный и простой способ соединения деревянных элементов.

В строительстве шпильки могут применять для монтажа в бетонные поверхности и дальнейшего соединения с древесными элементами. Здесь важно грамотно рассчитать допустимую нагрузку. Учитывая, что шпильки устанавливают перпендикулярно поверхности, лучше выбирать стальные шпильки высокого качества.

Особенности производства шпилек

Шпильки могут изготавливаться вручную или на станке с использованием плашек. В зависимости от назначения и требований ГОСТ, шпильки производят разного диаметра. Шпильки по европейским стандартам считаются наиболее качественными с широкой сферой применения. У них резьба располагается по всей длине изделия. Шпильки выполнены в большом диапазоне диаметра – от 2 до 72 мм, длина может достигать 30 см.

За счет усовершенствованной автоматизации производства используют станки. Для изготовления шпилек редко цветные металлы. Лучшие варианты – нержавейка, легированная сталь. По типу соединения различают вкручивающиеся в резьбу и для деталей с гладкими отверстиями. По точности классифицируют шпильки повышенной точности и нормальные.

Производство представляет собой технологический процесс, в котором важно соблюдать поочередность действий и выпускать продукцию строго по требованиям ГОСТ или другим регламентирующим документам. Самый простой способ изготовления – на токарном станке, но при массовом производстве он нерентабельный. Альтернативным вариантом считается изготовление на станках с программным управлением.

Преимущества шпилек

Эксперты выделяют ряд преимуществ использования шпилек в строительстве и ремонте:

Резьбовая шпилька или штанга, применение, стандарты: ГОСТ, DIN

Резьбовая шпилька или штанга, применение, стандарты: ГОСТ, DIN.

Металлическая резьбовая шпилька или штанга с резьбой представляют собой крепеж на основе стержня из металла, у которого отсутствует головка, а по всей длине нарезана резьба.

Особенности резьбовых шпилек и их использования:

Большая длина такого изделия может обеспечивать достаточно высокую надежность резьбового соединения. Отсутствие головки может способствовать целостности конструкции и наделять ее антивандальными свойствами, что является важным при монтаже трубопроводов, строительных сооружений и сборке крупногабаритных механизмов.

Важная конструктивная особенность резьбовых шпилек – возможность изменения длины. При помощи специальных удлиненных гаек две или более штанг можно соединить, получив при этом конструкцию нужной длины. При соединении точка стыковки стержней должна располагаться точно посередине гайки. Если шпилька составляет один метр, а есть необходимость получить деталь с меньшей длиной, она может быть обрезана до нужного размера.

Читайте также:
Сколько жидкого мыла добавлять в цементный раствор?

Такие изделия имеют длительный срок эксплуатации и позволяют обойтись без сварочных работ при наращивании прутка, а при необходимости переноса конструкцию можно достаточно легко и быстро демонтировать.

Шпильки длинные

Фото с сайта krepsila.com

Относительно того, в каких условиях предполагается эксплуатация стальной шпильки, она может быть произведена из определенной стали: углеродистой, легированной или нержавеющей. Металл может иметь покрытие для защиты от коррозии. Кроме стали для изготовления данных изделий может применяться латунь, медь или титан.

Кроме того, резьбовые шпильки могут отличаться диаметром, шагом и углом резьбы, пределом прочности и другими параметрами. Резьбовые и другие виды шпилек можно посмотреть на сайте по ссылке https://krepsila.com/g11179345-shpilki

За счет своих свойств они получили широкое распространение в различных областях. С их помощью могут соединяться различные изделия:

  • деревянные доски, лаги, брусья;
  • части опалубки;
  • элементы вентиляционных ходов, водопроводов, канализации;
  • металлоконструкции различного назначения;
  • части рекламных щитов и подобное.

Стандарты для производства штанги с резьбой:

Крепеж данного вида может производиться на основе следующих стандартов: DIN 975, DIN 976-1, ГОСТ 22042-76 и 22043-76 – для гладких отверстий, ГОСТ 9066-75 – для фланцевых соединений. Отдельные стандарты используются для шпилек с ввинчиваемым концом длиной 1 d – 2,5 d, штанг, предназначенных для создания фундаментов.

Шпильки с метрической резьбой

Фото с сайта krepsila.com

Например, резьбовые шпильки DIN 975 могут иметь длину, составляющую тысячу, либо две тысячи миллиметров, а длина её близкого аналога DIN 976-1 изменяется относительно диаметра изделия. Их стержень полностью покрыт метрической резьбой. Резьба может иметь крупный или мелкий шаг от 0,4 до 6, а номинальный диаметр резьбы может быть от М2 до M64. Такое изделие может использоваться для наращивания крепежных конструкций с метрической резьбой.

Шпильки. Общая информация

Шпильки. Общая информация

Области применения шпилек, перечень стандартов, исполнений, описание и примеры условных обозначений.

Вступление.

Крепежные соединения с применением резьбовых шпилек долговечные и прочные, их легко собрать и, при необходимости, заменить в процессе эксплуатации. Разнообразие размеров, характеристик и назначения шпилек позволяет использовать их во многих отраслях экономики. Об этом в статье далее.

Характеристика шпилек.

Шпилька резьбовая — это крепежная деталь в форме цилиндрического стержня, которая имеет раВные или раЗные по длине резьбовые части на двух концах, резьбовую часть только на одном конце, резьбовую часть по всей длине. На один или оба резьбовых конца навинчивают гайки, а для предотвращения самоотвинчивания, продавливания или смятия соединяемых материалов под гайки подкладывают плоские и пружинные шайбы.

Резьбовая шпилька в соединении

Рассмотрим основные различия шпилек:
• по форме стержня;
• по шагу и типу резьбы;
• по варианту исполнения;
• по точности исполнения;
• по классу прочности;
• по материалу.

Форма стержня шпилек.

По форме стержня шпильки бывают с прямым и изогнутым стержнем.

Варианты формы стержня резьбовых шпилек

Шпильки фундаментных болтов ГОСТ 24379.1-80 с изогнутым стержнем предназначены для крепления оснований строительных конструкций и оборудования по принципу анкерного болта. Шпильки с прямым стержнем являются наиболее распространенными.

Тип и шаг резьбы шпилек.

Для резьбовых шпилек характерны следующие типы резьбы:
• метрическая;
• дюймовая;
• трубная;
• трапециидальная;
• упорная;
• прямоугольная или квадратная.

Схема резьбового соединения шпилька-гайка

Метрическая резьба М (размеры заданы в миллиметрах) является основным для резьбовых изделий типом резьб в Украине и делится на два типа:
• с крупным шагом;
• с мелким шагом.
Например, шпильки М12 ГОСТ 22032-76 имеют крупный шаг резьбы P = 1,75 мм и мелкий шаг P = 1,25 мм, а шпильки М90 ГОСТ 9066-75 имеют мелкий шаг резьбы P = 4,0 или 6,0 мм.

Варианты исполнения шпилек.

Варианты исполнений резьбовых шпилек

Почти для каждой резьбовой шпильки есть вариант исполнения, предусмотренный стандартом ГОСТ или DIN.
• диаметр гладкой безрезьбовой части шпильки равен диаметру резьбы шпильки;
• диаметр гладкой безрезьбовой части шпильки меньше диаметра резьбы (примерно равен среднему диаметру резьбы шпильки).

Читайте также:
Отопление и вентиляция

Классы точности шпилек.

Резьбовые шпильки изготавливают повышенной и нормальной точности (классы точности соответственно А и В). Классы точности отличаются параметрами шероховатости поверхностей резьбы и стержня. На чертежах этот параметр обозначается символом √.

Шпильки класса точности В устанавливаются в отверстия, диаметр которых на 1–1,5 мм больше диаметра стержня шпильки. Класс точности В является наиболее распространенным.

Шпильки повышенного класса точности А применяют в особо ответственных соединениях, разница в диаметрах деталей составляет 0,25–0,30 мм.

Классы прочности и материалы шпилек.

Классы прочности и марки сталей, установленные при изготовлении шпилек, определяют их назначение и области применения.

Материалы для производства резьбовых шпилек:
• стали обыкновенного качества – ст3, ст3кп;
• качественные конструкционные углеродистые стали – 10, 10кп, 20, 20кп, 35, 40, 45;
• конструкционные легированные углеродистые стали – 40Х, 20ХГСА, 25ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА, 40ХГСА;
• стали конструкционные низколегированные для сварных конструкций – 09Г2С;
• нержавеющие коррозионно-стойкие обыкновенные стали – 10Х17Н13М2Т, AISI 316;
• нержавеющие коррозионно-стойкие жаропрочные стали – 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 20Х13, 30Х13, 40Х13, AISI 304;
• жаропрочные релаксационностойкие стали – 25Х1МФ, 25Х2М1Ф, 30ХМА;
• латунь – Л63;
• медь – МТ (проволока);
• титан технический – ВТ1-0;
• титановый деформируемый сплав – ВТ5.

Материалы для производства резьбовых шпилек предусмотрены ГОСТ 1759.0-87 и ГОСТ 1759.4-87. Рассмотрим рекомендации для выбора стали в производстве шпилек различных классов прочности:

Класс прочности Материал и обработка Химический состав (контрольный анализ), % Отпуск °C, мин.
углерод фосфор сера
мин. макс. макс. макс.
3.6 Углеродистая сталь 0,20 0,05 0,06
4.6
4.8
0,55
5.6 0,15
5.6
6.6
6.8
8.8 Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром), закаленная и отпущенная 0,15 0,40 0,035 0,035 425
Углеродистая сталь без добавок, закаленная и отпущенная 0,25 0,55
9.8 Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром), закаленная и отпущенная 0,15 0,35
Углеродистая сталь без добавок, закаленная и отпущенная 0,25 0,55
10.9 Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром), закаленная и отпущенная 0,15 0,35 340
Углеродистая сталь без добавок, закаленная и отпущенная 0,25 0,55 425
Углеродистая сталь с добавками (бор, марганец или хром), закаленная и отпущенная 0,20
Легированная сталь, закаленная и отпущенная
12.9 Легированная сталь, закаленная и отпущенная 0,50 380

ГОСТ 1759.0-87 регламентирует использование коррозионно-стойких, жаропрочных, жаростойких, теплоустойчивых сталей и цветных сплавов в производстве шпилек.

Характеристику материалов для производства нержавеющих шпилек смотрите в статье А2, А4 — Характеристика крепежных изделий из нержавеющих сталей.

Условные обозначения шпилек (пример).

Чертеж резьбовой шпильки

d – номинальный диаметр резьбы;
d1 – диаметр гладкой части стержня;
P – шаг резьбы;
b – длина резьбы гаечного конца;
b1 – длина резьбы ввинчиваемого конца;
l – длина шпильки.

Длина b1 ввинчиваемого резьбового конца шпильки зависит от материала той детали, в которую ввинчивают шпильку. Для твердых и прочных материалов b1 выбирают 1d и 1,25d, для мягких — 1,6d; 2d и 2,5d.

В условном обозначении для шпилек указывают (пример):

Шпилька А2М16×1,5–LH–6g×90.58.С.019 ГОСТ .

• слово «Шпилька»;
• тип;
• цифру исполнения (кроме исполнения 1);
• номинальный диаметр резьбы;
• шаг резьбы (только для резьбы с малым шагом);
• направление резьбы;
• поле допуска;
• длину шпильки;
• класс прочности (точку между цифрами не ставят);
• указатель о применении спокойной или автоматной стали;
• марку стали или сплава (указывают только для шпилек класса прочности 8.8 и выше, а также для изделий из специальных сталей и сплавов);
• вид покрытия;
• толщину покрытия;
• номер стандарта на шпильки.

Изготовление шпилек.

Изготовление резьбовых шпилек происходит, как правило, на автоматических резьбонакатных станках или вручную на токарных станках с помощью резьбонарезных плашек.

Формирования резьбы шпильки с помощью плашек

Формирования резьбы шпильки с помощью плашек.

Шпильки DIN 975 производят с диаметром резьбы от М2 до М64 с крупным и мелким шагом резьбы.

Читайте также:
Плитка мозаика на сетке. Виды, материалы, укладка

Размерные шпильки DIN 976-1 производят с диаметром резьбы от М2 до М72 с крупным и мелким шагом резьбы.

Шпильки для фланцевых соединений ГОСТ 9066-75 изготовляют диаметром от М10 до М160 с крупным и мелким шагом резьбы.

Шпильки для гладких отверстий ГОСТ 22042-76, ГОСТ 22043-76 изготовляют с номинальным диаметром резьбы от 2 до 48 мм с крупным и мелким шагом резьбы на двух концах.

Шпильки с ввинчиваемым концом 1d, 1,25d, 1,6d, 2d и 2,5d по ГОСТ 22032-76…ГОСТ 22041-76 изготовляют с номинальным диаметром резьбы от 2 до 48 мм с таким шагом резьбы:
• крупный шаг резьбы на ввинчиваемом и гаечном концах;
• мелкий шаг резьбы на ввинчиваемом и гаечном концах;
• крупный шаг резьбы на ввинчиваемом конце и мелкий – на гаечном конце;
• мелкий шаг резьбы на ввинчиваемом конце и крупный – на гаечном конце.

Шпильки ГОСТ 22032-76…ГОСТ 22043-76 изготовляют класса точности В и класса точности А в двух исполнениях. Шпильки исполнения 2 имеют диаметр стержня, который приблизительно равен среднему диаметру резьбы.

Шпильки для фланцевых соединений ГОСТ 9066-75 и шпильки фундаментных болтов ГОСТ 24379.1-80 имеют несколько типов и исполнений.

Стандарты резьбовых шпилек и их применение.

Наибольшее распространение за свою универсальность и широкие возможности применения на территории Украины получили шпильки европейских стандартов DIN 975 и DIN 976 — резьба по всей длине шпильки, большой выбор диаметров резьбы (от М2 до М72), длин (от 70 до 3000 мм), классов прочности и марок стали. Однако, для некоторых отраслей строительства и промышленности существуют специальные шпильки, такие как шпильки с ввинчиваемым концом, шпильки для гладких отверстий, шпильки для фланцевых соединений, шпильки фундаментных болтов.

Таблица. Перечень стандартов на шпильки и их применение.

Класс точности ГОСТ Назначение
Шпильки фиксированной длины
DIN 975 Для стягивания элементов строительных конструкций – воздуховодов, вентиляции, водопроводов, для крепления деревянных досок, лаг, брусьев, а также для наращивания крепежных конструкций в резьбовых соединениях
Шпильки размерные
DIN 976 тоже, что DIN 975
Шпильки с ввинчиваемым концом длиной 1d
А ГОСТ 22033-76 Для резьбовых отверстий в стальных, бронзовых и латунных деталях с δ5 > 8% и деталях из титановых сплавов
B ГОСТ 22032-76
Шпильки с ввинчиваемым концом длиной 1,25d
А ГОСТ 22035-76 Для резьбовых отверстий в деталях из серого и ковкого чугуна. Допускается применять в стальных и бронзовых деталях в случаях, если δ5 < 8%
B ГОСТ 22034-76
Шпильки с ввинчиваемым концом длиной 1,6d
А ГОСТ 22037-76 тоже, что ГОСТ 22034-76, ГОСТ 22035-76
B ГОСТ 22036-76
Шпильки с ввинчиваемым концом длиной 2d
А ГОСТ 22039-76 Для резьбовых отверстий в деталях из легких сплавов. Допускается применять в стальных деталях
B ГОСТ 22038-76
Шпильки с ввинчиваемым концом длиной 2,5d
А ГОСТ 22041-76 тоже, что ГОСТ 22038-76, ГОСТ 22039-76
B ГОСТ 22040-76
Шпильки для деталей с гладкими отверстиями
А ГОСТ 22043-76 Для гладких отверстий в деталях, изготовленных из произвольных материалов
B ГОСТ 22042-76
Шпильки для фланцевых соединений
ГОСТ 9066-75 Для фланцевых соединений трубопровода паровых котлов, паровых и газовых турбин, арматуры, приборов и резервуаров с температурой среды от 0 до 650°C
Шпильки фундаментных болтов
ГОСТ 24379.1-80 Для крепления строительных конструкций и разного технологического оборудования

Примечание. Здесь δ5 — относительное удлинение материала деталей.

Схожие/аналогичные стандарты на шпильки согласно DIN Вы можете посмотреть в таблице соответствия DIN, ГОСТ, ISO.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: