Как выбрать резьбовую шпильку: особенности и правила применения шпильки

Все о резьбовых шпильках и их эксплуатации

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

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.

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

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

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:

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:

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

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.

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

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

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.

Закладная шпилька

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

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.

Читайте также:  Виды бетонных покрытий

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

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:

  • 35Х,
  • 40Х,
  • 45Х,
  • 35ХГСА,
  • 14Х17Н2,
  • 20х13,
  • 20хн3а.

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

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.

Трубопроводы

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

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.

Шпилька резьбовая: особенности, виды, характеристики, область применения и преимущества использования

Шпилька резьбовая представляет собой элемент крепежа, без которого не обходится ни одна строительная работа.

Как правило, шпильку используют вместе с гайками или другими деталями, которые имеют металлическую резьбу.

Особенности шпильки резьбовой

Данный элемент крепежа гарантирует высокую надежность и качество. Большинство шпилек имеют защитное антикоррозийное покрытие. Часто для их обработки используют оцинкование. Такое средство защиты берет на себя основной удар от разрушения и действия времени, а сама металлическая шпилька остается в первозданном виде.

Разновидности шпилек

Шпилька резьбовая имеет несколько основных видов:

  1. Оцинкованная. Характеризуется расширенным размерным рядом. Гайки и шайбы помогают соединять различные элементы.
  2. Штанга. Стандартный вариант с резьбой по всей длине. Применяют для крепления на потолке воздуховодов, систем вентиляции.
  3. Шпильки для деталей с гладкими отверстиями. Имеют две равные по длине резьбовые части.
  4. Шпильки с ввинчиваемым концом, который может иметь как крупную, так и мелкую резьбу. Размер ввинчиваемого стержня доходит до 48 мм.

По характеристикам их можно разделить:

  • с резьбой на протяжении всей длины;
  • с резьбой на конце стержня;
  • метровые и двухметровые по длине;
  • диаметр элемента от 2 до 56 миллиметров.

Посмотреть более подробное описание каждого вида можно на http://rumett.ru/products/shpilka-rezbovaya-m8h1000.

Виды работ с применением резьбовых шпилек

Резьбовые шпильки используются в промышленности и строительстве. Основной их функцией является наращивание и стягивание. На них возлагается ответственность за удержание на нужном расстоянии необходимых деталей деревянных и металлических конструкций.
Основные направления работ, где используется такой крепеж – это:

  • ремонтные и отделочные работы в строительной сфере;
  • монтаж промышленных систем и механизмов;
  • сборка каркасных структур;
  • установка систем кондиционирования;
  • организация больших рекламных стендов;
  • сборка вентиляционных систем;
  • монтаж деревянных изделий, строений и металлических конструкций.

Преимущества шпильки резьбовой

Основным достоинством этого крепежа является то, что качественного аналога ему еще не придумали. К преимуществам также стоит отнести:

  1. Большую область применения шпилек.
  2. Высокий уровень надежности и прочности.
  3. Долгий срок эксплуатации.
  4. Позволяет регулировать необходимую плотность при соединении.

Классификация резьбовых шпилек

Содержание:

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.

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.

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.

Читайте также:  В чем основные преимущества маленькой спальни? (+ 2 видео)

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.

Шпилька резьбовая: выбор и область применения

Шпилька резьбовая: выбор и область применения

Резьбовая шпилька (штанга) – это длинный (1000 мм, 2000 мм, 3000 мм) пруток с метрической резьбой, нанесенной по всей его длине. Шпильки используются в строительных, монтажных работах для крепления различных элементов.

Возможно Вам нужно:

Штанга усиленная DIN 976 оцинкованная М10х2000 мм (25 шт)

Штанга усиленная DIN 976 оцинкованная М12х2000 мм (20 шт)

Штанга резьбовая оцинкованная 12х2000 мм

Применение резьбовых шпилек

Чаще всего шпильки используют для:

  • стяжки и соединения деталей металлических конструкций;
  • крепления воздуховодов, водопроводов, систем пожаротушения, вентиляции и прочих систем на потолочных перекрытиях;
  • изготовления ножек для ванн и душевых поддонов;
  • крепления брусьев;
  • монтажа деревянных лагов;
  • установления рекламных щитов и т.д.


Применение резьбовой шпильки

Так же, как и другие крепежные изделия, резьбовые шпильки созданы для работы с определенными нагрузками. Несущие способности этого крепежного изделия напрямую связаны с габаритами и с особенностями прилагаемой нагрузки на элемент.
При нагрузке, действующей на плоскость, несущие свойства крепежа напрямую связаны с глубиной вкручивания крепежа. Штангу монтируют с учетом допустимых нагрузок (минимальной разрушающей силы kH), которые рекомендованы производителем.

Соединения при помощи шпильки выполняют с использованием соединительных гаек DIN 6334 и плоских шайб DIN 125, DIN 9021. При условии работы шпилек в бетоне используют латунные (цанга), забивные или химические анкеры. Удобство шпильки в том, что при необходимости она может быть нарезана на куски нужной длины.

Преимущества использования резьбовых шпилек

В настоящее время шпилька резьбовая является незаменимым элементом при выполнении строительных работ. Основными достоинствами такого крепежа является то, что:

  • на рынке нет аналога данному крепежу;
  • резьбовые шпильки имеют высокий уровень надёжности и прочности;
  • длительный срок эксплуатации;
  • быстрое наращивание прутка без сварки;
  • быстрый демонтаж конструкции.

При выборе шпильки рекомендуется обратить внимание на условия внешней среды. При наличии агрессивного внешнего воздействия лучше использовать шпильку из стали с оцинкованным покрытием.

Стандарты резьбовых шпилек и их применение

Шпилька резьбовая является крепёжным изделием, которое выполнено в соответствии со стандартами качества. Её материал, класс прочности, шаг резьбы, угол резьбы, и прочие параметры регламентируются стандартами:

  • DIN 975 – немецкий стандарт качества, шпилька выпускается длиной 1 и 2 метра
  • DIN 976 – немецкий стандарт качества, шпилька выпускается длиной от 2,5 до 3 метров

Шпильки могут иметь различные значения класса прочности. Чаще всего мы привыкли видеть маркировки класса прочности: 4.8, 8.8, 10.9. Давайте разберёмся, что обозначают эти цифры.

Первая цифра, перед точкой, помноженная на 100, обозначает предел прочности – механическое напряжение, выше которого происходит разрушение материала.
Вторая цифра, после точки, обозначает предел текучести – механическая характеристика материала, характеризующая напряжение, при котором деформации продолжают расти без увеличения нагрузки.

Чтобы узнать предел текучести нужно вторую цифру после точки умножить на предел прочности и умножить на 10 -1 .

Пример: возьмем крепеж класса прочности 4.8 и рассчитаем предел прочности и предел текучести элемента.

Предел прочности: 4х100=400 Мпа
Предел текучести: 400х0,8=320 Мпа

Различаются шпильки резьбовые не только по классу прочности, но и по углу резьбы. Сегодня можно встретить штангу с углом резьбы 30, 45 и 60 градусов. Если сравнить штангу 30 и 60 градусов, то мы увидим, что шпильки отличаются по внешнему виду.

Слева – шпилька 30°, справа – шпилька 60°

Шпилька 30 градусов имеет более острую и тонкую резьбу, у шпильки 60 градусов резьба более крупная и менее острая. Если вы планируйте ответственное крепление, где на штангу будут задействованы значительные нагрузки, то рекомендуется использовать усиленную штангу DIN 976 с углом резьбы 60 градусов.

Разновидности строительных шпилек

Производятся шпильки строительные в нескольких вариантах. Каждый вид изделия имеет свои стандарты.

Виды строительных шпилек:

    • шпилки (штанги) резьбовые DIN 975, 976;
    • фланцевые шпильки;
  • приварные шпильки;
  • закладные шпильки;
  • анкерные шпильки.

Виды шпилек

Фланцевые шпильки – шпилька ГОСТ 9066-75, данный крепеж применяется для скрепления фланцев. Имеет цилиндрическую форму с гладкой поверхностью в центре изделия и с резьбой на обоих концах. Используют данные шпильки с двумя гайками.

Приварные шпильки – такая шпилька применяется чаще всего для установки на тонколистовую деталь с последующей установкой необходимого оборудования. Крепиться шпилька путём электрической сварки. Деталь на шпильке фиксируется при помощи гайки.

Закладные шпильки – эти шпильки применяются для установки опор и матч различного назначения. Закладные шпильки монтируются в подготовленный котлован, далее закладной элемент бетонируют в фундаменте.

Анкерные шпильки – данные шпильки применяются при использовании химических анкеров. Спсоб монтажа такого крепежа довольно простой: в материале просверливается отверстие под диаметр шпильки. Отверстие заполняется клеевым составом, далее в отверстие вставляют шпильку и ждут полного застывания клеевой смеси.

Шпильки на нашем сайте

В интернет-магазине «Стройбат» можно приобрести резьбовые шпильки DIN 975 с углом резьбы 30 градусов, и DIN 976 с углом резьбы 60 градусов. Заказывайте товар у нас на сайте по выгодным ценам.

Шпилька резьбовая, резьба метрическая или просто штанга

Конструкция шпильки метрической

Согласно DIN 975 длина резьбовой штанги составляет 1 или 2 метра. Стандарт DIN 976-1 регламентирует длину изделия в зависимости от диаметра. На многих сайтах к российскому аналогу часто причисляют ГОСТ 22023-76. Однако изделие, выполненное по ГОСТу, предназначено для фланцевых соединений и регламентирует параметры резьбы. Такому изделию характерна неполная резьба.

Широко используется крепежное изделие, соответствующее DIN 975, которое представляет собой стержень с равномерной метрической резьбой по всей длине крепежа. При необходимости шпильку нарезают на требуемую по проекту длину.

В типоразмере указывается внешний диаметр крепежа и общая длина. В не зависимости от линейного размера шаг резьбы регламентирован по диаметру:

шпилька М6 – шаг 1,00 мм
шпилька М8 – шаг 1,25 мм
шпилька М10 – шаг 1,50 мм
шпилька М12 – шаг 1,75 мм
шпилька М14 – шаг 2,00 мм
шпилька М16 – шаг 2,00 мм
шпилька М20 – шаг 2,50 мм
шпилька М24 – шаг 3,00 мм

Назначение шпильки резьбовой

Штанга-шпилька предназначена для следующих задач:

  • обеспечение расстояния, задела от несущей поверхн ости до рабочей прикрепляемой конструкции
  • наращивание, удлинение конструкции, имеющей метрическую резьбу
  • фиксация различных конструкций или ее отдельных элементов в процессе возведения

Примеры применения шпильки

Наиболее очевидным является использование метрических шпилек при установке различных инженерных систем под потолком. При посещении гипермаркетов, различных офисов, расположенных в помещениях с высокими потолками, производственных цехов, видны конструкции воздуховодов, вентиляций и других обязательных систем для обеспечения жизнедеятельности. Конструктивное отстояние необходимо для удобного, быстрого монтажа и последующей эксплуатации, ремонта. Объем работ, который приходится на данный тип строительства, очень велик, а значит и потребности в данном метрическом крепеже.

При работах с деревянными конструкциями шпилька выполняет роль стяжки элементов. После установки основного строительного материала (бруса, сруба, бревна) конструкция смещается из-за усушки древесины. Чтобы не допустить этого, деревянные конструкции стягивают посредством резьбовой шпильки — для придания сооружению достаточной прочности. Это один из вариантов фиксации деревянных элементов между собой: достаточно надежный и экономичный.

Метрическую резьбу можно устанавливать в бетон, наращивая сверху деревянные элементы.

Важную роль осуществляют шпильки и при стяжке опалубки: во время формирования фундамента необходимо сохранять форму конструкции и шпилька резьбовая имеет достаточную прочность для данной задачи.

Шпилька-штанга является адекватной заменой пружинного узла: экономически выгоднее, результат тот же.

Также с помощью метрической шпильки можно соединить брусья большого сечения. Например, как надежно скрепить деревянные профили толщиной 25 см? В сумме они составят полметра! По старинке использовали скобы. В настоящее время более надежным является применение именно шпильки. Коронкой биметрической по дереву подготавливают отверстие под шайбу плоскую увеличенную DIN 9021, фиксируя сверху гайкой DIN 934.

За счет шпильки резьбовой можно сделать исполнение нестандартного соединения. Например, в идеале для крепления требуется болт 8х300. То есть диаметр М8 будет вполне обеспечивать прочность узла (или будет единственным решением), но длина должна составлять 0,3 метра. Типоразмера данного крепежа не существует; максимальная длина для М8 является 0,2 м (М8х200). Индивидуальное изготовление возможно, но может оказаться нерентабельным. Нестандартное крепление можно получить, используя шпильку DIN 975 и две гайки DIN 934. Для этого накрутите на шпильку две гайки рядом. Затем перемещайте одну к другой, применяя ключи и закручивая их в противоположные друг от друга стороны. Образуется максимально плотное и прочное соединение, напоминающее собой болт с высокой головкой и длинным стержнем. Полученный нестандартный болт при необходимости можно обработать, отрезав болгаркой ненужную длину у образованной головки.

Наиболее востребована штанга DIN 975, изготовленная из оцинкованной стали классом прочности 4.8. Также используются изделия, исполненные из высокопрочной и нержавеющей стали, которые можно также купить в ГОСКРЕП, обратившись к менеджерам. В зависимости от требований проекта подбирается тип крепежа, чтобы последующая эксплуатация конструкции была обеспечена достаточной прочностью.

Шпилька резьбовая, типы, размеры, области применения, классы прочности и стандарты по ГОСТ, DIN, ISO

Шпилька резьбовая как незаменимый тип крепежного элемента

  • Типы шпилек и их названия
  • Происхождение слова
  • Назначение и области применения резьбовых штанг
  • Стандартизация
  • ГОСТ, ОСТ
  • DIN
  • ISO
  • Классы прочности + таблица
  • Размеры: длины и диаметры
  • Виды покрытий + таблица
  • Чтение маркировки
  • Сопутствующая продукция
  • Производство и доставка
Читайте также:  Диаметр металлопластиковой трубы для отопления

Мы более 20 лет профессионально вовлечены в проектирование и производство высококачественного крепежа и метизов, которые сегодня на постоянной основе востребованы на более чем 100 предприятиях России, СНГ и ближнего зарубежья.

Задайте вопрос или запросите стоимость продукции

Типы шпилек резьбовых, названия и определения

Шпилька представляет собой резьбовой крепежный элемент круглого сечения с продольной осью симметрии. Резьба может быть нанесена как быстрым методом прокатки на вальцах (т.н. резьбонакатка), так и более медленно, но значительно более точно – методом точения на станке.

Резьбовая зона контакта может покрывать все изделие целиком (полнорезьбовая шпилька), так и быть нанесена по концам изделия (т.н. штанга для гладких сквозных или глухих отверстий, в России нормируется по ГОСТ 22042-76).

Производство шпилек по чертежам Заказчика может подразумевать насечку разных диаметров / шагов резьб на противоположные концы стержня. Иногда метизы могут иметь изогнутый несущий цилиндр.

Этимология слова

Интересно происхождение слова «шпилька». Оно восходит к польскому термину «szpilka», от которого, в свою очередь берет начало древненемецкое слово «Spille», что значит «иголка».

Связь с крепежным элементом, по-видимому, обусловлена сходством форм этих изделий, оба из которых представляют собой вытянутые, длинные объекты. Кстати, от этого же слова происходит «шпиль», например, церковный или вышечный.

Назначение и области применения резьбовых элементов шпилечного типа

Основным назначением шпилек является обеспечение надежного резьбового соединения конструкций, узлов, агрегатов или элементов машин, нередко располагающихся на значительном удалении друг от друга – до 3 метров и более.

Шпилечный крепеж незаменим во фланцевых соединениях, являющихся “уязвимыми” точками теплоэнергетического оборудования – запорные клапана, паровые и водогрейные котлы, топки, нагреватели, турбинные установки, системы отопления.

Читайте подробнее о фланцевом крепеже на соответствующей странице.

Зачастую без шпильки невозможно осуществление крепления агрегатов в автомобильной, тракторной и иной моторной технике, в авиа- и судостроении, возведении мостов и переправ, шахтных выработок, тоннелей и прочих ответственных – надземных и подземных – конструкций.

Классификация стандартов шпилек по различным технологическим аспектам

Шпильки ГОСТ, ОСТ – Россия и некоторые страны СНГ

В России и некоторых странах СНГ – участницах бывшего СССР (к примеру, Казахстан, Грузия, Беларусь) – это, традиционно, ГОСТы и ОСТы, (ГОСТом называется широкий межгосударственный стандарт, ОСТом – отраслевой).

Среди наиболее значимых ГОСТов – щепетильно учитываемых на нашем предприятии – следует отметить следующие нормативы: 11371 78 (шайбы), 9066 75 (стержни фланцевые, с температурой рабочих сред от 0 до 650 ℃), 22042 76 (для деталей с гладкими отверстиями), 22038 76 (с ввинчиваемым концом длиной 2d), 22036 76 (с ввинчиваемым концом длиной 1,6d), 22034 76 (с ввинчиваемым концом длиной 1,25d), 24705 2004 (резьба метрическая), 19256 73 (стержни под накатывание метрической резьбы), 24379.1 80 (болты фундаментные) и некоторые второстепенные.

DIN 975 и 976 – Deutsches Institut für Normung (Немецкий Институт Стандартизации)

Что касается непосредственно резьбовых штанг, то согласно предписаниям Института DIN, их производство также нормируется – для обеспечения взаимозаменяемости продукции на всей территории действия Берлинского стандарта.

ISO – International Standard Organization

Затрагивая стандартизацию, нельзя не упомянуть и международный комитет ISO, который также занимается внедрением стандартов по всему миру, (включая Австралию, Океанию и обе Америки). Впрочем, в разрезе обозрения штанговой продукции с резьбой следует отметить лишь несколько ключевых стандартов ISO, распространяющихся на данный (и сопутствующие) типы метизов – это ISO 2339 (штифты конические), 13918 (для дуговой сварки), ISO 7089 (плоские шайбы), 7090 (шайбы плоские с фаской).

Являясь полноцикловым производителем с собственными современными линиями, «Ижснабметиз» предлагает к изготовлению шпильки по ГОСТ, DIN и ISO, а также соответствующие гайки, шайбы, стопорные кольца и любой другой крепеж, в том числе, высокопрочный, жаропрочный, усиленный, а также производство метизов в рамках индивидуального Заказа по Вашим чертежам.

Классы прочности шпилек резьбовых

В современной промышленности болты, гайки и шпильки в основном изготавливаются из углеродистых сталей. В зависимости от типа производства продукции и обработки изделий из одной и той же марки возможно получать крепеж различного класса прочности.

Так, например, из конструкционной стали марки 35 можно получить метизы следующих классов прочности:

  • 5.6 – при изготовлении метиза на токарном / токарно-фрезерном станке;
  • Прочности 6.8 можно добиться путем выштамповывания изделия на прессе;
  • До класса 8.8 можно довести метиз, если после объемной прессовки провести процедуру термической закалки.

Если принять во внимание, что первая цифра класса точности индицирует ≈ 1% от предела прочности на растяжение, а вторая ≈ 10% от величины, с которой предел текучести (начало пластической деформации) относится к пределу прочности на растяжение, то понятно, что не все марки стали / сплавов и не все типы обработки будут точно соответствовать общепринятому ряду прочностей.

Укажем в таблице рекомендуемые нормативами – (но не строго обязательные) – марки углеродистых сталей и соответствующие им прочностные классы, а также показатели твердости по Бринеллю.

Таблица: прочностные классы шпилек, марки сталей и твердость по Бринеллю (ГОСТ 9012-59)

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.

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:

  1. Удобное применение и надежное соединение. Шпильки способны прочно стягивать конструктивные элементы деталей. Они превосходят гвозди и саморезы.
  2. Широкая сфера применения. Используются при укладке кровли, скреплении досок полов, обшивки стен, каркасных сооружений.
  3. Для удобства крепления можно использовать гайки и шайбы.
  4. Шпильки отлично подходят для укрепления сруба. Из-за условий эксплуатации древесины может происходить усадка материала. Диаметр шпильки определяется диаметром древесины.
  5. Шпильки активно используются для монтажа газопроводов и водопроводов, решения коммунальных проблем. Шпильки могут гарантировать надежное крепление на десятилетия.
  6. Возможность соединения разных деталей. Это могут быть разные по размеру и материалу конструкции, между которыми можно регулировать расстояние.
Ссылка на основную публикацию