Шпильки и их использование в соединениях

Шпилька является разновидностью крепежа, который не имеет головки. Фактически – это цилиндрический стержень из металла с резьбой. Она может быть частичной, нанесённой с одной или двух сторон изделия, либо полной – на всю длину стержня. Изготовление шпилек осуществляется в соответствии ГОСТ, либо по специально разработанной технической документации, под заказ. При производстве используются различные стали и сплавы, что позволяет подобрать изделие в зависимости от условий эксплуатации.

Применяются шпильки для соединения между собой различных деталей или частей частей конструкций имеющих резьбовые отверстия. Так, они используются в узлах машинных механизмов, для крепления перекрытий или каркасов, чтобы подвесить короба в быту и на производстве, а также для других нужд. Что касается полнорезьбовой шпильки, одной из основных отраслей её использования является строительство. А сам по себе крепёжный элемент обеспечивает не только надёжную фиксацию частей конструкции между собой, но и обеспечивает довольно простой демонтаж, без повреждения элементов, при необходимости.

Разновидности шпилек и особенности соединений

Отличаются изделия не только расположением на них резьбы или её шагом. Процесс сборки и дальнейшая эксплуатация требуют, чтобы соединение было надёжным. А при завинчвании, не должно происходить перекоса или изгибания шпильки.

В зависимости от того, какую точность должно иметь соединение, изделия подразделяются на такие разновидности:

• ∇ Шпильки с буртиком (выступом)
• ∇ Шпильки гладкие, без выступа

Так, шпильки с выступом применяются для обеспечения ответственного соединения. За счёт выступа, создаётся дополнительный упор на сбеге резьбы, к тому же, он выступает в роли необходимого уплотнительного элемента. Конструкция позволяет свободно ввинтить шпильку в отверстие до буртика. После этого, она упирается в тело детали и создается соответствующий натяг резьбы. Это позволяет избежать самоотвинчивания.

Для простых, не ответственных соединений, применяются гладкие шпильки. Натяг при их ввинчивании обеспечивается за счёт постепенного сбега резьбы и увеличения диаметра нарезки.

Главный принцип, которого необходимо придерживаться при сборке, чтобы обеспечить надёжность соединения – перпендикулярность оси шпильки к плоскости детали. И выполнить данное требование можно лишь в том случае, если резьба, как на самой шпильке, так и на отверстии будет нарезана правильно, а отверстие хорошо обработано. По этой причине, сверление под резьбу должно осуществляться по кондукторам. Это позволяет избежать увода сверла. В процессе вырезки резьбы в отверстии, метчик должен иметь строго перпендикулярное положение.

Если данные требования нарушаются, то избежать перекосов будет весьма проблематично. А шпилька, после ввёртывания, будет расположена неправильно. Это сделает невозможным дальнейшую работу с соединением. Для проверки перпендикулярности шпильки в завёрнутом состоянии, используется самый обычный металлический угольник.

Изготовление шпилек обеспечивает их широкий сортамент, чтобы была возможность подобрать изделие по всем требуемым параметрам. Но даже, если по размерному ряду и шагу резьбы всё подобрано точно, в процессе сборки может возникнуть брак. Наиболее распространёнными причинами не качественного соединения являются таковые:

• ∇ Перекос шпильки относительно детали. Чтобы устранить данный брак, требуется вывернуть шпильку, прорезать резьбу в отверстии, исправить первую нитку резьбы на шпильке, и после этого, вновь ввернуть её. Если перекос существенный, то в качестве исключительной меры, допускается рассверливание резьбового отверстия, затем – нарезание резьбы с большим диаметром и ввинчивание новой шпильки.
• ∇ Недостаточно плотная посадка шпильки в резьбовом отверстии. Такой дефект предполагает только единственный путь решения проблемы – замену шпильки на новую, более плотную.

Существует и ещё одна причина брака – это поломка шпилек в процессе их завинчивания. Здесь, в зависимости от обстоятельств, можно действовать несколькими способами. К примеру – пропилить шлиц и вывернуть при помощи отвёртки; вытащить используя зубило и крейцмессель; высверлить с применением различных методов демонтажа; в случае с закалёнными материалами, может использоваться электроискровый метод.

Сферы применения крепежа

При изготовлении шпилек по ГОСТ или под заказ с индивидуальными характеристиками, как правило, используются стандартные размеры изделий в диапазоне диаметра стержня от 2мм до 48мм. Относительно шаговых расстояний, то они варьируются от мелких, до крупных.

Зависимости от предполагаемой верхней границы нагрузки, которая будет оказываться на изделие в процессе эксплуатации, подбирается их длина и толщина. Также, важно учитывать и наличие агрессивной среды, которая оказывает влияние на изделие и соединение. Если предполагается, что данное влияние будет иметь высокую степень, то используются исключительно шпильки со специальным покрытием, к примеру – оцинкованные.

Данная разновидность крепежа, имеет широкое, повсеместное использование. К примеру:

• ∇ Фундаментные шпильки, уже исходя из их названия, незаменимы при обустройстве фундамента здания;
• ∇ Шпильки ГОСТ 9066-75 для фланцевых соединений с температурой среды от 0°С до 650°С, диаметр от 6 до 48 мм используются для работы на очень ответственных объектах, к примеру, трубопроводах;
• ∇ Шпильки ГОСТ 22040-76 (класс точности В) и ГОСТ 22041-76 (класс точности А) применяются для работы с соединениями из лёгких сплавов;
• ∇ Шпильки ГОСТ 22032-76 (класса точности В) и ГОСТ 22033-76 (класс точности А) часто применяются в случаях, когда необходимо скрепить детали на расстоянии.

Это далеко не все возможности применения данных метизов. Шпильки позволяют надёжно фиксировать между собой различные детали и просто незаменимы при высоких степенях нагрузки. При этом, работать с ними быстро и достаточно несложно. Это не требует особых навыков и физических затрат.