Все про різьбових шпильках

Шпилька широко застосовується для кріплення різних деталей. При цьому в якості фіксуючого елемента на обидва кінці шпильки можуть накручуватися гайки. Або один кінець шпильки вворачивается безпосередньо в тіло деталі (для цього в ній попередньо набриднений стандартний паз і нарізається внутрішнє різьблення).

Різниця в типах

Резьбовая шпилька є стандартним кріпильним виробом. Її матеріал, конструктивні розміри та інші параметри регламентуються ГОСТ 22032-76, ГОСТ 22042-76, а також DIN 975 і DIN 976.

DIN - це Німецький інститут по стандартизації. Тому в порівнянні з українським гостям, зарубіжний стандарт передбачає наявність певних нюансів:

Рекомендації по вибору

Як і будь-який кріпильний виріб, різьбові шпильки розраховані на роботу з певним навантаженням. Несуча здатність шпильок залежить від їх розміру, виду матеріалу, а також характеру прикладання навантаження. У більшості випадків шпильки розраховані «тримати» навантаження, що діє або в площині, паралельній осі шпильки, або перпендикулярної їй.

У першому випадку несуча здатність кріплення цілком визначається глибиною вкручування шпильки - її різьбова частина працює в умовах розподіленого навантаження на розтягнення. На вантажопідйомність шпильки також буде впливати тип різьблення (точніше, її крок - великий чи дрібний), але в порівнянні з глибиною вкручування цей вплив не настільки істотно.

У другому випадку (коли навантаження спрямована перпендикулярно осі шпильки), несуча здатність цілком визначається опором матеріалу, що працює на вигин і зріз. Вирішальним фактором підвищення вантажопідйомності при цьому буде вигляд матеріалу стержня (тверда сталь краще м'якою латуні або алюмінію) і його діаметр. Довжина нарізної частини і вигляд самої різьби не принципові (хоча і повинні забезпечувати міцне кріплення шпильки в місці «закладення» в деталь або при накручування гайок).

Крім перерахованих факторів, при виборі матеріалу шпильки необхідно враховувати умови навколишнього середовища. При агресивному впливі, тривалу роботу краще забезпечить кріплення з нержавіючої або оцинкованої сталі. Однак не можна забувати, що контакт різнорідних металів (наприклад, сталі та алюмінію) призводить до виникнення електрохімічної корозії, яка швидко руйнує м'який метал і різко знижує несучу здатність з'єднання.

І нарешті, конкретні значення довжини і діаметру різьбових шпильок (при відомому характері навантаження і умов навколишнього середовища) можна визначити за спеціальними таблицями.

Робота кріплення на межі плинності

У ряді випадків взаємне кріплення деталей повинно забезпечувати високу міцність і герметичність конструкції. При наявності внутрішніх сил (наприклад, тиску робочого тіла) кріплення навіть дуже міцно стягнутих деталей буде «грати», оскільки метал різьбових шпильок володіє певною піддатливість. Щоб «вибрати» цю податливість (яка характерна для навантажень в області пружної деформації матеріалу), різьбові шпильки затягують певним моментом в кілька етапів - спершу щоб «опинитися» в зоні пружної деформації, а потім при подальшій затягуванні підійти до кордону межі текучості.

При цьому забезпечується максимальна надійність з'єднання. Однак кріплення стає одноразовим - відкручені шпильки вже не можна використовувати повторно, оскільки їх матеріал вже «потік» (при роботі в зоні пластичної деформації розміри вироби після зняття навантаження не відновлюються!).