Резьбовые шпильки

Резьбовая шпилька – вид резьбового крепежного приспособления. Внешне выглядит как металлический стержень с резьбой на наружной поверхности во всю длину или только части. ООО «ИЗГОТОВИЛ.РУ» — производитель шпилек разных размеров, длин и назначения.

Описание.  Характеристики

На любых промышленных, строительных объектах применяются различные виды крепежей. Резьбовые металлические изделия получили общее сокращенное название «метизы». В их числе резьбовые шпильки. Они легко и прочно соединяют самые разные детали и узлы, служат долго, всегда пользуются спросом.

Основные различия шпилек между собой:

• по форме стержня;
• по шагу и типу резьбы;
• точности исполнения;
• классу прочности;
• способу изготовления;
• материалу.

В зависимости от назначения, вида покрытия и материала, это крепежное изделие называют по-разному: стержень резьбовой, монтажная, строительная шпилька, высокопрочная, оцинкованная, шпилька омедненная, штанга резьбовая, шпилька DIN 975 и 976.

Это высокопрочный крепеж, позволяющий соединить две детали, при этом с одного края не используя дополнительную фиксацию. Шпильки резьбовые обеспечивают надежное соединение с помощью гайки или резьбового отверстия. В особых случаях используются плоские или стопорные шайбы.

По существующим нормативам на шпильки наносят обычную метрическую резьбу. Но если необходимо, производители изготовят крепеж с нестандартной резьбой: трапецеидальной, дюймовой или треугольной, а также с любым асимметричным профилем.

В зависимости от конструкции, назначения шпильки разделили на большие группы:

Наименование изделия	Внешний вид	Характеристика
Шпилька для крепления деталей, у которых отсутствует резьба		Согласно ГОСТ 22042-76 изготавливают такие метизы диаметром от 2 до 48 мм. Остальные параметры шпильки непосредственно зависят от ее диаметра. Такие изделия нужны для соединения двух деталей без собственной резьбы, с гладкими отверстиями.
Шпилька с ввинчиваемым концом		У этих шпилек резьба нанесена на обе стороны. Они могут быть разной длины, ширины, шага. Такой метиз применяют, когда одна деталь обязательно металлическая и со своей собственной резьбой.
Шпилька фланцевая		Отличается надежностью, выдерживает даже  экстремальные условия. Лучше всего подходит для надежного и герметичного стыкования самых ответственных трубопроводов (газовые, турбинные, паровые). Выдерживает высокие температуры до 650°С. Более подробное описание характеристик приведено в ГОСТе 22042-77. Важно! Шпильки этой группы, у которых по всей длине просверлено центральное отверстие, предназначены для закручивания в подогретом виде. Метизы без отверстия монтируются холодными.
Приварная шпилька		Используют для приваривания шпильки к металлической детали. Согласно ГОСТ Р 55738-2013 метизы этого типа классифицируют и маркируют в зависимости от метода приваривания: D –Газовая сварка, в нейтральной среде или с помощью специального кольца из керамики. S – Сварка дуговая. Т – Контактное сваривание с расплавлением наконечника. Материал шпилек: сталь оцинкованная, нержавейка (А2 и А4), латунь.
Закладная шпилька		Характеристики закладных или фундаментных шпилек должны соответствовать стандарту 24379.1-2012 Метиз может быть прямым или изогнутым, применяют для крепления изделий к монолитному основанию из бетона. Шпилька неправильной формы позволяет лучше зафиксироваться в посадочном месте. Монтаж таких крепежей производят как в процессе изготовления блоков, так и при сборке сооружения.
Анкер		ГОСТ 24379.1-80. Это комбинированный крепеж, основным элементом которой является шпилька. Он работает по методу якоря — рабочая часть расширяется и надежно скрепляет конструкцию. Является  распространенным и надежным способом крепежа массивных изделий к кирпичу, камню, бетонному блоку, в которых невозможно нанести резьбу.

Выделяют и специальные шпильки, например, черные стяжные (ТУ 14-4-157-2000), круглые для трамвайных путей (ТУ 14-4-1532-88), полнорезьбовые  длинные.

Важно: в связи с широким разнообразием, общие нормы на шпильки не утверждены. На каждую модель метиза разработан свой стандарт, строго регламентирующий конструкцию и характеристики определенного изделия.

Каждый тип шпилек разделили на классы в зависимости от точности исполнения:

• А – изделия с высокого класса точности.
• Б – нормальная точность; самые распространенные крепежи с допустимыми погрешностями.
• С – грубая, шероховатая поверхность шпильки; применимы в конструкциях без нагрузки.

При изготовлении шпилек стандартизованы только диаметры – в интервале от 2 до 48 мм. В длину она может достигать 2-3 метра и более.

Каждый отечественный ГОСТ, ОСТ, ТУ, а также европейские нормативы DIN имеют собственную расчетную таблицу, по которой можно определить диаметр и длину метиза, а также максимальный и минимальный допустимый размер его резьбовой части.

Информация: например, стальные шпильки 40Х, в соответствии с ГОСТом  9066-75 относятся к типу А и Б, выполнены из Ст40Х, диаметр резьбы М72, цена от 40 р.

Параметры нестандартных изделий не регламентируются и зависят от потребностей заказчика. Их размеры очень часто невозможно подогнать под стандарты, поэтому все более востребованным становится  изготовление шпилек резьбовых по индивидуальным чертежам. 

Применение шпилек

Универсальные и надежные  резьбовые крепления нашли применение во многих сферах. Они встречаются в строительстве и промышленности, используются для наращивания различных конструкций, при монтаже газопровода, воздуховода, вентиляционной системы и потолочного перекрытия и т.д. Помогут домашнему мастеру решить несложные ремонтные проблемы.
Высокопрочные метизы применяют в железнодорожном транспорте, машиностроении и других отраслях, где на конструкции действуют высокие нагрузки.

С помощью шпилек  осуществляют следующие работы:

• закрепить билборды, различные рекламные баннеры;
• соединить металлические детали, подверженные различным нагрузкам;
• скрепить деревянные конструкции при строительстве каркасных или брусовых домов;
• смонтировать вентиляцию, систему отопления и пожаротушения;
• монтаж подвесного потолка.

Шпильки резьбовые соединяют узлы массивных механизмов, аппаратов, работающих под давлением и высокой температуре.

Применение резьбовых шпилек отличается способами крепления:

• крепеж вкручивают в резьбовое отверстие детали, а наружный конец зажимают гайкой;
• стержень помещают в сквозное гладкое отверстие, обе детали стягивают гайками на концах. Такая схема называется «болт-шпилька».

Материал для производства

Производители крепежей уделяют особое внимание качеству материала. В зависимости от типа метиза,  его назначения, величины нагрузки, условий эксплуатации используют различные металлы.

Шпильки для обычных не особо ответственных работ выпускают из стального сплава, содержащего небольшое  количество углерода: 10, 10кп, 20, 20кп. За счет низкой прочности они считаются разовыми, но при изготовлении без дополнительных трудностей обрабатываются на станках.

Самыми востребованными являются сплавы:

• нержавеющие стали: 20Х13, 12Х18Н10Т, 14Х17Н2, AISI;
• жаропрочные стали: 30ХМА, 25Х1МФ, 20ХН3А;
• высоколегированные: 45, 40Х, 09Г2С, 30ХГСА;
• латунь: Л63, ЛС59.

Из легированного сплава изготавливают высокопрочные шпильки, которые имеют ряд особенностей:

• не терять прочность на холоде, жаре, при резких температурных скачках;
• стойкость к действию химических реагентов;
• высокая сопротивляемость изломам и разрыву;
• устойчивость к механическим повреждениям;
• продолжительный срок эксплуатации.

Распространенные и доступные по цене – это шпильки из  углеродистой стали. Они не обладают коррозионной стойкостью, поэтому если заказчик пожелает, на производстве их подвергают оцинковке.

В современном машиностроении используют метизы из так называемой автоматной стали, изготовленные на специальных металлообрабатывающих станках-автоматах. Этот материал имеет повышенную обрабатываемость, так как содержит намного больше серы и фосфора, чем традиционная сталь. Также возможны варианты легирования автоматной стали селеном, свинцом и даже теллуром.

Для вкручивания в сталь, бронзу, латунь подходят шпильки ГОСТ22032-76 из сплавов, содержащих титан.

Многие потребители предпочитают изделия из обычной нержавейки. Чтобы повысить прочность металла, изделие подвергают закалке – нагревают до высокой температуры, а затем резко охлаждают.

Изготовление шпилек

Способ получения крепежных изделий разрабатывают на каждом предприятии. Главное, чтобы готовая продукция соответствовала требованиям технических условий (ТУ), стандартам или чертежам заказчика.

Существует несколько вариантов изготовления шпилек резьбовых: 

1. Механическая обработка заготовки на токарном станке. Это самый простой, старейший, способ. Недостатком является низкая производительность.
2. На современных предприятиях используют станки с числовым программным управлением (ЧПУ). С их помощью появилась возможность значительно увеличить выход готовых изделий.

          Важно: оба случая отличаются большим расходом металла.

• Холодная или горячая объемная штамповка в заводских условиях. Считается одной из лучших технологий получения высококачественных крепежных изделий. Производительность доходит до 500 штук в минуту, при этом потери металла минимальные.

Подготовительный этап не зависит от выбранного метода. С исходной заготовки предварительно удаляют загрязнения, ржавчину с помощью профессионального средства или концентрированной кислоты.

Изготовление шпилек на токарном станке состоит из следующих операций:

1. Узел размотки.
2. Формовочный узел. Создание идеальной цилиндрической формы и необходимый диаметр прута.
3. Участок резки. Получение заготовок нужной длины.
4. Предварительное грубое обтачивание поверхности заготовки.
5.  Накатывание резьбы с припусками в 1-2 мм для дальнейшей чистовой обработки.
6. Термическая обработка изделия, окончательная, чистовая шлифовка и получение готового изделия с заданным значением прочности.
7. Заключительный этап. Упаковка изделия с обработанной поверхностью и фасками на торцах.

При  штамповке поверхность заготовки должна быть ровной и блестящей. Добиваются такого результата механической шлифовкой или прокаливанием. Перед волочением очищенную поверхность катанки (металлического прута) необходимо покрыть фасфатами и смазочным материалом.

Преимущества штамповки:

• Высокая производительность техпроцесса.
• Максимально чистая и гладкая до блеска поверхность шпильки.
• Идеальное соблюдение заданных размеров.
• Изготовление метизов большого нестандартного диаметра.

Производственный контроль

Технологический процесс изготовления резьбовых метизов в ООО «ИЗГОТОВИЛ.РУ» обязательно сопровождается строгим многоступенчатым контролем на всех стадиях. При любом способе производства самую первую готовую деталь подвергают тщательному осмотру на соответствие стандарту или чертежу заказчика. Производители используют визуальное и измерительное наблюдение, а также ультразвуковую проверку параметров.

На ЧПУ-станках программируют необходимую точность и скорость изготовления, а также размеры шпильки. Изделия измеряют штангенциркулем с точностью до сотых долей миллиметра. При выявлении отклонений от заданных параметров в программу вносят коррективы. В результате получают необходимую скорость и точность обработки, а также качественную продукцию.

Обработка

Чтобы повысить прочность и стойкость крепежей к агрессивным средам, готовые изделия подвергают дополнительным химико-термическимоперациям. В результате на их поверхности образуется тонкая защитная пленка.

 В процессе изготовления шпилек в технологический процесс включают грунтование, гальваническое, горячее или термодиффузионное оцинкование, кадмиевое покрытие, кадмирование с последующим хромированием, оксидирование, фосфатирование с промасливанием или образование многослойной защиты.

Кроме основного защитного назначения некоторые дополнительные покрытия выполняют уникальные, иногда декоративные функции:

• Метизы, покрытые оловом, используют в пищевой промышленности, на оборудовании, соприкасающимся с продуктами питания.
• Медь значительно усиливает способность металлических изделий сопротивляться коррозионным процессам, что значительно увеличивает сроки службы крепежей. Это свойство особенно важно для подводных конструкций, в оборудовании химической промышленности.
• Пленка из кадмия надежно защитит метиз при работе даже в кислой или щелочной среде. Но такое покрытие дороже и экологически токсичнее других, поэтому применяется редко. Такие шпильки нельзя подвергать нагреванию.

Самый распространенный способ улучшить антикоррозионные свойства резьбовых изделий является метод гальванического оцинкования.

А вот покрытие крепежей обычной краской будет абсолютно бесполезной, так как при вкручивании шпильки в месте резьбы защитный слой разрушается.  

Чтобы повысить выносливость и механическую прочность шпильки используется такой метод, как закалка: термическое воздействие с дальнейшим резким охлаждением. Процесс может быть одноразовым или многократным, поэтапным.   

Заказать шпильки

Производители металлоизделий предлагают изготовление шпилек на заказ не только любого стандартного типа, но и созданные конкретно под ваши задачи, по предложенным чертежам. Это могут быть шпильки:

• любого класса прочности и точности;
• изготовленные из металлов или сплавов, указанных заказчиком; 
• абсолютно разных размеров; 
• с разным шагом и длиной участка с резьбой.  

Основные размеры шпилек, если известен уровень нагрузки и влияния среды, можно определить по специализированным таблицам. Однако в определенных случаях для получения надежного соединения типовые изделия не подходят, тогда приходится изготавливать шпильки нестандартных размеров.

На современном рынке крепежных изделий представлен широкий ассортимент резьбовых шпилек. Спрос на них никогда не падает, они помогают решить многие задачи. Несмотря на простоту изделия, эти крепежные элементы выдерживают достаточно высокие нагрузки. ООО «ИЗГОТОВИЛ.РУ» предлагает купить недорого изделия высокого качества, которые не доставляют проблем при монтаже и не подводят даже при длительной эксплуатации. Изготавливают их по отечественным, зарубежным или международным стандартам, а также по чертежам заказчика.