Шпильки. Загальна інформація
Вступ.
Кріпильні з'єднання з застосуванням різьбових шпильок довговічні і міцні, їх легко зібрати і, при необхідності, замінити в процесі експлуатації. Різноманітність розмірів, характеристик та призначення шпильок дозволяє використовувати їх у багатьох галузях економіки. Про це в статті далі.
Характеристика шпильок.
Шпилька різьбова — це кріпильна деталь у формі циліндричного стрижня, яка має рівні або різні по довжині різьбові частини на двох кінцях, різьбову частину тільки на одному кінці, різьбову частину по всій довжині. На один або обидва різьбових кінця нагвинчують гайки, а для запобігання самовідгвинчування, продавлювання або зминання з'єднуються матеріалів під гайки підкладають плоскі і пружинні шайби.
Розглянемо основні відмінності шпильок:
• за формою стержня;
• по кроку і типу різьби;
• за варіантом виконання;
• по точності виконання;
• по класу міцності;
• за матеріалом.
Форма стрижня шпильок.
По формі стрижня шпильки бувають з прямих і зігнутих стрижнем.
Шпильки фундаментних болтів ГОСТ 24379.1-80 з вигнутим стрижнем призначені для кріплення підстав будівельних конструкцій і обладнання за принципом анкерного болта. Шпильки з прямим стрижнем є найбільш поширеними.
Тип і крок різьби шпильок.
Для різьбових шпильок характерні такі типи різьби:
• метрична;
• дюймова;
• трубна;
• трапециидальная;
• наполеглива;
• прямокутна або квадратна.
Метрична різьба М (задані розміри в міліметрах) є основним для різьбових виробів типом різьб в Україні і ділиться на два типу:
• з великим кроком;
• з дрібним кроком.
Наприклад, шпильки М12 ГОСТ 22032-76 мають великий крок різьби P = 1,75 мм і дрібний крок P = 1,25 мм, а шпильки М90 ГОСТ 9066-75 мають дрібний крок різьби P = 4,0 або 6,0 мм.
Варіанти виконання шпильок.
Майже для кожної різьбовий шпильки є варіант виконання, передбачений стандартом ГОСТ або DIN.
• діаметр гладкої безрізьбової частини шпильки дорівнює діаметру різьби шпильки;
• діаметр гладкої безрізьбової частини шпильки менше діаметра різьби (приблизно дорівнює середньому діаметру різьби шпильки).
Класи точності шпильок.
Різьбові шпильки виготовляють підвищеною і нормальною точності (класи точності відповідно А і В). Класи точності відрізняються параметрами шорсткості поверхонь різьби і стрижня. На кресленнях цей параметр позначається символом √.
Шпильки класу точності встановлюються в отвори, діаметр яких на 1-1,5 мм більше діаметра стрижня шпильки. Клас точності є найбільш поширеним.
Шпильки підвищеного класу точності А застосовують в особливо відповідальних з'єднаннях, різниця в діаметрах деталей становить 0,25–0,30 мм
Класи міцності і матеріали шпильок.
Класи міцності і марки сталей, встановлені при виготовленні шпильок, визначають їх призначення та області застосування.
Матеріали для виробництва різьбових шпильок:
• сталі звичайної якості – ст3, ст3кп;
• якісні конструкційні вуглецеві сталі – 10, 10кп, 20, 20кп, 35, 40, 45;
• конструкційні вуглецеві, леговані сталі 40Х, 20ХГСА, 25ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА, 40ХГСА;
• стали низьколеговані конструкційні для зварних конструкцій – 09Г2С;
• нержавіючі корозійно-стійкі звичайні сталі 10Х17Н13М2Т, AISI 316;
• нержавіючі корозійно-стійкі жароміцні сталі 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 20Х13, 30Х13, 40Х13, AISI 304;
• жароміцні релаксационностойкие стали – 25Х1МФ, 25Х2М1Ф, 30ХМА;
• латунь – Л63;
• мідь – МТ (дріт);
• технічний титан – ВТ1-0;
• титановий деформований сплав – ВТ5.
Матеріали для виробництва різьбових шпильок передбачені ГОСТ 1759.0-87 і ГОСТ 1759.4-87. Розглянемо рекомендації для вибору стали у виробництві шпильок різних класів міцності:
| Клас міцності | Матеріал і обробка | Хімічний склад (контрольний аналіз), % | Відпустку °C, хв. | |||
| вуглець | фосфор | сірка | ||||
| мін. | макс. | макс. | макс. | |||
| 3.6 | Вуглецева 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 | Вуглецева сталь з добавками (бор, марганець або хром), загартована і відпущена | 0,15 | 0,40 | 0,035 | 0,035 | 425 |
| Вуглецева сталь без добавок, загартована і відпущена | 0,25 | 0,55 | ||||
| 9.8 | Вуглецева сталь з добавками (бор, марганець або хром), загартована і відпущена | 0,15 | 0,35 | |||
| Вуглецева сталь без добавок, загартована і відпущена | 0,25 | 0,55 | ||||
| 10.9 | Вуглецева сталь з добавками (бор, марганець або хром), загартована і відпущена | 0,15 | 0,35 | 340 | ||
| Вуглецева сталь без добавок, загартована і відпущена | 0,25 | 0,55 | 425 | |||
| Вуглецева сталь з добавками (бор, марганець або хром), загартована і відпущена | 0,20 | |||||
| Легована сталь, загартована і відпущена | ||||||
| 12.9 | Легована сталь, загартована і відпущена | 0,50 | 380 | |||
ГОСТ 1759.0-87 регламентує використання корозійностійких, жароміцних, жаростійких, теплостійких сталей і кольорових сплавів у виробництві шпильок.
Характеристику матеріалів для виробництва нержавіючих шпильок дивіться у статті А2, А4 — Характеристика кріпильних виробів з нержавіючих сталей.
Умовні позначення шпильок (приклад).
d – номінальний діаметр різьби;
d1 – діаметр гладкої частини стержня;
P – крок різьби;
b – довжина різьби гайкового кінця;
b1 – довжина різьби угвинчуємого кінця;
l – довжина шпильки.
Довжина b1 угвинчуємого різьбового кінця шпильки залежить від матеріалу тієї деталі, в яку угвинчують шпильку. Для твердих і міцних матеріалів b1 вибирають 1d і 1,25d, для м'яких — 1,6d; 2d і 2,5d.
Повні умовні позначення і технічні вимоги вказані в ГОСТ 1759.0-87.
В умовному позначенні для шпильок вказують (приклад):
Шпилька А2М16×1,5–LH–6g×90.58.С.019 ГОСТ ...
• слово «Шпилька»;
• тип;
• цифру виконання (крім виконання 1);
• номінальний діаметр різьби;
• крок різьби (тільки для різьби з малим кроком);
• напрям різьби;
• поле допуску;
• довжину шпильки;
• клас міцності (точку між цифрами не ставлять);
• покажчик про застосування спокійною або автоматної сталі;
• марку сталі або сплаву (вказують лише для шпильок класу міцності 8.8 і вище, а також для виробів з спеціальних сталей та сплавів);
• вид покриття;
• товщину покриття;
• номер стандарту на шпильки.
Виготовлення шпильок.
Виготовлення різьбових шпильок відбувається, як правило, на автоматичних різьбонакатних верстатах або вручну на токарних верстатах з допомогою різьбонарізних плашок.
Формування різьби шпильки з допомогою плашок.
Шпильки DIN 975 виробляють з діаметром різьби від М2 до М64 з великим і дрібним кроком різьби.
Розмірні шпильки DIN 976-1 виробляють з діаметром різьби від М2 до М72 з великим і дрібним кроком різьби.
Шпильки для фланцевих з'єднань ГОСТ 9066-75 виготовляють діаметром від М10 до М160 з великим і дрібним кроком різьби.
Шпильки для гладких отворів ГОСТ 22042-76, ГОСТ 22043-76 виготовляють з номінальним діаметром різьби від 2 до 48 мм з великим і дрібним кроком різьби на двох кінцях.
Шпильки з ввинчиваемым кінцем 1d, 1,25 d, 1,6 d, 2d і 2,5 d за ГОСТ 22032-76...ГОСТ 22041-76 виготовляють з номінальним діаметром різьби від 2 до 48 мм з таким кроком різьби:
• великий крок різьби на ввинчиваемом і гайковому кінцях;
• дрібний крок різьблення на ввинчиваемом і гайковому кінцях;
• великий крок різьби на ввинчиваемом кінці і дрібний – на гайковому кінці;
• дрібний крок різьблення на ввинчиваемом кінці і великий – на гайковому кінці.
Шпильки ГОСТ 22032-76...ГОСТ 22043-76 виготовляють класу точності і класу точності А в двох виконаннях. Шпильки виконання 2 мають діаметр стрижня, який приблизно дорівнює середньому діаметру різьби.
Шпильки для фланцевих з'єднань ГОСТ 9066-75 і шпильки фундаментних болтів ГОСТ 24379.1-80 мають кілька типів і виконань.
Стандарти різьбових шпильок та їх застосування.
Найбільше поширення через свою універсальність і широкі можливості застосування на території України отримали шпильки європейських стандартів DIN 975 і DIN 976 — різьба по всій довжині шпильки, великий вибір діаметрів різьби (від М2 до М72), довжин (від 70 до 3000 мм), класів міцності й марок сталі. Однак, для деяких галузей будівництва і промисловості існують спеціальні шпильки, такі як шпильки з ввинчиваемым кінцем, шпильки для гладких отворів, шпильки для фланцевих з'єднань, шпильки фундаментних болтів.
Таблиця. Перелік стандартів на шпильки та їх застосування.
| Клас точності | ГОСТ | Призначення |
| Шпильки фіксованої довжини | ||
| — | DIN 975 | Для стягування елементів будівельних конструкцій – повітроводів, вентиляції, водопроводу, для кріплення дерев'яних дощок, лад, брусів, а також для нарощування кріпильних конструкцій різьбових з'єднаннях |
| Шпильки розмірні | ||
| — | DIN 976 | теж, що DIN 975 |
| Шпильки з ввинчиваемым кінцем довжиною 1d | ||
| А | ГОСТ 22033-76 | Для різьбових отворів у сталевих, бронзових і латунних деталях з δ5 > 8% і деталі з титанових сплавів |
| B | ГОСТ 22032-76 | |
| Шпильки з ввинчиваемым кінцем довжиною 1,25 d | ||
| А | ГОСТ 22035-76 | Для різьбових отворів в деталях з сірого та ковкого чавуну. Допускається застосовувати в сталевих і бронзових деталях у випадках, якщо δ5 < 8% |
| B | ГОСТ 22034-76 | |
| Шпильки з ввинчиваемым кінцем довжиною 1,6 d | ||
| А | ГОСТ 22037-76 | теж, що ГОСТ 22034-76, ГОСТ 22035-76 |
| B | ГОСТ 22036-76 | |
| Шпильки з ввинчиваемым кінцем довжиною 2d | ||
| А | ГОСТ 22039-76 | Для різьбових отворів в деталях з легких сплавів. Допускається застосовувати в сталевих деталях |
| B | ГОСТ 22038-76 | |
| Шпильки з ввинчиваемым кінцем довжиною 2,5 d | ||
| А | ГОСТ 22041-76 | теж, що ГОСТ 22038-76, ГОСТ 22039-76 |
| B | ГОСТ 22040-76 | |
| Шпильки для деталей з гладкими отворами | ||
| А | ГОСТ 22043-76 | Для гладких отворів в деталях, виготовлених з довільних матеріалів |
| B | ГОСТ 22042-76 | |
| Шпильки для фланцевих з'єднань | ||
| — | ГОСТ 9066-75 | Для фланцевих з'єднань трубопроводу парових котлів, парових і газових турбін, арматури, приладів та резервуарів з температурою середовища від 0 до 650°C |
| Шпильки фундаментних болтів | ||
| — | ГОСТ 24379.1-80 | Для кріплення будівельних конструкцій і різного технологічного устаткування |
Примітка. Тут δ5 — відносне подовження матеріалу деталей.
Схожі/аналогічні стандарти на шпильки згідно DIN Ви можете подивитися в таблиці відповідності DIN, ГОСТ, ISO.
Шпильки на нашому сайті
- Шпильки DIN 835 з ввинчиваемым кінцем довжиною 2d;
- Шпильки DIN 938 з ввинчиваемым кінцем довжиною 1d;
- Шпильки DIN 939 з ввинчиваемым кінцем довжиною 1,25 d;
- Шпильки DIN 975 полнорезьбовые фіксованої довжини;
- Шпильки DIN 976 полнорезьбовые розмірні;
- Шпильки ГОСТ 9066-75 для фланцевих з'єднань;
- Шпильки ГОСТ 22032-76, 22033-76 з ввинчиваемым кінцем довжиною 1d;
- Шпильки ГОСТ 22034-76, 22035-76 з ввинчиваемым кінцем довжиною 1,25 d;
- Шпильки ГОСТ 22036-76, 22037-76 з ввинчиваемым кінцем довжиною 1,6 d;
- Шпильки ГОСТ 22038-76, 22039-76 з ввинчиваемым кінцем довжиною 2d;
- Шпильки ГОСТ 22040-76, 22041-76 з ввинчиваемым кінцем довжиною 2,5 d;
- Шпильки ГОСТ 22042-76, 22043-76 для деталей з гладкими отворами;
- Шпильки ГОСТ 24379.1-80 для фундаментних болтів;
- Виробництво шпильок.
Статті
- Шпильки. Загальна інформація;
- Фундаментні болти;
- Технічні вимоги до кріпильних різьбових деталей;
- Класи міцності і матеріали кріпильних виробів і їх механічні характеристики;
- Визначення довжини болтів, гвинтів, шпильок, шплінтів;
- Огляд високоміцного кріплення;
- Високоміцний кріплення класу міцності 8.8, 10.9, 12.9;
- А2, А4 — Характеристика кріпильних виробів з нержавіючих сталей;
- Опір хімічного впливу для болтів зі сталі A2, A4. Таблиця;
- Приклади умовних позначень кріплення;
- Таблиця відповідності DIN, ГОСТ, ISO на різний кріплення;
- Довідник стандартів ГОСТ, DIN на кріпильні вироби;
- Гальванічне цинкування кріпильних виробів;
- Умовні позначення видів покриттів кріпильних різьбових виробів.
Копіювання та передрук матеріалу без попередження компанії Схід-Інтер і без розміщення прямого посилання на дану статтю заборонена.
Maxim Ponomarenko (14.04.2011 08:00)
Високоміцні болти, гайки та шайби для металоконструкцій та мостових з'єднань.
Опис застосування футерувальних болтів, їх характеристики, креслення та ескізи, позначення розмірів, методи виробництва і застосовуються марки сталі.
