Шпилька: ее подбор, применение, расчет веса

Скачать калькулятор шпилек онлайн и бесплатно получить код можно на этой странице

Изготовление шпилек на предприятии

Шпилька имеет вид стержня с резьбой с одного или двух сторон и крепится при помощи гайки либо вкручивается в отверстие, имеющее резьбу.

Использование такого крепёжного изделия, как шпильки имеет разные направления. Их используют для сборки металлоконструкций в тех случаях, когда для таких узлов предъявляются особые требования по прочности. Могут использоваться в мебельной и строительной промышленности для соединения бруса из дерева, для соединения деталей из цветных металлов и их сплавов. При ремонтных работах без этой детали не обойтись.

Для изготовления шпильки применяют два способа: на токарном станке и способом холодной высадки. Первый способ применяется для изготовления шпилек по специальному заказу. Для массового производства, даже с применением автоматических токарных станков с ЧПУ это низко рентабельное производство.

Второй способ намного производительнее, обычная скорость производства изделия в черновой обработке 350 -400 единиц в минуту, поэтому он и предпочтительней.

Для производства шпильки выбирают катанку двух видов калиброванную, которая дороже, и горячекатаную, которую затем подвергают вытяжке, прокатке и термообработке в зависимости от технологического процесса.

Приготовленную таким образом проволоку или круглый профиль в зависимости от диаметра будущей шпильки режут специальными многопрутковыми гильотинными ножницами на заготовки необходимой длины. Следующим этапом, при необходимости этой операции в технологическом процессе, происходит термообработка. После этого проводят травление, для удаления окалины и покрывают заготовку специальным подмазочным составом на основе мела или фосфата для предотвращения от коррозии в процессе работы. Далее на специальном резьбонакатном станке при помощи специальных плашек или валов происходит нарезка резьбы.

Есть метод обжатия резьбы на прессах голодной или горячей высадки. Это зависит от материала и от той технологии, которая используется на предприятии. Каждое предприятие старается сохранить все тонкости изготовления своих изделий.

Холодной высадке подвергаются изделия из калиброванной проволоки, который представляет собой штамповку на объемных прессах. Этот метод позволяет перераспределению зерен металла, делая их более мелкими. Изменение внутренней структуры металла и его кристаллической решетки повышает качество изделия и его технические возможности. Если шпилька изготавливается большой длины, высадку производят в несколько этапов.

Если диаметр шпильки более 28 мм, её изготавливают методом горячей штамповки. Для этого заготовку или весь пруток нагревают до температуры свыше 1200 градусов и после этого подают её на ковочные вальцы, которые производят предварительную штамповку, а затем на кривошипно – шатунном прессе при той же температуре доводят изделие до необходимого вида. При этом можно использовать как порезанные заготовки, так и из целого прутка путем отделения готовых заготовок.

Такой метод применяют при массовом либо крупносерийном производстве крепежа, например, в автомобилестроении, в железнодорожной и авиапромышленности.

После изготовления резьбы высадкой изделие шлифуется бесцентровым методом или обрабатывается на галтовочном барабане. Следующей операцией будет либо чернение, либо покрытие жёлтым или белым цинком, которую производят, если в этом есть необходимость.

Изделия из цветных металлов не подвергаются термообработке и покрытию подмазкой.

Виды применяемых шпилек

Различают шпильки для фланцевых соединений различных трубопроводов, сосудов, арматуры, Могут быть с резьбой на обоих концах и с резьбой по всей длине и иметь 5 типов: А, Б, В, Г, Д, которые различаются наличием или отсутствием отверстий в тыльной части шпилек. Также отличие и в соотношении диаметра номинальной резьбы и гладкой части.

Шпильки для соединения других видов конструкций могут быть с резьбой по всей длине, их ещё называют штанга. Обычно их применяют при монтаже узлов, которые крепятся под потолком, например, системы вентиляции. Резьба должна применяться с натягом.

Выпускаются шпильки для крепления электропатрона, её называют шпилькой электротехнической полой с метрической резьбой. Может иметь круглое отверстие внутри и отверстие под шестигранник.

Есть шпильки, имеющие большую длину, по стандарту до 300 мм, по спец заказу и гораздо больше. Изготавливаются они из углеродистой стали с последующим покрытием цинком, нержавеющей стали А2 или А4, а также из латуни.

Шпильки с ввинчиваемым концом с одной стороны и резьбой под гайку с другой. Могут иметь резьбу как одинаковую на обоих концах, так и разную, крупную и мелкую. Длина ввинчиваемого конца должна соответствовать диаметру, но есть и шпильки, ввинчиваемая длина может быть и 1,25 d; 1,6 d; 2 d; 2,5 d. На каждый вид имеется свой ГОСТ.

Если шпильку нужно установить в гладкое отверстие, используют шпильку, которая имеет резьбовые части одинаковой длины.

Производятся и специальные виды шпилек, например, шпильки с заостренным концом, которую называют шпилька – шуруп, двухсторонний винт или шпилька сантехническая. У неё с одной стороны стержня нарезана метрическая резьба, с другой стороны резьба, как у шурупа. Её используют для того, что бы надежно зафиксировать разные подвесные конструкции типа трубопроводов различного назначения. Отсюда и название. Обычно используется вместе в хомутом и дюбелем.

Выпускаются также жаропрочные, высокопрочные и другие виды шпилек.

Стандарты, по которым должны быть изготовлены шпильки

Если рассматривать сантехническую шпильку, специального ГОСТа на неё нет, существует размерный ряд, который указан в таблице.

Шпильки с ввинчиваемым концом длиной 1d изготавливаются в соответствии с ГОСТ 22032-76. Шпилька может быть изготовлена в двух исполнениях: диаметр оси, на которой нет резьбы, может быть в том же размере, что и резьба и быть меньше резьбы. Класс точности В.
Исполнение 1

Исполнение 2

Диаметр резьбы от 2 до 48 мм, длина шпильки до 300 мм. При этом часть шпильки без резьбы можно не обрабатывать, но в случае, если она будет изготовлена из калиброванного прутка.Шпилька с теми же параметрами, но классом точности А изготавливается согласно ГОСТ 22033-76 и может изготавливаться согласно чертежа для исполнения 1. Этот ГОСТ соответствует DIN 938.ГОСТ 22034-76 и ГОСТ 22035-76 для классов точности В и А, соответственно, предусматривают изготовление с концом, который равен 1,25 d. Этот стандарт соответствует немецкому стандарту DIN 939ГОСТ 22036-76 ГОСТ 22037-76 и DIN 835 для тех же классов точности, но длина конца 1,6 d, а ГОСТ 22038-76 и ГОСТ 22039-76 предусматривает длину конца, который ввинчивается длиной 2 d.Соответственно, ГОСТ 22039-76 и ГОСТ 22040-76 предусматривает длину 2,5 d.Соответствующий этому стандарту DIN 940.Шпильки для деталей, которые имеют гладкие отверстия, изготавливаются согласно ГОСТ 22041-76 и ГОСТ 22042-76Исполнение 1 

Исполнение 2Все виды шпилек могут изготавливаться как с легированной и нержавеющей стали, так и с алюминия, бронзы или латуни.Для фланцевых соединений жаростойкие шпильки изготавливаются согласно ГОСТ 9066-75. К изготовлению таких шпилек предъявляются специальные требования, так как они должны работать при температуре окружающей среды до 650 градусов. Исполняются они по чертежам типа А и Б и в двух исполнениях.Тип А

Эти же шпильки могут изготавливаться и по ОСТ 26-2040-96, где ещё более жесткие требования по изготовлению, качеству изделия и применяемому материалу.Шпилька резьбовая или шпилька – штанга изготавливается согласно DIN 975 и 976 в зависимости от размеров. В первом случае размеры: d от 2 до 56 мм, длина 1000 и 2000 мм, во втором случае d от 2 до 42 мм, длина 1000, 2000, 3000мм.

Заводы – изготовители шпилек

Шпильки резьбовые в большом количестве изготавливаются на российских предприятиях. Очень много таких предприятий, выпускающих шпильки по ГОСТам и по заказу покупателя, находится в Республике Татарстан. Это такие, как «Нормаль- МК», « Камская Кузница», выпускающий шпильки большого диаметра, «Айрон», выпускающий фланцевые шпильки и с ввинчиваемым концом в соответствии с существующими нормативами, «КМЗ».

Есть такие предприятия и в Таганроге, причем они выпускают крепеж со специальными свойствами. Известен завод в городе Балабаново Калужской области, в городе Подольск, Московской области, выпускающий в числе другого ассортимента и шпильки с полной резьбой.Уральский метизный завод из Екатеринбурга выпускает шпильки из нержавеющей стали, шпильки для кабельных барабанов, жаропрочные и нержавеющие шпильки выпускает Чайковский завод метизов.

Также импортируются специальные виды шпилек из Китая, Тайваня и Украины. Это сантехнические шпильки, полые шпильки и им подобные виды продукции. Причем экспорт в 2017 году составил 32% от общего объема покупаемой продукции. Очень хорошее качество метизов изготовляется в Германии, причем там есть несколько заводов, поставляющих сюда свою продукцию. Это Fischer, Gunnebo. Качественная продукция и у финских производителей, предприятие Mungo. Производят неплохой метиз и турецкие компании, в Казахстане, Республике Беларусь.