Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Шпилька крепёжная — цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах, не имеющий головки. Один конец ввинчивается в корпусную деталь и остаётся в ней постоянно, второй принимает гайку при сборке. Такая конструкция позволяет многократно разбирать соединение без износа резьбы в базовой детали — именно это делает шпильку незаменимой там, где болт неприменим по условиям конструкции.
По конструкции шпилька представляет собой прямой стержень круглого сечения с метрической резьбой на каждом конце. Средняя часть стержня резьбы не имеет — это гладкая зона, которая воспринимает растягивающую нагрузку при затяжке. Общая длина шпильки складывается из трёх участков: посадочного (ввинчиваемого) конца, гладкой части и гаечного конца.
Принцип работы соединения прост: посадочный конец вворачивается в резьбовое отверстие корпусной детали и остаётся там постоянно. Затем на стержень надевают скрепляемую деталь и шайбу, после чего навинчивают гайку с нормируемым моментом затяжки. При разборке снимают только гайку — резьба корпуса не затрагивается.
Параметры метрической резьбы шпилек регламентируются ГОСТ 24705-2004 (основные размеры) и ГОСТ 8724-2002 (диаметры и шаги). Механические свойства — по ГОСТ ISO 898-1-2014, охватывающему классы прочности от 4.6 до 12.9. Этот стандарт идентичен ISO 898-1:2013 и введён в действие с 01.01.2017 взамен ранее действовавшего ГОСТ Р ИСО 898-1-2011.
Российские стандарты делят шпильки на несколько групп в зависимости от длины ввинчиваемого конца и области применения. Длина посадочного конца — ключевой параметр: она определяет, насколько надёжно шпилька удерживается в материале корпуса при рабочей нагрузке.
Здесь d — номинальный диаметр резьбы. Для каждого стандарта класса точности В существует аналог класса точности А: ГОСТ 22033-76, 22035-76, 22037-76, 22039-76 и 22041-76 соответственно. Чем мягче и менее прочен материал корпуса, тем длиннее должен быть посадочный конец для обеспечения необходимой прочности резьбового соединения.
Для фланцевых соединений трубопроводов, паровых котлов, турбин и арматуры при температуре среды от 0 до 650°С применяют шпильки по ГОСТ 9066-75. Стандарт предусматривает пять типов (А, Б, В, Г, Д), различающихся конструкцией стержня и способом затяжки: тип А — сплошные шпильки с одинаковым диаметром резьбы и гладкой части для температур до 300°С; тип Б — с диаметром резьбы большим, чем диаметр гладкой части, для температур свыше 300°С; типы В и Г — с осевым отверстием и затяжкой с нагревом, для критических узлов до 650°С. Диаметр резьбы — от М10 до М160.
Фундаментные шпильки по ГОСТ 24379.1-2012 используются для крепления оборудования к бетонным основаниям. Нижний конец может иметь крюк, лапу или специальный анкерный элемент. Такие изделия применяются при монтаже тяжёлого промышленного оборудования — станков, компрессоров, турбоагрегатов.
Каждый конец шпильки выполняет строго определённую функцию и имеет собственные размерные и допусковые параметры.
Посадочный конец шпильки имеет резьбу с полем допуска 6g по ГОСТ 16093. В ответственных соединениях, где необходимо исключить самовыворачивание при вибрации, применяют резьбу с натягом на ввинчиваемом конце по ГОСТ 4608-81 — такая шпилька маркируется на торце гаечного конца сортировочной группой резьбы. Отверстие в корпусе под шпильку нарезается с полем допуска 6H.
Гаечный конец имеет стандартный допуск 6g по ГОСТ 24705-2004, аналогичный болтовой резьбе. Его длина нормирована так, чтобы гайка навинчивалась на полную высоту и после затяжки над торцом гайки оставался выступ не менее одного шага резьбы включая фаску. При использовании шайб и стопорных элементов длина гаечного конца увеличивается на соответствующую высоту.
Пример обозначения на чертеже: Шпилька М16-6g x 80 ГОСТ 22032-76, где М16 — диаметр метрической резьбы с крупным шагом, 80 — длина стержня в мм, ГОСТ 22032-76 — стандарт, определяющий длину посадочного конца (1d = 16 мм) и класс точности В. При мелком шаге резьба указывается как М16x1,5.
Шпилька крепёжная применяется в ситуациях, когда сквозное болтовое соединение невозможно или нецелесообразно по конструктивным, технологическим или эксплуатационным причинам.
Механические свойства шпилек регламентирует ГОСТ ISO 898-1-2014 (идентичен ISO 898-1:2013). Класс прочности обозначается двумя числами: первое, умноженное на 100, даёт минимальный предел прочности в МПа; произведение обоих чисел, делённое на 10, — минимальный предел текучести в МПа.
Для работы в агрессивных средах применяют шпильки из нержавеющих сталей групп A2 и A4 по ГОСТ ISO 3506-1. Для высокотемпературных условий — шпильки из легированных теплостойких сталей (35ХМ, 40ХН, 25Х1МФ и других марок согласно проектной документации). Конкретная марка стали выбирается исходя из рабочей температуры, давления и требований к коррозионной стойкости.
Затяжка шпильки производится через гайку. Момент затяжки определяется расчётным путём в зависимости от диаметра резьбы, класса прочности, коэффициента трения в резьбовой паре и на опорной поверхности гайки, а также требуемого усилия предварительного натяга. Конкретные значения устанавливаются конструкторской документацией и отраслевыми нормативами.
Ориентировочный момент затяжки гайки на шпильке М16 класса 8.8 при сухом соединении (без покрытия и смазки) составляет порядка 190–220 Н·м. Точное значение существенно зависит от коэффициента трения в резьбовой паре, поэтому для ответственных соединений момент всегда определяется расчётом или указывается в технической документации — табличные значения носят ориентировочный характер.
Применение резьбовых смазок снижает требуемый момент затяжки при том же усилии предварительного натяга: в зависимости от типа смазочного материала снижение составляет 15–25% по сравнению с сухим соединением. Это необходимо учитывать во избежание перетяжки и пластической деформации стержня шпильки.
При многошпилечном соединении (например, фланец с 8–12 шпильками) затяжку выполняют в несколько обходов крест-накрест, постепенно увеличивая момент. Это обеспечивает равномерную деформацию прокладки и исключает перекос фланца. Метод поэтапной крестообразной затяжки является стандартной практикой в трубопроводном и энергетическом машиностроении.
Шпилька крепёжная — специализированный элемент резьбового соединения, незаменимый при глухих отверстиях, частых разборках и высоких эксплуатационных нагрузках. Правильный выбор стандарта определяется материалом корпуса и требуемой глубиной ввинчивания согласно серии ГОСТ 22032–22041. Класс прочности подбирается исходя из расчётной нагрузки в соответствии с ГОСТ ISO 898-1-2014. Соблюдение нормативных требований при затяжке и контроль состояния резьбы гарантируют надёжную работу соединения на протяжении всего ресурса оборудования.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.