Шпилька с гайкой: резьбовой крепеж для сборки узлов под нагрузкой
Шпилька с гайкой представляет собой готовую крепежную единицу, состоящую из стержня с наружной резьбой по всей длине и шестигранной гайки соответствующего класса прочности. В отличие от болтового соединения, где головка ограничивает глубину посадки, данная конфигурация позволяет устанавливать крепеж в сквозные отверстия и фиксировать детали с двух сторон. Основное применение сборка фланцевых соединений, монтаж металлоконструкций, фиксация кронштейнов и опорных элементов, где требуется нормированное усилие затяжки и возможность демонтажа без разрушения резьбы.
Конструктивные особенности и материалы
Шпильки изготавливаются из углеродистых сталей марок Ст3кп, Ст5, 20, 35, 40Х, а также из нержавеющих сталей A2 (08Х18Н10) и A4 (10Х17Н13М2Т) для агрессивных сред. Гайки поставляются в комплекте с классом прочности, соответствующим шпильке: для стали 35 класс 5.8, для стали 40Х класс 8.8 или 10.9. Резьба метрическая по ГОСТ 24705-2004 с шагом от 1,0 до 3,0 мм в зависимости от диаметра. Длина шпильки выбирается из ряда от 100 до 2000 мм с шагом 1050 мм.
Основные параметры комплекта шпилька с гайкой:
- диаметр резьбы от M6 до M48;
- класс прочности шпильки 5.8, 8.8, 10.9;
- класс прочности гайки 5, 8, 10;
- покрытие цинковое (ХЦ), кадмиевое (Кд), фосфатное (Фос), без покрытия;
- температура эксплуатации от 40 до +150 C для оцинкованных, до +300 C для термостойких исполнений.
Технические характеристики и нагрузочная способность
Несущая способность соединения определяется расчетным сопротивлением материала шпильки на растяжение и площадью сечения по резьбе. Для шпильки M16 класса 8.8 разрушающая нагрузка составляет от 80 до 85 кН, для M20 класса 10.9 от 140 до 150 кН. Момент затяжки нормируется по ГОСТ Р 52627-2006 и зависит от коэффициента трения в резьбе (0,120,20).
| Диаметр резьбы | Класс прочности | Разрушающая нагрузка, кН | Рекомендуемый момент затяжки, Нм | Шаг резьбы, мм |
|---|---|---|---|---|
| M12 | 8.8 | от 48 до 52 | от 70 до 85 | 1,75 |
| M16 | 8.8 | от 80 до 85 | от 180 до 210 | 2,0 |
| M20 | 10.9 | от 140 до 150 | от 380 до 420 | 2,5 |
Области применения
Комплект шпилька с гайкой используется в узлах, где требуется равномерное распределение нагрузки по обе стороны соединяемых деталей. Типовые сферы применения:
- фланцевые соединения трубопроводов нефтегазовая, химическая, энергетическая отрасли;
- монтаж несущих металлоконструкций каркасы зданий, мостовые фермы, опоры ЛЭП;
- крепление технологического оборудования насосы, компрессоры, редукторы к фундаментным плитам;
- сборка грузоподъемных механизмов крановые пути, тали, лебедки;
- фиксация ограждений, перил, лестничных маршей в промышленных цехах.
Вопросы и ответы
Чем отличается шпилька с гайкой от болта?
Болт имеет головку с одной стороны и требует гайки только при сквозном отверстии. Шпилька с гайкой позволяет фиксировать детали с двух сторон, что удобно при монтаже в труднодоступных местах и при необходимости регулировки зазора.
Как подобрать длину шпильки для фланцевого соединения?
Длина шпильки рассчитывается как сумма толщины пакета соединяемых деталей, высоты гайки, высоты шайбы (при наличии) и запаса на выход резьбы не менее 23 ниток. Для стандартных фланцев по ГОСТ 12820-80 длина указывается в спецификации.
Какое покрытие выбрать для наружной установки?
Для эксплуатации на открытом воздухе рекомендуется оцинкованное покрытие (ХЦ) толщиной от 6 до 12 мкм. В условиях повышенной влажности или химически активной среды применяют кадмиевое покрытие или нержавеющую сталь A4.
Можно ли использовать шпильку с гайкой повторно?
Допускается повторное использование при условии отсутствия деформации резьбы, коррозии и трещин. Перед повторной установкой необходимо проверить момент затяжки динамометрическим ключом. Для ответственных соединений (класс прочности 10.9 и выше) рекомендуется однократное применение.