Резьбовой стержень – это тип крепежного элемента, который часто применяется для закрепления конструкций или других объектов на стенах и потолках. Он также незаменим в случаях, когда стандартные болты или винты недостаточно длинные для выполнения задачи.
Резьбовой стержень известен под различными наименованиями, среди которых:
- Резьбовая шпилька
- Полнорезьбовая шпилька
- Шпилька с полной резьбой
- Резьбовая штанга
- Штанга-шпилька
- Стержень с резьбой
- Винтовой стержень
- Стяжная шпилька
- Шпилька метрическая (дюймовая)
Этот стержень имеет винтовую резьбу, аналогичную резьбе болта или винта, которая обеспечивает вращение во время установки. Винтовое и поступательное движение вместе создают сильное сопротивление, позволяющее креплению выдерживать давление. К стержню могут прикручиваться гайки или другие крепежные элементы.
Сравнение резьбового стержня и болта
Хотя резьбовая шпилька напоминает болт, между ними есть важные различия. Шпилька имеет резьбу на обоих концах, тогда как у болта один конец оснащен головкой, а другой – резьбой. Кроме того, стержни обычно длиннее болтов, которые чаще всего имеют длину всего несколько миллиметров. Однако, если нужно, можно укоротить длинный резьбовой стержень до необходимой длины, например, до 25 миллиметров или одного дюйма. Резьба на шпильке может быть как правой, так и левой, а иногда и комбинированной.
Для чего используются шпильки с резьбой?
Резьбовые стержни предназначены для соединения двух материалов, особенно в условиях, где требуется выдерживать высокие нагрузки и напряжения. Хотя их конкретные характеристики зависят от материала изготовления.
Краткий обзор: Материалы и сферы применения
Металлические резьбовые шпильки, такие как титановые, оцинкованные или нержавеющие, предназначены для эксплуатации в сложных условиях. Например, резьбовые стержни из нержавеющей стали и стали широко применяются в строительстве для соединения деревянных и металлических элементов, а также для укрепления конструкций. Медные резьбовые стержни, обладающие хорошей пластичностью и высокой проводимостью тепла и электричества, часто применяются в качестве теплопроводников, в электротехнических работах и в строительстве.
В сантехнических и строительных работах преимущественно используются стальные шпильки или нержавеющие шпильки. Они востребованы, например, в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха HVAC, где помогают выравнивать или устанавливать под наклоном воздуховоды, обогреватели и другое оборудование. Шпилька-штанга также применяется в системах подвесных потолков и идеально подходит для обеспечения точного выравнивания в промышленном и медицинском оборудовании. Существуют и полые латунные резьбовые стержни, которые часто используются в осветительных приборах для прокладки проводов.
Полиамидные и металлические резьбовые стержни находят широкое применение в различных областях. В зависимости от материала, они используются в следующих сферах:
Таблица. Сферы применения шпилек в зависимости от материала
| Область применения | Сталь | Нержавеющая сталь | Титан | Нейлон | Латунь | Медь | Алюминий |
| Структурные конструкции | ✔ | ✔ | ✔ |
|
|
|
✔ |
| Неструктурные конструкции | ✔ | ✔ |
|
✔ |
|
|
|
| Сантехника и подрядные работы | ✔ | ✔ |
|
|
|
|
|
| Монтаж систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха | ✔ | ✔ |
|
✔ | ✔ | ✔ |
|
| Холодильные установки |
|
|
|
✔ |
|
|
|
| Металлообработка (например, мебель) |
|
✔ |
|
|
|
|
|
| Машиностроение |
|
✔ |
|
✔ |
|
|
✔ |
| Аэрокосмическая промышленность |
|
|
|
|
|
|
✔ |
| Морская отрасль |
|
|
|
✔ |
|
|
✔ |
| Декор/эстетика |
|
|
|
|
✔ | ✔ | ✔ |
| Автомобилестроение |
|
|
|
✔ |
|
|
|
| Нефтегазовая промышленность | ✔ |
|
✔ |
|
|
|
|
| Военная промышленность |
|
✔ |
|
|
|
|
|
Резьбовой стержень может быть изготовлен из различных материалов, включая титан и алюминий. Титан известен своей легкостью, устойчивостью к коррозии и высокой прочностью. Алюминий, в свою очередь, отличается универсальностью, превосходной коррозионной стойкостью и хорошей обрабатываемостью.
Пластиковые резьбовые шпильки, особенно нейлоновые (полиамидные), стали очень популярными. Они дешевле металлических и не подвержены коррозии. В некоторых неструктурных конструкциях штанги из полиамида заменили металлические благодаря легкости и устойчивости к вибрациям. Они легко режутся по размеру и обладают хорошими изоляционными свойствами. Эти характеристики делают их идеальными для использования в автомобильной промышленности.
Как определить прочность шпилек по цветам
Резьбовые стержни часто имеют цветовую маркировку на одном конце, что помогает идентифицировать их характеристики. Эти цветовые обозначения стандартизированы Международной организацией по стандартизации (ISO) и признаны на международном уровне. Белый и черный цвет указывают на стальные шпильки высокой прочности. Красным цветом обозначаются шпильки из нержавеющей стали марки 316L, также известной как A4, которые имеют второй уровень прочности. Зеленый цвет указывает на стержни третьего уровня прочности, изготовленные из нержавеющей стали 304, или A2.
Таблица 2. Цветовая кодировка резьбовых шпилек
| Класс прочности | Материал | Цвет |
| 4,8 | Обычная сталь и оцинкованная | Без цветовой маркировки |
| 4,8 | Сталь горячеоцинкованная по стандарту ISO | Светло-синий |
| 4,8 | Крупногабаритные шпильки, оцинкованные горячим способом | Оранжевый |
| 8,8 | Обычная сталь и оцинкованная | Желтый |
| 8,8 | Сталь горячеоцинкованная по стандарту ISO | Стальной серый |
| 8,8 | Крупногабаритные шпильки, оцинкованные горячим способом | Фиолетовый |
| 10,9 | Обычная сталь | Белый |
| 12,9 | Обычная сталь | Черный |
| А2 (304) | Нержавеющая сталь А2 | Зеленый |
| А4 (316L) | Нержавеющая сталь А4 | Огненно-красный |
Дополнительную информацию о нержавеющих сталях можно найти в статье “Классы прочности нержавеющего крепежа”
Типы резьбовых шпилек
Резьбовые стержни бывают разных типов, каждый из которых имеет свои особенности и применяется в определенных задачах:
- Полностью резьбовой стержень. Шпилька с полной резьбой имеет резьбу по всей длине, что обеспечивает надежное крепление и равномерное распределение нагрузки. Она универсальна и широко используется для крепления конструкций к стенам и потолкам, а также для соединения различных деталей в строительстве и машиностроении.
- Двухсторонний резьбовой стержень. Двухсторонняя резьбовая шпилька имеет резьбу на обоих концах, но гладкую середину. Она обычно вставляется в отверстие без резьбы, а оба конца фиксируются гайками, обеспечивая прочное и стабильное соединение. Чаще всего используется в дверных конструкциях и сборках корпусов.
- Стержень с внутренней резьбой. Шпилька с внутренней резьбой позволяет вкручивать в нее другие резьбовые элементы. Это обеспечивает надежное и легкосъемное крепление. Чаще всего используется в механических сборках и соединениях.
- Шпильки с ввинчиваемым концом. Они похожи на двусторонние резьбовые стержни, но имеют резьбу разной длины на концах. На длинный резьбовой конец навинчивается крепежная гайка. Более короткий ввинчиваемый конец позволяет легко и прочно закрепить шпильку в основании без необходимости применения гайки. Он имеет скошенную вершину, которую рекомендуется смазать перед установкой в предварительно подготовленное отверстие. Шпильки с ввинчиваемым концом широко используются в автомобильной промышленности и на промышленных станках.
- Полый резьбовой стержень. Полая резьбовая шпилька имеет внутреннее отверстие, которое позволяет пропускать через нее кабели или провода. Чаще всего используется в осветительных приборах и электроустановках. Обеспечивает удобство монтажа и скрытой прокладки проводки.
Как установить резьбовой стержень на потолок
Проденьте резьбовую штангу в места крепления к потолку. Вам понадобятся кронштейны под установленную деталь, которые будут закреплены гайками, накрученными на вертикальную штангу. Эти два компонента помогут в процессе:
- Подвесы для резьбовой штанги
Подвесы – это потолочные крепления для резьбовых шпилек, хотя некоторые модели подходят и для стен. Эти крепления являются простой альтернативой клиновым или раскладным анкерам, требуя меньше сверлений. С одной стороны подвес оснащен самонарезающим наконечником для бетона, с другой – резьбовым гнездом для стержня. В отличие от клиновых анкеров, подвесные крепления можно устанавливать ближе к краям или в треснувший бетон.
- Резьбовые соединители стержней
Установка может потребовать соединения двух резьбовых шпилек. Для этого используются специальные соединители – резьбовые муфты или соединительные гайки. Эти элементы имеют внутреннюю резьбу и по виду напоминают удлиненные гайки. Один стержень ввинчивается в соединитель, затем второй стержень ввинчивается в другой конец муфты, создавая прочное соединение.
Как отрезать резьбовой стержень
Процесс резки шпилек требует аккуратности, так как можно повредить резьбу, особенно если используется ножовка. Конечно лучше воспользоваться болторезом или другими инструментами, но предпочтительнее использовать специальный резак резьбовых стержней, чтобы добиться наилучшего результата. Если у вас нет такой возможности, следуйте следующим инструкциям:
Оказываем услуги по резке шпилек на профессиональном оборудовании по вашим размерам
Необходимые инструменты:
- Верстачные тиски или зажим для стола, чтобы удерживать стержень.
- Две гайки.
- Угловая шлифовальная машина с отрезным кругом по металлу.
- Маркер (например, Sharpie).
- Защитные очки.
Последовательность резки резьбового стержня по длине:
- Установите гайки. Накрутите две гайки на стержень в том месте, где вы планируете сделать надрез – оставьте зазор в несколько сантиметров.
- Затяните гайки. Затяните гайки друг против друга, чтобы они не смещались во время резки.
- Отметьте место разреза. Используйте маркер, чтобы обозначить место, где собираетесь сделать разрез.
- Сделайте разрез. Начинайте резать перпендикулярно стержню – это обеспечит ровный и чистый срез.
- Зачистите края. Используйте угловую шлифовальную машину или напильник, чтобы закруглить и сгладить края среза.
- Снимите гайки. Ослабьте и снимите гайки, чтобы очистить и выровнять резьбу на шпильке.
Параметры резьбовых стержней
При заказе резьбового стержня необходимо учитывать три основных параметра: диаметр, шаг резьбы и длину.
Основные термины
- Шаг резьбы – расстояние между соседними вершинами или впадинами резьбового профиля. Для его определения можно использовать измеритель шага, подбирая соответствующую форму на измерителе к резьбе стержня. При совпадении шаг будет указан на шагомере.
- Угол профиля резьбы - это угол между боковыми сторонами витков резьбы. Он показывает, что обе стороны профиля имеют одинаковый наклон. В унифицированных резьбах угол составляет 60°.
- Наружный диаметр – это максимальный диаметр стержня, измеряемый по вершинам резьбы. Внутренний диаметр – это минимальный диаметр, измеряемый по основанию впадин резьбы.
- Средний диаметр резьбы - это среднее значение между большим и малым диаметрами, находящееся на середине высоты резьбы.
При заказе резьбового стержня необходимо указать:
- Номинальный наружный диаметр стержня.
- Длину. Длина стержня измеряется от одного конца до другого. В некоторых случаях длина может быть указана от первого витка резьбы на одном конце до последнего витка резьбы на другом.
- Шаг резьбы или количество витков. В резьбовых стержнях дюймового стандарта количество витков измеряется в нитях на дюйм (TPI), тогда как в метрическом стандарте используется шаг резьбы. Шаг резьбы указывается в миллиметрах и измеряется параллельно оси резьбы.
- Серию резьбы. Существуют различные серии резьбы, такие как Unified Coarse (UNC), Unified Fine (UNF), а также их метрические аналоги – Metric rough и Metric fine. Они определяют параметры TPI или шага резьбы.
В спецификациях резьбовых стержней сначала указывается номинальный диаметр, затем TPI или шаг резьбы. Для крепежа дюймового стандарта используется TPI, а для метрического – шаг резьбы. Обычно TPI или шаг резьбы отделяются от основного диаметра тире ("-"). В метрических резьбах для разделения шага резьбы и наружного диаметра используется "x" (означает "на").
Примеры:
- Дюймовый стандарт: ¼" – 20 x 6'
- Метрический стандарт: M12 x 1,75 – 6g x 200 мм
Не существует единого стандарта на длины резьбовых стержней. Металлические метрические шпильки обычно поставляются длиной 500, 100, 2000, 3000 мм, дюймовые длиной 3, 6, 10, 12 футов, в то время как нейлоновые стержни имеют меньшие размеры.
Диаметры и длины шпилек могут варьироваться в зависимости от производителя, и приведенная информация служит лишь для иллюстрации диапазона возможных вариантов.
Размеры резьбовых стержней с дюймовой резьбой (США)
| Диаметр (дюймы) | TPI (дюйм) | Длина (футы) |
| 1/4 | 20 | 3 |
| 5/16 | 18 | 6 |
| 3/8 | 16 | 10 |
| 7/16 | 14 | 12 |
| 1/2 | 13 | 3 |
| 1/2 | 13 | 10 |
| 9/16 | 18 | 3 |
| 5/8 | 10 | 12 |
| 3/4 | 10 | 3 |
| 3/4 | 10 | 6 |
| 7/8 | 9 | 12 |
| 7/8 | 14 | 3 |
| 1 | 8 | 6 |
| 1 1/8 | 7 | 10 |
| 1 1/4 | 7 | 6 |
| 1 3/8 | 6 | 3 |
| 1 1/2 | 6 | 10 |
| 1 3/4 | 5 | 6 |
| 2 | 4,5 | 12 |
| 6 | 32 | 3 |
| 12 | 24 | 3 |
Размеры резьбовых стержней с метрической резьбой (ISO)
| Размер резьбы | Большой диаметр (наружный) | Шаг резьбы (мм) |
| М3 | 3 | 0,5 |
| М4 | 4 | 0,7 |
| М5 | 5 | 0,8 |
| М6 | 6 | 1 |
| М8 | 8 | 1,25 |
| М10 | 10 | 1,5 |
| М12 | 12 | 1,75 |
| М16 | 16 | 2 |
| М20 | 20 | 2,5 |
В таблице приведены общепринятые метрические размеры.
Заключение
Резьбовые стержни (шпильки) являются универсальными крепежными элементами, которые находят широкое применение в различных отраслях – от строительства и машиностроения до электроники и мебельной промышленности. Их способность выдерживать высокие нагрузки и адаптироваться к разнообразным материалам делает их незаменимыми в ситуациях, где стандартные болты и винты не подходят. Разнообразие материалов, из которых изготавливаются резьбовые стержни, от стали до нейлона, позволяет выбрать оптимальное решение для конкретной задачи, учитывая факторы прочности, устойчивости к коррозии и условия эксплуатации. Понимание типов резьбовых стержней, их размеров и возможностей помогает профессионалам и любителям сделать правильный выбор при реализации проектов, обеспечивая надежность и долговечность соединений.
