ШПИЛЬКА М42, М48

Резьбовые шпильки М42-М48 являются одними из самых больших доступных в продаже крепежей и представляют собой стальную заготовку цилиндрической формы с внешней метрической резьбой диаметром 42 и 48 мм. Для шпильки из нержавеющей стали выпускают также метизы с резьбой М45. По стандарту DIN975, шпилька производится с резьбой по всей длине и имеет стандартные размеры - 1 и 2 метра. Основное предназначение резьбовой шпильки М42-М48 - это стягивание деталей между собой и крепление различных конструкций. Также шпильки М42, М48 могут использоваться для фиксирования конструкций на заданной высоте или расстоянии. Крепление деталей со шпилькой осуществляется с помощью гаек.



При производстве резьбовой шпильки в основном используется высококачественная конструкционная углеродистая сталь или нержавеющая сталь. Углеродистая сталь с повышенной обрабатываемостью резанием, была разработана специально для промышленного производства шпилек, гаек, болтов и др. К преимуществам метизов из стали этого типа относится низкая себестоимость и высокое качество изделий при производстве станками-автоматами.

В большинстве случаев, произведенную из черного металла шпильку, покрывают антикоррозийным цинковым покрытием. Существуют и другие виды защиты, такие как кадмиевое, оловянное, медное и др., применение таких покрытий гораздо дороже и оправдано только в особых случаях. Наряду с низкой себестоимостью цинкового покрытия, к преимуществам такой защиты также относится простота нанесения и высокая эффективность защиты. Причем защитные свойства цинкового покрытия не уменьшаются даже при наличии в этом покрытии микротрещин и пор и очень малом слое в 5-10 микрометров.



Резьбовые шпильки одного диаметра могут отличаться друг от друга своими механическими характеристиками, в зависимости от материала изготовления и его последующей обработки. Для оценки механической прочности метизов ввели 11 классов: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9. Класс прочности обозначается двумя цифрами, разделенными точкой. Эти цифры характеризуют пределы текучести и временное сопротивление разрыву. Зная класс прочности шпильки с помощью формул и справочных данных можно рассчитать предельные и рабочую нагрузки шпильки.

Минимальный класс прочности - 3.6, соответственно, максимальный - 12.9. "Стандартным" классом прочности считается 4.8, с таким классом производится подавляющее большинство всех резьбовых шпилек. Шпильки М42 и М48 - не исключение. Крепления с классами прочности 12.9, 10.9 и 8.8 считаются высокопрочными из-за своих улучшенных механических характеристик, такие резьбовые шпильки применяется для стягивания и крепления сооружений и конструкций с большими динамическими и статическими нагрузками.

Чтобы определить шпильку какого класса прочности необходимо выбрать, чтобы шпилька нужного диаметра выдержала заданную нагрузку, можно воспользоваться расчетными таблицами с заранее просчитанными значениями. В этих таблицах для каждого конкретного диаметра шпильки и класса прочности рассчитаны соответствующие этим параметрам предельные и рабочие нагрузки.

Ниже приведена расчётная таблица для резьбовых шпилек с метрической резьбой М42 и М48, а также М45 для шпильки из нержавеющей стали. Коэффициент запаса по рабочей нагрузке был принят равным ½, в некоторых случаях этот коэффициент принимается 1/3.

Рассмотрим на примере, как можно использовать расчетные таблицы при выборе шпильки. Например, нам необходимо зафиксировать металлическую конструкцию с нагрузкой 35 тонн на 1 шпильку диаметром не более 48 мм. Согласно расчетным таблицам, необходимой рабочей нагрузке соответствует высокопрочная шпилька классом прочности 8.8 диаметром 42 мм или шпилька диаметром 48 мм с классом прочности 5.8. Далее, выбор необходимого диаметра можно осуществить исходя их конструктивных особенностей узла крепления.

Таблица 1 - Расчет предельных и рабочих нагрузок резьбовых шпилек диаметра М42-М48


Данные расчетной таблице верны, только в случае выполнения требований ГОСТ при производстве шпилек. При нарушении технологии производства, прочность шпильки может снизиться в 2-3 раза.

Перечислим наиболее частые изменения характеристик шпильки, влияющие на механическую прочность крепежа:
   • Уменьшение угла резьбы до 45°-30°. Это самое распространенное нарушение качества шпильки. Проверить угол резьбы можно визуально, вершина резьбы будет намного острее чем стандартная. Согласно ГОСТ, данный угол должен составлять 60°. При таком угле резьбы, к ней можно безопасно прикасаться руками. Как вариант проверки, можно накрутить на резьбу шпильки гайку соответствующего диаметра, она не должна болтаться на резьбе. Самым надежным вариантом проверки - является проверка предельными резьбовыми калибрами. С их помощью можно оценить, угол резьбы, внешний и внутренний диаметры и качество шага резьбы.
   • Фактический класс прочности не соответствует заявленному. К сожалению, проверить данный показатель для шпилек большого диаметра без специального оборудования невозможно.
   • Отличие внешнего или внутреннего диаметра крепежа от заявленного в меньшую сторону. Нарушение этого показателя существенно уменьшает механическую прочность шпильки. Проверить диаметры шпильки можно с помощью штангенциркуля.

Рабочая нагрузка шпильки М42-М48, в зависимости от класса прочности метиза, составляет от 17,5 до 82 тонн. Это диаметр является одним из самых больших для шпилек согласно ГОСТ DIN975, что обуславливает его применение при креплении очень больших конструкций с большими нагрузками.

Часто шпильку М42-М48 используют в качестве закладного крепежа, например, фундаментных блоков. При этом шпильки сваривают между собой одним или несколькими кондукторами в единый жесткий блок. В итоге получается жесткая деталь с несколькими шпильками выступающими наружной резьбой. Затем скрепленную часть с редуктором заливают в фундамент, а к наружной части закладной конструкции с помощью выступающих концов шпильки крепится необходимая деталь. Таким образом фиксируются массивные металлоконструкции, столбы, опоры рекламных щитов, линий электропередач, мостов, строений и многие подобные конструкции.

Резьбовая шпилька М42-М48 применяется во многих сферах, перечислим основные из них:
   • крепление различных опор, с помощью фундаментных блоков;
   • стягивание массивных металлоконструкций;
   • крепление металлических перекрытий;
   • крепление фланцев труб;
   • машиностроение;
   • авиа- и судостроение;
   • монтаж и крепление промышленного оборудования;
   • фиксация тяжелых систем вентиляции, кабельных коробов, водоводов и т.п.