Всё о крепеже

Резьба применяется в крепёжных элементах довольно давно. Авторство изобретения резьбы приписывают выдающемуся философу и физику Архимеду, жившему в II столетии до нашей эры. До этого были гвозди. А вот их кто придумал, вопрос — очень сложный. Одно можно сказать: появились они задолго до Архимеда. Что изменилось в крепеже со времён изобретения гвоздя, читайте в этом материале.

Резьба и её виды

Резьба современных крепёжных элементов характеризуется следующими основными параметрами:

• шаг (расстояние между двумя соседними витками резьбы);
• внешний диаметр (диаметр выступающей части витков);
• внутренний диаметр (диаметр крепёжного элемента в углублениях между витками резьбы);
• угол вершины.

По типу резьба на крепёжных элементах может быть внутренней и внешней. По виду — метрической и неметрической (дюймовой). В странах с дюймовой системой измерения для обозначения крепежа используют так называемые калибры или размеры. Соответствие калибров метрической системе приведено в таблице 1.

Наиболее распространённые сегодня подвиды резьбы показаны на рис. 1.

Каждый подвид резьбы имеет своё функциональное предназначение: чем плотнее материал основания, тем меньший шаг резьбы необходим для качественного закрепления. Разрежённая резьба предназначена для крепления в мягких и пористых материалах. Ударная резьба используется в резьбовых крепёжных элементах, монтаж которых осуществляется ударным способом — более быстрым по сравнению с вкручиванием (в современной практике применяется редко ввиду широкого распространения электроинструмента).

1. Резьба с широким шагом.
2. Разрежённая резьба.
3. Резьба с мелким шагом.
4. Метрическая резьба.
5. Двухзаходная (переменная) резьба, состоящая из чередующихся высоких и низких витков.
6. Ударная (зонтичная) резьба, состоящая из толстых покатых витков с тупым углом при вершине.

Виды головок

Многообразие головок крепежа определяется требованиями к внешнему виду монтируемой конструкции или конкретными условиями монтажа. Основные виды головок крепёжных элементов показаны на рис. 2.

Высота потайного типа головок входит в номинальную длину крепёжного элемента, тогда как высота всех других типов головок не включается в этот параметр.

Каждый тип головки предназначен для применения в определённых условиях. Кратко перечислим основные способы применения

1. Потайная — после установки она полностью утапливается в материале закрепляемого элемента.
2. Потайная двойная головка выдерживает большие нагрузки при монтаже в твёрдые материалы как методом вкручивания, так и ударным методом.
3. Потайная усечённая головка позволяет более эффективно прижимать закрепляемый элемент к материалу основания благодаря увеличенной длине резьбы крепёжного элемента и упорной нижней площадки на головке.
4. Потайная головка типа рожка обеспечивает эффективное прижимание гипсокартона к материалу основания.
5. Полукруглая головка эффективно удерживает закрепляемый элемент благодаря широкой несущей поверхности.
6. Полукруглая головка с пресс-шайбой из-за увеличенной несущей поверхности подходит для закрепления листовых материалов.
7. Узкая цилиндрическая головка, имеющая минимальную несущую поверхность, при монтаже полностью утапливается в закрепляемом элементе. Используется в крепёжных элементах, фиксирующихся как в материале основания, так и в закрепляемом элементе с помощью резьбы, которая и выполняет основную функцию закрепления.
8. Трапециевидная головка имеет увеличенную несущую поверхность, на внутренней стороне — стопорные насечки.
9. Шестигранная головка — одна из самых старых форм головок крепёжных элементов, стандартизированная под соответствующие размеры ключей.
10. Шестигранная головка с пресс-шайбой, увеличивающей несущую поверхность.

Шлицы

Головка выполняет функцию передачи усилия на стержень крепёжного элемента с помощью шлица (нем. Schlitz — щель, прорезь).

Формы шлицев стандартизированы в соответствии с типами приводов. Понятие привода относится и к шлицу крепёжного элемента, и к форме его головки, а также к рабочему наконечнику инструмента, с помощью которого устанавливается крепёж.

Очень долго прямой шлиц оставался единственным для эффективной передачи момента вращения на потайные головки крепёжных элементов. В 1936 году американец Генри Филлипс запатентовал крестообразный шлиц. По сравнению с прямым крестообразный шлиц значительно надёжнее удерживал конец инструмента в головке крепёжного элемента и сводил к минимуму вероятность повреждения головки (срыва шлица) при демонтаже или повторном монтаже крепёжного элемента.

Самый современный шлиц (как по времени возникновения, так и по передаче усилия) — Тогх и его модификации. Он является абсолютным лидером по показателю передачи крутящего момента на крепёжный элемент. Звездообразная форма Тогх передаёт на крепёжный элемент до 90 % усилия, подаваемого на рабочий инструмент. Для сравнения: крестообразные шлицы передают только 50 % подаваемого усилия, а шестигранные — чуть более 20 %.

1. Прямой.
2. Крестообразный типа Phillips (стандарт DIN — типа Н).
3. Крестообразный типа Pozidriv (стандарт DIN — типа Z).
4. Комбинированный типа Pozidriv + прямой.
5. Шестиконечная звезда типа Тоrх.
6. Внутренний шестигранник.
7. Шестигранный.

Виды наконечников

Резьбовые крепёжные элементы с тупым кончиком, как правило, относятся к метрическому крепежу. Острые наконечники бывают нескольких видов — от конусообразного до специальных надсечённых. Резьбовые крепёжные элементы со сверлом используют для закрепления конструкций к металлическому основанию.

Стандартные наконечники со сверлом имеют шесть размеров — с 1-го по 6-й, и чем больше номер сверла, тем толще может быть основание, в которое закрепляется конструкция.

Некоторые компании применяют и нестандартные формы головок и резьб. Это делается с целью добиться неразборности конструкции. Они требуют спецального инструмента.

Немного о гвоздях

• В России принята система маркировки гвоздей а х b в миллиметрах, где:
  а — диаметр стержня гвоздя; b — длина гвоздя.
• В большинстве европейских стран, в которых принята метрическая система мер, гвозди маркируют почти так же, как и в России, но наоборот:
  а — длина гвоздя;
  b — диаметр стержня гвоздя.
• В странах, использующих неметрические системы мер, принята та же система обозначений, только цифры обозначают длину и диаметр в дюймах.

Пенсовая маркировка

В ряде стран существует так называемая пенсовая система маркировки гвоздей. Обозначение длины гвоздя с помощью термина «пенс» происходит из практики английской таможни. В средние века, когда гвозди продавались сотнями, гвоздь, сотня которых стоила 6 пенсов, назывался 6-пенсовым. При маркировке пенсовый размер обозначается номером и буквой d (это сокращение названия римской монеты — динария, которая была эквивалентна 1-пенсовой монете). Чем короче гвоздь, тем меньше его порядковый номер. Пенсовая система не всегда напрямую коррелируется с длиной гвоздей, потому что нестандартные гвозди большего диаметра и меньшей длины могут иметь одинаковый вес с гвоздями стандартного размера.

Типы гвоздей

• Гвозди строительные — это самый распространённый тип гвоздей, применяемый как в профессиональном строительстве, так и в домашнем обиходе. Различают гвозди по диаметру (0,9-6,5 мм), длине (12-250 мм), материалу изготовления (сталь, медь) и по способу обработки поверхности (чёрные — неоцинкованные, горячей оцинковки, электрооцинкованные, кислотоупорные).
• Чёрные гвозди применяют только на временных конструкциях и там, где не требуется особой долговечности и эстетичности. Для внутренних работ лучше использовать оцинкованные гвозди.
• Кислотоупорные стальные гвозди размерами 2,8 х 75 и 34 х 100 мм применяют в местах с повышенной влажностью, а медные (от 2,5 х 30 до 3,1 х 75 мм) обычно используют в декоративных целях.
• Дюкерт-гвозди имеют почти незаметную шляпку и используются для крепления различных плит, вагонки, окладки дверей и окон. В шляпке дюкерт-гвоздя имеется углубление, которое позволяет добивать гвоздь добойником, не портя при этом поверхность материала. Размеры гвоздей: от 1,2 х 20 до 1,9 х 35 мм при электрооцинковке; от 1,7 х 35 до 4,2 х 125 мм при горячей оцинковке.
• Винтовые гвозди имеют витой профиль стержня и используются для соединения гнущихся конструкций — таких, как пол, наружная обивка здания, мостики, причалы. Прочность винтового гвоздя — в четыре раза выше, чем обычного. Размеры: 2,1-3,7 х 30-100 мм.
• Анкерные гвозди предназначены для скрепления монтажных пластин.
  Головка анкера выполнена в виде конуса, что обеспечивает дополнительную прочность и неподвижность соединения. На стержне анкера имеются специальные насечки для придания прочности креплению. Размеры: 4,0 х 40; 4,0 х 50; 4,0 х 60; 4,0 х 75 и 4,0 х 100 мм.
• Гвозди для крепления гипсокартона — сравнительно новый вид, они имеют шляпку большого диаметра и тонкий стержень. Такие гвозди применяют для крепления гипсокартонных плит, ДВП и строительного картона. Размеры: 2,5 х 35; 2,5 х 45 и 2,5 х 50 мм.
• Кровельные гвозди используют для крепления мягкой кровли, ветрозащитных плит и других подобных материалов. Отличает такие гвозди большая шляпка, благодаря которой не только обеспечивается надёжное крепление, но исключается возможность прорыва материала. Размеры: 3,5 х 30 и 3,5 х 35 мм.
• Гвозди с двойной шляпкой используют для разборных конструкций. Нижняя, удерживающая шляпка гвоздя непосредственно крепит материал на место, а когда необходимо разобрать конструкцию, гвоздь легко вытаскивается за верхнюю шляпку. Такие гвозди удобны для крепления парниковой плёнки. Размеры: 2,8 х 35 (25); 3,4 к 60 (50) и 3,4 х 75 (65) мм.
• Гребенчатые гвозди используют там, где нужна особая прочность. На стержне — поперечные насечки, которые увеличивают прочность крепления в несколько раз. Гребенчатые гвозди, предназначенные для крепления кирпича к деревянному каркасу, изготавливаются из кислотоупорной стали и имеют большую длину. Размеры: 4,0 х 125; 4,0 х 145 и 4,0 х 175 мм.