Крепежные изделия, иначе называемые метизами (сокращенно от «металлические изделия») – одни из самых широко применяемых деталей как на производстве, так и в быту.
Без применения различного металлического крепежа не обходится ни одна ремонтно-строительная работа, они являются непременным атрибутом любых разработок в области машиностроения.
На современном строительном рынке представлен широкий ассортимент данных изделий. Их функциональное назначение может быть совершенно разным – начиная от фиксации обычной доски, заканчивая монтажом конструкций, которые должен выдерживать повышенные эксплуатационные нагрузки.
Для изготовления крепежа применяются различные металлические сплавы (чаще всего сталь), поэтому они обладают прочностью, устойчивостью к нагрузкам и достаточной долговечностью – при соблюдении основных правил эксплуатации.
В данной статье будут рассмотрены виды металлического крепежа, области его применения и способы защиты от преждевременного износа.
Классификация крепежных изделий
Сегодня металлический крепеж представлен широким многообразием форм, размеров и назначения. Наиболее популярны винты, болты, гайки, саморезы, шурупы, анкеры, заклепки, шпильки, шайбы и пр.
Болт
– это крепежное изделие в виде стержня с наружной резьбой, имеющего четырех- или шестигранную головку. Он образует соединение с помощью гайки или иного резьбового отверстия. Внешне это изделие имеет много общего с винтом, они одинаково активно используются в машинных конструкциях и строительном деле. Однако методы их работы разные: болт проходить сквозь соединяемые детали полностью, а винт вкручивается отверткой или торцевым ключом, вставленным в надрез на его головке, в деталь с резьбой. Болт закрепляется с помощью гайки и гаечного ключа. При соединении двух деталей он не прокручивается внутрь, в то время как винт, который используется в подвижных соединениях, вращается именно таким образом.
Гайка
представляет собой крепежное изделие с отверстием, внутри которого нарезана резьба. Ее основное предназначение – соединение деталей с использованием болта. По форме гайки бывают шестигранными, круглыми с насечками, квадратными, T-образными, с выступами для пальцев и др. Гайки отличаются также по классу прочности (в соответствие с болтами).
Саморезы
чаше всего используются для крепления деревянных конструкций. Они могут иметь частую или крупную резьбу: первые предназначены для соединения деталей небольшой толщины из металла с деревянными или пластмассовыми, вторые – для деревянных элементов. Благодаря наконечнику в форме сверла саморез способен самостоятельно проделывать отверстия в деталях.
Шуруп
– это крепежное изделие в форме стержня с наружной резьбой, острием конической формы на одной стороне и головкой на другой. Шурупы вворачиваются в уже готовые отверстия или в достаточно мягкие материалы (пластмассу, дерево) – этим они отличаются от саморезов. Шурупы имеет меньшую, чем саморезы, высоту и шаг резьбы, что снижает универсальность этих изделий. Наиболее широкое применение шурупы нашли в работах по строительству и отделке.
Анкер
закрепляется в несущем основании различными способами и удерживает какую-либо конструкцию. Различают две основные части анкера: нераспорную – не участвующую в закреплении, и распорную – рабочую область, изменяющую свои размеры при образовании соединения. Также анкер может иметь манжету – кайму, которая не позволяет ему проваливаться в отверстие основания или закрепляемого изделия. Анкеры имеют достаточно широкое применение – начиная от соединения листовых материалов, заканчивая креплением тяжеловесных конструкций и фундамента.
Заклепки
подразделяются на вытяжные и резьбовые. Вытяжные чаще всего состоят из алюминиевого тела и стержня из оцинкованной стали. Назначение этих изделий состоит в создании неразъемного соединения двух или нескольких поверхностей с помощью механизированного инструмента (доступ на стороне замыкающей головки заклепки ограничен или закрыт). В машиностроении и электронике распространены резьбовые заклепки, которые используют для соединения металлов или других высокопрочных материалов. От стандартных вытяжных они отличаются наличием внутренней винтовой резьбы, которая позволяет создавать разборные конструкции.
Шпилька
имеет форму цилиндрического стержня с резьбой, нанесенной по всей его длине или только на концах. Изделие не имеет головки и используется тогда, когда ни один из соединяемых материалов не имеет резьбы. Крепеж фиксируется гайкой, иногда дополнятся шайбой – круглой пластинкой с отверстием посередине, которая подкладывается под гайку для увеличения прочности соединения. Благодаря шайбе прижимная поверхность скрепляемых деталей увеличивается, что позволяет защитить их от деформирования при затягивании. Шпильки способны фиксировать самые различные, в том числе высоконагруженные, детали, в то время как сами работы по их установке не требуют особых навыков.
В зависимости от наличия шага резьбы выделяют метрические и неметрические (приспособленные) крепежные элементы. К метрическим относятся винты, болты, гайки и шпильки. В неметрическую группу входит крепеж разных форм и размеров – гвозди, анкеры и пр.
Другая классификация металлического крепежа основана на сферах его применения. Согласно ей существуют:
- Резьбовые элементы повышенной прочности
- Крепежи массового использования
- Крепежи для безударной фиксации и одностороннего монтажа
- Элементы для герметизации конструкций
- Фиксаторы для крепления полимерных композитных материалов и пр.
Данная классификация, хоть и существенно упрощает процесс сортировки, однако является весьма условной, так как элементы одной группы могут относиться и к другой.
Стыковые соединения
Это простейшие из столярно-плотничных соединений. Они могут входить во все три категории соединений.
Сборка
Стыковое соединение можно укрепить гвоздями, забитыми под углом. Вбивайте гвозди вразбежку.
Ровно обрежьте концы двух деталей и соедините их. Закрепите гвоздями или шурупами. Перед этимможно на детали нанести клей для усиления фиксации. Соединения встык в рамных конструкциях можно усилить стальной накладкой или волнистой шпонкой с наружной стороны либо деревянным бруском, закрепленным изнутри.
Стальной крепеж: преимущества и недостатки
Особой популярностью в машиностроении, приборостроении, мебельной и автомобильной отраслях, строительстве пользуются крепежные элементы из стали и ее сплавов. Они применяется для соединения деталей из самых различных материалов: дерева, пластика, металла, бетона и пр.
Стальной крепеж характеризуется высокой прочностью, гибкостью, низкой усталостью металла (легко переносит изменения нагрузок), отличной электропроводностью и доступной ценой. При высоких нагрузках стальные крепежные детали не изменяют свою форму, как пластиковые, и не ломаются, как чугунные.
Главным недостатком обычной углеродистой стали является ее низкая устойчивость к коррозии. Эту проблему при изготовлении крепeжa решают двумя путями: применением легированной стали (с добавлением хрома, никеля, кремния, молибдена и др. элементов) или нанесением специальных защитных покрытий.
Высоким сопротивлением ржавлению отличаются стали с примесью хрома и небольшим количеством углерода. В процентном соотношении нержавеющая сталь – это смесь железа (Fe), углерода (C < 1,2%) и хрома (Cr > 10,5%).
В зависимости от состава и свойств в группе нержавеющих сталей выделяются:
- Аустенитные стали: содержат около 15-20% хрома и 5-15% никеля; могут подвергаться сварке, холодной обработке давлением и горячей обработке; являются наиболее популярным в изготовлении крепежных элементов; в классификаторах обозначаются буквой «А»
- Мартенситные стали: упрочняются закалкой с последующим отпуском, в результате чего становятся более твердыми, чем аустенитные, но при этом менее коррозионно устойчивыми; в классификаторах обозначаются буквой «С»
- Ферритные стали: намного мягче мартенситных из-за небольшого содержания углерода; обладают магнитными свойствами; в классификаторах обозначаются буквой «F»
Соединения в паз и боковой гребень
Это комбинация врубки в четверть и врубки в фальц. Оно используется в изготовлении мебели и устройстве откосов оконных проемов.
Выполнение соединения
1. Торцы сделайте перпендикулярными продольным осям обеих деталей. На одной детали разметьте заплечик, отмерив от торца толщину материала. Продолжите разметку на обеих кромках и лицевой стороне.
2. Разметьте второй заплечик со стороны торца, он должен быть на расстоянии одной трети толщины материала. Продолжите на обе кромки.
3. Рейсмусом разметьте глубину паза (треть толщины материала) на кромках между линиями заплечиков.
4. Ножовкой с обушком пропилите заплечики до риски рейсмуса. Удалите отход стамеской и проверьте выравненность.
5. Рейсмусом с той же установкой разметьте линию на тыльной стороне и на кромках второй детали.
Советы:
- Соединения типа соединения в паз и боковой гребень можно легко делать с помощью фрезера и соответствующего направляющего приспособления — либо только для паза, либо и для паза, и для фальца. Рекомендации по правильной работе с фрезером смотри на с. 35.
- Если гребень входит в паз слишком туго, подстрогайте лицевую (гладкую) сторону гребня или зашлифуйте шкуркой.
6. От лицевой стороны рейсмусом сделайте разметку на кромках в сторону торца и на самом торце. Пропилите по линиям рейсмуса ножовкой с обушком. Не пилите слишком глубоко, так как это ослабит соединение.
7. Работая стамеской с торца, удалите отход. Проверьте пригонку и при необходимости откорректируйте.
Защитные покрытия для крепежа
В качестве защитных покрытий для металлического крепежа могут выступать некоторые металлы (цинк, медь, алюминий, никель и др.), неорганические вещества (фосфаты, оксиды) или антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП).
Последние активно завоевывают доверие производителей благодаря сравнительной простоте нанесения и высокой эффективности.
Уникальные АТСП выпускает сегодня российская . Покрытия под брендом MODENGY применяются при производстве различной техники и оборудования.
Для крепежных элементов из черных металлов, используемых в приборо- и автомобилестроении, авиационно-космической и нефтегазовой отраслях, применяются покрытия MODENGY 1010, MODENGY 1011 и MODENGY 1014 на основе ПТФЭ (тефлона). Они имеют отличные антикоррозионные свойства, поэтому надежно защищают стальной и чугунный крепеж от разрушения под воздействием агрессивных факторов окружающей среды.
Защитные покрытия MODENGY для крепежа обладают прекрасной адгезией, высокой несущей способностью, широким диапазоном рабочих температур.
Данные составы наносятся методом обычного окрашивания (чаще всего из распылительного оборудования) на предварительно очищенные и обезжиренные растворителем MODENGY 1013 детали.
Для крепежа применяется так же антифрикционное покрытие MODENGY 1002. Оно обеспечивает немного меньшую антикоррозионную защиту, чем предыдущие составы, но очень удобно в использовании: благодаря аэрозольной фасовке и полимеризации при комнатной температуре (1010, 1011 и 1014 отверждаются при нагреве).
Сплачивание
Найти широкую высококачественную древесину становится все труднее, и она очень дорога. К тому же такие широкие доски подвержены очень большим усадочным деформациям, что затрудняет работу с ними. Для соединения узких досок по кромке в широкие панели для столешниц или крышек верстака используют сплачивание.
Подготовка
Перед началом непосредственно сплачивания необходимо выполнить следующее:
- По возможности подберите доски радиальной распиловки. Они менее подвержены усадочным деформациям, чем пиломатериалы тангенциальной распиловки. Если используются доски тангенциальной распиловки, то их ядровую сторону кладите поочередно в одну и другую сторону.
- Старайтесь не сплачивать материалы с разными способами распиловки в одну панель.
- Ни в коем случае не сплачивайте доски из разных пород древесины, если они не просушены должным образом. Они будут давать разную усадку и трескаться.
- По возможности располагайте доски волокнами в одном направлении.
- Перед сплачиванием обязательно обрежьте материал по размеру.
- Используйте только клей хорошего качества.
- Если древесина будет полироваться, подбирайте текстуру или цвет.
Сплачивание на гладкую фугу
1. Выложите все доски лицевой стороной вверх. Для облегчения последующей сборки пометьте кромки непрерывной карандашной линией, проведенной по стыкам под углом.
2. Прострогайте ровные кромки и проверьте пригонку к соответствующим соседним доскам. Каждый раз выравнивайте торцы или карандашные линии.
3. Убедитесь в отсутствии зазоров и плоскостности всей поверхности. Если сжать зазор струбциной или зашпаклевать его, соединение впоследствии растрескается.
4. При строгании коротких деталей зажмите две в тиски лицевыми сторонами вместе и строгайте обе кромки одновременно. Выдерживать прямоугольность кромок не придется, так как при стыковке они взаимно будут компенсировать свой возможный наклон.
5. Сделайте подготовку, как для стыкового соединения, и нанесите клей. Сжиманием с притиркой соедините две поверхности, выдавив излишек клея и помогая поверхностям как бы «присасываться» друг к другу.
Другие способы сплачивания
Другие соединения сплачиванием с различным усилением готовятся таким же образом. К ним относятся:
- с нагелями (шкантами);
- в паз и гребень;
- в четверть.
Как выбирать металлический крепеж?
В настоящее время стальные метизы с защитными покрытиями являются атрибутами любого электрического, механического и электронного устройства, большинства производственных, жилых и общественных зданий. C помощью крепежных изделий создаются разъемные (болтовые) и неразъемные (заклепочные) соединения. Крепеж, обработанный специальными противоизносными и антикоррозионными составами, прекрасно зарекомендовал себя в агрессивных средах с высоким уровнем влажности.
От правильного подбора металлического крепежа зависит устойчивость и срок службы конструкции.
Вот лишь несколько требований, которые предъявляются к крепежным изделиям:
- Тип и диаметр изделий выбирают, исходя из вида работы, силы и характера предполагаемого воздействия: поперечного или продольного, статического или динамического
- Крепеж должен быть в разы прочнее того материала, с которым он взаимодействует
- Даже не на потенциально опасных объектах крепеж должен быть абсолютно герметичен
- Крепежные изделия должны быть качественными, чтобы обеспечивать надежность и безопасность конструкции
Сращивание на ус и соединение с прирезкой
Сращивание на ус соединяет концы деталей, расположенных на одной прямой, а соединение с прирезкой используется, когда надо соединить две профильные детали под углом друг к другу.
Сращивание на ус
При сращивании на ус детали соединяются одинаковыми скосами на торцах таким образом, что одинаковая толщина деталей остается неизменной.
Соединение с прирезкой
Соединение с прирезкой (с подрезкой, с пригонкой) используется, когда надо соединить в углу две детали с профилем, например, два плинтуса или карниза. Если деталь сдвинется в процессе ее крепления, то зазор будет менее заметен, чем при угловом соединении на ус.
1. Закрепите на месте первый плинтус. Придвиньте к нему вплотную второй плинтус, расположенный вдоль стены.
Закрепите первый плинтус на месте и прижмите к нему второй плинтус, выровняв его вдоль стены.
2. Проведите по профильной поверхности закрепленного плинтуса маленьким деревянным бруском с прижатым к нему карандашом. Карандаш оставит на размечаемом плинтусе линию разметки.
Бруском с прижатым к нему карандашом, приставленным острием ко второму плинтусу, проведите по рельефу первого плинтуса, и карандаш разметит пинию отреза.
3. Обрежьте по линии разметки. Проверьте пригонку и при необходимости подправьте.
Сложные профили
Уложите первый плинтус на место и, поместив второй плинтус в стусло, сделайте на нем скос. Линия, образованная профильной стороной и скосом покажет требуемую форму. Обрежьте по этой линии лобзиком.
Электроды
Электроды выступают отличными проводниками электричества. Изучая понятие «электрода», нужно рассматривать катод и анод. Катод – это ток, покидающий электроды. Анод отдает электроды, и именно на нем происходит окислительная реакция. Электрод не обязательно должен быть металлом. Различают электроды инертные и реактивные. Главное отличие заключается в том, что реактивные электроды активно участвуют в процессах, а инертные – это пассивный тип. Реактивные электроды могут включать цинк, медь, свинец и серебро, инертные – платину, золото, родий. Электроды считаются важными элементами электрических соединений, поскольку они обеспечивают перенос электронов из одного источника к другому, создавая электрический заряд.
Основное направление использования электродов – создание электрического тока и пропуск его через неметаллические объекты. Электроды применяются и для измерения проводимости.
Разновидности метизов
Профессионалы классифицируют этот метиз по нескольким основным признакам, не считая его размера.
Главным признаком является тип головки. Есть модели, имеющие потайные шестигранные или прямоугольные головки. Первый вариант имеет крестообразные или конические шлицы. Шестигранные элементы имеют внутреннюю резьбу или шлицы, которые предназначаются для рожковых или накидных ключей. Прямоугольные модели изготавливаются с округлённой головкой, именно поэтому можно крепить к ним технические петли.
На рынке и в магазинах можно найти большое разнообразие метизов, которые изготавливаются из различных материалов. Если изучить в эту тему, то можно понять, что различаются только внешние технологические покрытия, которые выполняют защитную функцию. Бывают оцинкованные, омедненные или затемнённые модели шурупов.
Отличаются они и условиями применения. Оцинкованные модели можно использовать внутри помещения, а также снаружи. Медный нагель не любит внешнее воздействие, а потому нет причин устанавливать его снаружи. Зачернённый метис защищён худшим образом из всех, а потому его лучше использовать в тех местах, куда не попадёт влага.
Анкера
По своим конструктивным особенностям они напоминают дюбель-гвоздь. Анкер состоит из дюбеля и болта. При вкручивании болта расширяются стенки дюбеля. Анкера применяются для фиксации габаритных и тяжелых предметов. Существует целый перечень разновидностей анкеров.
Компрессионные анкера устанавливаются на готовые неразборные конструкции. При установке рамы обеспечивается плотная посадка трех частей рамы — головки, упора и петель. Кладочные анкера используются на рамах, прикрепленных к стене из кирпичного блока. Анкера со стальными шпильками крепятся к стальным основаниям. Анкера-шпильки для дерева имеют одну особенность: анкер имеет зажимы, которые используются для обертывания и закрепления его на деревянной шпильке во время установки.
Крепление различных полок к стене. Полезные советы
Для того, чтобы правильно прикрепить полку к стене, можно воспользоваться следующими рукомендауиями:
- как кронштейн, так и уголки для полки должны быть надежно закреплены;
- каждый кронштейн для съёмной системы должен быть широким, чтобы прочно держать полку;
- все шурупы и другие крепежи для различных полок к стене должны быть правильно подобраны при покупке;
- каждый купленный кронштейн должен соответствовать типу стоек и полок;
- крепежи для различных полок к стене должны соответствовать глубине, ширине и высоте самих полок, а также весу того, что на них будет стоять;
- прежде чем заказать крепление для каждой полки на стену,нужно дважды проверять все замеры.
Фиксированный кронштейн и крепление полок
Кронштейн представлен в большом многообразии его видов. Прежде всего, нужно понять, сколько их понадобится. Затем определяется, как каждый кронштейнбудет располагаться на нижней поверхности полки. Просверливаются отверстия и в них вставляются какие-либо устройства для фиксации. После этого нужно прикрутить полку при помощи саморезов.
Фиксированный кронштейн для крепления полок к стене имеет широкий спектр разновидностей и разную технологию крепления
При креплении полки скрытым крепежом очень важно соблюдать точные расстояния между отверстиями
Саморезы специального назначения
Используя подобные элементы, крепят достаточно массивные деревянные изделия. Шляпка имеет рёбра фрезерные и несложно утапливается в изделии, при этом наконечник создан по типу сверла. В середине шурупа фреза делает больше отверстие, помогая притянуть элемент максимально плотно.
Саморез регулировочного типа станет полезен для крепления коробок дверей, оконных проёмов, обрешётку из массива к древесине, металлу. Саморез вкручивается непосредственно в коробку, а также расположенную за ней настенную поверхность, либо силовую деталь.
Саморез выступает флюгелем для качественного крепления обшивки из массива к основанию, созданному из стали. Имеет наконечник в виде сверла и размещёнными над ним крылышками для расширения в дереве отверстия.
При сверлении изделий из металла крылышки ломаются. В итоге, проделав резьбу в металлической детали, саморез плотно прилегает к ней, при этом элемент из массива притягивается шляпкой к металлу.
Скобы
Данный вид метиза применяется по принципу гвоздя. Скобы представляют собой элементы П-образного вида. Они монтируются в мягкие поверхности конструкций. Скобы предназначены для деревянных соединений, МДФ или фанеры. Для удобства и правильного монтажа используют строительный степлер. С его помощью можно делать надежные соединения. Скобы часто применяются в строительстве, при сборке мебели.
Видовое разнообразие
Если попытаться рассмотреть что такое метизная продукция, фото ЖД-болтов будут различными. Это не путаница или ошибка, просто подвидов этого крепежа в железнодорожной сфере хватает с избытком. МЫ пройдемся по каждому.
Клеммный
Он применяется для соединения подкладки с основанием. Оно произведено из железобетона, поэтому фиксатор необходим высокой прочности и значительной толщины. Соединяется он, соответственно, клеммой. Чаще всего используется типоразмер 175 мм. В этом случае масса будет достигать 0.6 килограммов. Применяется в креплениях КБ 50, а также 65.
Для изучения товара обратите внимание на маркировку, расположенную на головке. Применение указано буквой «К» или «М». А вот рядом набор цифр – это год производства. Хотя это не прямой показатель эксплуатационного срока. Ведь он зависит от среды, в которой будет применяться болт. Если речь идет о заболоченной, холодной местности, а также при высоком трафике составов, срок годности значительно снижается.
Закладной
Сцепляет рельсу с подкладкой. Также используется в сборе, в комплекте обязательно присутствует гайка. Самый распространенный вид – это М22175мм.
Лапчатый
Один из немногих вариантов креплений, качество которого оценивается по ТУ, а не по ГОСТу. При этом все его составные части из сбора, гайка, шайба – уже оцениваются как раз по государственному стандарту.
Его форма уникальна, визуально легко отличается от аналогов. Вместо шляпки используется кованая лапа. То есть, небольшое металлическое наслоение с одной стороны.
Стыковой
Практически самый массивный образец в нашем обзоре. Они предназначаются для сцепления двухголовых накладок. И его заявленный типоразмер – это М27х160. Соответственно, вес тоже становится весьма приличным – 0.818 килограммов. Стоит помнить, что необходимость в таком ресурсе возникает лишь в случае, если используются накладки Р-65.
