Общие сведения
Шпилечное соединение представляет собой разъемное соединение посредством шпильки. Кроме шпильки, туда обычно входит гайка и шайба различных размеров и конфигураций. На
рисунке условно показано как выглядят все эти три элемента. Шпилька представляет собой стержень с нарезанной вокруг него резьбой, обычно метрической. Резьба может быть нарезана по всей длине,
если шпилька короткая, либо иметь некоторое место без резьбы, для длинных шпилек. На концах шпильки обычно делаются фаски, другими словами, конические скосы облегчающие вставку шпильки в
резьбовое отверстие или для навинчивания сверху гайки. Для закрепления шпильки используются гайки, которые имеют такую же резьбу как и на шпильке. На гайках так же имеются конические скосы,
фаски. Дополнительно для них предусмотрены элементы для крепления в виде шестигранников, скосов, отверстий и прочих.
Чертеж шпилечного соединения
Рассмотрим чертеж шпилечного соединения более подробно. На чертеже представлено готовое соединение. На нем желтая пластина крепится к зеленой. Предварительно в зеленой пластине просверливается отверстие под резьбу,
после чего в эту резьбу вкручивается шпилька. На эту шпильку насаживается желтая деталь толщиной А. После этого, на шпильку насаживается шайба и зажимается гайкой. В результате получается довольно прочное соединение,
которое можно в последующем, если понадобиться, разобрать. На рисунке показана буква М - это резьба "метрическая", далее идет наружный диаметр в миллиметрах, 10, 12, 20 (М20, М10,..). Буквой L на рисунке показана
длина шпильки, она определяется расчетом (о нем позже), нижняя часть, которая вкручивается в зеленую деталь, определяется в зависимости от материала, в который вкручивается. Если зеленая деталь будет изготовлена
из стали, бронзы, латуни, L = d шпильки. Другими словами, если у шпильки наружный диаметр 20мм (М20), то глубина ввинчивания будет равна 20мм. Для деталей из ковкого и серого чугуна L = 1,25 или 1,6 диаметра (25мм или
32мм для М20). Для деталей из легких сплавов L = 2 или 2,5 диаметра (40мм или 50мм для М20). Стоит отметить, что в зависимости от длины резьбового конца, на каждый тип шпильки имеется свой нормативный документ,
обычно ГОСТ.
Расчет длины шпилечного соединения
Как уже было описано выше, конец шпильки подбирается в зависимости от материала. Верхняя же часть находится из расчета того, что на шпильку насаживается верхняя деталь, шайба и гайка накручивается. Кроме этого,
нужен небольшой запас резьбы, чтобы гайка накрутилась без проблем, обычно берется минимум в два шага резьбы, кроме скоса под фаску, так как она в скручивании не участвует. Сам принцип нахождения следующий.
Имея некоторую шпильку с наружным диаметром в 20мм, М20 например и толщину детали в 20мм, находим толщину гайки и шайбы. Обычно в заданиях даются ГОСТ-ы на эти изделия. После этого определяется шаг резьбы (можно
его найти в интернете, в нашем случае 2,5мм) и фаска 2,5мм. Сложив все эти значения, получим длину верхней части шпильки (округляем ее до стандартного значения), это и будет длиной шпильки.
Стоит отметить, что в скрепляемой детали имеется отверстие, обычно на 2мм больше чем диаметр шпильки. Они так же регламентируются нормативными документами, в зависимости от точности соединения. Нижнее отверстие,
в которое ввинчивается шпилька, обычно так же рассчитывается. Глубина сверления обычно берется на 0.5 диаметра больше. Например, имея М20, глубина отверстия под сверло будет 30мм. Далее, имея отверстие, нарезается
резьба. Ее так же делают с небольшим запасом, обычно в 2 шага, если в нашем случае для М20 минимальная глубина резьбы будет 20мм, то на деле ее нужно сделать 25мм (20 + 2*2,5).
Чертеж шпильки онлайн
Для упрощения расчета и отрисовки шпилечного соединения и создана данная страница. Сверху имеется форма для ввода данных. Имея данные о шпилечном соединении, толщине детали, наружном диаметре, шаге и материале,
можно получить чертеж. На мольберте автоматически программа построит чертеж шпильки онлайн, чуть ниже будет представлено окно с расчетом, о котором рассказывалось выше.
