Распорные дюбели из пластмассы

ПЕрвый распорный пластмассовый (нейлоновый дюбель) с центральным отверстием под шуруп в Европе появился в середине прошлого столетия, и сегодня почти забыты деревянные пробки, используемые ранее. На современном же рынке крепежа существует масса производителей дюбелей, чья продукция различается как по назначению, так и по функциональным возможностям. Распорные пластмассовые дюбели предназначены преимущественно для закрепления в твердых сплошных стеновых материалах. Основополагающий принцип крепления: трение, возникающее за счет распора дюбеля при установке шурупа или винта, создающее удерживающую силу. Диапазон нагрузок – малые и средние статические. Наиболее характерный вид разрушения дюбельного крепления – вытягивание крепежной детали.

В качестве материала для изготовления дюбелей используют различные виды пластмасс: нейлон, полиэтилен, полипропилен и др. Физико-механические свойства пластмасс изменяются в широких пределах и зависят от многих факторов: вида и марки наполнителя, вида и марки связующего, процентного содержания компонентов и пр. К недостаткам пластмасс следует отнести низкую теплостойкость, старение и высокую ползучесть (пластическая деформация материала под действием нагрузки). Однако эти недостатки могут быть значительно уменьшены путем оптимального выбора компонентов и их процентного содержания или введением специальных добавок. Например, для уменьшения разрушающего воздействия естественного ультрафиолетового излучения, т. е. старения, вводятся светостабилизирующие добавки. Характеристики материала дюбеля учитывают при разработке его конструкции.

Существует большое количество разнообразных конструкций распорных дюбелей. Наиболее удачные конструкторские решения повторяются различными производителями с внесением различных модификаций. Фирмы-лидеры по разработке крепежа постоянно вносят усовершенствования в конструкции и патентуют свои изделия. Конструктивные элементы пластмассового дюбеля выполняют определенные функции. Достаточно большой набор этих функций и варианты их осуществления служат неиссякаемым источником творческих замыслов разработчиков. Укажем наиболее важные элементы распорных пластмассовых дюбелей и их функции: стопорные элементы (элероны, усы, выпуклости) – удерживают дюбель от проворачивания на начальной стадии закрепления;

- рассеченная концевая часть – обеспечивает минимальные усилия для собственной деформации дюбеля;

- элементы внутреннего центрирования шурупа (специально сформированный осевой канал) – для устойчивого осевого направления шурупа;

- элементы анкерной фиксации в стеновом материале (уступы разной формы, не выходящие за внешний диаметр дюбеля) – для зацепления за стенки отверстия в стеновых материалах, деформируемых при закреплении;

- бортик (головка) – препятствует проскальзыванию дюбеля в глубь отверстия;

- начальная нераспорная часть, определяющая диапазон возможных диаметров шурупов и предохраняющая верхний слабый слой стенового материала от разрушения.

Максимальную нагрузку могут обеспечить правильно выбранные шурупы – оптимального диаметра и длины, соответствующей длине дюбеля и толщине закрепляемой детали. При использовании других крепежных изделий важен профиль резьбы, т. к. от него зависит распорный эффект дюбеля. Недопустимо использование самонарезов и специальных шурупов для крепления гипсокартонных листов. Дюбели некоторых фирм позволяют устанавливать в них винты с метрической резьбой.

Наибольшее стопорение дюбеля возможно в твердых сплошных материалах (камень, бетон и т. п.). Отверстие для установки должно быть выполнено согласно рекомендациям (диаметр, глубина, расстояние от края и другого отверстия). После сверления не должно быть сколов, трещин. Отверстие должно быть обязательно очищено от пыли. Следует отметить, что отдельные фирмы предлагают распорные пластмассовые дюбели с увеличенной длиной, которые предназначены для мягких и полых стеновых материалов. При установке в мягких материалах закрепление происходит за счет внутреннего упора элементов фиксации. При установке в полых материалах закрепление основано на сочетании принципов трения и внутреннего упора. Факторы, определяющие прочность крепления, взаимосвязаны, именно, только из высококачественных материалов изготавливают наиболее совершенные конструкции, которые при этом позволяют применять шурупы наибольших диаметров.

Строители-профессионалы используют в своей работе исключительно дюбели известных зарубежных фирм. Эти дюбели изготовлены из высококачественного сырья, в основном, нейлона (полиамида) с интервалом рабочих температур – 40 – +80°С. Этот материал является безусадочным и неползучим. Кроме того, такие дюбели имеют более совершенную конструкцию. К этим изделиям, как правило, прилагаются информационные материалы, содержащие характеристики, рекомендации по установке, условия эксплуатации. Отметим, что дюбели разных изготовителей, предназначенные для профессионалов, очень близки по своим характеристикам. Однако существует другая большая категория лиц, применяющих распорные дюбели, – это домашние мастера. Они обычно не предъявляют к дюбелям высоких требований. Именно на эту категорию рассчитаны дюбели “бытового назначения”. Это дюбели упрощенных конструкций из дешевых пластмасс. Исходя из требований к рассматриваемым изделиям, можно выделить 3 группы потребителей:

- профессионалы, использующие дюбели для подвесных креплений и монтажных работ;

- строители, использующие дюбели для легких креплений, фиксаций;

- домашние мастера, в отличие от профессионалов эпизодически использующие дюбели и не предъявляющие к ним высоких требований.

Для наиболее многочисленной 2 группы важны конструктивные особенности (дюбель не должен проворачиваться при начальной установке, шуруп не должен уходить в сторону и т. п.). То есть возможно использование дюбелей с более мягким материалом, например, полиэтиленом, что бывает неприемлемо для первой группы потребителей. Задача выбора возникает при появлении на рынке новых привлекательных изделий. Профессионалы, как правило, используют проверенный практикой крепеж, и при необходимости выбора предпочитают изделия хорошо зарекомендовавших себя фирм. Сравнительные характеристики изделий различных производителей приведены в таблице.

Строка “рекомендуемая производителем рабочая нагрузка” требует более подробного пояснения. При разработке технической документации, при монтаже, а также при продаже и консультировании клиентов, необходимо располагать основами знаний о применении и оптимальном выборе дюбелей. К важнейшим из них относится информация о нагрузках с учетом сил, возникающих при креплении монтируемой детали:

- рекомендуемая рабочая нагрузка;

- коэффициент запаса прочности;

- максимальная эксплуатационная нагрузка;

- коэффициент разрушения;

- разрушающее усилие.

При этом все нагрузки и усилия имеют размерность килоньютоны (кН) или килограммы силы (кГ), а коэффициенты – безразмерные величины.

Рекомендуемая рабочая нагрузка – нагрузка, заложенная в нормативных допусках и действительная лишь в случае выполнения условий допуска.

Максимальная эксплуатационная нагрузка – нагрузка, при которой не происходит отказа крепежной системы в статическом режиме, но может произойти отказ в случае длительной динамической нагрузки или пиковой сдвигающей нагрузки, например, при землетрясении.

Разрушающее усилие – величина приложенного к крепежной системе усилия, приводящее к ее отказу. Определяется как среднее значение из минимум 5 испытаний, повлекших отказ.


Оставить комментарий