Полиамидные крепежные элементы — новое слово в строительстве, бытовом ремонте, приборостроении, сантехническом монтаже, электрике и других сферах деятельности. Пластиковый материал обладает рядом преимуществ в сравнении с металлическими аналогами. Поэтому в некоторых случаях крепеж из полиамида станет оптимальным решением ваших задач.
К рабочим свойствам крепежа из пластика предъявляются высокие требования. Ведь речь идет не о пластмассовом детском конструкторе, а о винтах, шайбах, гайках, которые будут подвергаться серьезным нагрузкам во время эксплуатации изделия.
Из всех видов пластмасс самой прочной является полиамидный состав. Полипропиленовый и полиуретановый пластик обладают либо слишком большой растяжимостью, либо хрупкостью и неустойчивы перед факторами, провоцирующими те или иные нагрузки.
Полиамид в качестве материала для крепежных изделий может иметь модификации (анид, капролон, капрон, нейлон), а также марки, обозначаемые цифровой маркировкой.
Крепежные изделия из полиамида обозначаются по марке материала изготовления. Назовем самые ходовые марки.
Полиамид 6 (ПА6): используется, как правило, для крепежа в электронике, бытовой технике, транспорте. Данная марка пластика не боится высоких и низких температур, устойчива к щелочным и масляным растворам, проявляет хорошие прочностные характеристики при своем легком весе.
Полиамид 66 (ПА66): используется для изготовления шестеренок, корпусных деталей. Данная марка пластика обладает повышенной прочностью в сравнении с ПА6 (характеристики эластичности при этом снижены, а параметры жесткости увеличены на 12%). ПА66 способен вынести серьезные тепловые, механические, ударные нагрузки.
Полиамид 612 (ПА612): усиленная прочность и жесткость материала позволяет использовать его для ответственных фрагментов.
Полиамид 610 (ПА610): используется для изготовления элементов, требующих особой точности (шестеренки, втулки, золотники и пр.). Детали, выполненные из ПА610, обладают упругостью, являются хорошими диэлектриками, устойчивы к вибрационным, циклическим нагрузкам. Нейтральны к воздействию влаги.
Полиамид 12 (ПА12): специальный пластиковый состав с усиленной влагостойкостью и морозоустойчивостью. Детали, выполненные из ПА12, применяют в уличных условиях, для механизмов, работающих в контакте с водой и влагой. ПА12 используется для изготовления крепежа в шахтах, насосов, трубопроводов и пр.
Из перечисленных марок полиамида самыми распространенными для изготовления крепежа являются ПА6 и ПА66. Данные образцы представляют собой легкий и прочный материал, который вполне подходит для ненагруженных соединений в мебели, технике и электронике. Марки полиамидов ПА610 и ПА612 созданы для определенных ответственных работ, которые должны обладать особой точностью и прочностью. Поэтому нецелесообразно применять их для обычных ненагруженных соединений.
Чтобы дать характеристику полиамидного материала, для примера возьмем самую ходовую марку ПА6.
Несомненными плюсами пластика ПА6 являются следующие свойства:
Если сравнивать дюбель такого же размера из полипропилена, нагрузка на разрыв у него окажется в 2 раза меньше и он может выдержать вес не больше 80 кг.
При всех своих несомненных преимуществах ПА6 обладает гигроскопичностью, а значит не может быть использован в помещениях с постоянной влажностью.
Кроме того, материал не выдерживает контакта с насыщенными кислотами.
Сравним рабочие характеристики популярных марок полиамида в таблице.
Напряжение на изгиб (МПа) | Напряжение на разрыв (МПа) | Напряжение на растяжение (МПа) | Твердость (МПа) | Температура плавления не ниже (°С) | Диэлектрическая проницаемость при частоте 106 Гц | Ударная вязкость (кДж/м2) | |
ПА6 | 205-260 | 120-180 | 65 | 120 | 215 | 3-4 | 35-60 |
ПА66 | - | 152 | 70-100 | 137 | 255 | 3,3 | 29 |
ПА610 | 190 | 120-140 | 50-60 | 150 | 210 | 3,3 | 40-50 |
Крепеж, как мы выяснили, может быть выполнен из разного пластика, но на вид изделия будут казаться похожими друг на друга. Как же определить, перед вами дюбель из полипропилена, полиуретана или нейлона?
Опустите изделие в емкость с водой. Если дюбель пошел ко дну — он из нейлона, остальной пластик обладает плавучестью.
Однако не спешите радоваться после того, как вы отсортировали нейлоновый крепеж, — проведите еще несколько тестов на качество. По возможности, согните крепежный элемент. Качественный полиамид не должен легко сгибаться, а тем более ломаться. Если такое произошло — крепеж наверняка не выдержит отрицательных температур. Слишком большая эластичность нейлона говорит о том, что он содержит присадки, понижающие его прочность.
В-третьих, внимательно осмотрите крепеж на симметрию, ровную резьбу, наличие неровностей, наплывов (их не должно быть), соответствие заявленным размерам.
Перед тем, как купить крепеж, вы можете удостовериться у продавца в сертификации товара и доверить свой выбор только надежным производителям.
В пластик можно добавлять различные присадки, которые напрямую будут влиять на свойства крепежных изделий. Это может быть использовано как во благо, так и во вред качеству.
Недобросовестные производители могут за счет «пустых» присадок удешевить крепеж, но проиграть в его прочности.
Однако присадки могут:
Несомненно все привыкли к металлическому крепежу: если это не сталь (самый распространенный материал метизов), то сплавы алюминия, бронзы, латуни. Однако бывают ситуации, когда выбор перевешивает в пользу пластикового крепежа:
А что если соединить пластиковый винт с металлической гайкой или наоборот — металлический винт с пластиковой гайкой.
Конечно, хотелось бы избегать подобных экспериментов, так как части крепежа должны соответствовать друг другу по классу прочности. Скажем, резьбовой металлический стержень имеет высокий класс прочности. Полиамидную гайку в соответствии к нему вряд ли подберешь. Если завинтить гайку классом прочности ниже, то винт сорвет резьбу на гайке.
Возьмем пример, когда нейлоновый винт будет сочетаться с металлической гайкой. Такая ситуация выглядит более реалистично. Однако если гайка окажется более высокого класса прочности, она может спровоцировать срыв резьбы у пластикового болта.
Если вы решили «поженить» пластиковый болт и металлическую гайку, ориентируйтесь на уровень текучести до 190 Мпа (в качестве вариантов рассмотрите гайки из сплавов алюминия, латуни, а также сталей Ст3кп, Ст3сп, Ст5кп, Ст5сп).
Подбирать гайку к болту можно, опираясь на таблицу соответствия классов прочности крепежных элементов.
Класс прочности | Гайка | Болт |
4 | 3,6 4,6 4,8 | |
5 | 3,6 4,6 4,8 5,6 (Ø 48) 5,8 (Ø 48) |
Кроме усложнения подбора разнородных крепежных элементов, вы столкнетесь и с другими трудностями.
1. Электропроводность. Соединительный узел из пластикового крепежа не проводит ток. Если в соединении есть металлический элемент — электропроводность увеличивается.
2. Коррозия. Пластиковые детали абсолютно исключают коррозию. Но с введением в соединение металлического элемента повышается риск коррозии.
Итак, сочетание в одном узле металла и пластика возможно, если речь не идет об ответственных конструкциях, требующих надежной прочности.
Если соединение не будет испытывать нагрузки весом, под ударами, вибрацией, трением — вы можете, например, реализовать металлические гайки в комбинации с полиамидными резьбовыми стержнями.
Допустимо сочетать металлический крепеж с шайбами из полиамида. Шайбы выполняют прижимную функцию и помогут бережно зафиксировать хрупкий материал.
Сферы применения полиамидного крепежа определяют их свойства: легкий вес, высокая прочность, нулевая токопроводимость, не магнитится, не электризуется и не вызывает коррозию, совместим со слабыми агрессивными жидкостями.
Печатные платы.
Специальные пластины-платформы с встроенными электронными компонентами называют печатными платами. С помощью печатных плат мы управляем электронной и бытовой техникой, приборами и аппаратами. В этот список войдут все электронные устройства, к которым мы так привыкли: телефоны и ноутбуки, холодильники и микроволновки, фотоаппараты и видеокамеры и многое другое.
При монтаже печатной платы в общую конструкцию может возникнуть ряд проблем. Если крепеж металлический, он может магнититься, проводить ток и создавать неправильный фон электризации платы. С пластиковым крепежом такие эффекты исключены: никакого контакта с током, никакого намагничивания, статического электричества, а следовательно никаких замыканий и сбоя работы платы.
Полиамидный крепеж дает полную гарантию безопасного крепления платы. Крепеж из нейлона эстетично вписывается в общую конструкцию и не портит вид, даже если он выводится на корпус.
Для эстетики изделия можно подобрать болт с потайной головой, чтобы крепеж не выпирал из общей поверхности. Для лучшей фиксации платы рекомендуем дополнить соединение пластиковой пресс-шайбой. Она деликатно прижмет плату к основной поверхности, не нарушая целостности электронных компонентов. Вы можете подобрать крепеж в зависимости от размера и площади закрепляемой платы, при этом используя нейлоновые втулки, гайки, шайбы, винты, стойки для разделения.
Во время закрепления платы четко следуйте требованиям заземления устройства и электромагнитной совместимости компонентов.
Электромагнитное оборудование.
Особая сфера оборудования, где магнитные помехи играют решающую роль в эффективности работы прибора. Так как полиамидный крепеж не создает электромагнитной нагрузки, его использование приветствуется в оснащении трансформаторов, металлоискателей, гидрогеологическом оборудовании, приборов для археологов и мелиораторов.
Бытовая техника.
Крепежный узел из полиамида изолирует металлический корпус от короткого замыкания. Поэтому пластиковый крепеж можно и нужно применять при сборке бытовой техники.
Полиамидные винты сделают более безопасными пользование микроволновой печи и стиральной машины.
В ноутбуке пластиковым крепежом можно эффективно зафиксировать блок питания и при этом важно, что крепеж не утяжелит конструкцию.
Также легкий вес крепежных элементов играет большую роль в сборке радиоуправляемых моделей и дронов.
В данной сфере деятельности востребованы самые маленькие пластиковые винты М1-М4.
Сантехника.
Так как пластику не страшна ржавчина, полиамидный крепеж со специальными влагостойкими присадками может находиться в постоянном контакте с водой и использоваться во влажных помещениях. Таким образом, пластиковые винты большого диаметра применяют для фиксации унитазных блоков и сифонов.
Шайбы из полиамида подстраховывают сантехническую керамику от сколов во время монтажа. Шайба защищает хрупкий материал от трещин при затяжке металлических стальных винтов или резьбовых стержней.
Нейлоновый крепеж так же вытесняет металлический в тех случаях, где требуется фиксация ломкого материала (керамики, стекла). Прочный и в меру эластичный пластик не оставит царапин на кафеле, не создаст сколов или трещин на витражном стекле, не повредит монтажное отверстие раковины или унитаза.
Холодильное оборудование.
Еще одно свойство пластика — он не обладает теплопроводностью, а это значит, что полиамидный крепеж не образует мостиков холода. Данное качество особо ценно при оборудовании морозильных камер, установке сэндвич-панелей, ремонте и сборке холодильников.
Транспортные средства.
Пластиковый крепеж в широком ассортименте востребован для велосипедов и самокатов, мотоциклов и автомобилей.
В первую очередь полиамид хорош там, где требуется избежать коррозии. Пластиковые насадки, заглушки на гайки могут защитить их от контакта с жидкой грязью и, впоследствии, от ржавчины.
Пластиковый крепеж можно использовать для крепления ветрового щитка на мотоцикле, для фиксации фартука колесной арки, при сборке визора на шлеме.
Также полиамидные винты, клипсы, клепки эффективны в креплении обивки салона, для крепления номерного знака, для фиксации к раме велосипеда/мопеда держателей.
С помощью пластиковых стяжек и хомутов автомобиль оборудуют проводами и кабелями, поддерживающими электроприборы и электронику.
Пластиковые винты используют в салоне автомобиля для элементов декора. Пластиковые клипсы с пружинным устройством обеспечивают быстрое и удобное крепление, поэтому широко применяются для оборудования автомобиля (в том числе для крепления крыльев и бампера).
В ходе вибрационной нагрузки пластиковый крепеж не дребезжит и устойчив к самоткручиванию.
Полиамид довольно устойчиво переносит контакт с маслами, бензином, щелочами и легкими кислотами. Однако не в состоянии противостоять концентрированным кислотам. В связи с этим не допускайте контакт пластикового крепежа с кислотным аккумулятором, не используйте их в качестве насадок под отверстия аккумулятора.
Мебель и строительство.
Если соединение не предполагается сверхнагрузке, пластиковый крепеж готов эффективно поддержать любую легкую конструкцию. Где можно использовать полиамидный крепеж:
Кроме легких задач, нейлоновые винты могут выполнить более серьезные роли:
При грамотном подборе и расчете нагрузки пластиковый крепеж станет верным помощником в различных эпизодах дачного ремонта и строительства.
Электрика.
Невозможно обойти такую сферу использования пластикового крепежа, как электрика. Благодаря диэлектрическим качествам, полиамидные болты, стяжки, хомуты полностью изолируют стыковочный узел от контакта с электричеством, а значит исключают короткие замыкания и риск пожара.
Для оборудования электропроводки, для создания электрических линий и систем предпочтение отдается пластиковому крепежу.
Рабочие параметры пластикового крепежа стандартизированы в соответствии с ГОСТом и системой DIN. Рассмотрим некоторые изделия, их характеристики и назначение.
Маркировка | Внешние особенности | Назначение | Монтаж | Сопрягаемость с элементами |
DIN 84 (винт) | Цилиндрическая голова Прямой шлиц | Монтаж мебели, приборов, сантехники, декора и пр. | Монтаж с предварительным просверливанием. Материалы поверхностей: металл, дерево, пластик. | Шайбы 88495. |
DIN 933 (болт) | Шестигранник-голова Полная резьба | Сборка быт.техники, приборов, электроники, водопровода, транспорта. | Монтаж легких по весу элементов. Нагрузка вдоль крепежа. | Гайка DIN 934 Шайбы DIN 125; 88494 |
DIN 963 (винт) аналоги ГОСТ 17475-80; ISO 2009 | Потайная голова. Полная резьба. | Монтаж мебельных блоков, сантехники, холодильника, быт.приборов, листов. материалов | Монтаж шлицевой отверткой | Шайба конусная |
DIN 931 (болт) | Неполная резьба | Монтаж деталей большой толщины | Выдерживает вибрационные, механические, циклические нагрузки | |
DIN 7985 (винт) | Полукруглая голова Шлиц звездообразный | Монтаж мебельных блоков, электроники | Монтаж с помощью насадки TORX. Упрощенный и легкий монтаж и демонтаж. | |
DIN 551 (винт установочный) | Прямой шлиц. Плоский конец. | Четкая фиксации по оси конструкции. | Монтаж шлицевой отверткой | |
DIN 975 (шпилька) | Полная резьба | Стяжка, наращивание, подвес, соединение элементов | Монтаж легких по весу элементов. | |
Fischer SF plus LS | Дюбель-хомут | Монтаж пластмассовых труб, гибких труб, проводов сечением до 40 мм | Монтаж в бетон, камень, полнотелый кирпич | Заменяет шуруп, хомут, дюбель |
Fischer SF plus ZS | Скоба двусторонняя | Монтаж кабеля сечением до 31 мм, гибкого трубопровода, пластмассовых труб. | Монтаж в бетон, камень, полнотелый кирпич | Заменяет шуруп, хомут, дюбель |
Не забывайте о том, что правильно подобранные полиамидные болты, стержни, гайки, скобы, хомуты, шайбы, заглушки прослужат долгие годы, если они выполнены в соответствии с нормами стандартов.