Принцип работы анкерный болт: Принцип действия анкерного болта | Зачем нужен анкерный болт
Как работает анкерный болт — The-master.ru
Анкер – это крепежное изделие, которое сочетает в себе конструктивные особенности болта и дюбеля. Он применяется для закрепления в камень, кирпич, бетон и прочие твердые и пористые материалы. Использование анкеров позволяет добиться высокой прочности крепления, которая существенно превышает возможности дюбеля или шурупа.
Классификация анкеров по размерамНазвание анкер с немецкого языка переводится как «якорь». Действительно этот крепеж обеспечивает надежную фиксацию. Его применяют, когда нужно закрепить турник или другой спортивный снаряд на стену. Он используется при монтаже кондиционеров, для закрепления элементов балкона к фасаду, для фиксации сантехники и пр. Анкерные болты выдерживают большую динамическую нагрузку, вибрацию и прочее механическое воздействие. Данные крепежи делят на группы по размеру:
- Малые – диаметр до 8 мм, а длина до 55 мм.
- Средние – диаметр до 12 мм при длине до 120 мм.
- Большие – достигают толщины в 24 мм и длины до 220 мм.
Конструкция анкерного болта может отличаться по способу монтажа, а также подсоединению различных элементов к ним. Самыми востребованными разновидностями этого крепежа являются следующие конструкции:
- Распорные.
- Забивные.
- Клиновые.
Распорные анкеры являются самой распространенной конструкцией. Она представляет собой болт или шпильку, носик которого выполнен в виде конуса. На этот стержень одевается гильза с продольным разрезом. Поскольку ее внутренний диаметр меньше конуса на носике, то она не может сойти со шпильки. Специальная гайка на вершине анкера, выступающей из стены, при наворачивании тащит на себя шпильку, которая не может пройти сквозь гильзу и разжимает ее. В результате последняя деформируется, плотно прилегая к стенкам отверстия и удерживая весь анкерный крепеж в целом.
Распорные крепежные изделия обеспечивают эффективную фиксацию только в тех материалах, которые имеют плотную внутреннюю структуру. Это в первую очередь бетон. Если такие анкеры монтировать в пустотелые материалы, то особой прочности добиться не удастся.
Распорный анкер бывает с:
- Гайкой.
- Крючком.
- Кольцом.
- Двухраспорные.
- Шестигранной головкой.
Анкеры с гайкой представляют собой шпильку, которая поджимается обычной гайкой. В ней применяется длинная гильза, что обеспечивает большую площадь контакта внутри отверстия. Особенность использования подобного анкера заключается не только в том, что гайкой можно прижать определенную конструкцию к стене, но и дает возможность накрутить другую гайку на его шпильку. Это может быть рым-гайка или специальный сварной наконечник любой формы.
Анкеры с кольцом или крючком являются практически идентичной конструкцией, что и с гайкой.
В них используется шпилька, на конце которой предусмотрено крепежное кольцо или крюк. Непосредственно сама деформационная гильза имеет плотную вершину с накатанной резьбой. При выкручивании шпильки гильза разжимается, поскольку имеет продольные сквозные прорези, которые делают центральную часть более пластичной. Данный крепеж применяется в тех случаях, когда необходимо зацепить шнур, трос или веревку. Также с его помощью можно подсоединить цепь к стене. В быту они обычно применяются для надежного подвешивания люстры к потолку. Также на них крепят детские качели в квартирах.
Двухраспорные анкеры имеют особенную конструкцию. Главное отличие данного крепежа в том, что при выкручивании шпильки одна распорная втулка входит во вторую. Распор осуществляется близко к концу анкера, что особенно важно, если необходимо провести закрепление в пористом материале. Благодаря тому, что крепеж фиксируется в глубине стены, обеспечивается максимально возможная фиксация.
Анкер
Единственное отличие в том, что вместо шпильки и гайки в нем применяется обычный болт. При закручивании имеющийся на конце конус начинает тащить гильзу к шляпке болта, попутно раздавливая ее стенки. В результате он плотно сжимает гильзу и деформирует ее до полного заполнения габаритов отверстия. Данная конструкция может быть рассчитана под гаечный ключ, а также дополнительно под отвертку. Такие анкеры редко делают большими, и обычно их диаметр не превышает 12 мм.
Клиновые анкеры представляют собой длинную металлическую шпильку, на конце которой имеется деформационная гильза. При завинчивании шпильки обеспечивается расширение маленьких лепестков. Это происходит в глубине стены далеко от лицевой части, поэтому исключается растрескивание материала.
ЗабивныеЗабивной анкерный болт в корне отличается от прочих конструкций. Для обеспечения его раскрытия необходимо предварительно посадить саму гильзу, а уж потом вворачивать шпильку.
Для того чтобы воспользоваться таким крепежом необходимо подготовить отверстие, после чего поставить в него втулку анкера. После этого уже в установленную гильзу прикладывается штырь, по которому нужно ударить молотком. Это позволяет деформировать гильзу и плотно прижать ее к стенкам отверстия. Далее штырь извлекается и закручивается болт, к которому и проводится фиксация.
Химические, или клеящиеся, анкеры являются очень надежными крепежными элементами, которые обеспечивают прочную фиксацию. Данный крепеж представляет собой набор из обычной шпильки и клея. Для использования такого крепежа проводится высверливание отверстия, которое прочищается от пыли и в последующем заполняется клеящим составом. После этого в него вставляется шпилька и оставляется до застывания. Недостаток такого крепежа заключается в том, что он долго набирает максимальную прочность. В случае с обычными анкерами, крепеж может использоваться сразу же.
Химический крепеж используется в тех случаях, когда нужно зафиксироваться в мягком или пористом материале, который не может выдержать большую нагрузку.
Для того чтобы добиться максимально возможной силы удержания шпильки, необходимо правильно подготовить отверстие
Сначала сверло углубляется на требуемое расстояние, после чего круговыми движениями проводится выборка пустоты в форме конуса. Нужно сделать так, чтобы дно отверстия было значительно шире, чем его горловина. Это позволит залить больше клея. После застывания он будет не только удерживать шпильку за счет прилипания к стенкам, но и физически не сможет вырваться с отверстия, в связи с узким выходом.
Как правильно использовать обычный анкерДля того чтобы анкер работал на полную, необходимо провести его правильный монтаж. В первую очередь нужно подобрать сверло, которое будет соответствовать диаметру анкера. Необязательно, чтобы оно было толще на доли миллиметра, поскольку при сверлении дрелью, перфоратором или шуруповертом, получаемое отверстие всегда будет немного больше, в связи с дребезжанием инструмента в руках.
Стоит контролировать глубину, чтобы не перестараться, поскольку это снизит характеристики крепежа. Далее необходимо обязательно продуть отверстие, чтобы извлечь из него крошку и пыль. Сделать это можно компрессором, баллоном со сжатым воздухом, пылесосом или на крайний случай спринцовкой. Лишь после этого можно вставить анкер и затянуть его.
Некоторые строители для увеличения надежности крепежа при работе с пористыми материалами предпочитают дополнительное использование клеящих составов. В частности, применяются жидкие гвозди. Масса в небольшом количестве выдавливается в отверстие, после чего в него забивается анкерный болт. Фактически после затягивания распорки обеспечивается жесткая фиксация не только ребрами, но и клеем.
Обычно при установке анкера его довольно сложно вогнать в подготовленное отверстие. Если с этим не возникает проблем, значит отверстие получилось чрезмерно толстым и рассчитывать на надежное соединение нельзя.
Если подобное случилось, то придется выбрать более толстый анкер.Для того чтобы загнать крепеж в подготовленное отверстие его можно забить, применяя молоток. При этом нужно использовать мягкую подкладку. Если фиксируется крепеж с крючком или кольцом на конце, то бить можно и напрямую. В том случае, когда вершины анкера — это резьбовое соединение, то удары могут ему повредить. Нужно совместить на один уровень кончик шпильки и боковую часть гайки. После этого прикладывается деревянный брусок, и совершаются удары молотком. Как только крепеж зайдет до конца, можно провести его затягивание с помощью гаечного ключа.
Как можно вытащить анкерный болтСоединение, получаемое анкером, очень надежное, но бывают случаи, когда нужда в нем заканчивается. В этом случае необходимо извлечь крепеж из стены. Это довольно трудно, но вполне выполнимо.
Сначала нужно выкрутить шпильку таким образом, чтобы она больше не распирала гильзу.
Данная процедура отличается в зависимости от устройства анкера. В одних случаях можно просто заворачивать болт, а в других ослабить гайку и с помощью молотка забивать шпильку вглубь отверстия.
После того как гильза будет освобождена ее можно будет вытащить. В большинстве случаев зацепиться за нее плоскогубцами не удастся, поэтому потребуется разрушить немного стены вокруг отверстия, в которое посажен анкер. Для этого подставляется зубило возле гильзы анкера, и делается канавка около 1 см глубиной. После этого удастся зацепиться за гильзу плоскогубцами и вытащить ее наружу.
Анкерный болт с гайкой
Анкера используются в тех случаях, когда требуется особо прочное и надежное крепление конструкции к каменному основанию – стене, полу и т.п. Дюбеля с пластмассовыми вставками из-за сравнительно невысокой твердости пластиковой втулки не могут обеспечить достаточную прочность.
В отличие от химических анкеров, крепление которых осуществляется с помощью заполнения пространства между стержнем и основанием жидким затвердевающим компонентом, распорные анкера крепятся благодаря расклиниванию в отверстии их втулки.
Одним из видов распорных анкеров является анкерный болт с гайкой.
Анкера с гайкой и другой крепеж применяются очень широко. Ими крепят различное навесное оборудование к стенам (котлы, например), вибрирующие промышленные станки к полу, тяжелые люстры к потолку и т.п.
Кроме прочности и надежности анкерный болт с гайкой обеспечивает удобство и быстроту монтажа и демонтажа. В отличие от химического анкера распорный при необходимости легко извлекается из основания.
Как работает анкерный болт с гайкой?
В наиболее распространенном своем виде анкер с гайкой состоит из трех частей – шпильки, распорной втулки и гайки.
Актуальные цены 2022 года от поставщиков
Шпилька имеет на конце конусный наконечник, который может быть выполнен как единое целое со шпилькой (приварен, например) или как отдельная часть с внутренней резьбой. Распорная втулка имеет разрезы, позволяющие ей расширяться в отверстии.
Работает анкерный болт следующим образом.
Изделие в собранном виде (втулка надета на шпильку) вставляется в отверстие.
При заворачивании гайки конусная часть шпильки втягивается во втулку, заставляя ее разрезанные части расходиться в радиальном направлении до упора в стенки отверстия.
В результате втулка плотно стопорится в отверстии, обеспечивая прочное и надежное крепление анкера в основании. Теперь к нему можно крепить любою тяжелую и ответственную конструкцию, не опасаясь за ее судьбу.
Двухраспорный анкер – изделие повышенной надежности
Прочность, с которой анкер держится в основании, зависит от силы расклинивания втулки и площади контакта между ней и материалом основания. Чем больше площадь контакта, тем, естественно, надежнее крепление.
Двухраспорные анкера отличаются от обычных тем, что имеют дополнительную втулку, которая работает точно так же, как и основная.
При заворачивании гайки основная втулка своим концом, выполненным с конусной фаской, входит в разрезанный конец дополнительной втулки и расклинивает ее.
Таким образом, вместо одной расклиненной зоны образуются две, отстоящие друг от друга на некотором расстоянии.
Если говорить о сравнительных характеристиках, то теоретически двухраспорный анкер должен держаться в основании в два раза прочнее, чем обычный.
Для крепления в каких материалах предназначен анкерный болт с гайкой?
В тех, которые представляют собой твердый монолит, – в бетоне, кирпиче, природном или искусственном камне.
А вот в полых или недостаточно твердых материалах, – таких как ячеистый бетон всех видов, пустотелый кирпич, бетон с пустотами, гипс или гипсокартон, дерево, ДВП, ДСП, фанера – использование распорного анкера нецелесообразно.
Технические параметры анкерных болтов
Анкера изготавливаются из стали и оцинковываются или пассивируются. Выпускают также высококачественные изделия из нержавеющей стали.
Анкерные болты с гайкой характеризуются следующими основными параметрами:
✔ общей длиной, которая колеблется в диапазоне от 18 до 400 мм;
✔ наружным диаметром втулки, определяющим диаметр бура или сверла, которым выполняется отверстие под анкер – от 8 до 30 мм.
✔ диаметром резьбы шпильки – от М6 до М24.
К справочным параметрам относится толщина детали, которую можно крепить данным анкером. Усилие извлечения, на которое он рассчитан, минимальный момент затяжки.
Эти данные даются обычно в виде таблиц, позволяющих подобрать анкер, оптимальным образом соответствующий стоящей перед ним задаче.
Монтаж анкерного болта
Установка анкера осуществляется в три этапа.
✔ Сверление отверстия. Его диаметр и глубина определяются размерами анкера. Диаметр должен быть чуть больше (на 0,2-0,5 мм) диаметра втулки.
✔ Очистка отверстия от пыли и крошки. Выполняется продувкой с помощью резиновой груши, насоса или пылесоса.
✔ Установка анкера на нужную глубину и расклинивание втулки затягиванием гайки.
Моменты, на которые следует обратить внимание при установке анкера
При затягивании гайки конец шпилька будет немного выдвигаться вперед, пока полностью не выберется зазор между лепестками втулки и стенкой отверстия.
Этот факт нужно учитывать, поскольку выдвигающийся конец шпильки может создать помеху для крепящейся конструкции.
Втулка должна выступать из отверстия на расстояние, чуть меньшее, чем толщина фланца или ножки крепящейся детали. Если установить ее заподлицо с поверхностью основания, при сдвигающей нагрузке на срез будет работать шпилька, в то время как нагрузку должна воспринимать втулка.
Видео: Крепление анкерными болтами с гайкой
Найти мастера
—
—
Читайте также:
Клиновой анкер
Подсистема для вентилируемого фасада
Саморезы по дереву и металлу
Анкерные болты
Телевизор – как его правильно крепить на стене из гипсокартона
- Назад
- Вперёд
Крепеж | Анкерный крепеж | Как работают анкерные крепления | Крепеж для бетона
Крепеж в строительстве называется анкерным креплением.
Это связано с тем, что в большинстве случаев они соединяют что-то с базовым материалом , таким как бетон или кирпич, подобно тому, как якорь корабля вонзается в морское дно и не позволяет кораблю двигаться.
В большинстве случаев анкерные крепления устанавливаются путем просверливания отверстия в основном материале. Отверстие немного больше, чем застежка. Затем анкер вставляется в отверстие в правильном порядке. Расстояние, на которое анкер проникает в основной материал, называется глубина анкеровки .
В основном существует два типа анкерных креплений: механические анкерные крепления и химические анкерные крепления. Каждый из них описан более подробно ниже.
Анкеры необходимы для сопротивления силам в двух направлениях. Силы отрыва действуют в направлении оси крепежного изделия. Силы сдвига — это силы, действующие под прямым углом к оси крепежного изделия.
механические анкерные крепления
Механический анкерный крепеж HILTI.
Синяя метка указывает на минимальную глубину, на которую должен быть установлен анкер.
Механические анкерные крепления используют трение для фиксации на месте. Самый распространенный тип анкера предназначен для расширения в диаметре при вдавливании в отверстие. Это расширение плотно сжимает основной материал и обеспечивает прочную фиксацию анкера на месте.
Аналогично дюбелям (также называемым дюбелями или дюбель ) используются при ввинчивании вещей в стену. Сначала просверливается отверстие и вставляется дюбель. Штепсельная вилка представляет собой небольшой кусок пластика, дерева или любого материала, который является слегка гибким и сжимаемым. Затем с усилием вставляется шуруп, в результате чего дюбель прижимается к основному материалу, когда он вдавливается в узкий зазор между шурупом и стеной. Эта толкающая сила фиксирует винт на месте и не дает ему выпасть.
В механических анкерных креплениях диаметр просверливаемого отверстия имеет решающее значение.
Это должно быть правильно. Если он слишком велик, анкер может не ухватиться за края отверстия в достаточной степени и может выйти из строя при воздействии нагрузки.
Химические анкеры
Химический анкерный крепеж HILTI нового поколения. Химическое вещество застывает вокруг канавок в анкере, прочно удерживая его на месте.
В химических анкерных соединениях используется специальный клей, чтобы вставить анкер в отверстие. Во-первых, сверлится отверстие, которое обычно примерно на 4 мм больше, чем болт. Необходимо тщательно удалить всю пыль и мусор из отверстия. Затем он заполняется химическим клеем. Затем вставляется болт. Клей должен полностью заполнить зазор между анкером и отверстием и должен вытекать из отверстия при вставке болта.
Затем химикат затвердеет — быстрозатвердевающие химикаты могут затвердеть через час, в то время как более распространенные могут занять 24 часа — и только после того, как он затвердеет, можно прикладывать нагрузку к анкеру
Химическое вещество (технически называемое эпоксидной смолой) продается в виде двухкомпонентной упаковки. Оба компонента вставляются в дульный срез прикладного пистолета. Рабочий нажимает на спусковой крючок, который выталкивает оба компонента в длинное пластиковое сопло, которое также смешивает их вместе, прежде чем смешанная смола выйдет из наконечника сопла.
Ручной пистолет для смолы HILTI; нажатие на спусковой крючок проталкивает два компонента через сопло, которое смешивает их вместе и выталкивает смешанную смолу из наконечника.
Двухкомпонентный химический клей HILTI для крепежа. Химикаты проталкиваются через инъекционный пистолет, который тщательно перемешивает их перед введением в скважину.
механическое или химическое анкерное крепление —
что выбрать?
Хотя тип анкерного крепления имеет свои особенности, основные различия между химическими и механическими креплениями перечислены ниже:
Скорость: вы можете прикладывать нагрузки к химическим крепежным элементам только после того, как химические вещества затвердеют, тогда как к механическим крепежным элементам можно прикладывать нагрузки сразу после установки.
Так что для критичных к скорости предметов используйте механические крепления. Быстросхватывающиеся анкерные эпоксидные смолы (химикаты) затвердевают за 45 минут, обычные эпоксидные смолы — за 12–24 часа.
Гидроизоляция : механическая застежка имеет небольшой зазор между застежкой и основным материалом. Если крепление было установлено снаружи, например, при креплении внешнего блока переменного тока, вывески или телевизионной антенны к зданию, то механическое крепление может вызвать утечку в здание. В химическом креплении химическое вещество заполняет пустоту между болтом и основным материалом, делая соединение водонепроницаемым. Поэтому используйте химические застежки для всех внешних креплений, а также в любых других местах, где утечка является фактором.
Нагрузки : ни один тип крепежа не может выдержать большую нагрузку, чем другой. Как химические, так и механические крепежи доступны в широком диапазоне значений грузоподъемности.
Анкеры для пола машин для осмотра | Машиностроение
По
Джозеф Л.
Фощ, PE/CPE, старший редактор журнала Plant Engineering 1 августа 2001 г.
Существует шесть основных принципов, благодаря которым анкер развивает свою удерживающую способность в бетоне: трение, защелкивание, нарезание резьбы, адгезия, приваривание к арматуре и заделка в бетон.
Трение: Растягивающая нагрузка передается на бетон за счет трения с силой расширения, необходимой для этого действия. Усилие может быть получено забиванием распорной пробки в анкер.
В распорном анкере сила распора действует на стенку отверстия в результате смещения конуса относительно втулки. Продольная сила передается от анкера к бетону за счет трения.
В то же время сила расширения вызывает постоянную локальную деформацию бетона. Втулка входит в бетон, обеспечивая второй источник удерживающей силы.
Обозначение: Растягивающая нагрузка находится в равновесии с опорными силами, действующими на бетон, например, анкер с подрезкой.
Нарезание резьбы: Специальное сверло делает отверстие нужного размера в бетоне. Анкерный болт имеет двойную резьбу, которая врезается в бетон и обеспечивает полное сцепление. Поскольку силы расширения отсутствуют, этот анкер можно установить ближе к краю.
Адгезия: Синтетическая смола заполняет кольцевое пространство вокруг анкера и обеспечивает адгезионную связь с анкером и стенкой просверленного отверстия. Передача растягивающей нагрузки происходит через напряжения сдвига в бетон. Для клеевых анкеров, помимо приклеивания, существует местное запирание, поскольку клей проникает в поры бетона.
Заделка : Фиксированный или регулируемый крюк вставляется в свежезалитый бетон и устанавливается на место.
Этот подход представляет собой простой способ обеспечить якорь для оборудования. Грузоподъемность зависит от прочности бетона, и крепления не могут быть легко удалены.
Якоря обладают удерживающей силой благодаря сочетанию этих принципов работы.
Режимы отказа
Самый слабый аспект системы анкеровки определяет режим отказа. Вид отказа зависит от типа анкера, прочности бетона, глубины заделки, нагрузки, краевого расстояния и расстояния между анкерами.
Для механических анкеров виды разрушения при растягивающей нагрузке: разрушение стали, разрушение бетонного конуса, расщепление бетона, прорыв края или отрыв (включая любую распорную втулку) или прорыв (когда стержень анкера протягивает распорный механизм).
Для анкеров с клеевым соединением характер разрушения представляет собой разрушение сцепления вдоль границы раздела бетон/клей или вдоль линии соединения клея/анкерного стержня. Много раз неглубокий бетонный конус сопровождает разрушение связи.
Типы разрушения при сдвиге как для механических, так и для клеевых анкеров: разрушение стали, вырывание анкера назад (обычно при неглубокой заделке) или отрыв кромки.
Грузоподъемность
Основными факторами, непосредственно влияющими на несущую способность анкеров, являются глубина заделки, расстояние до края, расстояние между анкерами и прочность бетона. Испытания проводятся для бетона разной прочности и заделки для составления таблиц предельной несущей способности для наиболее распространенных условий монтажа.
Промежуточные значения нагрузки для других прочностей бетона и фундаментов можно определить с помощью линейной интерполяции.
Расстояние до края
Если анкеры установлены рядом с краем, объем бетона может уменьшиться, чтобы противостоять нагрузке. Ближайшая точка рядом с краем, где нет влияния или уменьшения способности анкеровки, называется критическим краевым расстоянием .
Для расстояний, меньших критического краевого расстояния, применяются понижающие коэффициенты для получения уменьшенной пропускной способности.
Минимальное расстояние от края — это минимальное расстояние, на котором анкер может быть правильно установлен и приложен указанный крутящий момент без разрушения края бетона. В технических характеристиках анкеров приведены коэффициенты корректировки краевой нагрузки в виде таблицы, уравнения и графика.
Джозеф Л. Фощ, старший редактор, 630-320-7135, [email protected]
Журнал PLANT ENGINEERING выражает признательность Deco Mfg. Co., Hilti Corp., Powers Fasteners, Inc., Simpson Strong- Tie Co., Inc. и Unisorb за использование их материала при подготовке этой статьи.
Диапазоны натяжения анкера
