Мебельный крепёж: причины недолговечности мебели

Крепеж в мебели нельзя сравнить с костяком — он не должен воспринимать прямые нагрузки. Самая близкая аналогия скорее суставы: именно стяжка на болтах, винтах или шпильках не дает конструкции разойтись во все стороны, держит систему в нужном положении и придает ей необходимую долю жесткости.

Современное мебельное производство — это непрекращающаяся борьба за качество и снижение себестоимости изготовления. При этом ответственный производитель не имеет права рискнуть прочностью и долговечностью, поскольку менять шкаф-купе или кухонный гарнитур каждый год не понравится никому. И здесь в перечне наиболее значимых факторов вновь всплывает вопрос правильного подбора и установки метизов.

Разновидности мебельного крепежа

При сборке мебели мастера используют самые разнообразные крепежные изделия: начиная от привычных шестигранных гаек и заканчивая «бочонками» скрытой установки. Каждый тип предназначен для решения определенного спектра проблем и привносит в конструкцию что-то своё.

Общий каталог мебельных метизов можно условно классифицировать до нескольких групп: винты, болты, гайки, саморезы и конфирматы (евровинты).

Винты

В классическом машиностроении винты используют там, где необходимо надежно зафиксировать соединение с вкручиванием в резьбовое отверстие базовой детали и хотя бы частично спрятать головку. Того же принципа придерживаются, когда закладывают винты при проектировании мебели.

Наибольшее распространение получили изделия по следующим стандартам:

• ГОСТ 11738-84 (аналог — DIN 912) — винты с цилиндрической головкой и отверстием под ключ в форме шестигранника. Их чаще применяют при сборке стеллажей из металла (алюминий, перфорированная сталь), поскольку такой крепеж обеспечивает высокую нагрузочную способность соединения.
• DIN 7991 — винты с конусной потайной головкой и шестигранным зевом под ключ. Этот тип устанавливают в конструкции со сравнительно большой толщиной деталей, поскольку головку нужно полностью утопить вовнутрь.
• ГОСТ 17475-80 (DIN 965) — винты с конусной потайной головкой и крестообразным углублением под отвертку. Возможно исполнение с зевом по форме H и Z.
• DIN 967 — винт со сферической головкой и увеличенной прижимной поверхностью. Иногда их называют винтами с пресс-шайбой. Такой крепеж затягивают отверткой H- или Z-типа, а широкая опорная плоскость позволяет снизить давление на деталь при стяжке. Этот вариант подходит при сборке тонкостенных или хрупких изделий.
• ГОСТ 11644-75 — винты с низкой цилиндрической головкой и прямым шлицем под отвертку. Их часто используют для фиксации механизмов открытия или передвижения — к примеру, в петлях на распашных дверцах или при креплении планок направляющих скольжения.
• DIN 914 — винты установочного типа. Они представляют собой короткий стержень с резьбой по всей наружной поверхности. Торец, которым крепеж входит в отверстие, немного заостряют — для облегчения центрирования. Под ключ в теле винта заложено шестигранное углубление.

Весь ассортимент выпускают с метрической резьбой крупного шага. Диапазон значений — от М1,6 до М24, но чаще всего выбирают метизы из набора от М4 до М10. Тяжелые варианты используют при сборке промышленной мебели.

Болты

В отличие от винта, болт нуждается в ответной гайке, установленной с обратной стороны от стягиваемого узла. Это крепление наиболее надежно и способно выдержать значительные нагрузки, в том числе с учетом вибраций, ударов и периодических смещений.

В мебельном производстве нашли применение изделия по таким стандартам:

• ГОСТ 7801-81 (DIN 607) — болт со сферической полукруглой головкой и усом. Последний работает как стопор, фиксируя положение крепежа и предотвращая возможный проворот.
• ГОСТ 7802-81 (DIN 603) — болт со сферической головкой и промежуточной квадратной ступенью. Плоские грани также действуют как тормоз от непроизвольного вращения.
• DIN 605 — болт с конусной головкой и высоким квадратным подголовком. Такой крепеж ставят впотай, полностью утапливая в стянутую деталь.
• DIN 608 — болт с конусной головкой и уменьшенным квадратным подголовком. Подходит для условий, когда толщины стянутой детали недостаточно, чтобы удобно разместить крепеж стандартной высоты.
• DIN 604 — болт с конусной потайной головкой и выступающим плоским усом.

Болты в мебели можно встретить гораздо реже, чем остальные типы крепежа. Их почти не продают в розницу, куда чаще — мелким оптом с доставкой прямиком с завода-производителя.

Номенклатура выпуска ограничена размерами от М5 до М24. Их установка необходима только в тех случаях, когда эксплуатация узла предусматривает постоянные динамические воздействия, которые понемногу ослабляют стяжку и в итоге приводят к самопроизвольному раскручиванию соединения.

Саморезы

Более корректным будет называть такие метизы шурупами или самонарезающими винтами, но в обиходе прочно укоренилось «народное» название — саморезы. Оно полностью отражает суть крепежа и его ключевую функцию.

Профиль изделия включает головку установленной формы и заостренный стержень, резьба на котором спрофилирована таким образом, чтобы получить в итоге свойства режущего инструмента. При монтаже крепеж самостоятельно прорезает себе винтовую канавку под размещение.

Сюда относят:

• ГОСТ 1145-80 — саморезы с конусной потайной головкой. В ней выполнено крестообразное углубление под биту шуруповерта или прямой шлиц под затяжку отверткой.
• ГОСТ 1144-80 — саморезы со сферической головкой. Также допустимы варианты с крестовым или «минусовым» углублением.
• ГОСТ Р 7050-93 — винты с конической головкой. По стандарту они рассчитаны не на метрическое систему, а на нарезку собственного профиля — от ST 2,2 до ST 9,5.

Саморезы нельзя использовать для непосредственного монтажа основных деталей и узлов в мебели. Впечатление, что с помощью самонарезающих шурупов можно собрать изделие быстро и недорого, изначально ложное и в реализации не выдерживает проверки на прочность.

Изначально просто соединительный, этот крепеж начинает действовать как концентратор напряжений, и разрушает материал детали вокруг себя. Это особенно актуально для хрупких пористых материалов (в частности, древесностружечных плит любого типа). Поэтому их применяют только для дополнительной фиксации (облицовка, обшивка задних панелей и т.д.).

Конфирматы

Не так давно на отечественном рынке появился мебельный крепеж гибридного типа. Ему понадобилось совсем немного времени, чтобы стахановскими темпами завоевать свыше 70% объемов продаж в отрасли. Именно конфирматы — иначе их называют евровинты или еврошурупы — сегодня установлены во всей мебели, собранной из ДСП, ЛДСП и МДФ.

Профиль изделия включает уменьшенную головку, гладкую цилиндрическую ступень и резьбовой хвостовик. В торце со стороны головки выполнено глубокое отверстие шестигранной формы.

Перед монтажом в деталях выполняют ступенчатое отверстие: с меньшим диаметром — под нарезку резьбы, с чуть большим — под посадку с зазором. Соединение предусматривает, что в базовой детали узла евровинт станет по резьбе, витки которой нарежет самостоятельно, а в стянутой детали — по гладкой цилиндрической ступени. Необходимое усилие получают затяжкой резьбы при самонарезании и упором в конический торец головки. Ее утапливают заподлицо.

При такой схеме осевую нагрузку конфирмат воспринимает резьбой, а поперечную — гладкой поверхностью в посадке с зазором.

Разделение работы позволяет в значительной мере повысить общую надежность соединения. Эксплуатация узла даже допускает успешную сборку-разборку 2..3 раза, но при частом демонтаже резьба внутри детали начинает крошиться.

После окончания работ головку конфирмата закрывают специальными пластиковыми заглушками в тон мебели. Они защелкиваются как раз по шестигранному углублению под ключ.

Гайки

Сборка корпусной мебели допускает использование самых разнообразных гаек: шестигранных, колпачковых, шлицевых и барашковых. Наибольший интерес вызывают четыре разновидности, предназначенные именно для работы с хрупким древесным материалом:

• DIN 1624 — врезная лепестковая гайка. Имеет вид тонкостенной втулки, юбка которой представляет собой несколько отогнутых заостренных зубцов. При монтаже эта часть плотно врезается в поверхность детали, заклинивая крепеж по месту расположения.
• DIN 7965 — гайка-муфта. По наружной поверхности изделия идут резьбовые витки с функцией самонарезки. Внутри расположено резьбовое отверстие, а на торце — прямой шлиц под отвертку. Гайку устанавливают в деталь, утапливая заподлицо, а в ее резьбовом гнезде уже располагают хвостовик болта или винта.
• Гайка-бочонок — выполненная в виде цилиндра с поперечным сквозным резьбовым отверстием. Характерная особенность — установка перпендикулярно оси болта.
• Потайная гайка — втулка с конической головкой. Внутренняя полость разбита на резьбовое отверстие и шестигранник под ключ.

Все варианты гаек предусматривают скрытый монтаж. При установке следует реализовать такую схему, чтобы крепеж полностью скрылся в теле детали, без выступающих над лицевой поверхностью частей.

Требования к крепежу

В отличие от машиностроения или строительной сферы, в мебельном производстве не придают такого большого значения собственной нагрузочной способности метизов. При правильной установке они не должны напрямую воспринимать рабочие нагрузки — только препятствовать самопроизвольному перемещению деталей в зафиксированном узле.

На винты и болты для мебели распространяются рекомендации использовать минимальные классы прочности по ГОСТ 1759.4: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6 и 5.8. Такой выбор подразумевает диапазон прочности на растяжение от 300 до 500 МПа. Для изготовления крепежа закладывают холодную штамповку из простых углеродистых сталей без упрочняющей термической обработки. Тогда один винт М5 класса прочности 3.6 выдержит поперечную нагрузку от 37 до 56 кг.

Для отдельных случаев допустимо применять крепеж более высоких стандартов — классов прочности 10.9 и 12.9, но на практике такой выбор делают чрезвычайно редко: радикальное увеличение несущей способности метизов нецелесообразно ни в эксплуатационном, ни в экономическом плане. Это потребует применения в производстве более дорогих сталей и усложнения технологии операциями закалки.

Куда более значимой характеристикой для мебельного крепежа будет стойкость к коррозии. Этого добиваются несколькими путями:

• изготовлением продукции из материалов, не подверженных окислению (нержавейка, пластик, цветные сплавы);
• нанесение гальванических покрытий (цинкование, никелирование, кадмирование, меднение и др.);
• получение поверхностных пленок при помощи технологии химического оксидирования (воронения) или фосфатирования.

Выбор конкретного варианта будет напрямую зависеть от условий работы метизов и метода установки.

Иногда имеет смысл заказать нестандартный крепеж со специальной многофакторной защитой, чтобы в разы продлить общий ресурс и сохранить за собой репутацию производителя «на века».

Например, для мебели, которую собирают для яхты или санатория на морском курорте, можно подобрать метизы с кадмированием — такое покрытие демонстрирует повышенную стойкость к соленой воде и ее испарениям. А простые саморезы по дереву всего лишь воронят, допуская, что при однократном завинчивании разрыва тонкой окисной пленки не произойдет.

Материалы

Все базовые параметры крепежа напрямую зависят от того, из какого материала он изготовлен. Это и нагрузочная способность, и долговечность, и стойкость к окислению, и даже декоративные свойства.

Рынок мебельной фурнитуры работает всего с тремя категориями: стали, цветные сплавы и пластик. Каждый вариант имеет собственные преимущества и уязвимости, и только тщательный поиск баланса между эксплуатационной функцией, уместностью в дизайне и стоимостью позволит принять оптимальное решение.

Стали

В подавляющем большинстве случаев мастера традиционно выбирают стальные метизы. Это означает марки:

• простые углеродистые стали — 10, 10кп, 20;
• стали повышенной прочности — 35, 45, 40Г, 40Х, 30ХГСА;
• нержавеющие стали — 12Х18Н10Т, 20Х13, 14Х17Н2.

Углеродистые стали используют для решения простых задач, где перед креплениями не стоит принципиальной цели держать вибрационные или ударные нагрузки. На долю таких изделий приходится большая часть рынка (около 40..45%).

Среднеуглеродистые и легированные марки применяют в случаях, когда крепеж подвергают обязательной термической обработке. Закалка с отпуском позволяет повысить исходную прочность материала в 1,5..2,5 раза. Болты и винты этого исполнения закладывают в узлах, где необходим изрядный запас по выносливости крепежа.

Оба указанных варианта не обладают стойкостью к окисляющим средам. Даже если мебель будет стоять в сухом и проветриваемом помещении, на поверхности метизов постепенно начнут проявляться следы коррозии. С попаданием влаги этот эффект будет почти моментальным. Поэтому товар из стали обязательно защищают с помощью гальванических покрытий, химического оксидирования или фосфатирования. Чтобы дополнительно усилить характеристики наружного слоя, после оцинкования или кадмирования изделия могут дополнительно хроматировать.

Метизы из нержавейки намного дороже, зато лишены недостатков своих «коллег» из обычных марок стали.

Повышенная доза хрома и никеля в химическом составе обеспечивает исключительную стойкость к коррозии. Даже техническая нержавейка 20Х13 не будет реагировать на попадание влаги, а высоколегированные сплавы вроде 12Х18Н10Т способны благополучно пережить и «нападение» азотной кислоты.

Цветные металлы

Для метизного производства используют несколько марок:

• АМг5 и АМг5П — алюминиево-магниевый сплав с низкой прочностью, но высокой стойкостью к окислению;
• Д1, Д1П, Д16, Д16П — дюралюминий, демонстрирующий повышенную нагрузочную способность, но восприимчивый к коррозии;
• Л63, ЛС59-1 — латунь, медно-цинковый сплав, полностью устойчивый к воздействию влаги и температуры. Лишь в самых неблагоприятных условиях на поверхности латунных изделий может образоваться налет;
• БрАМц9-2 — безоловянная бронза с добавками алюминия и марганца, не окисляется и не реагирует на контакт с влагой.

В общем случае, если применение стали не решает каких-то проблем, выбирают мебельный крепеж из латуни. Этот металл долгие годы сохраняет свои декоративные свойства, не склонен к залипанию внутри соединения и неплохо справляется с бытовыми нагрузками.

Латунные метизы часто ставят для мебели ванной комнаты и кухни, а также — поддерживая единый эстетический баланс в изделиях, где заложена фурнитура с «золотым» эффектом.

Пластик

Полиамидный крепеж появился в продаже не так давно — вместе с развитием технологии его изготовления. Среди характерных черт этого материала:

• низкая цена;
• малый вес;
• полное отсутствие коррозии;
• пониженная прочность и износостойкость;
• ярко выраженные декоративные свойства.

Пластик выпускают самых разнообразных цветов, но в основном это варианты из черного и белого полиамида. Возможно даже прозрачное исполнение.

Такие метизы широко используют при сборке сантехники — в частности, для крепления сидений унитаза. В мебельной промышленности пластик применяют для комплектации ненагруженных конструкций: легкие стеллажи для ванной комнаты, сборные ящики или полки.

Появились также предложения композиционного характера: стальные резьбовые стержни, посаженные внутри пластиковой головки-рукоятки. Это позволяет осуществлять затяжку от руки, без необходимости в слесарном инструменте.

Проблемы, связанные с крепежом

В производстве мебели не нужны такие строгие допуска по точности, как в машиностроительной отрасли. Но определенный уровень качества выдержать совершенно необходимо — иначе при сборке наружу полезут все несовпадения, и финальный результат будет катастрофически далек от замысла конструктора и ожиданий заказчика.

Чтобы не получить в итоге столь печальный результат, вопросу подбора метизов следует уделить не меньше внимания, чем раскрою и обработке посадочных мест. А следующим шагом должен стать поиск ответа на вопрос — стоит ли купить мебельный крепеж сомнительного качества или поискать более серьезные варианты?

К каким проблемам может привести неправильный выбор или нерациональное использование крепежных изделий:

• поводка и деформация всей конструкции или отдельных узлов;
• заклинивание подвижных соединений;
• выкрашивание и даже выпадение целых кусков древесного материала;
• гниение дерева в местах развития коррозии по металлу;
• ухудшение внешнего вида мебели.

Первоочередное значение имеет нагрузочная способность метизов — как характеристика, позволяющая им реализовать своё назначение. Если прочность крепежа недостаточна, пострадает весь узел целиком. Такие ситуации возникают, когда конструкция сборки изначально не продумана со всех сторон, а собрана «на авось». Визуально мебель будет выглядеть нормальной, но в эксплуатации быстро проявит себя с худшей стороны.

Эта же проблема всплывает, когда метизы установлены таким образом, что становятся дополнительными концентраторами напряжений. Здесь они усиливают воздействие нагрузок на несущие части конструкции, что должно быть категорически исключено.

Даже сама по себе установка крепежа всегда ослабляет дерево и в особенности — хрупкие пористые пиломатериалы вроде ДСП и ДВП.

Если же схема расположения метизов изначально неправильная, то крошечный саморез становится миной замедленного действия. Очень быстро мебель начинает трещать, ломается именно там, где и установлен опасный крепежный элемент, а древесностружечные плиты — выкрашиваются в труху.

Отдельно нужно упомянуть коррозию металла. Она медленно, но верно уничтожает метизы. Помимо снижения прочности, это сказывается на внешнем виде мебели: ржавчина быстро проступает сквозь краску и даже тканевую обшивку, пачкает окружающее пространство и концентрирует гниение дерева в этой точке. Поэтому необходимо использовать исключительно метизы с защитой от окисления: вороненые, фосфатированные, с защитным покрытием или же из коррозионностойких материалов (нержавейка, цветные сплавы, пластик).

В мебельном производстве действуют немного иные законы, чем в других отраслях промышленности. В равной степени следует учитывать требования к прочности и надежности, не забывать про эргономичность, эстетичность и дизайнерскую целостность проекта. Выбор подходящего крепежа и способ его установки — еще одна важная задача, которую следует решить задолго до того, как материалы пойдут на раскрой.

Неважно, что стоит по плану — огромный шкаф-купе или компактный журнальный столик, детская двухярусная кровать в виде сказочного замка или стеллажи под консервацию. В каждом случае следует подобрать крепеж, оценивая все условия работы и возможные действующие факторы, а также конструкцию в целом. Любая допущенная ошибка обязательно себя проявит и сделает это максимально подло.