Гвозди для поддонов относятся к специализированному крепежу: как правило, это гвозди с кольцевым или винтовым (спиральным) стержнем, рассчитанные на сопротивление выдёргиванию при высыхании древесины и изгибе поддона в эксплуатации. Первыми в поддоне чаще выходят из строя именно соединения, а не доски, поэтому тип, твёрдость, длина гвоздей и схема их расположения влияют на эксплуатационные качества не меньше, чем пиломатериал.
Почему крепёж имеет значение
Поддон представляет собой конструкцию, которую удерживают вместе сотни небольших соединений. В эксплуатации каждый подъём вилочным погрузчиком, падение, пролёт стеллажа и штабелирование создают на гвозди сдвигающие и выдёргивающие нагрузки. Сырая или влажная древесина при высыхании усыхает и ослабляет захват гладкого гвоздя. Неудачно выбранный крепёж приводит к тому, что доски расшатываются, гвозди выступают, а настилы расслаиваются, что вызывает повреждение груза и травмы работников.
Работа крепежа зависит от четырёх факторов: формы стержня гвоздя, его диаметра и длины, прочности стали и древесины, в которую он забивается. Плотные лиственные породы прочно удерживают гвозди, но легко раскалываются, поэтому диаметр гвоздя и форма острия должны соответствовать породе; см. таблица плотности и прочности древесины.
Основные типы крепежа
| Тип | Стержень | Характер удержания | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| Гладкий (светлый) гвоздь | Простой цилиндр | Наименьшее сопротивление выдёргиванию, ослабевает при высыхании | Лёгкие поддоны разового использования или с коротким сроком службы |
| Гвоздь с кольцевым стержнем | Ряд колец вдоль стержня | Высокое сопротивление выдёргиванию: волокна древесины заклиниваются между кольцами | Настилы поддонов, общее производство |
| Гвоздь с винтовым (спиральным) стержнем | Витая нарезка | Высокое сопротивление выдёргиванию; при забивке поворачивается | Поддоны из лиственных пород; долговечные поддоны |
| Скоба | Две ножки, забивается парами | Низкая стоимость, высокая скорость, более слабое удержание | Лёгкие поддоны, изделия контейнерного класса |
| Шуруп | С резьбой и головкой | Очень высокое удержание; легко разбирать | Специальные поддоны, ящики и обрешётки |
Гладкие гвозди самые дешёвые, но могут выдёргиваться под нагрузкой, когда древесина высыхает. Гвозди с кольцевым стержнем на многих рынках наиболее распространены, так как хорошо держат и остаются недорогими. Винтовые гвозди вкручиваются в древесину и, как правило, обеспечивают высокое сопротивление в лиственных породах, хотя их труднее забивать и извлекать при ремонте.
Характеристики гвоздя, влияющие на качество соединения
- Диаметр: более толстые гвозди лучше сопротивляются изгибу и срезу, но увеличивают растрескивание сухих досок и торцов.
- Длина: гвоздь должен достаточно глубоко входить в опору (шашку или брус), чтобы развить удерживающую способность, и нередко должен быть достаточно длинным для загиба (расклёпки) с обратной стороны, хотя длина зависит от толщины доски.
- Шляпка: большая шляпка препятствует продавливанию настильной доски. Плоские или потайные шляпки меньше цепляются за предметы.
- Острие: алмазное, долотообразное или тупое острие влияет на растрескивание и скорость забивки.
- Твёрдость и термообработка: закалённые гвозди не гнутся при забивке в плотную древесину, но слишком твёрдый гвоздь может быть хрупким.
- Покрытие: светлые, оцинкованные или гвозди со смоляным покрытием различаются по сопротивлению выдёргиванию и коррозии; смоляные или цементные покрытия могут повышать трение при забивке.
- Коррозия: оцинкованные гвозди уменьшают образование пятен и ржавчины во влажной среде или при эксплуатации на открытом воздухе.
Испытания крепежа
Крепёж для поддонов оценивают в лабораториях, и те же принципы применяются при контроле качества на предприятии.
Изгиб гвоздя. Испытание MIBANT (Morgan Impact Bend Angle Nail Test) оценивает качество гвоздя по ударному изгибу, чтобы прогнозировать его поведение в эксплуатации. Лаборатория испытаний поддонов Технологического института Вирджинии применяет его наряду с другими испытаниями.
Сопротивление выдёргиванию. Гвоздь забивают в стандартный образец древесины и вытягивают, фиксируя усилие. Стандарт ISO 12777-2 устанавливает методы определения сопротивления выдёргиванию и продавливанию шляпки для гвоздей и скоб, применяемых в поддонах. Технологический институт Вирджинии также приводит индекс выдёргивания крепежа и индекс среза крепежа, основанные на методах ASTM, что позволяет ранжировать гвозди.
Продавливание шляпки. Определяет усилие, необходимое для протягивания шляпки сквозь настильную доску, что важно при ударных нагрузках или когда поддон поднимают за настил.
Результаты на практике: стандарты эксплуатационных характеристик поддонов, например ANSI MH1 в США, опираются на проверенное поведение крепежа в составе всей системы поддона. Полный набор испытаний поддонов см. в материале стандарты испытаний поддонов.
Крепёж в европоддоне EPAL
Европоддон EPAL изготавливается с использованием 78 гвоздей, расположенных по заданной равномерной схеме, которая, по данным EPAL, обеспечивает поддону диагональную жёсткость. Одобренные гвозди EPAL имеют на шляпке двухбуквенную маркировку, чтобы инспекторы могли проверить, что при ремонте и производстве использован правильный крепёж. Точные размеры и типы гвоздей установлены в технических регламентах EPAL, доступных лицензиатам, и их следует брать из этого источника, а не из общих руководств. Полную картину см. в материалах европоддон EPAL и лицензия EPAL.
Гвозди в бунтах и гвозди в лентах
Производственные станки получают гвозди одним из двух способов:
| Особенность | Гвозди в бунтах (рулонах) | Гвозди в лентах (стиках) |
|---|---|---|
| Скрепление | Сварные проволокой или скреплённые пластиком в бунты, вмещающие много гвоздей | Прямые стики, скреплённые бумагой, пластиком или проволокой |
| Ёмкость | Редкая перезарядка; подходит для автоматических гвоздезабивных станков | Более частая перезарядка; применяются в ручных пистолетах |
| Применение | Гвоздезабивные станки и линии | Переносные пневматические гвоздезабивные пистолеты |
| Типы гвоздей | Доступны кольцевые, винтовые и гладкие | Доступны кольцевые, винтовые и гладкие |
Гвозди в бунтах сводят к минимуму простои автоматического оборудования; см. гвоздезабивные станки для поддонов. Для ручной работы и ремонта используют гвозди в стиках и пневматические пистолеты; см. пневматические гвоздезабивные пистолеты.
Выбор подходящего крепежа
Подбирайте гвоздь в соответствии с назначением:
- Порода древесины и влажность. Для плотных лиственных пород нужны прочные, острые, закалённые гвозди меньшего диаметра, чтобы избежать трещин; для сырой древесины предпочтительны кольцевые или винтовые стержни, поскольку она будет усыхать.
- Срок службы поддона. Для поддонов разового использования можно применять более дешёвые гвозди; многооборотные поддоны требуют гвоздей с кольцевым или винтовым стержнем, а иногда и загиба (расклёпки).
- Нагрузка и условия обращения. Для поддонов, хранящихся на стеллажах или в высоких штабелях, нужны прочные соединения.
- Совместимость со станком. Размеры гвоздей и способ их скрепления должны соответствовать гвоздезабивному оборудованию.
- Стандарты и требования заказчика, в том числе требования EPAL или других пулов.
- Стратегия ремонта. Ремонтопригодным поддонам нужны гвозди, которые можно удалить без разрушения древесины. См. раздел о ремонте поддонов.
Типичные проблемы
- Растрескивание из-за гвоздей, забитых слишком близко к торцам или кромкам досок; устраняется смещением гвоздей в шахматном порядке и применением тупых острий
- Перебитые или недобитые гвозди; шляпка должна находиться заподлицо с поверхностью доски
- Выступающие острия, травмирующие работников и повреждающие грузы
- Согнутые или сломанные гвозди из-за некачественной стали или низкого давления воздуха
- Неправильная схема забивки, снижающая жёсткость
Визуальные и измерительные проверки входят в контроль качества поддонов.
Часто задаваемые вопросы
Какой гвоздь лучше всего подходит для деревянных поддонов?
Единственного лучшего гвоздя не существует. Гвозди с кольцевым стержнем наиболее распространены как универсальный выбор, винтовые гвозди подходят для лиственных пород и многооборотных поддонов, а спецификация должна определяться породой древесины, нагрузкой и стандартами заказчика.
Чем отличаются гвозди с кольцевым и винтовым стержнем?
У гвоздей с кольцевым стержнем есть круговые выступы, заклинивающие волокна древесины, а у винтовых гвоздей спиральная нарезка, которая вкручивается в древесину при забивке. Оба типа сопротивляются выдёргиванию значительно лучше гладких гвоздей.
Сколько гвоздей в европоддоне?
Европоддон EPAL изготавливается с использованием 78 гвоздей, расположенных по заданной схеме.
Что измеряет испытание MIBANT?
Оно измеряет поведение гвоздя при ударном изгибе, что указывает на качество гвоздя и на то, как он поведёт себя в поддоне.
Источники
- Pallet Fastener Testing — Virginia Tech Center for Packaging and Unit Load Design
- ISO 12777-2: Methods of test for pallet joints — Determination of withdrawal and head pull-through resistance of pallet nails and staples — British Standards Institution
- EPAL Euro Pallet Quality Characteristics — European Pallet Association
- Nail Quality Inexpensive But Effective — Pallet Enterprise
- EUR-pallet — Wikipedia