Автомобіль / Колеса і шини / Кріплення коліс / Шпилька колісна

Шпилька колісна

Шпилька колісна, англійська назва Wheel Stud, - силовий елемент кріплення колеса, який постійно або напівпостійно встановлений у маточині, фланці або іншій передбаченій конструкцією деталі. На зовнішню різьбову частину шпильки накручується гайка колеса, яка притискає диск до маточини.

На більшості конструкцій із колісними шпильками сама шпилька не викручується під час кожної заміни колеса. Вона залишається у маточині, а демонтується тільки гайка. Це відрізняє таку систему від кріплення колісними болтами, де болт повністю знімається разом із колесом.

Надійність шпильки визначається не тільки різьбою. Важливі її загальна і робоча довжина, діаметр, крок різьби, міцність, посадочна частина, діаметр і форма накатки або шліців, товщина головки та сумісність із конкретною маточиною колеса.

Головне правило TESMA: колісну шпильку підбирають за VIN/OE, конструкцією маточини, диском і гайкою. Шпилька з правильною різьбою може бути непридатною, якщо не відповідає посадочна частина, довжина або міцність.

Для чого потрібна колісна шпилька

Шпилька виконує кілька функцій:

утворює різьбову пару з колісною гайкою;
дозволяє притиснути диск до монтажної площини маточини;
передає зусилля попереднього натягу;
утримує гайку у правильному положенні;
спрощує встановлення колеса на частині конструкцій;
залишається частиною маточинного вузла при демонтажі колеса.

Як шпилька утримує колесо

Після правильного затягування гайки шпилька пружно видовжується. Виникає попередній натяг, який притискає монтажну площину диска до маточини.

Тому нормальна робота кріплення базується не на тому, що шпилька повинна постійно сприймати поперечний удар диска, а на стабільному затиску контактних поверхонь.

Якщо гайки ослабли, диск починає мікропереміщуватися відносно маточини. Тоді шпильки отримують ненормальне циклічне і ударне навантаження.

Основні типи встановлення шпильки

Залежно від конструкції шпилька може бути:

запресованою у фланець маточини;
встановленою через шліцьову або накатану посадочну частину;
вкрученою у різьбове гніздо;
інтегрованою в окремий фланцевий або маточинний вузол.

Спосіб демонтажу та встановлення визначають для конкретної конструкції.

Запресована шпилька

Одна з поширених конструкцій має головку з внутрішнього боку фланця та рифлену або шліцьову посадочну ділянку.

Під час встановлення ця ділянка входить у калібрований отвір маточини і перешкоджає обертанню шпильки разом із гайкою.

Накатка або шліци шпильки

Посадочний діаметр критично важливий. Надто малий діаметр не забезпечить нормальної фіксації, а надто великий може пошкодити отвір або деформувати фланець.

При підборі перевіряють:

зовнішній діаметр накатки;
довжину посадочної ділянки;
кількість і форму шліців, якщо це має значення;
діаметр отвору маточини;
товщину фланця;
положення головки після повної посадки.

Чому однакова різьба не означає однакову шпильку

Дві шпильки можуть мати однаковий діаметр і крок зовнішньої різьби, але різну посадочну частину.

Вони можуть відрізнятися:

діаметром накатки;
довжиною накатки;
діаметром головки;
товщиною головки;
загальною довжиною;
довжиною різьби;
міцністю.

Різьба колісної шпильки

Різьба повинна точно відповідати гайці колеса за діаметром і кроком.

Неправильна гайка може почати накручуватися на кілька витків, але це не означає сумісність.

Ознаки пошкодженої різьби

гайка не накручується вручну;
з перших обертів з'являється сильний опір;
видно зім'яті або зрізані витки;
є металева стружка;
гайка заклинює у конкретному місці;
на витках є сильні задири;
різьба має глибоку корозію.

Чому гайку спочатку накручують вручну

Це дозволяє перевірити нормальне входження різьби до застосування великого моменту.

Якщо одразу використовувати ударний гайковерт, неправильна гайка або перекіс можуть швидко пошкодити шпильку.

Довжина шпильки

Довжина повинна відповідати товщині диска, конструкції гайки і необхідному різьбовому зачепленню.

Особливо важливо перевіряти її після:

встановлення іншого типу дисків;
встановлення колісних проставок;
переходу на закриті гайки;
встановлення спеціальних спортивних або ремонтних шпильок.

Надто коротка шпилька

Якщо шпилька недостатньо виступає через диск, гайка працюватиме на недостатній довжині різьби.

Наслідки:

перевантаження окремих витків;
зрив різьби;
пошкодження гайки;
ослаблення колеса;
втомне руйнування шпильки.

Універсальну кількість необхідних обертів гайки TESMA не встановлює. Використовують вимоги конкретної системи.

Надто довга шпилька

З відкритою гайкою надлишкова довжина може просто виступати назовні, якщо це не створює інших проблем. Із закритою гайкою ситуація інша.

Шпилька може впертися у внутрішнє дно гайки раніше, ніж посадочна поверхня гайки притисне диск.

У результаті динамометричний ключ може показати значний момент, але нормального притиску колеса не буде.

Шпилька і закрита гайка

Після заміни шпильок на довші обов'язково перевіряють внутрішню глибину закритих гайок.

Ця перевірка особливо потрібна при:

спейсерах;
нестандартних дисках;
подовжених спортивних шпильках;
заміні відкритих гайок на декоративні закриті.

Шпилька і проставка колеса

Проставка зменшує ефективну довжину штатної шпильки, доступну для гайки.

Перевіряють:

товщину проставки;
довжину шпильки;
залишкове різьбове зачеплення;
форму гайки;
центрування проставки;
допустимість усієї модифікації.

Подовжені колісні шпильки

Довша шпилька не повинна підбиратися тільки за принципом "щоб вистачило різьби".

Потрібно також перевірити:

посадочний діаметр у маточині;
форму головки;
простір із внутрішнього боку фланця;
сумісність із гальмівним механізмом;
міцність;
конструкцію гайки.

Головка шпильки

Головка спирається на внутрішню сторону фланця та не повинна заважати сусіднім деталям.

Після встановлення перевіряють, що вона:

повністю сіла до опорної поверхні;
не має зазору;
не стоїть під кутом;
не торкається рухомих деталей;
не деформувала фланець.

Шпилька прокручується у маточині

Якщо шпилька обертається разом із гайкою, її посадочна частина більше не утримується нормально.

Причини можуть бути такими:

зірвана накатка;
збільшений отвір у маточині;
неправильно підібраний діаметр шпильки;
корозія;
деформація фланця;
попереднє неправильне встановлення.

Чому нова шпилька не завжди вирішує прокручування

Якщо отвір у маточині вже розбитий або збільшений, нова стандартна шпилька може також не зафіксуватися.

Потрібно оцінити саму маточину колеса. У частині конструкцій правильним ремонтом буде заміна маточини або відповідного фланцевого вузла.

Обрив колісної шпильки

Обрив є наслідком перевантаження, втоми або попереднього пошкодження.

Можливі причини:

надмірне затягування гайки;
багаторазове перетягування ударним інструментом;
рух з ослабленим колесом;
корозія;
пошкодження різьби;
перехресно накручена гайка;
неправильна шпилька;
пластична деформація після попереднього ремонту.

Чому ослаблене колесо ламає шпильки

Коли притиск диска втрачений, навантаження починає передаватися через мікропереміщення та удари.

Шпильки отримують циклічне згинальне і зсувне навантаження, на яке нормальне затягнуте з'єднання не розраховане як на основний режим роботи.

Чому перетягування може закінчитися обривом

При надмірному натягу шпилька може вийти за допустиму пружну деформацію.

Після цього можливі:

постійне видовження;
локальне звуження стрижня;
пошкодження різьби;
зниження втомної міцності;
подальший обрив при демонтажі або русі.

Чи можна їздити з однією зламаною шпилькою

Нормальна експлуатація передбачає повний штатний комплект кріплення. Відсутню або зламану шпильку потрібно відновити до продовження звичайної експлуатації.

Додатково перевіряють решту шпильок, оскільки причина пошкодження могла впливати на весь комплект.

Чому після обриву перевіряють сусідні шпильки

Якщо одна деталь зламалася через:

перетягування;
ослаблення колеса;
неправильний шиномонтаж;
корозію,

сусідні шпильки могли працювати в тих самих ненормальних умовах.

Корозія шпильки

Поверхневий наліт і глибоке структурне пошкодження потрібно розрізняти.

Шпильку замінюють при:

глибоких раковинах;
пошкодженні різьби;
значному зменшенні перерізу;
корозії посадочної частини;
сумніві у механічній міцності.

Чи можна змащувати шпильку

Не як універсальне правило.

Мастило на різьбі змінює тертя між шпилькою і гайкою. При однаковому показанні динамометричного ключа реальний натяг шпильки може стати іншим.

Використовують стан різьби, прямо передбачений виробником автомобіля.

Anti-seize на шпильці

Антипригарна паста також змінює співвідношення моменту та натягу. Її не застосовують автоматично без відповідної сервісної вимоги.

Заміна запресованої шпильки

Правильна процедура залежить від конструкції маточини.

Потрібно встановити:

чи можна замінити шпильку без зняття маточини;
чи є простір для виходу старої деталі;
чи потрібно демонтувати гальмівний диск;
чи заважає захисний щиток;
чи не пошкодиться підшипник під час прикладання зусилля;
який метод запресування передбачений виробником.

Чому не потрібно бездумно вибивати шпильку молотком

Сильні удари передаються через фланець на маточинний вузол.

У частині конструкцій це може:

пошкодити підшипник;
деформувати фланець;
пошкодити магнітне кільце або елементи ABS;
створити биття;
пошкодити сусідні деталі.

Метод демонтажу вибирають відповідно до конкретного вузла.

Запресування нової шпильки

Якщо конструкція передбачає пресову посадку, нова шпилька повинна зайти прямо та повністю.

Контролюють:

співвісність;
правильний діаметр посадки;
повне прилягання головки;
відсутність задирів;
відсутність деформації фланця.

Чи можна втягувати нову шпильку гайкою

Такий метод іноді практикується, але не є універсально правильною процедурою.

Якщо виробник передбачає пресування, втягування гайкою може створити:

надмірне навантаження на різьбу;
пошкодження нової гайки;
неправильну посадку шпильки;
навантаження на підшипник;
хибне відчуття повної посадки.

Використовують метод, передбачений для конкретного вузла.

Чому головка повинна сісти повністю

Якщо між головкою шпильки і фланцем залишився зазор, після перших затягувань або навантажень шпилька може досідувати.

Тоді попередній натяг гайки зменшиться, хоча при початковому монтажі момент був правильний.

Пошкоджений отвір маточини

Перед установленням нової шпильки оглядають отвір.

Небезпечні ознаки:

овальність;
вирвані шліци;
тріщини;
задири;
значне збільшення діаметра;
деформація площини фланця.

Шпилька і маточинний підшипник

Підшипник маточини може бути окремим або інтегрованим у маточинний модуль.

При заміні шпильки важливо не створити ненормальне осьове або ударне навантаження на підшипник.

Шпилька і система ABS

У сучасних маточинних вузлах поруч може знаходитися:

магнітний енкодер ABS;
зубчасте імпульсне кільце;
датчик швидкості колеса;
проводка датчика.

Перед силовим демонтажем потрібно розуміти конструкцію конкретного вузла.

Шпилька і гальмівний механізм

Для заміни шпильки іноді потрібно демонтувати:

гальмівний супорт;
скобу;
гальмівний диск;
барабан;
окремі елементи стоянкового гальма.

Послідовність залежить від автомобіля.

Шпилька не виходить через захисний щиток

На частині автомобілів між головкою шпильки і щитком немає достатнього простору.

Не потрібно безсистемно згинати щиток або сточувати нову шпильку. Використовують передбачений спосіб демонтажу вузла.

Підбір колісної шпильки

Для точного підбору враховують:

VIN;
OE-номер;
модель і модифікацію;
дату виробництва;
ринок;
вісь і місце встановлення;
конструкцію маточини;
діаметр і крок різьби;
діаметр накатки;
довжину посадочної частини;
загальну довжину;
тип гайки;
тип диска;
наявність проставок.

Чому стару шпильку не завжди копіюють як еталон

Попередній власник або сервіс міг уже встановити невідповідну деталь. Тому стара шпилька корисна для порівняння, але остаточну застосовність підтверджують за технічними даними.

Правильна заміна шпильки

Зафіксувати автомобіль.
Зняти колесо.
Оглянути гайку та різьбу.
Визначити конструкцію маточини.
Визначити спосіб фіксації шпильки.
За потреби демонтувати гальмівні деталі.
Забезпечити доступ до головки шпильки.
Підтримати фланець відповідно до процедури.
Видалити стару шпильку допустимим методом.
Оглянути отвір маточини.
Порівняти стару і нову шпильки.
Перевірити різьбу.
Перевірити посадочний діаметр.
Перевірити довжину.
Установити шпильку співвісно.
Запресувати або встановити передбаченим методом.
Переконатися у повній посадці головки.
Перевірити відсутність контакту з сусідніми деталями.
Зібрати гальмівний механізм.
Установити диск.
Перевірити відповідність гайки.
Наживити гайку вручну.
Затягнути колесо за процедурою виробника.
Перевірити решту шпильок.
Після ремонту перевірити відсутність люфту, стуку, вібрації та повторного послаблення.

Вісім практичних випадків

Випадок 1 - шпилька обірвалася при відкручуванні гайки

Різьба була пошкоджена корозією та попереднім перетягуванням. Під час демонтажу стрижень не витримав.

Висновок: обрив часто є фінальним проявом пошкодження, що накопичувалося раніше.

Випадок 2 - нова шпилька прокручується у маточині

Посадочний діаметр нової деталі був меншим, ніж передбачено для отвору фланця.

Висновок: однакова різьба не означає однакову посадку.

Випадок 3 - правильна шпилька теж почала прокручуватися

Стара шпилька раніше вже зруйнувала шліцьовий профіль отвору маточини.

Висновок: перед заміною потрібно дефектувати не тільки шпильку, а й її посадочне місце.

Випадок 4 - після встановлення проставок гайки мають мало різьби

Товщина проставки зменшила доступну довжину штатних шпильок.

Висновок: проставка змінює вимоги до колісного кріплення.

Випадок 5 - після довших шпильок гайки затягнуті, але колесо має люфт

Закриті гайки впиралися у кінці шпильок до фактичного притискання диска.

Висновок: момент на ключі не доводить правильність геометрії з'єднання.

Випадок 6 - нову шпильку втягнули гайкою, а після поїздки гайка ослабла

Головка шпильки не сіла повністю. Під навантаженням шпилька досіла у фланець, і попередній натяг зменшився.

Висновок: повну посадку шпильки перевіряють до фінального складання.

Випадок 7 - після обриву однієї шпильки незабаром зламалася друга

Колесо раніше працювало з ослабленим кріпленням, тому весь комплект отримав ненормальне циклічне навантаження.

Висновок: при обриві однієї шпильки перевіряють сусідні.

Випадок 8 - після заміни шпильки з'явився гул

Стару шпильку вибивали сильними ударами без правильної опори фланця, після чого маточинний підшипник отримав пошкодження.

Висновок: спосіб демонтажу не повинен створювати небезпечне навантаження на підшипник.

25 типових помилок

Підбирати шпильку тільки за різьбою.
Не перевіряти діаметр накатки.
Не перевіряти довжину посадочної частини.
Не враховувати загальну довжину.
Не перевіряти форму головки.
Ігнорувати міцність деталі.
Встановлювати шпильку з меншим посадочним діаметром.
Силою запресовувати завідомо завелику шпильку.
Не оглядати отвір маточини.
Встановлювати нову шпильку у розбитий отвір.
Починати гайку ударним інструментом.
Продовжувати затягування при пошкодженій різьбі.
Перетягувати гайку для "надійності".
Використовувати універсальний момент затягування.
Мастити різьбу без вимоги виробника.
Наносити anti-seize автоматично.
Бездумно вибивати шпильку молотком.
Не підтримувати фланець при силовому демонтажі.
Вважати втягування гайкою універсально правильним способом встановлення.
Не перевіряти повну посадку головки.
Не перевіряти підшипник після жорсткого демонтажу.
Ставити проставки без перевірки довжини шпильок.
Ставити довгі шпильки без перевірки закритих гайок.
Після обриву перевіряти тільки одну шпильку.
Продовжувати звичайну експлуатацію з відсутнім кріпленням.

Коли експлуатацію потрібно припинити

одна або кілька шпильок зламані;
шпилька прокручується у маточині;
різьба критично пошкоджена;
гайка не може бути нормально затягнута;
видно пластичну деформацію шпильки;
шпилька має глибоку корозію;
посадочний отвір маточини розбитий;
диск має пошкодження біля кріпильного отвору;
колесо має люфт відносно маточини;
після руху з ослабленим колесом стан усіх кріплень ще не перевірено.

Безпека

Автомобіль перед зняттям колеса надійно фіксують.
Не працюють під автомобілем, який утримується тільки домкратом.
Перед демонтажем визначають конструкцію маточини та підшипника.
Не застосовують сильні удари без оцінки можливого навантаження на підшипник.
Не використовують шпильку невідомої міцності або застосовності.
Не встановлюють нову шпильку у явно пошкоджене посадочне місце.
Гайку наживляють вручну.
Різьбу не змащують без прямої вимоги виробника.
Момент затягування коліс беруть із документації конкретного автомобіля.
Після обриву або ослаблення перевіряють весь комплект кріплення, диск і маточину.

Товарні групи TESMA

Комплектуючі маточини - монтажні та супутні компоненти маточинного вузла.
Маточина - маточини та маточинні модулі відповідної застосовності.
Підшипник маточини - підшипники та маточинні вузли, стан яких перевіряють при пошкодженні кріплення колеса.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати на цю тему

FAQ

Що таке шпилька колісна?

Це силовий елемент, встановлений у маточині або фланці, на який накручується колісна гайка.

Чим шпилька відрізняється від колісного болта?

Шпилька залишається у маточині, а знімається гайка. Колісний болт повністю викручується при демонтажі колеса.

Як правильно підібрати шпильку?

За VIN/OE, різьбою, довжиною, посадочним діаметром, конструкцією головки та конкретною маточиною.

Чи достатньо однакової різьби?

Ні. Посадочна частина повинна точно відповідати маточині.

Чому шпилька прокручується?

Через пошкоджену накатку, розбитий отвір, неправильний посадочний діаметр або деформацію маточини.

Чи можна поставити товстішу шпильку у розбитий отвір?

Тільки якщо така ремонтна технологія передбачена для конкретного вузла. Випадкове збільшення розміру небезпечне.

Чому шпилька ламається?

Через перетягування, корозію, ослаблене колесо, пошкоджену різьбу, втому або невідповідну деталь.

Чи може шпилька зламатися від слабкого затягування?

Так. Ослаблене колесо створює ненормальні циклічні та ударні навантаження.

Чи можна їздити без однієї шпильки?

Нормальну експлуатацію відновлюють із повним штатним комплектом справного кріплення.

Чи потрібно перевіряти інші шпильки після обриву однієї?

Так, особливо якщо причиною було перетягування або рух з ослабленим колесом.

Чи можна вибити шпильку молотком?

Тільки якщо така процедура допустима для конкретної конструкції. Інакше можна пошкодити фланець або підшипник.

Чи можна втягнути нову шпильку гайкою?

Не як універсальний метод. Спосіб встановлення визначають за конструкцією маточини та сервісною процедурою.

Як зрозуміти, що шпилька сіла повністю?

Головка повинна рівномірно прилягати до опорної поверхні без зазору і перекосу.

Чим небезпечна неповна посадка?

Шпилька може досісти після початку експлуатації, через що зменшиться натяг гайки.

Чи можна змащувати шпильки?

Тільки якщо це прямо передбачено виробником. Мастило змінює фактичний натяг при заданому моменті.

Чи можна використовувати anti-seize?

Не як універсальну практику.

Навіщо ставлять довгі шпильки?

Наприклад, для передбачених конструкцією проставок або спеціальних дисків, але застосовність потрібно перевіряти комплексно.

Чим небезпечна коротка шпилька?

Недостатнім різьбовим зачепленням гайки.

Чим небезпечна надто довга шпилька?

Вона може впертися у дно закритої гайки до притискання колеса.

Коли шпильку потрібно міняти?

При обриві, пошкодженні різьби, деформації, сильній корозії, пошкодженні посадочної частини або прокручуванні у маточині.

Висновок

Шпилька колісна - критично важлива силова деталь кріплення колеса. Її надійність визначається правильною різьбою, довжиною, міцністю та особливо точною посадкою у маточині.

Обрив або прокручування шпильки не потрібно розглядати ізольовано. Причиною може бути неправильна гайка, перетягування, рух із послабленим колесом, розбитий отвір маточини або помилка попереднього ремонту.

Правило TESMA: шпильку колісну підбирають за VIN/OE і конкретною маточиною, встановлюють тільки передбаченим для цього вузла методом, перевіряють повну посадку головки та стан отвору, а після обриву або прокручування обов'язково дефектують гайку, диск, маточину і сусідні шпильки.