Нагель — крепёжный элемент¶

Нагель — цилиндрический крепёжный элемент в виде гладкого стержня без головки, применяемый для соединения деталей и передачи нагрузки между ними. В отличие от гвоздя, нагель не имеет шляпки и обычно изготавливается из дерева или металла. Термин происходит от немецкого слова Nagel («гвоздь, шип») и используется в деревостроительстве, судостроении, машиностроении и столярном деле.

¶Нагель в деревостроительстве

Наиболее широкое распространение нагели получили в деревянном домостроении. Они представляют собой деревянные цилиндрические шипы (обычно из твёрдых пород — бука, берёзы, дуба) диаметром от 10 до 40 мм и длиной от 60 до 300 мм, которые забиваются в предварительно просверленные отверстия в брусьях или брёвнах.

Назначение нагелей в деревянном домостроении:

• Соединение венцов — нагели скрепляют венцы сруба между собой, препятствуя их смещению при усадке и эксплуатации.
• Предотвращение коробления — нагели фиксируют брусья при сборке рам и панелей, обеспечивая геометрическую стабильность конструкции.
• Передача нагрузок — через нагели вертикальные и горизонтальные элементы работают как единое целое.

Деревянные нагели обычно имеют диаметр 20–30 мм при сборке сруба из бруса. Отверстия под них сверлятся на 1–2 мм меньше диаметра нагеля, что обеспечивает плотную посадку за счёт эластичности древесины. Расстояние между нагелями, как правило, составляет 1,5–2 метра.

¶Материал нагелей

Деревянные нагели изготавливают из древесины твёрдых лиственных пород — чаще всего бука и берёзы. Буковые нагели считаются предпочтительными благодаря высокой твёрдости и однородной структуре. Нагели из хвойных пород применяются реже, так как мягкая древесина хуже держит нагрузку.

Важным требованием является влажность нагеля: она должна быть близка к влажности соединяемых элементов, иначе при высыхании нагель усохнет и потеряет контакт с отверстием, а при набухании — может расколоть брус.

¶Металлические нагели

В строительстве применяются также металлические нагели — стальные стержни круглого сечения, иногда с рифлёной поверхностью для лучшего сцепления с материалом. Они используются там, где требуемые нагрузки превышают возможности деревянных нагелей, а также при комбинированных соединениях «дерево-металл». Металлические нагели могут быть гладкими или с резьбой, диаметром от 6 до 20 мм.

¶Нагель в судостроении

В кораблестроении нагелями называют деревянные или металлические шипы, которыми крепятся доски обшивки к шпангоутам и рамам корпуса судна. Традиционное деревянное судостроение использовало нагели из дуба или акации, которые забивались в отверстия, просверленные насквозь через обшивку и шпангоут. Металлические нагели применяются в современном судостроении для крепления обшивки к стальному корпусу.

¶Нагель в машиностроении

В машиностроении и механике термин «нагель» обозначает цилиндрический штифт, фиксирующий взаимное положение деталей — например, коленчатого вала и шестерни, вала и ступицы. Такой нагель работает преимущественно на срез и воспринимает крутящий момент. В отечественной инженерной терминологии аналогичный элемент чаще называют штифтом, однако в ряде отраслей и учебных пособий используется именно термин «нагель».

¶Нагель в столярном деле

В столярстве нагелями называют короткие деревянные шипы овального или круглого сечения, применяемые для скрепления элементов мебельных конструкций, рам, фасадов и панелей. Они забиваются в парные отверстия в соединяемых деталях и обычно усиливаются клеем. Такое соединение — одно из старейших в деревообработке и применяется с античных времён.

¶Преимущества и ограничения

Достоинства нагельного соединения:

• высокая прочность при правильно подобранном диаметре и материале;
• отсутствие коррозии (у деревянных нагелей);
• возможность совместной работы с клеевым составом;
• простота изготовления и монтажа.

Ограничения:

• нагельное соединение не является разборным;
• при недостаточной влажности нагеля возможно ослабление соединения со временем;
• металлические нагели в древесине могут вызывать коррозионное разрушение в условиях повышенной влажности.

¶См. также

• Шиповое соединение
• Штифт
• Сруб
• Дюбель

¶Источники

• ГОСТ 32527-2010. Конструкции деревянные. Термины и определения
• Кутепов М. Е. «Деревянные конструкции» — М.: Высшая школа
• Попов И. Н. «Деревянные конструкции» — учебное пособие
• Справочник конструктора машиностроения в 3 томах — М.: Машиностроение