Нагель — крепёжный элемент из дерева или металла¶

Нагель — цилиндрический крепёжный элемент (шпилька, шкантик), применяемый для соединения деталей в деревообработке, столярном деле, судостроении и строительстве. В отличие от гвоздя, нагель не имеет головки и острия: он представляет собой гладкий или рифлёный стержень круглого, квадратного либо трапециевидного сечения, который устанавливается в предварительно просверленное отверстие («нагелевое гнездо») и удерживает детали за счёт трения и клеевого соединения.

¶Этимология

Слово «нагель» имеет немецкое происхождение (нем. Nagel — «гвоздь, шип») и пришло в русский язык через столярную и кораблестроительную терминологию. В русском языке термин закрепился в XIX веке, когда активно развивалось отечественное судостроение и деревянное домостроение, а немецкие мастера-плотники составляли значительную часть специалистов. В современном русском языке слово имеет два основных значения: узкотехническое (крепёжный шплинт) и разговорно-переносное (гвоздь, крепёж вообще).

¶Виды нагелей

По материалу изготовления:

• Деревянные нагели (шканты) — изготавливаются из твёрдых пород дерева (дуб, бук, берёза, ясень). Наиболее распространены в столярном деле. Диаметр типовых деревянных нагелей — от 6 до 20 мм, длина — от 20 до 100 мм.
• Металлические нагели — стальные, латунные, алюминиевые. Применяются при повышенных нагрузках, в машиностроении и строительстве.
• Пластиковые нагели — из полиамида (нейлона) и других полимеров. Используются при работе с материалами, чувствительными к коррозии металла.
• Бетонные нагели — применяются в строительстве для связки элементов кладки из ячеистых бетонов.

По форме сечения:

• круглые (наиболее распространены);
• квадратные;
• трапециевидные (клиновидные) — обеспечивают более плотную посадку при забивании.

По конструкции:

• гладкие — удерживаются преимущественно за счёт клея;
• рифлёные (фрезерованные) — имеют продольные или спиральные канавки, увеличивающие площадь контакта с клеем;
• полые (трубчатые) — с внутренним каналом для отвода излишков клея и воздуха, что повышает прочность соединения.

¶Применение в столярном деле

В столярном производстве нагели используют для соединения деталей мебели, рам, дверей, оконных блоков. Типичная технология: в обеих деталях сверлятся совпадающие отверстия, в одно из них наносится клей (ПВА, казеиновый, эпоксидный), после чего нагель вставляется и детали стягиваются струбцинами до полного высыхания клея.

Преимущества нагелевого соединения:

• отсутствие видимых крепёжных элементов с лицевой стороны;
• отсутствие металла, который может повредить режущий инструмент при последующей обработке;
• равномерное распределение нагрузки по площади соединения;
• возможность комбинации с другими видами крепежа.

Недостатки: необходимость точного сверления отверстий (рассогласование приводит к перекосу деталей), снижение прочности соединения при усыхании древесины.

¶Применение в судостроении

В деревянном кораблестроении нагели (также «шплинты», «коксы») исторически применялись для скрепления шпангоутов, стрингеров и обшивки. В российском флоте XVIII–XIX веков нагельное крепление корпуса деревянных судов было основным способом сборки. Отверстия просверливались насквозь через несколько слоёв обшивки, а нагели забивались и подпиливались заподлицо. В современном судостроении нагели применяются при ремонте деревянных и композитных судов.

¶Применение в строительстве

В строительстве деревянных домов из бруса и бревна нагели («нагели для бруса», «круглые нагели») служат для вертикальной связки венцов сруба. Диаметр — обычно 24–30 мм, длина подбирается с таким расчётом, чтобы нагель связывал 2–3 венца. Материал — сухая древесина твёрдых пород, реже — сталь или стеклопластик. Нагели предотвращают смещение венцов при усадке сруба и повышают устойчивость конструкции к горизонтальным нагрузкам.

В кладке из газобетона и пенобетона нагели («химические анкеры», «клеевые нагели») используются для связки армопоясов и укрепления кладки.

¶Размеры и стандарты

Точные размеры нагелей регламентируются отраслевыми стандартами и техническими условиями. В России действует ряд ГОСТ и ТУ на деревянные шканты (нагели), например, на шканты цилиндрические для мебельного производства. Типоразмеры подбираются в зависимости от толщины соединяемых деталей: правило «длина нагеля — не более удвоенной толщины детали, в которую он входит».

¶Интересные факты

В немецком языке слово Nagel означает и «гвоздь», и «ноготь» — этим объясняется сходство русского разговорного выражения «до последнего гвоздя» с немецким bis auf den letzten Nagel. В авиации существует термин «нагелевое соединение» для обозначения штырьковых (нагельных) креплений лопастей вертолётов — в этих узлах используются прочные стальные нагели, воспринимающие знакопеременные нагрузки.

Источники:

• ГОСТ и ТУ на деревянные шканты для мебельного производства
• Справочник по столярно-плотничным работам
• Энциклопедия кораблестроения
• Справочник по деревянному домостроению