Внутренний угловой соединитель для алюминиевого профиля

Недавно я опубликовал миниобзор с применением на Винт М6 ISO 7380, где и был поднят вопрос, что лучше — внутренний угловой соединитель или т.н. blind joint?

И сегодня мы будем это проверять.

К тестированию присоединятся внешний угловой соединитель 20x20 и, пожалуй, претендент на лучший результат — Г-соединитель (пластина) 60х60. Но это не точно.

Поставляются угловые соединители в простом пакете. Купил 3 штуки — на случай, если один сломаю, а второй потеряю.

Даже установочных винтов в комплекте нет (резьба М4). Соединители не магнитятся совсем.

Есть чертеж (pdf) и 3D модель

Материал изготовления в каталоге алюминий, хотя на чертеже указана «сталь с гальваническим покрытием». В некоторых магазинах (от других производителей) указаны «литой цинк под давлением» или «силумин, алюминий». Покрытие, судя по цвету и блеску — больше похоже на никель, а не цинк (но я не материаловед).

Для испытания подготовим груз ровно 0.5 кг (килограмм не стал брать, а то мало ли что)

Дальше будут фото производственного бардака и неокрашенных стен — прошу понять и простить.

Собираем стенд — 4 профиля ровно по метру, вертикальный профиль намертво прикручен к брусу через шайбы, дабы исключить трение о брус. Все соединения выставлены по угольнику в лежачем виде, примыкание профиля — волос не пролезет.

Соединения сверху вниз:

blind joint — подробно описано в посте. Саморез PZ2 (какой был) фиксирует вертикальный профиль, на него не смотрим.

Г-соединитель 60х60, материал — сталь с порошковым покрытием. Крепление — сухари пазовые 10 мм М5 (на ali), винты М5, гровер, плоская шайба.

угловой соединитель 20x20 (на ali). Крепление — сухари пазовые 10 мм М5. Винты М5 нужно брать с низкой головкой, иначе они упираются друг в друга, или отказаться от шайб.

внутренний угловой соединитель (установочных винтов М4 у меня не было)

Перепроверяем:

Приемлемо

Можно приступать к тестированию — консоль с нагрузкой в конце. Вес угломера (уровня) — 74 г.

blind joint — отклонение от горизонтали 0.35°

Г-соединитель 60х60 — 0.15°

угловой соединитель 20x20 — 0.30°

внутренний угловой соединитель — 1.05°

Добавим нагрузку 0.5 кг.

Прогиб по калькулятору для консольной балки из профиля 2020 с нагрузкой в конце:

под собственным весом профиля: 1.121 мм (0.064°)

под нагрузкой 0.5 кг: 3.398 мм (0.195°)

blind joint — отклонение от горизонтали 1.15°

Г-соединитель 60х60 — 0.50°

угловой соединитель 20x20 — 0.85°

Все в порядке все рассчитано, на нижний профиль он не опирается

внутренний угловой соединитель — 6.75°. Эти соединители лучше не ставить «на отрыв». Переделываем

Разворачиваем этажерку наоборот:

Вот теперь нормально. При таком креплении внутреннего углового соединителя удается снять с него значительную часть нагрузки, отклонение от горизонтали — 0.75° при нагрузке 0.5 кг / 1 м

угловой соединитель 20x20 — 0.50°, Г-соединитель 60х60 — 0.45°, blind joint — 1.10°

Заключение

Наилучшие результаты ожидаемо показали Г-соединители 60х60 (крепежные пластины) — при усилии 4.9 Н отклонение от горизонтали при установке снизу балки — 0.50°, выше — 0.45°. Видно, что данный способ крепления хорошо работает в обе стороны. Но этот способ самый затратный по бюджету, и не всегда возможно терять столько места на профиле.

Дальше идет угловой соединитель 20x20 — отклонение 0.85° (установка снизу от балки) и 0.50° (сверху). Правильное расположение этих уголков позволяет снять с них заметную часть нагрузки, так что они могут потягаться в жесткости с монтажными пластинами. Стоят они достаточно дешево, но показывают очень неплохие результаты. Однако малые размеры накладывают сильные ограничения на выбор крепежа. Есть соединители 40x40 — если размеры позволяют, они могут стать неплохим выбором.

blind joint — отклонение 1.15° (в первом опыте) и 1.10° (во втором). Очевидно, либо я раскачал этажерку, либо погрешность измерений 0.05°. Из плюсов — очень бюджетный метод, и позволяет не терять полезное место на профиле.

Герой обзора — внутренний угловой соединитель, если установить снизу балки, показывает свою полную несостоятельность — отклонение от горизонтали 6.75°. При установке сверху балки, удается снять значительную нагрузку с соединителя, отклонение составляет 0.75°, что лучше, чем blind joint, но хуже остальных методов (при аналогичном креплении). Данные внутренние угловые соединители (как и угловые соединители 20x20), сделаны из сплава цинка с пластилинием, и подойдут только для малонагруженных конструкций.

Устанавливать внутренний угловой соединитель можно несколькими способами:

Для обеспечения нормально работы соединителя, в верхней части рамы их нужно размещать как на картинке справа, что связано с рядом неудобств. Если собирать подобным методом хоть сколько-нибудь сложную конструкцию, например раму какого-нибудь сложного 3D принтера (Voron, Vostok, ...) — можно не раз пожалеть о своем выборе.