Стоит ли лезть в петлю?

Нет, это не о том, о чём вы подумали…

Во-первых, петля это не только то, что из веревки, это еще и то, на чем вращается дверь, а во-вторых, “влезать” - означает еще и углубленно изучать, анализировать плюсы и минусы, искать пути (желательно гениально простые) увеличения плюсов и уменьшения минусов.

Итак, попробуем “влезть”?!

Сразу договоримся - речь будем вести в основном о петлях металлических дверей, сделанных не “абы как”, а на уровне”.

Для начала: сколько петель должно быть на двери?

Миф первый: “Чем больше, тем лучше! Ну уж, во всяком случае, для тяжелой двери никак не меньше трех”

Что ж, давайте разбираться.

В принципе, двух достаточно? Да, в принципе, дверь на двух петлях будет вращаться, ни куда не денется!

Тогда зачем нужна третья, (четвертая, пятая и т.д.)? Ведь очевидно, что это усложнение-удорожание, ухудшение дизайна, увеличение трения, числа точек обслуживания (смазки), резкое затруднение операции навешивания полотна… А кроме того, еще из школьного курса геометрии известно, что через две точки всегда можно провести прямую, а вот, через три - только в одном, идеальном случае! Но идеальным бывает только лишь отдых на Канарах по классу “В.И.П.”, да и то за чужой счет.

А в жизни идеально приварить по прямой (как говорят - соосно) невозможно даже две половинки одной петли, не говоря уж о третьей петле по отношению к двум остальным. И если мы приварим петли на реальную дверь в закрытом положении полотна, то по мере открывания двери, третья петля обязательно “убежит” с оси вращения (т.е. идеальной прямой между двумя крайними петлями). А в результате резко возрастет трение в петлях, дверь начнет “тянуть” (и чем жестче, мощней, тем сильней!), появится скрип и пр. “прелести”.

Но как же выходят из положения “дверники”, производящие двери с тремя и более петлями? Довольно просто… Во-первых, ось в петле делают “болтающейся” - т.е. по диаметру существенно меньше диаметра канала, во-вторых, конструируют дверь “похилей” (металл потоньше, сварочных швов поменьше, ребра не очень жесткие - авось “отыграет”!), в-третьих, дверную коробку “сажают” в проем с большими зазорами и на “пене”, которая упруго пружинит в ответ на деформации коробки.

Пока сплошные минусы…

И это без учета вреда, наносимого каждой петлей, внешнему виду двери.

Тогда, может, большое количество петель необходимо, чтобы уменьшить нагрузку на каждую? Повысить срок их службы и надежность работы?

Но и здесь не очень-то получается…

Всегда дверь (неважно сколько у нее петель) реально опирается по вертикали лишь на одну петлю, причем обычно, не известно, (если заранее не заложено) на какую, а остальные (хоть 10) лишь “имитируют” работу - усиленно “кряхтят” (скрипят). Уточним, что это верно для петель на подшипниках, или где ось опирается о шарик и практически не изнашивается с торца. Причем, лучше всего, если эта опорная петля находится внизу и не деформирует дверную коробку.

Это мы проанализировали вертикальные нагрузки, которые обычно составляют около ¾ от веса дверного полотна. А что с горизонтальными? Ведь дверь ещё и стремиться упасть с петель в сторону. Вот здесь то две петли - верхняя и нижняя работают совместно, ибо (для полотна, открытого на 90º) верхняя открывается силой примерно ¼ веса полотна, а нижняя прижимается (или сдвигается) такой же силой. Сопротивляются этим силам сварочные швы петель и оси петель, как говорят работают на срез. Оси изгибаются, трутся боковыми поверхностями, изнашиваются. Вот тут-то и может помочь третья петля - если полотно и дверная коробка не очень жесткие и если она расположена рядом с верхней петлей! Но никак не в случае, если она находится посередине высоты двери (как бывает очень часто)!!! Там она не помощница ни верхней, не нижней петле! И от неё больше вреда, чем пользы…

А чтобы польза перевесила вред, нужно резко повышать качество дверей, в частности линейность плоскостей и стыков, резко усложнять петли, делать их регулируемыми (или адаптивными) и т.п. Но в этом случае не только цена дверей значительно возрастёт, но и требования к точности и качеству их установки и регулировки. Так что путь этот тупиковый, мало оправданный!

Технико-экономический анализ показывает, что оптимальным для «приличной» двери явилась бы подвеска полотна на двух высокопрочных, износоустойчивых, не боящихся перекосов, хорошо закрепленных петлях.

Другое дело, что каждый, даже не «технарь» понимает, что если и «выдирать» дверную створку, ломая петли (или перепиливая их оси), то чем петель больше, тем сделать это сложней.

Но уже давно, рассчитывая на такой «неджентельментский» вариант взлома грамотные разработчики не надеются на прочность петель, а вводят так называемые «пассивные ригеля» (противосъемные элементы). А некоторые фирмы (типа MUL-T-LOCK) с гордостью объявляют, что от замка и в сторону петель выдвигаются ригеля. Хотя это откровенная глупость, неоправданное усложнение. Гораздо надежней, скажем, пассивный противосъемный элемент по всей высоте стыка полотно-коробка.

К сожалению таких дверей крайне мало. Может ещё и потому, что внешне они не производят «мощного» впечатления: «Фи ….., всего две петли, видимо хилая дверь» и выбирают помощней - с тремя и более петлями, да еще и размещенными на двери равномерно - но не только по углам, но и посередине. Круто!!!

Ну ладно, допустим, с количеством петель мы разобрались. Похоже, что и здесь верна пословица: “Лучше меньше, да лучше!”

Переходим ко второму вопросу: как должны располагаться петли? Насколько нужно отступать сверху и снизу?

Увы, и в этом вопросе сплошной разнобой, если судить по разговорам со специалистами - дверниками и по дверям, представленным на рынке, как отечественных так и импортных.

В поисках ответа на предыдущий вопрос мы, вроде, опредилились, что вертикальная нагрузка для “толковых” петель не страшна, особенно, если нижняя петля является опорной и закреплена не на хилой коробке, а, скажем, стоит на полу.

Значит, вероятно, по поводу нижней петли можно смело утвердить, что чем ниже она расположена, тем лучше. В идеале нижняя, опорная петля должна стоять на жестком полу проема не нагружая коробку! А верхняя?

Если рассматривать, какие из зон дверной коробки и дверного полотна самые прочные (жесткие), то, не влезая в дебри сопромата можно утверждать, что такими зонами, безусловно, являются углы. Поэтому крепить элементы подвески целесообразно именно на углах двери, где деформации полотна и коробки будут минимальны.

Теперь вспомним, что для петель не страшны даже весьма значительные вертикальные нагрузки, особенно, если главной, опорной петлей является нижняя, стоящая на полу, а основной неприятностью для них оказываются горизонтальные нагрузки.

Как же влияют (и влияют ли?) варианты размещения петель по высоте на величину горизонтальной нагрузки на петли и их оси (разумеется, при одном и том же весе двери)?

Так вот … Если предположить, что мы можем разнести петли по вертикали, как говорят, “в бесконечность”, то горизонтальные нагрузки исчезнут вовсе, останутся лишь вертикальные!

А если наоборот, петли сблизить максимально, как говорят, “свети в точку”, то горизонтальные нагрузки на них станут бесконечно большими и вырвут “к черту” любые петли!

Вывод?!

На реальной двери чем больше разнесены петли по вертикали, тем лучше! И то, что практически на всех металлических дверях (даже банковских!), представленных на рынке (кроме дверей, извините, разработки ОКБ “БАРК”) это совершенно не учитывается, говорит лишь о том, что думать в кругах “дверников ‘- традиционалистов не принято!

В какую часть «петлевой» проблемы мы ещё не «влезали»?

Пожалуй, в конструкцию собственно петли.

Так какую конструкцию выбрать как оптимальную для металлической двери, скажем, среднего ценового класса?

Для анализа и сравнения возьмем четыре основных классических типа петель:

а) простейший - штырь (ось) одной полупетли вращается в отверстии другой;

б) то же, но ось опирается о шарик на дне цилиндрического канала, резко снижающий трение и износ торцевых поверхностей;

в) меж двух полупетель расположен подшипник, воспринимающий вертикальные нагрузки;

г) различные варианты петель а), б) и в) с возможностями регулировок как по высоте вылета оси, так и по ее положению относительно оси корпуса петли.

Все вышеперечисленные варианты гарантируют малоприятное прямое воздействие горизонтальных составляющих веса двери на оси петель, а в результате, не гарантируют многолетней безотказной работы без излишнего трения, скрипа, люфтов и т.п., и, кроме того:

  • вариант а) - опора по вертикали приходится либо на торцы корпусов полупетель, либо на торец оси, что слишком быстро приводит к срабатыванию, проседанию петель, к скрипу и заеданиям и даёт ещё массу отрицательных побочных эффектов;

  • вариант б) - гораздо лучше в части вертикальных составляющих, но все «прелести» трения боковой поверхности оси о стенки канала сохраняются, петли весьма критичны к перекосам, сложны при навешивании и т.п.;

  • вариант в) - роль подшипника практически та же, что и шарика в варианте б), но петля значительно сложней и дороже, больше (как правило) по диаметру, а минусы те же, что и в б);

  • вариант г) - в реальных стальных дверях, в которых петли привариваются «по месту» на коробку и полотно в закрытом положении с правильно установленными (с помощью специальных прокладок) зазорами роль регулировок практически нулевая, т.к. в закрытом состоянии дверь (ещё раз подчеркну, это важно - с петлями правильно приваренными по месту) не требует регулировок (полотно и так располагается как надо!), в открытом положении створки тем более регулировки не нужны!

Следовательно, в таком случае регулировки петель имеют смысл лишь по вертикали для компенсации частичных разрушений опорных торцов петель. Но и здесь задача предотвращения проседания двери проще, надежней и дешевле решается в вариантах б) и в), а регулировки по горизонтали служат лишь рекламно-накруточным целям и эффективны для «запудривания» мозгов дилетантам-покупателям, не более!

Каков же конечный вывод, что предпочесть?

Увы, являясь автором ряда изобретений в этой области, я не могу быть беспристрастным и выводы (а, следовательно выбор) оставляю за читателем…

Тех, кто заинтересуется бесштыревыми шаровыми петлями «БАРК-ПШ», их характеристиками и т.п., отправляю к соответствующим материалам ОКБ «БАРК».

Руководитель

ОКБ «БАРК» Леваков Борис Васильевич

 

Р.S. В данном материале не затронутыми остались такие темы как:

  • о векторах сил, действующих на петли (более подробно);

  • о различиях в нагрузках и условиях эксплуатации полупетель полотна и дверной коробки;

  • о выборе точек поворота, при проектировании подвеса двери;

  • о плюсах и минусах скрытых петель и их аналогов;

  • о материалах, целесообразных для производства петель;

  • о защите петель от различных видов воздействий, в т.ч. криминальных;

  • о способах крепления петель.

 

В случае, если у читателей будет выявлена достаточно серьезная заинтересованность в освещении этих вопросов, разговор может быть продолжен.

Автор: Леваков Борис Васильевич