Как изготовляют отверстия под заклепки в ответственных соединениях

Обновлено: 04.07.2024

Не смотря на то, что технология вытяжных заклёпок сильно упростила создание заклёпочного соединения, существуют определённые моменты, на которые следует обратить внимание, ведь при неправильной установке даже самые качественные заклёпки не смогут обеспечить надежного соединения материалов.

О чём следует подумать на подготовительном этапе:

- Конфигурация заклёпочного соединения

Прежде чем купить заклёпки, определите какие значения усилия на срез и на растяжение необходимы для отдельно взятого заклёпочного соединения проектируемого узла. Именно эти характеристики определяют прочность всего заклёпочного соединения и именно от них надо отталкиваться в расчёте интервала между заклёпками, в выборе материала и диаметра заклёпок. После этого воспользуйтесь каталогом производителя для определения ключевых характеристик заклёпок, которые лучше других подойдут для вашего проекта.

- Толщина пакета заклёпочного соединения.

У вытяжных заклёпок есть ещё одна важная характеристика - толщина пакета. Эта величина показывает диапазон (минимальную и максимальную толщину соединяемых материалов), в пределах которого заклёпка определённой длины обеспечит надёжное соединение. Для того, чтобы подобрать заклёпки для вашего проекта обязательно измерьте общую толщину соединяемых материалов. Не ориентируйтесь в своём выборе на длину заклёпки! У различных поставщиков характеристики заклёпок могут отличаться и при равной длине могут иметь различный рабочий диапазон. Выяснив толщину соединяемых материалов, вы без труда подберёте заклёпку подходящего размера в каталоге производителя - важно, чтобы значение общей толщины соединяемых материалов находилось в пределах диапазона, указанного в графе “толщина пакета”. Помните, недостаточная длина заклёпки не позволит сформировать полноценную обратную головку, а чрезмерная длина приведёт к её излишней деформации - оба варианта недопустимы, так как не гарантируют надежного соединения деталей.

- Выбор материала вытяжной заклёпки

Немалое влияние на прочность заклёпочного соединения оказывает правильный выбор материала, причём, значение имеет не только материал заклёпки, но и материалы соединяемых поверхностей. В данном случае можно руководствоваться простым правилом - материал заклёпки по своим физическим и механическим свойствам должен быть максимально приближен к свойствам материалов соединяемых поверхностей. Использование разнородных материалов может привести к быстрому износу заклёпочного соединения вследствие усталости материалов или гальванической коррозии. Больше информации о том, как правильно подобрать материал заклёпки, читайте в статье: Как правильно подобрать материал вытяжной заклёпки.

- Размер и тип отверстия под заклёпку

Размер отверстия под заклёпку оказывает большое влияние на качество всего соединения. Слишком маленькое отверстие усложнит монтаж заклёпок и, возможно, станет причиной некачественного заклёпочного соединения. Слишком большое отверстие ослабит характеристики заклёпок на срез и на разрыв. Как правило, при создании такого соединения заклёпка будет деформироваться не на обратной поверхности соединяемых материалов, а непосредственно внутри соединения, что приведёт к вздутию и расслоению соединяемых материалов. Для получения наилучшего результата рекомендуем вам уточнить диаметр отверстия под вашу заклёпку в каталоге производителя. В случае необходимости получения гладкой поверхности соединения, воспользуйтесь заклёпкой с потайной головкой. Для этого отверстие необходимо обработать зенковкой под потайную головку заклёпки. Заклёпка устанавливается заподлицо с поверхностью соединяемых материалов, образуя в месте соединения ровную поверхность. Перед установкой заклёпки хорошо прочистите отверстия – стружка и заусенцы вокруг и внутри отверстия недопустимы.

- Доступ к месту установки заклёпки.

Работая над проектом, не забудьте о том, что для установки заклёпки вам необходимо обеспечить доступ для заклёпочного инструмента. При планировании мест установки заклёпок, необходимо избегать углов, узких каналов и других мест, затрудняющих доступ клепальному инструменту. Если подобных ситуаций избежать невозможно, на помощь придут специальные инструменты для установки вытяжных заклёпок в труднодоступных местах. Кроме того, практически у каждого серьёзного производителя заклёпочной техники, существует специальная оснастка для таких случаев. Как правило, эта оснастка совместима со стандартным инструментом и её можно приобрести отдельно.

Теперь, когда подготовительная часть работ завершена и мы определились с выбором заклёпки, рассмотрим несколько ситуаций, которые могут возникнуть во время установки заклёпки.

1. Соединение деталей разной толщины.

В случае необходимости крепления тонкой детали к более толстой постарайтесь производить установку заклёпок со стороны более тонкого материала, так чтобы обратная головка формировалась со стороны более толстой, а следовательно и более прочной детали. Если такой возможности нет подложите шайбу соответствующего диаметра со стороны более тонкого материала - это защитит поверхность от деформации и позволит создать более прочное соединение.

2. Соединение мягкого и твёрдого материалов.

В случае крепления детали из мягкого материала к более твёрдой поверхности, лучше всего воспользоваться вытяжной заклёпкой с увеличенным буртиком, причём обратная головка должна формироваться со стороны более твёрдого материала. Если такой возможности нет, подложите шайбу соответствующего диаметра со стороны мягкого материала - это позволит создать более надёжное соединение. Кроме того, для соединения мягких материалов существуют распорные и лепестковые заклёпки.

3. Соединение хрупких деталей и деталей из пластика.

Для соединения хрупких деталей лучшего всего подойдут пластиковые, распорные и лепестковые заклёпки. В случаях, когда соединяемые детали из пластика обладают достаточной прочностью, вполне допустимо использование стандартных вытяжных заклёпок.

4. Головка заклёпки.

Форма головки заклёпки подбирается в зависимости от требований, предъявляемым к поверхности соединения. Если выступ на лицевой поверхности соединения недопустим, необходимо использовать заклёпку с потайной головкой - этот тип заклёпок устанавливается заподлицо и обеспечивает гладкую поверхность в месте соединения. Также существуют особые заклёпки для получения потайной головки с обеих сторон соединения.

5. Герметичное соединение.

Для создания пыле- и водонепроницаемого соединения применяются вытяжные заклёпки закрытого типа или, как их еще называют “глухие” вытяжные заклёпки. Такой вид заклёпок полностью “запечатывает” отверстие, препятствуя попаданию пыли, влаги и испарений внутрь соединения.

6. Крепкое соединение.

Поскольку для установки заклёпки необходимо приложить достаточно большое усилие, нельзя назвать соединение A на изображении удовлетворительным. Соединения B и C - более подходящий способ решения той же задачи. Для создания более крепкого соединения используйте высокопрочные или усиленные заклёпки.

7. Доступ для инструмента.

При выполнении соединений в труднодоступных местах, убедитесь в том, что вокруг места установки заклёпки есть зазор, необходимый для полноценной работы за клепочника. Если подобраться к месту установки не удаётся, попробуйте установить заклёпку с обратной стороны. Кроме того, производители заклёпочной техники предлагают множество дополнительной оснастки для установки заклёпок в труднодоступных местах.

8. Расстояние от края.

Для получения оптимального с точки зрения прочности заклёпочного соединения следует помнить, что расстояние от оси заклёпки до края соединяемого материала не должно быть меньше двух диаметров заклёпки. В узлах, где прочность соединения не имеет большого значения, расстояние до края материала может быть меньше.

9. Осевой зазор с обратной стороны рабочей поверхности.

Осевой зазор - это расстояние от буртика заклёпки до головки её стержня за вычетом толщины соединяемых материалов. При проектировании соединения, необходимо закладывать осевой зазор, необходимый для правильного формирования обратной головки.

10. Работа с мягкими и рыхлыми материалами.

Поскольку мягкие материалы имеют свойство сжиматься, они, как правило, не могут обеспечить необходимую для установки резьбового соединения жесткость. В данном случае в качестве дополнительной поддержки рекомендуется использовать специальные втулки для установки вытяжных заклёпок.

11. Работа с профилем.

В силу своей особенности, а именно возможности односторонней установки, вытяжные заклёпки часто используются для соединения различного рода профиля. Работая с профилем, постарайтесь рассчитать соединение таким образом, чтобы обратная головка заклёпки формировалась на ближайшей к соединяемому материалу стороне профиля, не захватывая дополнительных секций.

12. Комплексные соединения.

При помощи вытяжных заклёпок возможно создание комплексных соединений - соединений, включающих в себя более двух деталей. Здесь важно, чтобы до момента установки заклёпки детали были надёжно закреплены для правильной конфигурации соединения.

13. Работа с трубками.

При соединении трубки с пластиной, наилучший результат будет достигнут, если с одной стороны трубка будет иметь плоскую поверхность, как показано на эскизе C. В случае, если трубка полностью круглая, соединение также будет надёжным, хотя и чуть менее прочным (эскиз B). При этом старайтесь избегать соединений, в которых заклепка будет проходить сквозь обе стенки трубки (эскиз A) - подобные соединения наименее надёжны.

Заклепочные соединения

Клепкой называют метод получения неразъемного неподвижного соединения с помощью заклепок. Клепку применяют в тех же случаях, что и вальцевание. Клепаные соединения надежно работают в условиях вибраций и ударных нагрузок, при высоких и низких температурах и давлениях, обеспечивая герметичность соединения.

Заклепку (в холодном или горячем состоянии) из пластичного материала устанавливают в совмещенные отверстия соединяемых деталей. Перед установкой заклепка имеет одну головку, называемую закладной. Под действием приложенных сил стержень заклепки пластически деформируется и образуется замыкающая головка заклепки, которая стягивает соединяемые детали.

В стыке соединяемых деталей возникают силы трения, которые воспринимают внешнюю нагрузку (или ее часть). Стержень заклепки также может воспринимать внешнюю нагрузку.

Клепаные соединения делят на свободные и прочные. В свободном соединении заклепка выполняет роль оси вращения (например, у угломера, циркуля).

Прочные соединения выполняют внахлестку, с одной и двумя накладками. По числу рядов заклепок различают однорядные и многорядные соединения. Заклепки могут располагаться в шахматном порядке и параллельными рядами (шахматный шов обеспечивает большую плотность соединения). Минимальный шаг заклепок определяется удобством клепки, а максимальный — плотностью и прочностью соединения.

Рис. 1. Схема клепки: 1 — поддержка, 2 — закладная головка, 3 — стержень заклепки, 4 — натяжка, 5 — соединяемые детали, 6 — обжимка, 7 — замыкающая головка

Во избежание электрохимической коррозии материал заклепок должен быть таким же, как материал соединяемых деталей. Заклепки изготовляют из углеродистой и легированной стали, меди, латуни, алюминия и его сплавов.

Наибольшее распространение имеют заклепки с полукруглой и потайной головкой. Применяют также заклепки с конической полупотайной головкой, а также взрывные заклепки, содержащие взрывчатое вещество.

Инструмент и оборудование для клепки. При ручной ударной клепке используют молотки с квадратным бойком, поддержки, обжимки и натяжки. Обжимка представляет собой цилиндрический стержень, имеющий на одном конце углубление для образования замыкающей головки заклепки. Обжимки изготовляют из инструментальной стали У8 или У8А, твердость их рабочей части 56—58 HRQ . Натяжка представляет собой цилиндрический стержень, на одном конце которого выполнено глухое отверстие, диаметр которого больше диаметра стержня заклепки на 0,3 мм. С помощью натяжки осаживают склепываемые детали вокруг заклепки (перед ее расклепыванием). Поддержка удерживает заклепку в рабочем положении и позволяет плотно прижать закладную головку к склепываемым деталям. Масса поддержки, используемой при ручной клепке, должна в 3—5 раз превышать массу молотка.

Для механизации клепки применяют пневмомолотки, клепальные гидравлические и пневматические пресс-скобы, прессы и клепальные машины. При горячей клепке заклепки нагревают в угольных, газовых и электрических печах.

Последовательность работ при клепке. Сначала размечают, а потом обрабатывают отверстия под заклепки. Для ответственных (высоконагруженных) соединений отверстия под заклепки сверлят; для менее ответственных — пробивают, для весьма ответственных — совместно сверлят и развертывают. Диаметр отверстий на 0,1—0,5 мм больше диаметра стержня заклепки.

Ударную ручную клепку выполняют следующим образом: в совмещенные отверстия соединяемых деталей вставляют заклепку; ударами молотка по натяжке склепываемые детали плотно прижимают друг к другу; затем осаживают стержень заклепки до полного заполнения им всего пространства отверстия; далее с помощью обжимки образуют замыкающую головку. В процессе клепки закладная головка все время находится на поддержке.

Стальные (диаметром до 8 мм), а также медные, латунные и алюминиевые заклепки можно расклепывать в холодном состоянии.

При горячем процессе стальные заклепки нагревают до температуры 1050— 1100 °С. Во время процесса каждую заклепку выдерживают под давлением рабочего инструмента для предупреждения ее вытяжки.

Клепку ведут вразброс (через две-три, а иногда и через большее число заклепок), чтобы предотвратить выпучивание и смещение отверстий.

Контроль: внешним осмотром выявляют дефекты замыкающей головки; простукиванием обнаруживают плохо затянутые головки; шаблонами выявляют головки, размеры которых меньше допустимых; щупами проверяют плотность прилегания головок. Заклепки, в которых обнаружены какие-либо из указанных дефектов, высверливают, а вместо них ставят новые.

Среди неразъемных соединений большое место занимают такие соединения, в которых скрепление деталей осуществляется заклепками. В машиностроении заклепочные соединения все чаще заменяют сварными либо резьбовыми соединениями. Однако заклепочные соединения широко применяют в металлических конструкциях (мостовых балках, фермах и пр.). Наибольшее распространение имеют заклепки со сплошными, трубчатыми и полутрубчатыми стержнями. Материал заклепок — сталь, медь, латунь и алюминиевые сплавы. Наиболее распространены заклепки с полукруглой, потайной и полупотайной головками.

При соединении деталей заклепками отверстия для них, как правило, должны быть подготовлены заранее. Сверление отверстий под заклепки одновременно в обеих деталях в процессе сборки применяют лишь в тех случаях, когда требуется повышенная точность в совпадении отверстий. Сверлят обычно по кондуктору. Диаметр сверла под заклепку должен быть на 0,1—0,2 мм больше диаметра заклепки. Если отверстие готовится под заклепку с потайной головкой, то его зенкуют.

Рис. 2. Виды заклепочных соединений

Метод образования головок заклепок при сборке соединений может быть прямым и обратным. При прямом методе клепки удары для получения головки наносят со стороны этой замыкающей головки, а при обратном методе клепки — со стороны закладной головки. Для получения плотного соединения деталей при прямом методе клепки необходимо тщательное обжатие; при обратном способе плотность достигается одновременно с образованием головки, и, следовательно, промежуточная операция затяжки устраняется.

Рис. 3. Погрешности заклепочных соединений

В процессе работы наиболее часто встречаются следующие погрешности заклепочных соединений:
— смещение оси заклепки получается при неправильном совмещении осей отверстий под заклепки;
— изгиб стержня заклепки в отверстии возникает при чрезмерном увеличении диаметра отверстия по сравнению с диаметром заклепки;
— сдвиг стержня заклепки в отверстиях сопрягаемых деталей объясняется не только увеличенным диаметром отверстий в сопрягаемых деталях, но и несовпадением осей отверстий сопрягаемых деталей или плохой фиксацией деталей;
— выпучивание стержня заклепки между поверхностями склепываемых деталей получается при слабом сжатии деталей перед клепкой или плохой зачистке торцов отверстий.

Неправильно поставленные заклепки удаляют (срубают или высверливают) и заменяют новыми.

Рис. 4. Виды заклепочных швов

В месте соединения деталей заклепками образуются заклепочные швы, которые могут быть однорядными и многорядными (обычно двух- и трехрядными). По расположению соединяемых листов различают швы внахлестку и встык с накладками (одной или двумя). В месте заклепочных швов заклепка подвергается деформациям смятия и сдвига (среза). В зависимости от числа плоскостей, по которым возможен срез, швы делят на односрезные (внахлестку и встык с одной накладкой) и двухсрезные (встык с двумя накладками).

Прочность заклепочного соединения в значительной мере зависит от размеров и формы замыкающей головки заклепки. Если головка сферическая, то ее размеры и форма зависят от размеров и формы лунки обжимки.

Правильность установки заклепок с полукруглой или полупотайной головкой контролируют по высоте шаблоном-высотомером, а с потайной головкой — линейкой и щупом, вставляемым в зазор между поверхностью заклепок и линейкой.

Рис. 5. Контроль правильности установки заклепок

В зависимости от конструктивных форм узла, размеров заклепок и масштаба производства клепку осуществляют вручную или с использованием пневматических приспособлений. Выбирая инструмент или оборудование для клепки, следует учитывать, что при применении маломощных клепальных машин или молотков клепка получается некачественной и экономически невыгодной вследствие повышенного расхода воздуха и времени на операцию. Чрезмерно мощный молоток или пресс также недопустимы, так как при их использовании заклепки будут разрушаться.

Если при клепке применяют пневматические молотки, то для защиты от шума используют противошумные наушники ПН-2К Для клепальщиков. Наушники ПН-2К состоят из чашечки, изготовленной из алюминия толщиной 1,5 мм, звукопоглощающего материала, уплотнителя из бестканевой окантовочной пленки толщиной 0,3—0,4 мм, заполненного дистиллированным глицерином, обжимного кольца, выполненного из той же пленки и служащего для крепления уплотнения к наушникам. Наушники надевают на голову работающего.

Заклепочные соединения – соединения, получаемые с помощью заклепок.

Рис. 2.25. Формирование замыкающей головки при клепке

аклепка – стержень круглого сечения с головками на концах, одну из которых выполняют заранее (закладная головка), а вторую (замыкающая) формуют при клепке (рис. 2.25). Соединение собирают путем установки заклепок в предварительно подготовленные отверстия в деталях (пакете листов) и последующей осадки (клепки) специальным инструментом замыкающей головки. В процессе клепки производят стяжку (сжатие) пакета, и за счет поперечной упругопластической деформации стержня происходит заполнение начального зазора между стержнем и стенками отверстия, приводящее часто к образованию натяга.

Обычно заклепками соединяют листовые конструкции.

По назначению различают соединения:

прочные – для передачи нагрузки;

плотные – для обеспечения герметичности;

прочноплотные – как для передачи нагрузки, так и для обеспечения герметичности.

Часто для обеспечения герметичности используют клей.

Достоинства заклепочных соединений:

Стабильность и контролируемость качества соединения.

Недостатки заклепочных соединений:

Высокая трудоемкость и низкая технологичность.

Повышенный расход металла.

Неудобные конструктивные формы, связанные с необходимостью наложения листов металла или применения специальных накладок.

Область применения заклепочных соединений:

Заклепочные соединения применяют, в основном, в конструкциях, в которых внешние нагрузки действуют параллельно плоскости стыка, а применение сварки, пайки и склеивания невозможно по конструктивным или технологическим соображениям.

Соединения, в которых нагрев недопустим из-за опасности отпуска термообработанных деталей или коробления окончательно обработанных точных деталей.

Соединения несвариваемых материалов.

В автомобилестроении, для рам грузовых автомобилей.

2.2.2 Конструкция заклепок

Рис. 2.26. Заклепки со сплошным стержнем

Заклепки со сплошным стержнем изготавливаются нормальной точности и повышенного качества (для ответственных соединений).

Рис. 2.27. Заклепки полупустотелые (а-в) и пустотелые (г-е)

Полупустотелые и пустотелые заклепки могут иметь полукруглую (рис. 2.27а,г), плоскую (рис. 2.27б,д) или потайную (рис. 2.27в,е) головку.

Кроме традиционных заклепок применяют:

заклепки из стержней с одновременным расклепыванием обеих головок и образованием гарантированного натяга по цилиндрической поверхности;

заклепки с потайной головкой и компенсатором – местной выпуклостью на головке, деформируемой при клепке и уплотняющей контакт головки;

заклепки для швов с односторонним подходом и с сердечником, который при осевом перемещении распирает заклепку, образует замыкающую головку, а потом обрывается и фрезеруется для обеспечения гладкой поверхности;

взрывная заклепка того же назначения, у которой замыкающая головка образуется в результате взрыва вещества, заложенного в отверстие заклепки. Взрыв вызывается нагревом закладной головки и стержня;

болт-заклепка в виде стержня, устанавливаемого с натягом, и высокой шайбы. При установке болта гайку обжимают на стержне, имеющем в этом месте кольцевые канавки, при этом хвостовую часть стержня обрывают;

заклепка с большим сопротивлением сдвигу в виде твердой пустотелой заклепки с потайной головкой, притягиваемой винтом.

2.2.3 Материалы заклепок

Требования, предъявляемые к материалу заклепок: прочность, пластичность для обеспечения легкости формирования головки, однородность с материалом соединяемых деталей во избежание электрохимической коррозии.

Стальные заклепки обычно изготавливают из сталей Ст2, Ст3, 09Г2 и др. Для соединения элементов из сталей повышенного качества целесообразно применять заклепки из тех же сталей, если возможно по условиям их пластического деформирования.

Из легких сплавов применяют латунь, медь, алюминиевые сплавы. Обычно применяют В65, Д15 и др.

Стальные заклепки диаметром до 8…10 мм и заклепки из легких сплавов расклепывают холодным способом, остальные заклепки – горячим способом.

2.2.4 Конструкция заклепочных соединений

Заклепочные соединения по конструкции разделяют на соединения внахлест (рис. 2.28а), соединения с одной накладкой (рис. 2.28б) и соединения с двумя накладками (рис. 2.28в).

Рис. 2.28. Основные типы заклепочных соединений

Типовыми примерами силовых заклепочных соединений могут служить балки, фермы, колонны в существующих строительных соединениях (рис. 2.29).

Рис. 2.29. Клепаные балки (а) и узел фермы (б)

При конструировании следует придерживаться следующих правил:

а) в элементах, работающих на растяжение или сжатие для уменьшения их изгиба, заклепки следует располагать возможно ближе к оси, проходящей через центр массы сечений, или симметрично относительно этой оси;

б) в каждом соединении для устранения возможности относительного поворота соединяемых деталей желательно использовать не менее двух заклепок;

в) заклепки по возможности следует размещать таким образом, чтобы соединяемые элементы ослаблялись меньше и их материал использовался более полно, т.е. следует предпочитать шахматное расположение рядному.

Диаметр заклепок d в односрезных силовых соединениях выбирают равным d = (1,8…2)s, в двухсрезной – d = (1,2…1,8)s, где s – толщины соединяемых элементов; большие значения – при малых s. В авиастроении принимают .

Минимальный шаг размещения заклепок определяется удобством клепки, максимальный – условиями плотного соприкосновения листов и зависят от жесткости соединяемых элементов.

2.2.5 Расчет заклепочных соединений

При нагружении заклепочного соединения продольной силой F (в пределах сил трения на поверхности контакта) нагрузка передается силами трения, которые в соединениях горячей клепкой без чеканки соответствуют условному напряжению заклепки на срез 80…90 МПа. Затем в работе начинает принимать участие тело заклепки, подвергаясь изгибу, смятию и сдвигу.

В плотном и точном соединениях необходимо, чтобы вся внешняя нагрузка во избежание местных сдвигов воспринималась силами трения.

2.2.5.1 Расчет заклепочных соединений при действии поперечной нагрузки

Расчет заклепок в соединении, находящемся под действием продольной нагрузки (рис. 2.30), сводится по форме к расчету их на срез и смятие.

где - площадь среза;

–диаметр заклепки;

i – количество площадок среза;

–допускаемые напряжения на срез для материала заклепки.

Рис. 2.30. Расчетные схемы односрезного и двухсрезного заклепочного соединения

где – площадь смятия;

s – толщина соединяемой детали;

–допускаемые напряжения на смятие.

Напряжение смятия действует в двух направлениях. Смятие одинаково действует как на боковую поверхность заклепки, так и на внутреннюю поверхность отверстия детали. Поэтому в качестве допускаемых напряжений на смятие принимаются допускаемые напряжения более слабого материала. Если материал соединяемых деталей одинаков, а толщина разная, то в качестве расчетной площади смятия принимается меньшая площадь, например, если (рис. 2.30б), то .

2.2.5.2 Расчет заклепочных соединений при действии продольной нагрузки

При работе заклепки на отрыв деталей (рис. 2.31) стержень заклепки испытывает растяжение, нижняя поверхность головки заклепки подвергается смятию, головка подвергается срезу по цилиндрической поверхности, являющейся продолжением стержня.

Напряжения растяжения в стержне заклепки:

где – площадь поперечного сечения стержня заклепки.

Напряжения смятия на нижней поверхности головки:

Рис. 2.31. Расчетная схема при работе заклепки на отрыв

де– площадь поверхности смятия.

Напряжения среза в головке:

где – площадь поверхности среза.

2.2.5.3 Расчет групповых заклепочных соединений

Расчет группового заклепочного соединения сводится к определению максимальной нагрузки, приходящейся на одну заклепку и расчету ее как одиночной. Расчетные схемы составляются по правилам для групповых резьбовых соединений (см. п. 2.1.10).

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Заклепки представляет собой крепежные элементы, с помощью которых создают глухое соединение листовых заготовок.
Их применяют при необходимости фиксации деталей и исключения их смещения по отношении друг к другу.

При выборе заклепок учитывают их вид и технические характеристики.

Так удаётся сделать прочное соединение, устойчивое к механическим нагрузкам.

Детали изготавливают из таких материалов как сталь, медь, алюминий и т.д. Особой прочностью отличается крепеж, изготовленный из мягкой стали. По конфигурации детали, используемые для неразъемного соединения, делят на несколько видов. Это вытяжные, резьбовые и с замыкающей головкой.

Первые состоят из пустотелой гильзы и стержня. Гильза оснащена сформированной головкой. Она предотвращает проскальзывание детали в отверстие. На одном краю стержня сформировано конусообразное расширение. При протягивании элемента через гильзу она расширяется и надежно фиксирует заготовки. Для вытягивания стержня используют специальный инструмент.

Резьбовые представляют собой пустотелую гильзу с нарезанной на конце внутренней резьбой. Деталь устанавливают в отверстие. Винт специализированного инструмента вкручивают в заклепку. При этом происходит смятие телагильзы, и она надежно фиксируется в заготовке.

Крепёж с замыкающей головкой представляет собой пустотелую или полнотелую деталь. Для монтажа необходим клепальный инструмент. Производители выпускают такие заклепки со следующими формами головки:

полукруглая;
коническая;
полупотайная;
плоская коническая;
потайная;
плоская;
коническая с подголовком.

От формы головки зависит область применения крепежа. Наиболее распространённые полукруглые и полупотайные детали.

Приемы ручной и механизированной клепки

В зависимости от условий образования замыкающей головки различают два метода клепки: прямой и обратный. При свободном подходе к заклепке с обеих сторон применяется прямой (или открытый) метод клепки, при котором удары наносятся со стороны стержня; закладная головка при этом упирается в поддержку (рис. 1,а).

Типы заклепочных соединений

Заклепки могут быть использованы для выполнения соединений различного типа. Этим обусловлена широкая область их применения. Возможно выполнение прочного, плотного и прочно плотного соединения.

В первом случае заклепки используют в местах, где необходимо надежно зафиксировать детали и исключить их смещение под действием механических нагрузок.

Плотное соединение подразумевает герметизацию отверстий. Часто такие конструкции применяют при сборке резервуаров различного объема. Предъявляются высокие требования к прочности плотного соединения. Технология монтажа предусматривает промазывание отверстий герметизирующим составом перед установкой заклёпки. Так исключается утечка рабочей среды.

Прочно-плотное соединение включает в себя характеристики обоих видов. Используется в местах, где необходима высокая прочность и герметичность. Такие соединения препятствуют утечке рабочей среды и устойчивы к механической нагрузке.

Заклёпочные соединения

Заклепочные соединения состоят из двух или нескольких листов или деталей, соединяемых (склепываемых) в неразъемную конструкцию с помощью заклепок

называют круглый стержень, имеющий сформированную закладную головку
1
на одном конце и формируемую в процессе клепки замыкающую головку
2
на другом его конце. При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение. Форма и размеры заклепок регламентированы стандартом (рис. 19).

Заклепочным швом

называют
соединение, осуществляемое группой заклепок
(рис. 20).

Рис. 18. Заклепочные соединения

Рис. 19. Формирование заклепочного шва

Рис. 20. Однорядное заклепочное соединение

Отверстия под заклепки в деталях продавливают или сверлят. При продавливании образуются мелкие трещины по периферии отверстий. Трещины могут быть причиной разрушения заклепочного шва во время работы. Продавленные отверстия применяют в малоответственных конструкциях. Сверление – процесс малопроизводительный и дорогой. Сверленые отверстия применяют в конструкциях, где требуется высокая надежность. При больших диаметрах отверстий практикуют продавливание с последующим рассверливанием.

Каждая заклепка имеет свою зону действия D

, на которую распространяется деформация сжатия в стыке деталей. Если зоны действия соседних заклепок пересекаются, то соединение будет плотным. Вследствие пластических деформаций в процессе клепки стержни заклепок заполняют отверстия и заклепки стягивают соединяемые детали. В результате относительному сдвигу склепанных деталей оказывают сопротивление как стержни заклепок, так и силы трения, возникающие на поверхности стыка.

Для обеспечения плотности шва иногда выполняют чеканку (пластическое деформирование листов, например, пневматическими молотками) вокруг заклепок и по кромкам листов.

Заклепки поставляются как готовые изделия.

Заклепочное соединение получают следующим способом.

В отверстия соединяемых деталей вставляют заклепки (см. рис. 19). Под закладную головку 1

устанавливают инструмент-поддержку. Специальной клепальной машиной или вручную (ударами молотка, кувалды) выступающий конец заклепки ( ) осаживают обжимкой в замыкающую головку
2.
Для стальных заклепок с мм производят клепку вхолодную, то же относится к заклепкам из цветных металлов и сплавов; с мм с нагревом заклепки до светло-красного каления (1000—1100 0С). Этот способ обеспечивает более высокое качество заклепочного шва, так как заклепки укорачиваются при остывании и стягивают детали, создавая на стыке их поверхностей большие силы трения, препятствующие относительному сдвигу деталей при действии нагрузки

Диаметры отверстий под заклепки dОТВ

выбирают по стандарту в зависимости от диаметра заклепки. Для холодной клепки можно рекомендовать

для горячей клепки

0,l
d3,
где d3 —

диаметр устанавливаемой заклепки.

Достоинства и недостатки заклепочных соединений по сравнению с другими видами неразъемных соединений.

Достоинства:

— высокая надежность соединения;

— удобство контроля качества клепки;

— повышенная сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам;

— возможность соединения деталей из трудносвариваемых металлов, например из алюминия;

— не дают температурных деформаций;

— детали при разборке не разрушаются.

— высокая стоимость, так как процесс получения заклепочного шва состоит из большого числа операций (разметка, продавливание или сверление отверстий, нагрев заклепок, их закладка, клепка) и требует применения дорогостоящего оборудования (станки, прессы, клепальные машины).

— повышенный расход материала для этого соединения (из-за ослабления соединяемых деталей отверстиями под заклепки требуется увеличение их толщины, применение накладок и т. п.);

— детали ослаблены отверстиями;

— высокий шум и ударные нагрузки при изготовлении;

— невозможность соединения деталей сложной конфигурации.

Область применения.

В настоящее время в связи с бурным развитием сварки заклепочные соединения имеют ограниченное применение (в конструкциях, для которых методы сварки и склеивания еще недостаточно разработаны или мало эффективны, а также в соединениях, работающих при больших вибрационных или ударных нагрузках при высоких требованиях к надежности соединения). Также в соединениях окончательно обработанных деталей, в которых применение сварки недопустимо из-за их коробления при нагреве. Большой объем клепально-сборочных работ производится при изготовлении летательных аппаратов. Некоторые самолеты имеют более миллиона заклепок. Заклепочные соединения находят применение в подъемно-транспортных машинах, в строительстве железнодорожных мостов, котлостроении и т. п.

Классификация.

Заклепочные швы классифицируют:

— по назначению — прочные швы (мостовые и крановые фермы, самолеты и т. д.), обеспечивающие прочность соединения, прочноплотные (в котлах и резервуарах с высоким давлением), плотные (в резервуарах с небольшим внутренним давлением), обеспечивающие прочность и герметичность;

— по взаимному расположению склепываемых деталей — швы встык с одной или двумя накладками (см. рис. 18) и швы внахлестку (см. рис. 19);

— по числу рядов (для швов встык число рядов учитывается по одну сторону стыка) — однорядные (см. рис. 20) и многорядные (рис. 21);

— по расположению заклепок в рядах — параллельные (рис. 22) и шахматные (рис. 23) швы;

— по условиям работы (по числу плоскостей среза) — односрезные швы — с одной плоскостью среза в каждой заклепке (см. рис. 20, 22) и многосрезные — с несколькими плоскостями среза каждой заклепки (двухсрезные — см. рис. 18; 23).

Рис. 21. Многорядное заклепочное соединение

Рис.22. Многорядное заклепочное соединение

Способы монтажа

Технология установки заклепок зависит от их вида. Монтаж возможен следующими способами:

Ручным. Используется для установки элементов с замыкающей головкой. Деталь устанавливают в отверстие. Выступающий стержень расклепывают специализированным инструментом. Для получения более прочного соединения возможен нагрев метизов до высокой температуры.
Механизированным. Применяют специализированный пневматический, гидравлический или электрический инструмент. В случае с вытяжными заклепками возможно применение приспособлений механического типа. Технология предусматривает надежный захват стержня и его протягивание через гильзу.
Машинным. В производственных масштабах применяют специализированное оборудование. Так изготавливают неразборные соединения высокой прочности.

После сборки проверяют правильность посадки метизов. Так удается достичь соединения высокой прочности и герметичности.

Преимущества

Широкая область применения крепежа такого типа обусловлена рядом достоинств:

получение прочного соединения, устойчивого к механическим нагрузкам;
стыковка заготовок в местах, где применение резьбовых элементов и сварочного оборудования невозможно;
предотвращение утечки рабочей среды через монтажные отверстия;
возможность проверить качество соединения без применения сложного оборудования;
простота установки (это относится к вытяжным и резьбовым метизам);
устойчивость к вибрации и ударной нагрузке;
отсутствие нарушений физических свойств соединяемых металлов;
целостность соединяемых заготовок после разборки;
отсутствие температурной деформации.

Для получения качественного соединения следует правильно подобрать диаметр и длину крепежа. При расчете учитывают суммарную толщину листовых материалов. Диаметр изделия выбирают исходя из размеров подготовленного отверстия. Несоблюдение этого правила приведет к неправильной фиксации заготовок.

Все о заклепках

Популярность данного вида крепежа объясняется тем, что при работе с данной деталью достаточно иметь доступ только с одной лицевой стороны. Крепление заклепками проводится в тех случаях, если важна стойкость к вибрационным нагрузкам или скрепляемый материал их разных видов металла. Чаще всего заклепки используются для монтажа вентилируемых фасадов, при строительстве судов и самолетов, а так же во многих ремонтно-отделочных работах.

Установка заклепок проводится быстро и легко при помощи молота или специального инструмента – заклепочника. Еще совсем недавно про заклепки было мало известно и профессионалам приходилось, методом проб и ошибок, самим разбираться с такими вопросами как: как сделать заклепку, как поставить заклепку, как снять заклепку, как выбрать длину заклепки. В строительной сфере ходило много споров о том, что лучше заклепки или сварка, но так как сварка иногда бывает просто не возможна, то заклепки оказались прекрасной альтернативой. Время показало, что при грамотной работе, имея качественные, прошедшие сертификацию заклепки, соединение получается надежным и долговечным.

Применение заклепок для создания неразъемного соединения тонколистового металла получило широкое распространение, главное чтоб, материал заклепок был такой же, как и материал скрепляемых элементов, именно тогда, соединение получалось наиболее прочным. На рынке крепежных элементов представлены алюминиевые заклепки, железные заклепки, заклепки из нержавеющей стали, дюралевые заклепки и медные заклепки. Заклепки из нержавейки применяют для создания прочного соединения в агрессивной химической среде, они легко переносят любые погодные условия и влажный климат.

При этом, как и во всех ответственных моментах строительства, необходимо выбрать качественную продукцию. Продукцию необходимо подбирать по параметрам: производитель заклепки, стандарты производства заклепки (ГОСТ, DIN), материал заклепки (заклепки стальные, заклепки медные, заклепки алюминиевые, заклепки оцинкованные и заклепки из нержавеющей стали)

предоставляет большой ассортимент различных заклепок, таких как заклепка вытяжная Al/Al (алюминиевая с алюминиевым стержнем), заклепка вытяжная Al/St (алюминиевая со стальным стержнем), заклепка вытяжная Al/Нерж. (алюминиевая с нержавеющим стержнем), заклепка ГОСТ 10299, заклепка ГОСТ 10300, заклепка забивная, а так же заклепки гайки, заклепка-клемма, гвозди для точечной клепки BRALO и многие другие. Продукция, предлагаемая , имеет сертификаты качества и соответствует стандартам ГОСТ и DIN.

На сайте вы можете ознакомиться с широким ассортиментом заклепочных деталей, узнать имеющиеся размеры и типы заклепок, просмотреть фотографии, а так же прочитать краткое описание, узнать особенности и область применения каждой отдельно взятой заклепки. Для оформления оптового заказа на приобретение, какого либо из представленных видов крепежа, вы можете обратиться к нашим консультантам, они помогут оформить заказ и ответят на ваши вопросы.

Читайте также:

Из стали
s	до 1,5	1,5…2	2,5…3	3,5…4,5	5…6	7…9
d	4	6	8	10	13	16
s	10…12	13…17	18…22	23…28	29…31	≥32
d	19	22	25	28	31	34

smin	d		smin	d
smin	рекомендуемое	допускаемое	smin	рекомендуемое	допускаемое
1,0	2	2…3	5	10	8…13
1,5	3	2…4	7	10	10… 13
2,0	4	3…5	10	16	10…16
2,5	5	4…6	15	19	13…19
3	6	5…8	20	22	19…22
4	8	7…10	20	22	19…22

d	Однорядное соединение		Двухрядное соединение
	Однорядное соединение		шахматное			параллельное
	профиль	а	профиль	а	t	профиль	а	t
8	35× 35×4	20	50 × 50 × 5	20	15	60 × 60 × 5	24	21
10	40 × 40 × 5	22	60 × 60 × 5	24	18	65 × 65 × 6	22	25
13	50 × 50 × 6	27	75 × 75 × 6	28	24	90 × 90 × 8	31	34
16	60 × 60 × 8	32	90 × 90 × 8	32	29	100 × 100 × 8	33	39
19	75 × 75 × 10	40	120 × 120 × 10	38	47	120 × 120×10	38	47
22	90×90×12	50	130 × 130 × 12	46	44	150 × 150 × 12	50	58
25	90 × 90 × 14	46	150 × 150×14	55	50	180×180×14	60	70
28	—	—	150 × 150 × 16	51	50	180 × 180 × 16	55	73