Заклёпка - один из простейших видов крепежа для создания неразъёмных соединений. В общем случае - это стержневая или трубчатая деталь, имеющая на одном конце опорную "закладную" головку определённой формы. Устанавливается в соединении, как следует из названия, методом клёпки (а также усадки, вальцовки, протяжки, взрыва).
По форме заклёпки можно условно разделить на несколько основных типов:
- Заклёпки с замыкающей головкой (бывают полнотелые, пустотелые и полупустотелые)
- Заклёпки с протяжкой (называют также - отрывные или вытяжные)
- Заклёпки резьбовые (также называют - гайки клепальные)
Заклёпки с замыкающей головкой
Исторически первыми были изобретены заклёпки с замыкающей головкой - поэтому они получили наибольшее распространение. Такие заклёпки имеют с одной стороны закладную головку. Вторая головка, называемая замыкающей, формируется с помощью вальцовочного или клепального инструмента: клепальный молоток, клещи.
По форме головки заклёпки с замыкающей головкой делятся на:
- Заклёпки с полупотайной головкой
Также конструктивно они отличаются наличием отверстия внутри заклёпки:
- Полнотелые заклёпки - отверстие отсутствует
- Пустотелые заклёпки - трубчатые - имеют сквозное отверстие
- Полупустотелые заклёпки - под развальцовку - имеют глухое отверстие
Материалы для заклёпок
Заклёпки с замыкающей головкой могут быть изготовлены из разнообразных металлов и сплавов, которые хорошо поддаются пластической деформации.
Наибольшее распространение получили следующие материалы:
- Стали - в основном, используются пластичные высококипящие стали 03кп, 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп
- Нержавеющие стали - аустенитные стали 12Х18Н9, 08Х18Н10, 03Х18Н11, 12Х18Н10Т
- Алюминиевые сплавы - наиболее применимы сплавы АД , АД1 , алюминиево-магниевые сплавы АМг2, АМг5, АМг5П, АМг6 , сплавы АМц, В94, В65 , также используют дюралюминиевые сплавы Д1, Д16, Д16Т, Д18, Д18П, Д19П
- Латунные сплавы - в основном, сплав Л63
- Медь - марки МТ, М3
Маркировка заклёпок по материалам
Заклёпки могут быть маркированы на головке - для последующей идентификации. Маркировка может быть выпуклой или вогнутой (клеймение).
Алюминиевые сплавы | Сталь | Медь и латунь |
||||||
В65 | Д18П | Д19П | АМг5 | АМц | АД1 | 20ГА | 10, 20, 12Х18Н10Т | М3, Л63 |
без метки | без метки | без метки |
Определение длины заклёпки
Правильная установка заклёпки предусматривает создание полной формы замыкающей головки и отсутствие при этом каких-либо избыточных зазоров и наплывов. Для правильной установки заклёпки необходимо определить длину тела заклёпки, зависящую от толщины склёпываемых материалов и типа заклёпки.
"Справочник конструктора-машиностроителя" под редакцией Анурьева В.И. предлагает пользоваться одной универсальной формулой для всех форм головок заклёпок. Здравый смысл подсказывает, что такой подход ошибочный - поэтому воспользуемся формулами из другого источника: «Основы конструирования» под редакцией Орлова П.И., 1988 года.
Конструкция заклёпки | Припуск "Н" для заклёпок без зазора | Припуск "Н" для заклёпок с зазором |
H=1,2d | H≈1,2d+0,1S | |
H=0,54d | H≈0,5d+0,1S | |
H=0,6d | H≈0,5d+0,1S | |
H=0,8d | H≈0,7d+0,1S | |
H=d | H≈0,9d+0,1S | |
H=1,2d | H≈1,1d+0,1S |
Вычислив по формуле необходимый размер припуска, можно определить длину заклёпки L , прибавив к толщине склёпываемых материалов S значение припуска H . Затем необходимо выбрать ближайшее значение длины заклёпки из стандартного ряда длин. Для заклёпок утверждён стандартный ряд длин, согласно которого они и производятся (в мм):
- 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 58, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180
Пример расчёта длины заклёпки
Например, нам необходимо склепать несколько листов общей толщиной 32 мм; склёпывать будем без зазора заклёпками с полукруглой головкой Ø6 мм (1-я конструкция в таблице).
d = 6 мм
S = 32 мм
H = 1,2d = 1,2 x 6 = 7,2 мм
Таким образом, необходимо использовать заклёпку с длиной стержня
L = S + H = 32 + 7,2 = 39,2 мм
Выбираем ближайшую длину из стандартного ряда - это 40 мм.
В итоге, мы выяснили, что для склёпывания пакета листов толщиною 32 мм нам понадобится заклёпка размера Ø6х40 мм.
Заклёпки с протяжкой
Заклёпки с протяжкой изготавливают пустотелыми, с головкой на одном конце, внутрь заклёпки вставляется подвижный расширительный стержень, который при установке протягивается через заклепку, расширяет её, формирует вторую замыкающую головку и стягивает скрепляемые листы материала. После затяжки стержни обламываются или протягиваются полностью через заклепки.
Такие заклёпки часто называют отрывными или вытяжными - по технологии установки. Заклёпки с протяжкой в последнее время становятся всё более и более популярными. Это происходит по нескольким причинам:
- технологическая простота установки заклёпок;
- достаточно иметь доступ к монтажу только с одной стороны конструкции;
- не требуется поддержка заклёпки с обратной стороны;
- дешевизна и компактность инструмента для установки заклёпок;
- высокая производительность при установке заклёпок
- разнообразие видов заклёпок
Так как отрывные заклёпки пустотелые, то после установки внутри заклёпки остаётся отверстие, в которое можно проложить провода, установить другой крепёж - например, винты. Диаметр нормальной головки таких заклёпок приблизительно равен двум диаметрам заклёпки D ≈ 2d . Наряду с нормальной головкой заклёпки могут иметь увеличенную головку с диаметром равным трём диаметрам заклёпки D ≈ 3d.
Выпускается также специальный тип водо- и газонепроницаемых заклёпок с протяжкой - глухие или герметичные заклёпки, после установки которых соединение получается герметичным.
Установка заклёпок с протяжкой осуществляется с помощью специального инструмента - пистолета для заклёпок - заклёпочника. Производятся заклёпочники механические ручные и высокопроизводительные пневматические и аккумуляторные электрические.
Принципиальная схема установки заклёпки с протяжкой показана на видео:
Материалы для заклёпок с протяжкой
Исходя из способа установки заклёпок с протяжкой, логичным представляется, что заклёпка в сборе состоит из двух материалов, и материал стержня должен быть прочнее, чем материал самой заклёпки - иначе как стержень разожмёт и спрессует заклёпку раньше, чем разрушится сам. В таких заклёпках используются или пара разных материалов или однотипные материалы, но с различной прочностью. Приведём наиболее распространённые пары материалов для заклёпок с протяжкой:
- (на самом деле заклёпка сделана не из алюминия, а из алюминиево-магниевого сплава АМг , который может иметь различное процентное содержание магния (Mg): 1%; 2,5%; 3,5%; 5% - соответственно сплавы АМг, АМг2, АМг3, АМг5 - чем больше содержание магния (Mg), тем прочнее заклёпка) - обозначают Al/St
- (заклёпка сделана из алюминиево-магниевого сплава АМг , и снаружи окрашена порошковой краской в определённый цвет из цветовой раскладки RAL ) - обозначают Al/St 0000 , где 0000 - четырёхзначный номер цвета раскладки RAL
- Алюминиевая заклёпка + алюминиевый стержень (заклёпка и стержень сделаны из алюминиево-магниевых сплавов АМг, но с различным процентным содержанием магния - стержень прочнее) - обозначают Al/Al
- Алюминиевая заклёпка + нержавеющий стержень - обозначают Al/A2
- (и заклёпка и стержень изготовлены из нержавеющей стали, но различных марок, и стержень прочнее) - обозначают A2/A2 или A4/A4
- - обозначают Cu/St
- Медная заклёпка + бронзовый стержень - обозначают Cu/Br
- Медная заклёпка + нержавеющий стержень - обозначают Cu/A2
- (заклёпка и стержень из стали, но различных марок и стержень прочнее) - обозначают St/St
Определение длины заклёпки с протяжкой
Длину заклёпки с протяжкой можно определить с помощью следующей таблицы, в зависимости от толщины скрепляемых материалов (производитель настоятельно не рекомендует применять заклёпки для склёпывания материалов толщиною менее нижнего рекомендуемого предела и выше верхнего предела).
Заклёпки резьбовые
Резьбовые заклёпки, хотя и были изобретены почти одновременно с заклёпками с протяжкой, но широкое распространение получили только в последнее время.
Резьбовая заклёпка представляет собой гибрид пустотелой заклёпки и гайки, поэтому второе название таких заклёпок - гайки клепальные. Вообще-то единства в названии нет - называют также гайка-заклепка, заклепка с резьбой, заклёпочная гайка. Такой кавардак с названиями объясняется отсутствием стандарта ISO или DIN на данный вид крепежа. Конструктивная особенность клепальных гаек обуславливает их двойное назначение: с их помощью можно как склёпывать между собой листовые материалы, так и просто создавать точки резьбового крепления на тонкостенных элементах конструкции. Удобство установки заклёпок связано с отсутствием необходимости доступа с обратной стороны конструкции - так называемая "установка вслепую". При установке не повреждается уже обработанная поверхность детали, например, с покрытием, окраской.
По форме бурта (головки) гайки клепальные делят на:
- с плоским цилиндрическим буртом (нормальным и уменьшенным)
- с потайным буртом (нормальным и уменьшенным)
По конструкции заклёпки резьбовые разделяют на открытые - со сквозным отверстием, и глухие - закрытые с одной стороны.
По форме наружной поверхности резьбовые заклёпки делят на:
- гладкие
- рифлёные
- шестигранные
- полушестигранные
Установка, как и в случае с заклёпками отрывными (вытяжными) осуществляется с помощью специализированного инструмента - щипцов для клепальных гаек - заклёпочника. Производятся заклёпочники механические ручные и высокопроизводительные пневматические.
Материалы для резьбовых заклёпок
В настоящее время европейские производители изготавливают резьбовые заклёпки из следующих материалов:
- Алюминиево-магниевые сплавы
- Сталь оцинкованная
- Нержавеющая сталь
Как выбрать длину заклёпки резьбовой
Подбор правильной длины заклёпки осуществляется в зависимости от вида резьбовой заклёпки и толщины листовой конструкции на которую устанавливается заклёпка. Длина заклёпки при одинаковой резьбе варьируется в зависимости от вида заклёпки. Многие виды резьбовых заклёпок бывают нормальной длины и удлинённые. Выбирать длину заклёпки необходимо руководствуясь
Таблицами с размерами и параметрами заклёпок
Заклёпка резьбовая глухая гладкая с потайным бортиком нормальнаяМатериал: сталь оцинкованная, алюминий |
Элементы заклёпок
Вне зависимости от вида, практически все вытяжные заклёпки устроены одинаково.
Вытяжная заклёпка - это крепёжное изделие, состоящее из двух частей: полой трубки с буртиком с одной стороны и отрывного цельнометаллического стержня. Полая трубка называется телом или втулкой заклёпки, а часть с буртиком - головкой заклёпки. Обычно тело заклёпки круглое в сечении. Диаметр тела определяет размер заклёпки. Отверстие в теле заклёпки, как правило сквозное - оно проходит сквозь всё тело. Стержень (или сердечник), выступающий из тела заклёпки - это вторая, не менее важная часть вытяжной заклёпки. По виду он напоминает гвоздь, который при установке протягивается сквозь тело заклёпки.
Вообще согласно российскому стандарту ГОСТ Р ИСО 14588-2005 такой тип заклёпок принято называть “слепыми заклёпками”. Однако название “вытяжные заклёпки” или “тяговые заклёпки” как-то больше прижились и получили наибольшее распространение. Существует множество и других “народных” названий, вот некоторые из них:
- Отрывные заклёпки
- Комбинированные заклёпки
- Слепые заклёпки
- Односторонние заклёпки
- Заклёпки с сердечником
- Клёпки вытяжные
Все эти названия имеют отношение к вытяжной заклёпке.
Установка заклёпок
Установка вытяжной заклёпки происходит следующим образом: тело заклёпки вставляется в отверстие подготовленное в деталях, подлежащих соединению. Затем губки ручного заклёпочника или клепальная головка автоматического инструмента, упираясь в буртик заклёпки, захватывают стержень. По мере того, как инструмент протягивает стержень заклёпки сквозь тело, головка стержня расширяет тело заклёпки, формируя соединение. Стержень, вытягиваемый заклёпочным инструментом деформирует хвостовую часть заклёпки, формируя обратную головку на задней поверхности соединяемых материалов. В определённый момент, когда тяговое усилие инструмента достигает заданной величины стержень обламывается в зоне отрыва и отпадает. Заклёпка установлена и обратная головка (часть тела, сформированная в процессе установки с обратной стороны поверхности соединяемых материалов) надёжно держит всё соединение.
Элементы заклёпки
Рассмотрим основные элементы и термины имеющие отношение к установке вытяжных заклёпок:
Размер отверстия.
Размер отверстия под заклёпку играет важную роль в надёжности соединения. Важно, чтобы отверстие было не слишком большим, но и не слишком маленьким. Как правило, каждый поставщик вытяжных заклёпок указывает в своём каталоге рекомендуемый диаметр отверстия для установки определённой заклёпки. Также эту информацию можно найти на заводской упаковке. Старайтесь избегать заусениц внутри и вокруг отверстия.
Толщина пакета соединяемых материалов.
Диапазон толщины пакета соединяемых материалов - это минимальная и максимальная суммарная толщина соединяемых деталей, которые могут быть качественно соединены заклёпкой данной номинальной длины в отверстии определённого диаметра. Важно, чтобы толщина пакета соединяемых материалов находилась в пределах рекомендуемого производителем диапазона. Данные о диапазоне толщины соединяемых материалов конкретной заклёпки также можно уточнить в каталоге производителя.
Усилие на срез.
Усилие на срез - это предельная нагрузка, которую может выдержать заклёпочное соединение без разрушения, приложенная перпендикулярно оси заклёпки.
Усилие на разрыв.
Усилие на разрыв - это предельная нагрузка на растяжение, которую может выдержать заклёпочное соединение без разрушения, приложенная вдоль оси заклёпки.
Значения усилия на срез и на растяжение заклёпки являются ключевыми характеристиками. Именно от них следует отталкиваться при расчёте прочности всего заклёпочного соединения. Определив значения этих величин для одного отдельно взятого соединения, воспользуйтесь каталогом производителя для определения материала и диаметра заклёпки, которые будут соответствовать вашему заданию.
Выбор материала.
Головка заклёпки.
По форме головки различают три основных вида заклёпок:
Вытяжная заклёпка со стандартным прямым буртиком.
Это наиболее распространённый тип заклёпок, подходящий для большинства соединений.
Вытяжная заклёпка с потайным буртиком.
Этот тип заклёпок устанавливается в зенкованное отверстие и используется для получения плоской поверхности в месте заклёпочного соединения.
Вытяжная заклёпка с увеличенным буртиком. Эти заклёпки применяются в случае, когда деталь из более тонкого, мягкого или хрупкого материала соединяется с твёрдой поверхностью. Увеличенная площадь головки равномерно распределяет прижимное усилие по рабочей поверхности соединяемых материалов, не вызывая их деформации.
Инструмент для заклёпок
Для установки вытяжных заклёпок необходим специальный инструмент, который, фикисируя тело заклёпки, протягивает сквозь неё стержень, тем самым формируя обратную головку. В настоящее время существует несколько разновидностей заклёпочного инструмента для работы во всевозможных условиях.
На сегодняшний день для скрепления двух и более склепываемых материалов широко применяется вытяжная заклепка. Довольно быстро заклепки вытяжные заменили клепанные - благодаря простоте монтажа при наличии специального заклепочного инструмента (пневмозаклепочника). Они нашли широкое применение в строительстве, судостроении и судоремонте, машиностроении, при создании средств безопасности и жизнеобеспечения, в авиастроении, в текстильной промышленности и т. д. Они обеспечивают достаточно прочное соединение, однако, для креплений, требующих сверх прочное соединение, применяют заклепки резьбовые. О том, как классифицировать виды таких креплений, как подобрать материал и как пользоваться, рассказано ниже.
1 Материалы для изготовления
Заклепки вытяжные изготавливаются из широкого спектра материалов. Это позволяет применять такой крепеж практически на всех видах работ. Кроме того, сама вытяжная заклепка может быть окрашена в тот или иной цвет. Цветные метизы широко применяются в легкой промышленности (текстильной), где требуется подбор по цвету.
Выбор материала заклепок зависит от материала скрепляемых деталей и окружающей среды, в которой будет находиться крепление. Материалы изготовления заклепок могут быть следующие:
- Алюминий. Возможен чистый металл и его варианты: анодированный, лакированный.
- Оцинкованная сталь.
- Нержавеющие стали. А2 - устойчива к ржавлению, А4 - устойчива к коррозии и кислотной среде (нашла широкое применение в химической промышленности). Или импортные аналоги, например, DIN 7337. Нержавейка является одним из самых распространенных и прочных материалов.
- Медь.
- Медно-никелевый сплав (монель). Содержит 70 % никеля, 30 % меди.
- Поламид. Относительно непрочный материал, он нашел применение при производстве одежды и различной текстильной продукции.
Все материалы, из которых изготавливают крепежные элементы, регламентируются ГОСТ.
При подборе материала крайне необходимо осуществлять тщательный подбор материалов метизов со скрепляемыми материалами - из-за того, что крепление может быть разрушено. Разрушение креплений происходит из-за образования гальванической пары метиз - деталь. При влажной окружающей среде или намокании по гальванической паре начинает протекать ток, который и разрушает крепление.
Например, при контакте алюминия и стали происходит очень быстрое окисление алюминия и, как следствие, разрушения. Поэтому для крепления стальных деталей лучше применять заклепки нержавеющие А2, А4 или DIN 7337. Заклепки стальные рекомендуются к использованию наиболее часто, поскольку имеют очень высокую прочность. А вот заклепка стальоцинкованная встречается реже. Причина - цинковое покрытие довольно быстро истирается, особенно, если один из закрепленных элементов - подвижный. Заклепка медная и из сплавов меди - наиболее универсальный метиз. Медь конфликтует только с алюминием, а крепежи с другими металлами безопасно делать. Главными недостатками меди является высокая цена и некрасивый цвет после окисления (через некоторое время после осуществления крепежа может появиться налет зеленого цвета - окислившаяся медь), хотя это не влияет на прочность соединения. Поламид - самый универсальный материал. Такая заклепка позволит соединить все, что угодно, но особой прочностью это соединение похвастаться не может.
При заказе заклепок очень важно в спецификациях указывать материал, и делать это подробно, если имеется несколько типов сплава (например, когда заказывают алюминиевую заклепку, указывают сплав AlMg2,5, или AlMg3,5).
2 Устройство и конструктивные особенности
Вытяжные метизы состоят из тела и стержня. Телом обычно называют корпус, гильзу, втулку или цилиндр. Именно тело является крепежным элементом, который выполняет несущую функцию. Тело состоит из головки (бортика) и плоского пустотелого цилиндра. У герметичных метизов конец цилиндра запаян наглухо. По типу головки (бортика) метизы разделяются на метизы с высоким бортиком, с широким бортиком и потайным бортиком. Широкий бортик, как и высокий, обеспечивают осуществление прочного клепанного крепления. Такие крепления видны со стороны и образуют «выпуклости» на поверхности детали. Потайной бортик обеспечивает почти гладкую поверхность в месте крепления, однако, он менее надежен. Потайной бортик имеет ровную плоскую поверхность и толщину около 1 мм, в этом случае основная массивная часть головки вставляется в крепежное отверстие.
Цилиндр заклепки может быть разной длины и толщины. Именно по наружному диаметру цилиндра указывается диаметр метизов в наименовании при заказе. Размеры цилиндра являются наиболее важными среди всех прочих размеров метизов. Именно размеры цилиндра являются решающими при выборе заклепок. Суть крепления сводится к тому, что крепежный элемент должен обеспечивать подвижное/неподвижное соединение нескольких деталей или элементов. Длина цилиндра рассчитывается по формуле: толщина склепываемого материала1+ толщина склепываемого материала2 + толщина расклепки (указывается изготовителем) + 0,5-1 мм (для подвижного соединения). Диаметр цилиндра берут равным требуемому диаметру отверстий под крепеж (обычно отверстие больше на 0,1-0,2 мм - для свободной установки в него метиза).
Размеры цилиндра указываются двумя числами, разделенными знаком «х», где первая - наружный диаметр, вторая - длина.
Например, заклепка алюминиевая AlMg2.5 4х10. Это означает, что здесь указан тип сплава, цифра 4 - это указатель наружного диаметра в мм, 10 - длины в мм.
Стержень. Осуществляет функцию расклепки. Обычно изготовлен из стали, которая значительно прочнее тела. На конце стержня имеется головка, которая осуществляет расклепку вставляемого конца. При монтаже стержень вытягивается специальным инструментом (пневмозаклепочник) или, если креплений немного (1-3), можно использовать и обычные пассатижи. Однако, в последнем случае придется приложить приличную физическую силу.
Главным достоинством конструкции вытяжных заклепок является то, что они допускают односторонний монтаж (требуется доступ к креплению только с одной стороны), действуя наподобие анкеров.
Более прочная заклепка - резьбовая - отличается от вытяжной наличием внутри цилиндра резьбы. Цилиндр крепежного элемента с резьбой имеет вкрученный стержень, который не вытаскивается с силой, а выкручивается. Для усиления соединения внутрь вкручивается винт или болт. Таким образом, получается условно «закрытая» крепежная деталь. Иногда ее называют заклепка вытяжная глухая.
После того, когда определены размеры и материал для заклепок, а также тип бортика, следует определиться с их видом.
3 Какие бывают вытяжные заклепки
В зависимости от того, какими характеристиками должны обладать крепления, подбирается тип крепежа. На данный момент промышленностью выпускаются следующие виды метизов:
- Комбинированные. Используются для обеспечения неразъемных соединений деталей из твердых и особо твердых материалов, а также для тонколистовых материалов. Комбинированная заклепка является одной из наиболее распространенных при монтажных работах. Она обеспечивает прочное крепление, которое способно выдержать большие нагрузки.
- Герметичная вытяжная заклепка. Герметичные метизы - узкоспециализированный крепеж, который наиболее часто используют в судостроении. Конструктивной особенностью такого крепежа является запаянный конец со стержнем. Наиболее часто такие метизы делают из меди, однако, для ряда гражданских судов и лодок могут применяться и алюминиевые, а для креплений на промпроизводствах - и из нержавейки.
- Многозажимные. В отличие от остальных типов, они имеют несколько (от 2 до 5) расклепочных участков. Такие метизы применяются для крепления 3 и более элементов конструкции для подвижного соединения. Между каждыми 2 элементами будет находиться расклепанный участок. Их можно монтировать, используя специальный инструмент (например, пистолет для вытяжных заклепок).
- Стоит также выделить усиленные вытяжные метизы. Это та же вытяжная, только ее цилиндр имеет более толстые стенки. Наиболее часто встречается алюминиевая усиленная заклепка.
Существует еще множество видов крепежа, которые отличаются по длине и форме стержня, однако, заострять внимания на них не будем, потому что их можно отнести к одной из перечисленных категорий.
4 Монтаж вытяжных заклепок
Обычно при виде вытяжных заклепок вопрос, как использовать такие крепежные элементы, не стоит - конструкция крепежа проста и понятна.
При монтаже важно иметь специальный заклепочный инструмент, который существенно упрощает и ускоряет процесс крепления. Сегодня такие инструменты выпускаются в достаточно больших количествах и моделях: пневмозаклепочники, механические заклепочники. Или можно приобрести электрический заклепочник. На худой конец, при отсутствии инструмента, можно использовать пассатижи.
Процесс монтажа происходит следующим образом. Дрелью просверливается отверстие в точке крепления, диаметр которого равен (на 0,1 мм меньше) диаметру крепежного элемента. Глубина отверстия должна быть равна длине цилиндра минус длина расклепочного участка. В отверстие стержнем к себе вставляется крепежный элемент, а затем заклепочным инструментом вытягивается стержень. После чего элементы скреплены.
Как видно, крепить детали такими метизами быстро и просто!
В огромном мире крепежных деталей занимают особое место стальные заклепки, изобретенные гораздо раньше резьбовых и тем более - сварных соединений, они и поныне достойно выполняют свое предназначение в самых различных сферах человеческой жизнедеятельности.
Вконтакте
Альтернативные крепежи
Свою главную задачу - скреплять металлические (и не только) детали - изделия исправно выполняют и всегда гарантируют надежностиь полученной конструкции.
Они долговечны, просты в монтаже и устойчивы к химическим реагентам. При этом компактны и универсальны. Сегодня им доверяют мастера различных сфер: судо-, авиастроения и авторемонта.
Широко используют заклепки по пластику и металлу в электротехнике, при изготовлении емкостей, возведении мостов. Часто применяются в качестве альтернативы например, на взрыво- и пожароопасных объектах. Только им по силам справиться с креплением деталей в местах, где доступ для других видов соединения ограничен.
Преимущества и недостатки
За что же этому виду соединения отдают предпочтения, за обилие достоинств или минимум недостатков. Перечислим те и другие.
Достоинства:
- компактность;
- долговечность;
- надежность;
- возможность работы с различными материалами;
- низкая цена;
- разнообразие по типоразмерам и материалам;
- возможность подбора по цвету.
Компактность, бесспорно, удобна. Главный соперник изделий – болтовое соединение со своим набором гаек и шайб – это явно не в приоритете.
Важно! Срок службы заклепок, при соблюдении правил монтажа и эксплуатации, может быть равен сроку эксплуатации самих деталей в соединении.
Изделия практичны не только при соединении металлических деталей. Сегодня их широко применяют при работе с пластиком и в текстильном производстве. Оригинально смотрятся они в комбинации с деревом, кожей. Эстетическую составляющую приоритета данного крепежа составляет возможность выбора цветового решения. , лаки или варианты гальванических покрытий – это уже на вкус потребителя.
Недостатки:
- создают неразъемное соединение;
- установка отдельных видов занимает много времени;
- подавляющее большинство - одноразового применения;
- монтаж требует специального инструмента и определенного опыта.
Заклепочное соединение по определению не предусматривает его разборку. Монтаж почти всех видов нельзя причислить к быстрым. Это относится и к ретро под молоток, и к более современным - резьбовым.
Каждая стадия установки соединения (разметка, и сама клепка) трудозатратны, хотя в борьбе за качество соединения этим можно пожертвовать .
Металлы, которые идут на производство заклепок, какими бы мягкими ни были, остаются металлами. В связи с этим установка данных крепежных изделий требует применение специфического инструмента: от простого молотка и оправки до сложного, такого как клепальщик.
Виды крепежа
В природе существует множество типов крепления и такое же разнообразие крепежных элементов.
Перечислим самые популярные из них:
- забивная,
- вытяжная резьбовая,
- вытяжная гладкая.
Классический и самый древний вид крепежа забивной вариант. Второе и не менее популярное название - «под молоток». Материал может быть самый различный: алюминий, медь, сталь. Состоят из цилиндрического стержня и головки (в большинстве своем по ГОСТ 10299-80 - это полусфера). Популярны также головки в полупотай, потай (ГОСТ 10300-80) и цилиндрические.
Важно! Диаметр заклепок не может быть безграничным. Экономическая и техническая целесообразность определяют их максимальную длину.
Они просты по форме, в качестве помощников при монтаже применяются несложные вспомогательные инструменты: осадочник, преднатяжитель и молоток. В массовом производстве стальные изделия монтируются электрическими ударниками или пистонными молотками.
При клепке на весу не обойтись без подкрепа (наковальни). При монтаже заклепка забивная требует соблюдения норм допуска на диаметр отверстий и длину заклепки. Недостаточная длина не позволит сформировать оптимальную головку, чрезмерная - нарушит плотность соединения.
Конструкция представляет собой две втулки, соединенные на ее головке. Внешняя втулка должна быть длиннее внутренней и выполнена из более мягкого металла. Разница по длине втулок должна составлять не менее половины диаметра отверстия в соединяемых деталях. На этом участке нарезается резьба, благодаря которой будет происходить смятие наружной втулки и образование второй головки.
Из всех видов заклепки резьбовые являются наиболее дорогостоящими. Однако эти недостатки резьбовая заклепка компенсирует качеством, скоростью установки и аккуратным внешним видом. Последний аргумент оправдывает их широкое применение в автомобильной промышленности и при изготовлении различных бытовых приборов. Самая большая заклепка вытяжная резьбовая имеет внутреннюю резьбу М16, самые маленькие - М2.
Вытяжная гладкая — самый популярный вид соединение деталей для малонагруженных конструкций. Широко применяются в быту, на частных подворьях и в мастерских. Достойная альтернатива сварке там, где есть . Популярность данного вида крепежа обязывает остановиться на них подробнее.
Конструктивные особенности
Классические заклепки вытяжные представляют собой конструкцию, состоящую из цилиндрического тела с головкой и хвостовика. При монтаже вытягивание хвостовика (сердечника) способствует формированию с тыльной стороны второй головки. Таким образом, происходит надежная фиксация деталей между собой.
Диаметры головки, тела и хвостовика регламентируются требованиями ГОСТ 10299-80. Длина хвостовика при этом нормируется еще и габаритами захватывающего механизма заклепочника.
Современные виды вытяжных заклепок могут изготавливаться из различных материалов.
Приведем перечень наиболее популярных комбинаций «тело/хвостовик»:
- Сталь (оцинкованная) / cталь (оцинкованная);
- Алюминий / сталь (оцинкованная);
- Алюминий / алюминий;
- Алюминий / нержавеющая сталь;
- Нержавеющая сталь / сталь (оцинкованная);
- Нержавеющая сталь / нержавеющая сталь;
- Медь / сталь (оцинкованная);
- Медь / бронза;
- Пластик / пластик.
В идеале заклепки вытяжные и скрепляемые детали должны быть из одного металла. Это исключит образование гальванического процесса (ускоренное разрушение более активного металла) и продлит жизнь металлов скрепляемых деталей и самого крепежа.
Цилиндрик, наполняющий отверстие, может быть, как гладким, так и рифленым. Мелкие выступы здесь предполагают смятие в процессе монтажа (например, от легкого удара молотком) и тем самым позволяют слабый и плотный натяг.
Вышеупомянутый Государственный Стандарт 10299-80 строго регламентирует все размеры (геометрию) вытяжных алюминиевых изделий. Такая унификация позволяет привести в систему применение данных соединений и упростить расчеты большинства сборных конструкций.
Когда длина имеет значение
Повторимся, указав на важность такого параметра, как длина. Именно от нее зависит правильное формирование замыкающей головки и плотность соединения. Излишняя длина здесь будет так же вредна, как и ее недостаток. На этом фоне задача рассчитать оптимальную длину соединяющих элементов имеет важное значение.
S – суммарная толщина соединяемых деталей;
d – диаметр;
L — искомая длина.
Пример: имеем две детали толщиной 10 и 15 мм. Рассчитанный диаметр заклепок – 4 мм. По формуле: L = S+1,2d имеем - 10+15+1,2*4 = 26,8 мм.
В данной формуле «1,2» – поправочный коэффициент.
Его значение зависит от:
- формы головки;
- материала;
- термообработки.
Для бытового применения длину заклепок вычисляем при коэффициенте 1,2. Его в данном случае можно принять, как усредненный и оптимальный.
Таблица 1 поможет подобрать ближайший типоразмер для диаметра 4. Получаем 30 мм.
Наука «Сопротивление материалов» рекомендует располагать заклепки вытяжные (и не только) на расстоянии не ближе пяти диаметров друг от друга. Добавим, что существуют специальные формулы расчета крепежных изделий на срез и смятие головок. Подобные расчеты производятся при проектировании довольно ответственных сооружений, и в быту к ним практически не прибегают.
Монтаж
Рассмотрим процесс установки тяговых крепежей. Есть две детали, которые необходимо соединить между собой. После несложных расчетов по размерам и необходимому количеству, подбора ближайшего типоразмера осуществляем процесс в определенной последовательности.
Основные этапы:
- делаем разметку поверхности;
- сверлим отверстия с учетом припуска;
- убираем возможные заусеницы с обеих сторон отверстия;
- устанавливаем вытяжные алюминиевые изделия в отверстие хвостовиком к себе;
- заклепочником производим захват;
- плотно прижимая суппорт заклепочника к головке, плавно, но с усилием сжимаем ручки инструмента;
- оставшуюся свободную часть хвостовика аккуратно обрезаем или обламываем кусачками, вариант отпиливания - здесь тоже имеет право на существование;
- при необходимости напильником придаем головке аккуратный законченный вид.
Несмотря на свое архаическое происхождение, вытяжные алюминиевые крепления и в наше время продолжают быть весьма востребованными. Это в равной мере относится и к промышленности, и к строительству, и к применению в быту.
Полезное видео: особенности винтовых и вытяжных заклепок
Разнообразие по типоразмерам и материалу играет на пользу их универсальности, а точный расчет геометрии при каждом использовании - это гарантия надежности и долговечности данного крепления. Не пренебрегайте расчетами, ведь ошибки могут впоследствии принести не только потерю времени и психологический дискомфорт, но и вылиться в более серьезные последствия.
О том, как выбрать вытяжные заклепки , задумывается далеко не каждый покупатель, однако именно от правильного выбора изделия во многом зависит надежность и качество крепежа. Заклепка представляет собой крепежную деталь, которая используется для стыковки различных материалов из листовой стали, поэтому крайне важно применять данный элемент по прямому назначению.
Прежде чем рассматривать варианты заклепочных соединений, необходимо определить, для какой конкретной цели будет использоваться крепеж, ведь область применения вытяжных заклепок достаточно обширна: строительная отрасль, машиностроение, производство товаров народного потребления, энергетическая промышленность. Для каждой отдельной сферы применения предусмотрены определенные виды крепежных деталей, поэтому если вы не знаете как выбрать вытяжные заклепки, целесообразнее будет проконсультироваться со специалистом.
Вытяжная заклепка несколько отличается от классического варианта изделия, и изготовлена в виде цилиндрического стержня с втулкой (телом). В зависимости от назначения выделяют несколько основных типов заклепок:
- Герметичные или водонепроницаемые;
- Лепестковые;
- Расщепленные и закрытые;
- Уплотненные;
- Рифленые.
Также вытяжные заклепки различаются между собой по конструкции втулки, которая бывает широкой, плоской или с потайным буртиком (головкой).
Для производства крепежных деталей используются различные сплавы металлов, и по этой причине, чтобы понять, как выбрать вытяжные заклепки, нужно обязательно учитывать особенности конкретного типа материала. Наиболее популярными являются изделия из меди и алюминия.
Медные заклепки характеризуются стойкостью к образованию коррозии и повышенной пластичностью, поэтому широко применяются при установке разнообразных фасадных элементов и устройстве некоторых видов кровельного покрытия. Из других особенностей данного вида материала стоит отметить долговечность и экологичность. Алюминиевые вытяжные заклепки часто используются в пищевой и химической отраслях промышленности, так как отличаются устойчивостью к негативному воздействию различных агрессивных сред. Чаще всего в промышленности используются заклепочные детали, изготовленные из лакированного и анодированного алюминиевого сплава.
Вытяжные заклепки из латуни в основном применяются в энергетической отрасли, так как характеризуются отличными заземляющими и токопроводящими свойствами. Крепежные изделия из оцинкованной стали не теряют свои свойства под воздействием влаги, и устойчивы к коррозии, поэтому получили широкое распространение в пищевой отрасли. Также заклепочные детали могут быть изготовлены из других материалов:
- Фосфатированная сталь;
- Бронза;
- Полиамид.
Если вы не знаете, как выбрать вытяжные заклепки для соединения того или иного типа конструкции, то целесообразнее использовать материал крепежной детали, который подходит к материалу склепываемой поверхности. К примеру, для крепежа алюминиевых листовых изделий нужно использовать заклепки из алюминия с нержавеющим стержнем. Для скрепления разнообразных фасадных элементов и металлических откосов оптимальным вариантом являются вытяжные заклепки из окрашенной оцинкованной стали.
Крайне важно правильно подбирать крепежную деталь по диаметру, так как от этого параметра зависит максимальная нагрузка, которую может выдержать вытяжная заклепка. Длину изделия следует выбирать, исходя из диаметра заклепки и толщины склепываемой металлической поверхности.
Заклепки с широким буртиком используются, когда нужно обеспечить высокую надежность соединения стальных листов (например, при монтаже композитных панелей и фиброцементных конструкций). Увеличенный диаметр заклепочной детали способствует «захвату» большей площади скрепляемой поверхности, и уменьшает давление при интенсивных нагрузках.
Вытяжные заклепки с потайным буртиком абсолютно не заметны по окончанию монтажных работ, а потому широко применяются в тех случаях, когда необходимо сохранить эстетические (декоративные) характеристики конструкции.