Заклепки для металла: виды, конструкция, техника монтажа

Заклепки для металла: виды, конструкция, техника монтажа

При креплении листового металла используются самые разные приспособления, начиная от болтов с гайками и заканчивая современными разъемными клипсами. Но раньше всего для решения таких задач начали использовать заклепки – и сегодня они все еще используются.

Естественно, современная заклепка отличается от своей предшественницы довольно сильно. Именно поэтому стоит разобраться, какие заклепки применяются при производстве металлоконструкций, и как такие соединения монтируются.

Клепка металла

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.

Материал используемых заклёпок, также оказывает не малое влияние на прочность всего заклёпочного соединения. Помимо прочностных характеристик самого материала заклёпок, здесь ещё играет большое значение сочетание материалов заклёпки и соединяемых деталей. Если подобрать сочетание материалов не правильно, соединение не будет прочным и может быстро разрушиться в следствии усталости материала или гальванической коррозии. Основное правило здесь — материал заклёпки по своим физическим и механическим свойствам должен быть максимально приближен к свойствам материалов соединяемых поверхностей. Больше информации о том, как выбрать материал заклёпки смотрите в статье: “Как правильно подобрать материал вытяжной заклёпки”.

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:

Кроме того, для указанных типов инструмента существует большой выбор оснастки для работы в особых условиях, труднодоступных местах и создания самых разных заклёпочных соединений. Более подробно тему выбора инструмента для установки вытяжных заклёпок мы затронули в статье “Руководство по выбору инструмента для установки вытяжных заклёпок”.

Обзор видов

Широкое распространение получили изделия с полукруглой головкой. Этот предмет отвечает требованиям ГОСТа 10299-80. Сечение стержня составляет от 0,1 до 3,6 см. Стальная заклепка под молоток с потайной головкой должна соответствовать ГОСТу 10300-80. Для изделий с плоской головной частью применяют стандарт 10303-80. Наконец, для полупустотелых образцов применяют ГОСТ 12641-80.

Для изготовления подобных приспособлений применяют сталь таких типов:

  • 10кп;
  • 15кп;
  • Ст2;
  • Ст3.

Заклепки с цельнометаллическим стержнем имеют превосходную способность переносить нагрузки. Однако установить их достаточно трудно. Полупустотелый тип формируется с таким расчетом, чтобы участок стержня вблизи закладной головки был частично пуст. Наконец, пустотелое изделие не составит труда расклепать. Оборотной стороной такого преимущества оказывается недостаточная надежность соединения. Полукруглые головки могут иметь различную высоту. Их использование считается оптимальным решением с точки зрения надежности и стабильности формируемого шва.

В агрессивных средах применяют заклепки с цилиндрической или выполненной в виде конуса головкой. Потайной, а также полупотайной типы нужны, если требуется исключить образование выступа над поверхностью. Такие конструкции используют только в тех случаях, когда достойной альтернативы им нет. Универсальный тип крепежа под заклепочник по форме напоминает контуры гриба. Отдельная категория — закладные, вытяжные, тяговые и отрывные изделия. Подобные метизы состоят из двух основных частей. Необходимости придерживать их с другой стороны шва нет. Это обстоятельство очень привлекательно при создании заборов и формировании кровельного покрытия.

Читайте также  Smd элементы

Иногда встречаются так называемые резьбовые заклепки. Их используют, когда надо соединить детали с особо тонкими стенками (не более 0,03 см). Внутри находится специальная резьба, а снаружи — вертикальная насечка, которая блокирует поворот вокруг своей оси. Что касается забивных заклепок, то они обычно делаются из:

  • латуни;
  • алюминия;
  • меди (и все такие продукты рассчитываются под заколачивание молотком, не требуют заклепочника).

Иногда для повышения стойкости к коррозии применяется цинковое покрытие. Хорошо показывает себя как «холодное», так и «горячее» цинкование. После такой обработки улучшаются не только эксплуатационные качества, но и визуальное восприятие изделий. Важно: необходимо учитывать образование гальванических пар и электрохимических реакций между ними. Связка «медь-сталь» оборачивается ускоренным разрушением изделия.

Виды заклепок

Прежде чем приступать к процессу крепления деталей с помощью заклепочного соединения следует учесть: какую механическую нагрузку будет нести это соединение, место установки заклепки и толщину материала, который будет закреплен. Все это влияет на вид заклепки, которая будет использоваться.

В настоящий момент существует много видов заклепки, каждый из которых имеет свои преимущества.

Классическая стержневая заклепка

Применяется при холодной и горячей клепке, имеет вид цилиндра. Заклепки этого вида в своей основе содержат твердый металлический стержень, поэтому их лучше использовать в местах, которые будут испытывать большие нагрузки.

Полутрубчатые и трубчатые, пистонные заклепки

Такие заклепки применяются в соединениях с небольшой нагрузкой, так как изнутри заклепки полые. Изготавливаются из мягкого металла и с одной стороны вместо головки имеют штампованное коническое углубление.

Закладные, тяговые, слепые, вытяжные заклепки

Это самый простой и удобный в использовании вид заклепки (её не нужно придерживать с другой стороны). Такие заклепки бывают следующих типов:

Потайная заклепка Заклепка с буртиком обычная Заклепка с крупным буртиком Герметичная заклепка с газоводонепроницаемым корпусом (глухая заклепка)

Резьбовые заклепки

Так называемая гайка-заклепка. Выглядит как цилиндр с потайным или широким фланцем, она предназначена для надежного соединения тонких деталей.

При изготовлении заклепок используются различные металлы и их сплавы (алюминий, медь, сталь, латунь и т.д.), а стержни заклепок делают только из твердой стали.

Очень важным фактором при выборе заклепки является ее длина. Если длина заклепки больше толщины соединяемых материалов, то заклепка закроется за пределами посадочного отверстия (то есть соединение не будет плотным). Когда длинна заклепки меньше толщины материалов закрывающая головка заклепки не может сформироваться.

Необходимо четко представлять все особенности предстоящей работы и характеристики используемых материалов, чтобы качественно и без чрезмерных усилий выполнить предполагаемую работу.