Использование заклепок для клепания металла и других материалов

Обзор видов

На данный момент в соответствующем сегменте современного рынка метизов представлен широкий ассортимент рассматриваемых приспособлений для крепежа. Производятся болты-заклепки, варианты с цилиндрическими бортиками, глухие и прочие резьбовые заклепки. С одной стороны это позволяет в каждом конкретном случае подобрать наиболее подходящие заклепки с учетом всех актуальных критериев. В то же время подобное разнообразие становится причиной определенных трудностей при выборе.

В первую очередь речь идет о материале, из которого изготавливаются заклепки, последние могут быть:

• стальными;
• сделанными из «нержавейки»;
• медными;
• выполненными из алюминиевого сплава.

По виду резьбы

В данном случае речь не идет о приспособлениях с наружной резьбой. Имеются в виду два варианта исполнения заклепок с внутренней резьбой.

• Гаечные с резьбой от М4 до М8, предназначенные для неразборного соединения. Целесообразнее устанавливать при отсутствии доступа к обратной стороне деталей.
• Винтовые с резьбой от М3 до М16, с помощью которых создается разборное соединение.

По типу головки

Кроме материала изготовления и особенностей резьбы, описываемые крепежные приспособления делятся на виды с учетом особенностей головки. Существуют две категории моделей.

1. С плоскими головками – применяются на небольших по площади поверхностях.
2. С потайными головками – устанавливаются при необходимости создания минимально заметных соединений.

По профилю ножки

С учетом данного параметра все представленные в продаже крепежные приспособления можно разделить на следующие три типа.

1. Гладкие, которые рекомендуется использовать при необходимости соединения элементов конструкций, выполненных из мягких и хрупких материалов.
2. Рифленые – заклепки с резьбой, предназначенные, ориентированные на выполнение монтажных работ, связанных с креплением более твердых материалов. Подобная обработка поверхности позволяет минимизировать возможность проворачивания ножки.
3. Шестигранные – еще одна категория изделий, рассчитанная на прочные материалы. Профиль в данном случае практически полностью исключает возможность проворота заклепки в процессе ее установки и фиксации.

По виду бурта

Принимая во внимание особенности данной части метизов, следует отметить, что существуют заклепки со следующими типами буртов

• Цилиндрические.
• Потайные.
• Уменьшенные.

Выбор в пользу моделей с потайным или уменьшенным буртом делают, если требуется максимально уменьшить зазор между соединяемыми деталями. Также необходимо помнить о нескольких важных моментах в контексте подготовки деталей и нюансов выполнения монтажных работ. В соответствии с актуальными правилами и нормами, перед установкой любых типов заклепок всегда выполняется зенковка посадочных отверстий.

По назначению

Сейчас на рынке можно найти практически любые резьбовые заклепки, включая модели для пластика, а также рассчитанные на использование при монтаже заклепочника. С учетом назначения можно выделить следующие разновидности моделей:

• с повышенной электропроводностью;
• с усилием, обеспечивающим возможность растяжения или же вдавливание;
• предназначенные для создания максимально герметичных соединений;
• имеющие головки увеличенных размеров;
• с дюймовой резьбой;
• имеющие на поверхности специальные метки, рассчитанные на быструю визуальную идентификацию;
• с качественной и эффективной виброизоляцией.

Расчет — заклепочное соединение

Расчет заклепочных соединений проводится на срез и смятие боковых поверхностей заклепок по расчетной нагрузке Fp, действующей на шов. Этот расчет будет условным, так как часть нагрузки передается за счет сил трения между соединяемыми деталями, что учитывается при назначении допускаемого напряжения.
 

Расчет заклепочных соединений ведется на срез и смятие на основе допущений, указанных в предыдущем параграфе. Между склепываемыми элементами развиваются значительные силы трения, и работа заклепок на срез начинается лишь после того, как внешние силы станут больше сил трения и начнется сдвиг склепанных полос. При расчетах это обстоятельство не учитывают.
 

Расчет заклепочных соединений ведется па срез и смятие на основе допущении, указанных в предыдущем параграфе. Между склепываемыми элементами развиваются значительные силы трения, и работа заклепок на срез начинается лишь после того, как внешние силы станут больше сил трения и начнется сдвиг склепанных полос. При расчетах это обстоятельство не учитывают.
 

Расчет заклепочных соединений ведется на срез и смятие на основе допущений, указанных в предыдущем параграфе. Между склепываемыми элементами развиваются значительные силы трения, и работа заклепок на срез начинается лишь после того, как внешние силы станут больше сил трения и начнется сдвиг склепанных полос. При расчетах это обстоятельство не учитывают.
 

Расчет заклепочного соединения должен обеспечить прочность: заклепок а срез; заклепок и стенок отверстий в соединяв мых элементах.
 

При расчетах заклепочных соединений, нагруженных силой в плоскости стыка, допускают, что нагрузка распространяется равномерно между всеми заклепками шва, силы трения в стыке не учитывают.
 

При расчетах заклепочных соединений силы трения на стыке деталей не учитывают, считая, что вся нагрузка, передаваемая заклепками, распределяется между ними равномерно.
 

При расчетах заклепочных соединений силы трения на стыке деталей не учитывают, считая, что вся нагрузка, передаваемаявЧаклеп — ками, распределяется между ними равномерно.
 

При расчете заклепочного соединения фрикционной накладки с каркасом необходимо правильно учитывать роль, выполняемую заклепкой. Известно, что фрикционную накладку в узле трения сдвигает усилие, вызванное действием сил трения на поверхности скольжения. Однако это усилие может быть в значительной мере ослаблено силами сцепления на поверхности фрикционной наладки, контактирующей с ободом тормозной накладки, которая прижимает фрикционную накладку к тормозному барабану. При этом заклепки воспринимают часть возникающей на поверхности скольжения силы трения.
 

При расчете заклепочного соединения фрикционной накладки с каркасом необходимо правильно учитывать влияние заклепки.
 

Рассмотрим некоторые вопросы расчета заклепочных соединений для случаев, когда соединяемые элементы работают на растяжение или сжатие.
 

Основные сведения о расчете заклепочных соединений на прочность даны в курсе сопротивления материалов ; здесь кратко изложены эти сведения и приведены некоторые дополнения, относящиеся к конструированию заклепочных соединений.
 

Виды заклёпочных соединений

Заклёпочные соединения делятся на:

• прочные (рассчитанные только на восприятие и передачу силовых нагрузок),
• плотные (герметичные) (обеспечивают герметичность конструкций в резервуарах с невысоким давлением),
• прочноплотные (восприятие силовых нагрузок и герметичность соединения).

По конструкции заклёпочные соединения делятся на однорядные и многорядные с цепным или шахматным расположением заклёпок, а в зависимости от количества плоскостей среза — одно- и многосрезные.

По характеру воздействия нагрузки на заклёпочное соединение — швы с поперечной нагрузкой, перпендикулярной оси заклёпок, и продольной, параллельной оси заклёпок.

Заклёпочные соединения по конструкции близки к паяным, сварным и клеевым соединениям. Наиболее распространены соединения внахлёстку (внакрой) и встык со стыковыми планками.

Герметичность соединения обеспечивается нанесением различных герметиков на поверхность стыка или подкладыванием под стык различных пластичных материалов. Заклёпки герметичных соединений имеют усиленные головки.

В зависимости от требований к поверхности, заклёпки могут иметь полукруглую головку, потайную, полупотайную или плоскую (в процессе клёпки для создания внутренних усилий сжатия, которые снижают возможность усталости материала).

Заклёпки изготовляют для разных способов установки. Для односторонней клепки существует множество видов заклёпок, в том числе отрывные и взрывные.
Обычная клёпка может выполняться, когда наковаленка-поддержка находится с лицевой стороны и когда наковаленка находится с тыльной стороны. Последний способ стал наиболее распространенным, поскольку требует меньшей массы наковаленки-поддержки.

Виды заклёпочных соединений

Заклёпочные соединения делятся на:

• прочные (рассчитанные только на восприятие и передачу силовых нагрузок),
• плотные (герметичные) (обеспечивают герметичность конструкций в резервуарах с невысоким давлением),
• прочноплотные (восприятие силовых нагрузок и герметичность соединения).

По конструкции заклёпочные соединения делятся на однорядные и многорядные с цепным или шахматным расположением заклёпок, а в зависимости от количества плоскостей среза — одно- и многосрезные.

По характеру воздействия нагрузки на заклёпочное соединение — швы с поперечной нагрузкой, перпендикулярной оси заклёпок, и продольной, параллельной оси заклёпок.

Заклёпочные соединения по конструкции близки к паяным, сварным и клеевым соединениям. Наиболее распространены соединения внахлёстку (внакрой) и встык со стыковыми планками.

Герметичность соединения обеспечивается нанесением различных герметиков на поверхность стыка или подкладыванием под стык различных пластичных материалов. Заклёпки герметичных соединений имеют усиленные головки.

В зависимости от требований к поверхности, заклёпки могут иметь полукруглую головку, потайную, полупотайную или плоскую (в процессе клёпки для создания внутренних усилий сжатия, которые снижают возможность усталости материала).

Заклёпки изготовляют для разных способов установки. Для односторонней клепки существует множество видов заклёпок, в том числе отрывные и взрывные.
Обычная клёпка может выполняться, когда наковаленка-поддержка находится с лицевой стороны и когда наковаленка находится с тыльной стороны. Последний способ стал наиболее распространенным, поскольку требует меньшей массы наковаленки-поддержки.

4 Соединение при помощи цельнометаллических клепок – оковка головок

В отличие от вытяжных, обычные литые или штампованные клепальные элементы нужно устанавливать с применением определенных прилагаемых к замыкающему концу усилий. Это может быть прессование или же целенаправленные удары для расплющивания выходящего из отверстия конца стержня. Второй вариант больше всего напоминает ковку, тем более что выполняется он холодным или горячим способом. Если толщина клепки не превышает 1 сантиметр, можно использовать холодную оковку замыкающей головки. Если же диаметр больше 10 миллиметров, то необходимо накаливание крепежного элемента для облегчения расплющивания его конца.

Как правило, перед тем, как расклепать горячим способом заклепку, ее нагревают в горне, после чего устанавливают в отверстие и несколькими сильными ударами делают плоскую замыкающую шляпку. При этом снизу должна располагаться наковаленка с лункой под закладную головку. Для холодного способа применяется специальный инструмент – боек с лункой полукруглой формы, при помощи которого формируется ровная полусфера путем деформации выходящего из отверстия конца в пределах выемки. Оковка обычным молотом дает такой же результат, если бить по торцу, направляя удары слегка вскользь, от центра к краям, но такая головка будет менее аккуратная.

Виды заклепок

Что такое заклепка? Это цилиндрический стержень из пластичного металла (может быть полым или нет) с головкой определенной формы на одном конце. Эта головка называется закладной. В процессе установки, за счет сплющивания металла стержня со второй стороны, образуется вторая головка. Она называется замыкающей (закрывающей).

Могут быть составные заклепки (например, популярные вытяжные или винтовые), которые состоят из корпуса и стержня. Но суть от этого не меняется: закладная головка упирается в материал, а на другом конце, за счет пластичности металла, формируется вторая головка. Просто она формируется за счет того, что стержень вытягивается и расширенной частью сминает вторую часть.

Типы стержней и закладных головок

Заклепки отличаются формой головки и стержнем. По типу стержня они бывают:

• со сплошным стержнем (высокая нагрузочная способность, но тяжело устанавливаются);
• полупустотелые (часть стержня возле закладной головки сплошная, часть — пустотелая);
• пустотелые (головка и стержень имеют цилиндрическое сплошное отверстие, легко расклепываются, но высокие нагрузки не переносят).

Виды заклепок по типу стержня и закладной головки

Заклепки имеют следующие виды головок (на фото выше):

• Полукруглая (высокая и низкая). Иногда называется еще сферической. Наиболее надежные, создают прочный шов.
• Цилиндрической и конической (плоской). Применяются, если соединение находится в агрессивной среде.
• Потайная и полупотайная. Устанавливаются, когда крепеж не должен выступать над поверхностью. Наиболее ненадежное соединение, используется только при необходимости.

Рядом могут быть установлены разные заклепки

Каждый из видов закладных головок встречается с каждым типом стержня. Подбирают их в зависимости от планируемой нагрузки. На максимальные нагрузки нужны метизы со сплошным стержнем и полукруглой головкой. На не слишком нагруженные швы можно применять и пустотелые, но они не обеспечивают герметичности. Если важна такая характеристика, то ставят полупустотелые.

Типы заклепок

Несмотря на то что сварка стала доступной даже непрофессионалу, клепка не теряет популярности. Ведь не все металлы можно варить, да и сварной шов подвержен коррозии. Поэтому постоянно появляются новые разновидности заклепок, так что полного перечня точно нет. Рассмотрим основные и более популярные.

• Классические или обычные. Универсальные, применяются для всех типов швов. Отличить можно внешне — напоминают грибки.
• Полутрубчатые (стержень наполовину полый). Требуют меньше усилий при установке, но и прочность имеют невысокую. Используются в соединениях с небольшой механической нагрузкой.

Классическая и резьбовая заклепки

Гаечные и пистонные заклепки

Это основные виды заклепок, которые применяются в строительстве, машиностроении и в других областях. В каждом из видов есть свои подвиды, отличающиеся в нюансах.