Как подобрать заклепку по толщине скрепляемого материала

Заклепка – один из самых удобных и быстрых в монтаже крепежных элементов, обеспечивающих надежное неразъемное соединение. Сегодня существует огромное многообразие форм и размеров клепального крепежа, но самыми первыми были изобретены заклепки под молоток. Они использовались при строительстве судов, мостов и других металлических инженерных сооружений, где с успехом заменяли сварные соединения. Сегодня этот старейший вид крепежа изготавливается из современных материалов, поэтому не утратил своей популярности и даже расширил сферу применения.

Заклёпки. Как рассчитать требуемую длину заклёпки

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:

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).

Далее приведена таблица с принятой маркировкой основных материалов в виде точек или штрихов.

Алюминиевые сплавы

Сталь

Медь и латунь

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.

Таблица подбора заклепок по толщине металла

Крепление заклепками является надежным и распространенным методом монтажа.

Для достижения хорошего результата крепления необходимо принимать во внимание:

• Прочность соединения

Оцениваются нагрузки на срез и на разрыв. В зависимости от прочности соединения выбирается необходимое количество заклепок, их размер и материал из которого они изготовлены.

• Скрепляемые материалы

В соединения двух материалов различной толщины или различной прочности заклепка устанавливается так чтобы бортик заклепки был расположен со стороны менее прочного материала. Например соединение пластик/сталь. Заклепка устанавливается бортиком со стороны пластика.

• Диаметр (D) заклепки

Для прочных соединений диаметр заклепки должен быть как минимум такой же как толщина скрепляемых материалов, но не превышать её более чем в 3 раза.

• Длину (L) заклепки

Рекомендуемая длина заклепки выбирается как толщина скрепляемых материалов (S) плюс диаметр заклепки (D).

Рекомендуемая длина L=S+D

Таблица подбора заклепок

Параметры монтажа

• Толщина скрепляемых материалов S (min-max)

Максимальная толщина скрепляемых материалов в соответствии с рекомендуемым диаметром отверстия. Учитываем зазор между материалами до монтажа и прибавляем его к толщине материалов.

• Размер отверстия

Просверленные и пробитые отверстия должны быть чистыми, без стружки. Во многих случаях заклепка надежно закрепляется, когда диаметр отверстия на 0,1 мм больше диаметра заклепки (D).

• Расстояние до края пластины

Должно быть в 2 раза больше диаметра заклепки, и не более 24-кратного диаметра заклепки (D).

• Расстояние между заклепками

Для прочных соединений не больше 3-х диаметров заклепки (D).

• Материал изготовления заклепки

Обычно подбирают тот материал, который обеспечит необходимую прочность соединения. Если материал из которого изготовлена заклепка отличается от материала скрепляемых материалов, то при подборе заклепок учитывается возможность гальванической коррозии.

Что это такое?

Заклепки – это крепежные элементы, которые используют при необходимости соединить две или более поверхностей, материалов. Данные приспособления вставляют в отверстия заготовки, которые были сформированы заранее в виде линии. Крепежный элемент имеет вид стержня, что при деформации способен охватить стены отверстия и держаться в них при помощи силы трения.

По мнению потребителей, заклепки являются надежным методов крепления, которые используется многие годы. В настоящее время они также пользуются большим спросом, в частности в тех местах, где крепеж должен быть сделан максимально ответственно.

Преимущества использования данного вида соединений заключаются в следующем:

• простота конструкции;
• возможность соединения материалов разного вида;
• надежность;
• противодействие нагрузкам вибрационного и ударного характера.

Отрицательными сторонами такого крепежа можно назвать следующие:

• необходимость в трудовых и материальных затратах;
• возможность разрушения соединения при неправильном подборе диаметра отверстия;
• уменьшение качества герметичности по прохождении некоторого периода времени.

Клепка – это процедура соединения деталей путем образования фиксации ряда заклепок. При этом соединение именуется заклепочным швом. В зависимости от метизов мастера могут проводить горячую и холодную клепку. Первая подразумевает использование пластичного материала, а вот вторая обычно основана на применении твердого вида стали.

Назначение

Вытяжные заклёпки служат для соединения листового материала и требуют наличия доступа к рабочей поверхности только с одной из сторон. В этом заключается одно из главных их отличий от традиционных «молотковых» моделей. Монтаж заклёпок производится в просверленное отверстие при помощи специального инструмента, который может быть как ручным, так и пневмоэлектрическим. Соединения, выполненные при помощи вытяжных заклёпок, являются очень прочными и долговечными. Кроме того, детали легко монтируются и отличаются высокой устойчивостью к агрессивному воздействию химических веществ, высоких температур и влажности.

Благодаря универсальности и надёжности, сфера применения вытяжных заклёпок достаточно обширна. Детали активно применяются в судо-, авиа- и машиностроении, текстильной промышленности и строительстве. При работах на объектах повышенной опасности заклёпки выступают в качестве альтернативы сварочным соединениям. Кроме того, заклёпки широко используют при ремонте частей и механизмов в труднодоступных местах и на пожароопасных объектах. Помимо соединения элементов из чёрных и цветных металлов, вытяжные заклёпки способны соединять пластик и текстиль в любых сочетаниях. Это позволяет широко использовать их в электротехнических работах и активно применять при изготовлении одежды, текстильных товаров народного потребления и резервуаров.

Основные типы заклепочных метизов

Все заклепки на два типа – резьбовые и вытяжные, оба типа заклепок устанавливается за счет деформации, которая возникает от тягового усилия специального инструмента – заклепочника.

Вытяжные заклепки

Вытяжные заклепки

состоят из тела заклепки с бортиком (фланцем) и вытяжного стержня, который при его вытягивании деформирует хвостовую часть тела заклепки, формируя обратную головку, стягивающую соединяемые элементы. После достижения предельного тягового усилия, стержень обламывается в специальной зоне отрыва, формируя надежное неразборное соединение.

Резьбовые заклепки

Резьбовые заклепки

являются однокомпонентными, и используются для создания прочного разборного соединения, при этом резьбовые заклепки ставятся только на один лист (поверхность), а второй лист или материал притягивается к первому за счет вкручивания в резьбу болта, винта и т.п.

Резьбовые заклепки гораздо чаще используются для скрепления нескольких деталей, позволяя создать резьбу на тонком материале, в котором ее невозможно нарезать. При этом они не имеют особых ограничений в применении и обеспечиваю надежную фиксацию всех элементов конструкции, с помощью разборного резьбового соединения деталей.

Гаечные образцы резьбовой заклепки имеют резьбу с внутренней стороны, а болтовые — с внешней (выступающей) части.

Преимущества и недостатки

Высокий потребительский спрос на вытяжные заклёпки обусловлен рядом неоспоримых достоинств этих метизов.

• Простота установки обусловлена необходимостью доступа к соединению только с лицевой стороны. Это выгодно отличает данные метизы от резьбовых гаек, для монтажа которых нужен доступ с обеих сторон. Кроме того, крепления с резьбой имеют свойство со временем откручиваться и ослаблять соединение.
• Низкая стоимость вытяжных заклёпок позволяет сформировать надёжное и долговечное крепление, не экономя при этом на материале.

• Широкий сортамент типоразмеров значительно облегчает выбор крепёжных элементов.
• Способность соединять разные по структуре и свойствам материалы значительно расширяет сферу применения метизов.
• Высокая прочность и долговечность соединения. При соблюдении правил установки и бережной эксплуатации срок службы заклёпок равен, а иногда и превышает срок службы скрепляемых деталей.

К недостаткам относят необходимость предварительного засверливания, неразборность соединения и приложение существенных усилий при клепании ручным способом. Кроме того, модели имеют одноразовое предназначение и не могут использоваться повторно.

УСТАНОВКА ВЫТЯЖНЫХ ЗАКЛЕПОК

1. Заклепку устанавливают в предварительно просверленное отверстие.
2. Установочным инструментом вытягивают сердечник, формируя замыкающую головку заклёпки.
3. После образования замыкающей головки заклепки сопротивление вытягиванию сердечника резко возрастает, и сердечник разрывается по тонкому месту.
4. Установленная заклепка.