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.
Детали могут быть соединены заклепкой, если есть прилегающие друг к другу относительно плоские поверхности, необходимые как для размещения бурта заклепки с внешней стороны, так и для формирования бурта в внутренней стороны изделия. Также необходимо соответствующее размерам заклепочника и заклепки, пространство, которое потребуется в процессе установки. Когда вытяжная заклепка устанавливается, ее стержень протягивается через заклепку и расширяет её тело, фиксируя и стягивая соединяемые детали. Эти заклепки чаще всего устанавливаются в соединениях, доступ к которым есть только с одной стороны. Вытяжные заклепки также используются для упрощения сборки, улучшения внешнего вида или снижения стоимости даже в тех случаях, когда доступны обе стороны соединения. Монтаж таких заклепок возможен во всех плоскостях и направлениях – ее можно производить где угодно. Это особенно важно для крупных сборочных узлов.
Вытяжные заклепки могут быть использованы там, где: • не требуется снимать крепеж для осуществления технического обслуживания; • наблюдается высокий уровень вибрации; • необходима временная фиксация; • нужны однотипные заклепки; • требуется ремонт крепежа на месте, который может осуществить неподготовленный персонал.
Вытяжные заклепки делятся на следующие варианты: с вытягивающейся оправкой, с резьбой или направляющим штифтом, в зависимости от метода, применяемого для установки.
Физические характеристики: вытяжные заклепки могут иметь 3 вида, в зависимости от количества и наличия стержня оставшегося в теле заклепке после установки. В усиленной заклепке находится достаточное количество стержня, т.к. точка разрыва стержня находился приблизительно на одном уровне с верхней частью бурта заклепки. Этот вид обеспечивает высокую прочность на срез. Стандартная заклепка имеет небольшой по длине стержень в своей сердцевине. Полая (кассетная) заклепка отличается полностью пустой сердцевиной, что является преимуществом, когда требуется небольшой вес. Она также используется в электронной промышленности, потому как исключается возможность выпадения остатка стержня, что может нарушить схемы, оставляет отверстие для вентиляции или протягивания через него проводов.
Диаметр заклепки это диаметр ее тела, обычно его шаг составляет 0,03125 дюйма (примерно 0,8мм). Диапазон применения – это уровень толщины материала, который может быть качественно соединен при помощи вытяжной заклепки заданной длины. Производители предоставляют конкретные рекомендации. Гидроизоляционные свойства существенно отличаются в зависимости от вида тела заклепки. Если герметизация имеет решающее значение, ее всегда нужно проверять в процессе эксплуатации.
Конструктивные решения: факторы, влияющие на дизайн соединений, которые нам известны, включают допустимые отклонения длины заклепки по сравнению с толщиной изделия, типом и параметрами загрузки, зазором в отверстиях и конфигурации соединения.
Электроинструменты эффективно устанавливают большую часть заклепок. Тем не менее, усиленные заклёпки лучше всего устанавливаются при помощи пневмогидравлического заклепочника. Ручные заклепочники могут эффективно использоваться практически без обучения персонала.
Соединения с вытяжными заклепками обычно подвергаются нагрузке во время сдвига, который заклепки выдерживают лучше, чем растягивающую нагрузку. Заклепки, подверженные вибрации, будут наиболее эффективны, если в отверстиях будет оставлен минимальный зазор, заданный производителем.
Материалы могут иметь толщину от 0,5мм, для них существуют несколько видов заклепок. Если один из компонентов состоит из сжимаемого материала, то на этой стороне должны быть использованы заклепки с очень большим диаметром бурта, чтобы распределить давление по большей площади.
Затраты на установку: вытяжные заклепки стоят немного дороже по сравнению с обычными, пустотелыми, но они позволяют ускорить процесс установки и снизить затраты на сборку, которые могут компенсировать первоначальную разницу в цене. Главным образом, эти заклепки используются для соединения деталей, у которых есть доступ только к одной стороне, но также их часто применяют в других сферах, чтобы сократить время сборки.
Вытяжные заклепки с отрывным стержнем состоят из тела и стержня. Чтобы установить заклепку, инструмент должен произвести сцепление со стержнем и обеспечить осевое натяжение. Это приводит к тому, что стержень протягивается через тело заклепки, расширяет его. Когда стержень получает необходимую нагрузку от растяжения, отрывается в заданной точке. Оторванный фрагмент затем выбрасывается из инструмента.
Уменьшение затрат, которое обеспечивают вытяжные заклепки с отрывным стержнем, происходит ввиду того, что заклепки обычно подаются в индивидуальном порядке, а сломанные части оправки нужно удалять из рабочего пространства. Сломанные оправки иногда остаются в изделии, что в дальнейшем приводит к задержке производства и связанным с этим тратам.Этих неудобств можно избежать, если использовать заклепочную систему кассетного типа. Подобные системы устанавливают готовые наборы заклепок при помощи инструмента, который содержит встроенную несъемную оправку.
Производительность подобной системы может быть в несколько раз выше, чем у тех систем, где нужно отрывать стержень, благодаря чему пропорционально снижаются затраты на сборку.
Вакуумная сборка – еще один способ преодолеть проблему отработанных стержней. Например, одна система использует пневматическую энергию для установки заклепок, и заодно создает вакуум, который удерживает заклепки в нужном месте перед установкой и удаляет прочь использованные части оправки после того, как вытяжная заклепка установлена.
Преимущества заклепок: • изначальная стоимость заклепки, трудозатраты и время работы приборов для установки вытяжных заклепок ниже, чем у крепежа с резьбой. И это действительно так, потому что заклепки производятся в больших объемах на высокоскоростных станках с малой долей отходов производства; • разнородные материалы с разной толщиной могут выть соединены вместе; • заклепки могут иметь различную отделку, такую как гальваническое покрытие, фосфатирование или окрашивание; • вытяжные заклепки могут служить в качестве крепежных элементов, осей поворота, монтажной арматуры, электрических контактов, декоративных или закладных деталей;
• покрашенные или содержащие покрытие детали, могут быть закреплены вытяжными заклепками.
Если говорить о минусах, то прочность на растяжение и износ у заклепок ниже, чем у болтов такого же диаметра и крепежных винтов с гайками. Несмотря на это, заклепки наименее восприимчивы к вибрации. Именно поэтому производители самолетов возлагают большие надежды на вытяжные заклепки. В то время как соединения с заклепками устойчивы к атмосферным воздействиям, они, как правило, не обладают герметичностью, чтобы предотвратить проникновение воздуха и воды внутрь. Можно использовать герметик, покрытие для заклепок или специальное упругое зажимное кольцо, но это увеличит общую стоимость работ. Вытяжные заклепки, производимые в больших объемах, могут иметь некоторые погрешности, особенно если сравнивать с винтовыми деталями и узлами. Допустимое отклонение основных размеров составляет 0.127мм, Заклепки не могут быть использованы в работах, для которых разброс размеров должен поддерживаться на уровне 0.025 мм. 24.01.2019
Виды заклепок
Перед тем, как разобраться какие виды заклепок бывают, определимся, что заклепка – это специальные крепежи, созданные для снижения затрат производства и облегчения работы. Особые различия метизов позволяют подбирать оптимальный вариант для конкретных креплений.
Вытяжные заклёпки открытые
Базовая (стандартная) заклепка, представляет собой крепление со сквозным отверстием. Ее часто путают с пустотелой заклепкой, но главное отличие в том, что пустотелую заклепку ставят с доступом с двух сторон, а вытяжную можно поставить с одной стороны, гораздо проще и быстрее. Говоря о сферах применения, можно привести в качестве примера использование стандартных вытяжных заклёпок при монтаже вент фасадов или сборе конструкций домов из металло-каркаса. Все зависит от материала и диаметра заклепки, но в любом случае соединение достаточно прочное и надежное. Особенности монтажа допускают незначительные расхождения в диаметре заклепки и отверстий. Вытяжной вид заклепок открытого типа является самым дешевым в ассортименте.
Вытяжные заклёпки закрытые
Главное отличие вытяжной закрытой заклепки в отсутствии сквозного отверстия, с помощью них можно создать герметичную конструкцию. Тело крепежа дает возможность «запечатать» оборотную сторону, создавая специальную головку. Благодаря плотному прилеганию появляется возможность монтажа креплений, препятствующих попадание внутрь конструкции пыли, грязи и влаги. Применение дополнительных прокладок позволяет добиться герметичного соединения.
Закрытые заклепки подойдут для авиационной и машиностроительной отросли.
Заклёпки усиленные
Усиленные заклепки также называют моноболтами. Необходимы для создания сверхпрочного соединения. Стандартные изделия значительно уступают по коэффициенту прочности, растяжения и усилий на срез. Еще одно название – структурная, поскольку созданное соединение не подвержено вибрации и имеет широкий диапазон использования. Усиленные модели используются в промышленном строительстве и машиностроении.
Заклепки лепестковые
По названию можно легко распознать принцип действия этой заклепки. Во время монтажа обратная сторона раскрывается на «лепестки», которые сгибаясь снижают нагрузку в месте крепления, а в случае совсем мягкого материала могут в него погрузиться, усиливая фиксацию, при этом почти не деформируя его, а как бы немного прокалывая. Отметим, что головка не погружается в материал и остается видимой. Лепестковые заклепки нужны для монтажа рыхлых, деликатных или мягких материалов. Головка не проваливается в мягкий материал за счет достаточно широкого бортика и небольшого усилия, требуемого для установки, что снижает риск появления трещин и деформации. В качестве примера можно привести соединения гладкой поверхности с волокнистой, например, древесина, пластик или сотовый поликарбонат.
Заклёпки распорные
Распорная заклепка из-за своих особых свойств используется для изготовления мебели и декора, позволяет соединять деревянные и металлические детали. Также подойдет для хрупких, рыхлых и мягких тканей. Принцип работы заключается в формировании обратной головки таким образом, чтобы нагрузка распределилась на лепестки (частично разделяется на 3 части). Главное отличие от лепесткового типа – заклёпка деформируется, а не раскрывается полностью.
Заклёпки гаечные
Гаечные заклепки представляют из себя метиз, у которого сначала идет бортик, потом деформируемая часть и дальше резьба, по принципу работы схожи с вытяжными, однако, вместо стержня предусмотрена внутренняя резьба на не сминаемой части.
Для установки гаечной заклепки необходимо высверлить отверстие в скрепляемой детали, накрутить заклепку на резьбовую часть дорна, который вставлен в заклёпочник и фактически выполняет роль стержня у вытяжной заклепки, вставить в подготовленное отверстие и втянуть втулку. Задняя часть деформируется, образуя надежное соединение с внутренней поверхностью, с внешней стороны заклепка удерживается бортиком.
Заклёпки многозажимные
Также виды заклепки вытяжного типа с открытым корпусом со специальной конструкцией, которая, в отличие от обычных вытяжных заклепок, обеспечивает многократное сжатие. Такой способ расклинивания корпуса обеспечивает высокие рабочие нагрузки на вырыв.
Заклёпки клеммные
Используются для проведения контактных соединений, в том числе, для создания электрической цепи. Как работает заклепка? Ответ кроется в материале: их изготавливают из металлов, проводящих электрический ток (корпус заклепки выполнен из латуни, а стержень – из омедненной стали). Встречаются одно- или двухклеммные варианты. Клеммные заклепки необходимы для создания заземления.
Заклёпки пластиковые
Материал заклепок может отличаться. Вытяжные пластиковые изготовлены из полиамида, а значит, обеспечивают крепкое соединение. Помимо исходного сырья, они отличаются рядом преимуществ:
- не проводят электрический ток;
- не подвержены коррозийному эффекту;
- низкая стоимость.
Конечно, пластиковые полиамидные заклепки не подходят для скрепления двух металлических пластин. Используются для пластиковых, стекловолоконных, картонных конструкциях, сопряженных с металлическими или другими материалами.
Заклёпки кассетные
Самый новый вид заклепок – кассетный. Сегодня он считается перспективным, поскольку оператору не приходится каждый раз вставлять единичный крепеж. Кассетные представлены в виде ленты или стержня на целый магазин. Отличительная особенность в установки – стержень не обламывается, а протягивается, что значительно ускоряет процесс монтажа. В одной кассете содержится до 40 штук. Специальный инструмент не прерывается, а в автоматическом режиме подготовит следующую партию. Бонусом станет возможность освобождения второй руки, которой можно наиболее надежно фиксировать узел.
Таким образом, нельзя выделить конкретную сферу использования заклепок в целом. Каждый из видов подойдет для своих целей, будь то создание детской игровой площадки или крупнейшего бизнес-центра. Единственное, что не подвергается сомнению, заклепки – это уникальный крепеж, который позволяет сократить время и стоимость монтажа.
В чём заключаются конструктивные особенности заклепок вытяжных
Алюминиевые (все размеры доступны практически на любом сайте соответствующего магазина) заклепки всегда пользовались особым спросом. Правда за счёт небольшой прочности их не рекомендуется использовать для крепления тяжелых конструкций и тех изделий, которые постоянно находятся под большими нагрузками или агрессивными воздействиями окружающей среды.
Не секрет, что базовыми элементами вытяжных метизов является тело и стержень. В качестве тела применяется корпус, втулка или цилиндр. Именно эта часть выполняет роль главного крепежного элемента, который осуществляет несущую функцию. Тело включает в себя головку-«бортик», а также пустотелый цилиндр. Герметичные метизы обладают наглухо запаянным концом.
Исходя из типа головки, выделяют метизы с:
- Высоким бортиком.
- Широким бортиком.
- Потайным бортиком.
Широкий и высокий варианты обеспечивают максимально прочное клепанное крепление. Подобные фиксирующие элементы заметны со стороны и способны формировать характерные «выпуклости» на поверхности заготовки. Что касается потайного бортика, то он может обеспечивать практически гладкую поверхность в месте крепления, правда надёжность существенно ухудшена. Толщина потайного бортика составляет около 1 миллиметра, а основная массивная часть головки зафиксирована в крепежном отверстии.
Толщина и длина цилиндра заклепки бывает разной. Именно наружный диаметр цилиндра определяет диаметр метизов в названии заказа. Размеры цилиндра отыгрывают очень большую роль среди всех других размеров. Именно на них следует обращать особое внимание при покупке данных крепежных элементов.
Основное предназначение крепления заключаются в обеспечении подвижного или неподвижного соединения нескольких деталей или элементов.
В большинстве случаев размеры цилиндра обозначаются двумя числами с разделительным знаком «Х», где первый показатель определяет наружный диаметр, а второй — длину.
Заклепки: назначение и материалы изготовления
После того, как мы подробно рассмотрели все виды представленных на рынке вариантов, можно с уверенностью выделить несколько аспектов назначения метизов:
- те места, где невозможно проведение сварочных работ;
- нежелателен перегрев и деформация структуры материала;
- повышение свойств виброустойчивости;
- необходимость создания соединения повышенной прочности.
Материалы, используемые для изготовления:
- алюминиево-магниевые сплавы*;
- бронза;
- медь;
- монель (сплав меди и никеля);
- нержавеющая сталь A2 или A4;
- оцинкованная сталь;
- полиамид.
* различие только в содержание магния, чем больше процентное содержание магния тем прочнее, наименее прочный и дешевый Al(Mg1%) и самый прочный который используется в вытяжных заклепках и то как правило для стержней Al(Mg5%);
В некоторых случаях используют комбинации этих материалов, например, стержень может быть из одного сплава, а заклепка из другого. Часто сочетают оцинкованную сталь и алюминий. В этом случае уместно определение «комбинированная» заклепка.
Принцип подбора заклепок заключается в совместимости, а лучше повторении, того материала по механическим и физическим свойствам, из которого изготовлены соединяемые элементы.
Еще одним важным критерием отбора является подверженность гальванической коррозии, Она проявляется в месте соединения разнородных металлов при повышенной влажности, например, при дожде. Если нет уверенности, как выбрать заклепки для заклепочника, то можно воспользоваться специально таблицей электрохимического потенциала. Влияние влаги будет проходить на более электроотрицательный материал.
При выборе материала необходимо учитывать следующие особенности:
- в идеале выбрать электроположительный материал самой заклепки, чтобы коррозия приходилась на элемент, подлежащий легкой замене;
- проверить совместимость по таблице электрохимического потенциала;
- использовать диэлектрический барьер, например, прокладку.
При покупке заклепок, так же стоит учесть температуру эксплуатации готового изделия. Материал крепежа и изделия должны соответствовать друг другу для обеспечения одинакового температурного расширения при повышении и понижении температуры. Игнорирование правила подбора может привести к преждевременному возникновению ржавчины или другим повреждениям.
Помимо базовых элементов существуют заклепки с покрытием. Для этого используется порошковая краска, а оттенок соответствует таблице цветов RAL.
Преимущества и недостатки
Сегодня заклепки считаются универсальным крепежом, который обеспечивает надежное крепление листовых материалов. Помимо этого, метизы обладают рядом других достоинств.
Преимущества заклепок по металлу:
- соединение устойчиво к сильным механическим нагрузкам, вибрации и ударам;
- возможность прочного крепления в тех местах, где невозможно использовать резьбовые варианты или сварочное оборудование;
- вытяжные и резьбовые заклепки просты в установке;
- широкий выбор материалов позволяет снизить риск коррозии.
Недостатки заклепок:
- необходимость покупки специального оборудования для монтажа – заклепочника;
- при несоблюдении соответствия диаметра отверстия и заклепки прочность соединения ослабляется;
- невозможность соединения «встык» без использования дополнительных накладок;
- шумность монтажа вариантов с замыкающей головкой.
В тоже время, минусы заклепок по металлу не всегда являются противоречащим фактором. С шумом можно смириться, а монтаж внахлест – один из множества вариантов сборки конструкции.
Материал заклёпок
В зависимости от материала, из которого изготовлены заклепки, будет отличаться прочность и надежность соединения. Самые распространенные варианты:
- алюминий. Такой крепеж позволяет снизить стоимость монтажа и к том же этот материал пожаробезопасный (поэтому, алюминиевые заклепки используют в воздуховодах, при ударе по алюминию посторонними предметами или мусором — искра не возникает);
- нержавеющая сталь. Помимо снижения риска возникновения коррозии обладают высокой прочностью;
- оцинкованные метизы. Подходят для крепления листовых материалов к другим конструкциям, например, во время монтажа водостоков или металлических заборов.
Свойства различных типов заклепок
Первое и одно из самых главных – клепки создают надежное соединение в отличие от шурупов и винтов, и при этом не повреждают материал. Также заклепки занимают крайне мало места и не отличаются сложной спецификой монтажа.
Такие крепежные элементы имеют низкую стоимость и высочайшую практичность, эффективность. За счет этого заклепки наиболее часто применяются в монтажных и реконструкционных работах.
Помимо всего вышеперечисленного, заклепки отличаются следующими преимуществами:
- высочайшей устойчивостью к вибрационному воздействию;
Стоит отметить, что резьбовое соединение под длительной вибрацией ослабевает. У строительных скрепок такой проблемы нет. Они плотно скрепляются с объектом за счет чего вибрация их не рассоединит.
Клепочный швов начнет терять свои свойства только в том случае, если на него будет оказано значительное механическое воздействие примечательное разрывом и срезом. Однако заклепка только разорвется, но не выйдет из соединения.
- различные типы заклепок пользуются колоссальной популярностью;
Востребованность обусловлена тем, что крепежные элементы имеют широкое разнообразие. Поэтому вы всегда выберете наиболее подходящее средство для решения конкретно вашей специфики задач.
«Холодные» скрепки изготовляются с использованием мягких и пластичных металлов. Поэтому они подходят для соединения негабаритных объектов и выполнения несложных реконструкционных работ.
«Горячие» крепежные элементы производятся из твердых марок стали. Их отличительная возможность в том, что они не деформируются без прогрева. Также обеспечивают крайне надежное соединение. Однако у них ограниченная специфика применения. Их можно задействовать только в том случае, когда высокий температурный режим не окажет отрицательного воздействия на деталь.
Диаметр и длина
Конечно, если речь идет о самостоятельном применении заклепок в домашних условиях, то обращение к ГОСТам будет излишним. Другое дело, если данный крепеж применяется на производстве. Регулирование размера вытяжных заклепок для создания неразрывных соединений обозначено в нормативах:
- ГОСТ Р ИСО 15974-2005 и ГОСТ Р ИСО 15973-2005 — госты на глухие заклепки;
- ГОСТ Р ИСО 15979-2017 — вытяжная заклепка стандартный бортик сталь/сталь;
- ГОСТ Р ИСО 15977-2017 — вытяжная заклепка стандартный бортик алюминий/сталь;
- ГОСТ Р ИСО 15980-2017 — вытяжная заклепка потайной бортик сталь/сталь;
- ГОСТ Р ИСО 15981-2017 — вытяжная заклепка стандартный бортик алюминий/ алюминий;
- ГОСТ Р ИСО 15978-2017 — вытяжная заклепка потайной бортик алюминий /сталь;
- ГОСТ Р ИСО 14488-2005 – описание стандарта для «слепых» заклепок.
Конструкция
Конструктивно вытяжная заклепка состоит из двух элементов. Тело — полая гильза с головкой, сердечник — стержень с уширением. Головка гильзы может иметь плоское, потайное, полукруглое исполнение. Она ставится с лицевой стороны соединения, если таковое есть. Чаще всего, головка стержня выполнена в форме приплюснутой сферы. Учитывая особенности работы вытяжной заклепки, прочность материала стержня должна быть выше, чем у гильзы. Иначе, стержень разрушится раньше, чем спрессуется гильза. В качестве исходных материалов для изготовления заклепочного крепежа применяются углеродистые и нержавеющие стали, алюминиевые сплавы, медь, бронза, но прочность стержня всегда выше, чем у гильзы. Основными конструктивными размерами вытяжных заклепок являются диаметр и длина. Диаметр и материал определяют прочность скрепления, длина — какой может быть толщина соединяемых материалов. Все характеристики и размеры, минимальная и максимальная толщина соединяемых листов определяются соответствующими стандартами и инструкциями производителей.
