Классические (сплошные) заклепки
Классические заклепки являются самыми старыми и наиболее надежным типом механических крепежных изделий. Они требуют заранее подготовленного отверстия и доступа к соединению с обеих сторон. До установки классическая заклепка состоит из цилиндрического стержня и головки на одном из концов
Часто классические заклепки называют просто сплошными заклепками. Сплошные заклепки классифицируют по форме головки и форме стержня. Наиболее часто применяются сплошные заклепки с круглой и плоской головками, а иногда также с потайной головкой. Кроме полностью сплошных стержней применяют также полу-трубчатые и трубчатые (полые) стержни заклепок, чтобы снизить усилия, которые требуются для формирования второй головки. Характеристики заклепочного соединения, в том числе, прочностные, значительно зависят от типа заклепки, ее материала и формы.
(рисунок 1).
|
Рисунок 1 — Различные виды головок и стержней сплошных заклепок
При установке сплошной заклепки из ее стержня путем пластического деформирования формируется вторая, стягивающая материалы, головка. Поскольку установленная заклепка имеет головки по обе стороны соединения, она может нести растягивающие нагрузки (вдоль своей оси), однако предназначена в основном для сопротивления нагрузкам на срез (перепендикулярно оси). Болты и винты, напротив, предназначены, в первую очередь, для сопротивления растягивающим нагрузкам [1].
Процесс установки заклепки зависит от типа стержня заклепки. Стержень сплошной заклепки расширяется в отверстии в ходе клепки и полностью заполняет его, что и обеспечивает плотное и надежное соединение ( рисунок 2). В случае полу-трубчатой заклепки задняя часть стержня развальцовывается и создает усилия, которые сжимают материалы вместе, а диаметр стрежня внутри отверстия остается практически без изменений. Поэтому часто полу-трубчатые и трубчатые заклепки применяют для создания оси между элементами, которые поворачиваются относительно друг друга.
В алюминиевых конструкциях применяют почти исключительно алюминиевые заклепки с холодной установкой, то есть без предварительного их нагрева. Их применяют там, где требуется надежность и безопасность, например, в несущих конструкциях самолетов, а также в критичных автомобильных компонентах.
|
Рисунок 2 — Установка сплошной заклепки
Особенности работы с инструментом
Чтобы быстро научиться обращаться с заклепочником и с легкостью выполнять надежное соединение элементов, достаточно усвоить несложный порядок работы с ним:
Первым делом необходимо подобрать заклепки подходящего диаметра. Чаще всего используют крепежи диаметром от 2 до 4 мм. При работе с заклепками крупного диаметра потребуется специализированный инструмент, в качестве которого лучше всего подойдёт пневматический или пневмогидравлический клепальник. В рабочей поверхности сверлится отверстие с учётом внешнего диаметра заклепки. В случае использования крепежа с потайной головкой нередко приходится предварительно выполнять зенкование поверхности, что позволяет сделать заклепку незаметной. Перед работой в заклепочник следует установить шток с резьбой необходимого диаметра и уже на него накрутить резьбовую заклепку
Важно убедиться, чтобы заклепка была надежно закреплена, иначе во время монтажа она может открутиться. Необходимо вставить крепеж в отверстие до упора, убедившись, что его головка плотно примыкает к поверхности материала. Заклепочник располагают строго под прямым углом к поверхности и начинают оказывать усилие на рукоятку. Во время работы шток начнет перемещаться внутри инструмента, обеспечивая необходимое давление для деформации крепежа. После установки заклепки следует вывернуть резьбовой шток из гнезда и удостовериться, что заклепка села в отверстие правильно. Об этом можно судить, если не наблюдается перекосов и зазоров, а также деформации резьбы.
Об этом можно судить, если не наблюдается перекосов и зазоров, а также деформации резьбы.
Как извлечь заклепку
В первом случае потребуется дрель со сверлом несколько большего диаметра, чем внутренний размер резьбы. Во время установки заклёпки нужно следить за процессом и своевременно менять сверло на большего размера. Когда задача будет решена, крепёж разделится на две половины — головку и внутреннюю часть.
Также извлечь неправильно установленный крепеж можно путем стачивания головки. В решении этой задачи также поможет дрель, а когда головка будет разрушена, останется только выбить заклепку из посадочного места.
Нюансы монтажа
Перед монтажом крепежа особое внимание следует обратить на выбор его длины. Чтобы правильно рассчитать этот параметр заклепки, нужно сложить толщину материала и диаметр заклепки. К примеру, если сечение крепежа составляет 4 мм, а толщина материала 2 мм, то для выполнения надежного соединения рекомендуется использовать заклепку диаметром 6 мм
После установки она будет надежно «сидеть» в посадочном месте и позволит в случае необходимости вкрутить туда болт
К примеру, если сечение крепежа составляет 4 мм, а толщина материала 2 мм, то для выполнения надежного соединения рекомендуется использовать заклепку диаметром 6 мм. После установки она будет надежно «сидеть» в посадочном месте и позволит в случае необходимости вкрутить туда болт.
Заклепочник неслучайно пользуется большой популярностью, ведь он обладает такими достоинствами, как удобство в эксплуатации и практичность. Хотя домашние мастера очень редко делятся своими впечатлениями о практическом применении в бытовых условиях этого инструмента. Во многих строительных магазинах заклепочник является большой редкостью, не говоря о крепеже для него, который многие вынуждены заказывать через Интернет.
https://youtube.com/watch?v=N7tjWpsqOc0
Этот инструмент лишь недавно стал востребованным у населения. Чаще всего его применяют для выполнения надежного монтажа автомобильных номеров. Прекрасно он подходит и для установки ограждений из листовых материалов, а также крепления приборов учета электроэнергии на тонких стенках щитков. Этот метод монтажа смог превзойти по популярности даже такой распространенный вид крепления, как сварка, благодаря своей надежности. И в этом нет ничего удивительного, поскольку даже в условиях высоких нагрузок заклепки если и начнут разрушаться, то это не случится со всеми одновременно.
Слепые заклепки
Типы слепых заклепок
Основной особенностью слепых заклепок является то, что эти крепежные изделия устанавливаются и заклепываются с одной рабочей стороны с применением предварительно подготовленного отверстия. Конструкции и способы установки слепых заклепок имеют много вариантов (рисунок 3). Однако только часть из них применяются для конструкционных, несущих соединений, остальные — для вспомогательных, декоративных целей.
|
Рисунок 3 — Различные типы слепых заклепок
Как крепить заклепки к профлисту
Прежде чем закрепить профнастил заклепками, профлист и лагу просверливают в том месте, где будет располагаться заклепка. Далее, с помощью специального пружинного инструмента – заклепочника, клепка прижимается к профильному листу и за счет сплющивания металла крепит между собой металлические детали.
С одной стороны, процедура не сложная и не требует специальных навыков, с другой – для установки заклепок требуется сначала просверлить отверстие, что замедляет процесс монтажа.
Стандартные (вытяжные) слепые заклепки
Основным типом слепых заклепок, которые применяются в качестве конструкционных крепежных изделий, являются слепые заклепки с отрывным сердечником. У нас они получили название «вытяжные заклепки»
Стандарты и термины
В российской версии международного стандарта ISO, ГОСТ Р ИСО 14588-2005 официальным общим названием всех таких заклепок является: «заклепки „слепые“» (рисунок 4). В английской версии стандарта DIN 7337, уже замененного на европейские (международные) стандарты, этот вид заклепок назывался «break mandrel blind rivets», то есть «заклепки слепые, с отрывным сердечником». Американский отраслевой стандарт IFI 114, который был первым стандартом по таким заклепкам, называет их «break mandrel rivets», то есть «заклепки с отрывным сердечником». На практике и, часто, в технической литературе, эти заклепки называют «вытяжные заклепки».
|
Рисунок 4 — Термины по ГОСТ Р ИСО 14588-2005:
1 — корпус «слепой» заклепки, 2 — конец «слепой» заклепки, 3 — головка «слепой» заклепки, 4 — стержень «слепой» заклепки, 5 — сердцевина «слепой» заклепки, 6 — сердечник, 7 — головка сердечника, 8 — зона отрыва сердечника, 9 — хвостовик сердечника, 10 — конец сердечника.
Преимущества вытяжных заклепок
Тремя основными причинами применения вытяжных заклепок являются следующие:
- Низкая стоимость установки. Другие методы соединения материалов — сварка, винты, болты с гайками и сплошные заклепки — требуют большей затраты человеческого труда.
- Многообразие. Вытяжные заклепки имеют много типов, размеров и сочетаний материалов, чтобы удовлетворять специфическим конструкторским требованиям.
- Надежность. Правильно подобранная и установленная вытяжная заклепка способна выдерживать высокие механические нагрузки и жесткие климатические воздействия.
Ограничения вытяжных заклепок
Однако вытяжные — «слепые» — заклепки имеют свои ограничения:
- Прочность заклепок ограничена прочностными характеристиками применяемых в ней материалов и особенностями ее пустотелой формы.
- Может применяться только для соединения относительно тонких материалов.
Установка вытяжных заклепок
Слепые — вытяжные — заклепки устанавливаются в плотное отверстие, которое проходит через соединяемые материалы (шаги 1 и 2) — рисунок 5. Заклепочный инструмент, который называют заклепочником, захватывает хвост сердечника и тянет его на себя, удерживая при этом заклепку на месте (шаг 3). Когда сердечник вытягивается, он деформирует заклепку и формирует заднюю, слепую головку заклепки. В определенный момент сердечник обрывается и часть его вместе с головкой остается в заклепке (шаг 4). Образовавшаяся на задней части соединения головка заклепки прочно прижимает материалы друг к другу.
|
Усилие разрыва сердечника
Усилие, которое требуется, чтобы оторвать сердечник, задается количеством деформации, которая требуется для формирования задней головки заклепки, и диаметром паза (засечки) на сердечнике. Усилие разрыва сердечника задается таким образом, чтобы:
— во-первых, избежать возникновения слишком большого усилия зажатия, которое может повредить соединяемые материалы, и
— во-вторых, его величина была достаточной для выполнения плотного соединения материалов.
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.
Толщина заклепочного соединения
Вытяжные заклепки конструируются так, чтобы соединять вместе материалы с заданной общей толщиной. Количество деформации тела заклепки, которое происходит при ее осадке, зависит от этой толщины (рисунок 6).
|
Рисунок 6 — Захват заклепочного соединения
Если заклепка слишком длинная, то на «слепой» стороне соединения будет оставаться слишком много материала заклепки и потребуется большее усилие для разрыва сердечника.
Если заклепка слишком короткая, то на «слепой» стороне соединения может быть недостаточно материала заклепки, чтобы обеспечить плотное соединение материалов.
Чем и как правильно крепить евроштакетник к забору
Евроштакетник, также как и профлист крепится к поперечным лагам.
Крепление металлических пластин из евроштакетника требует основательных работ по выравниванию.
Обычно, для ускорения процесса, делают приспособление в виде бруска, чтобы четко отступать между пластинами необходимое одинаковое расстояние. Для выравнивания металлических пластин пользуются уровнем.
Сами пластины крепят также как и профлист, либо саморезами, либо заклепками, с той лишь разницей, что количество креплений будет зависеть от сформированного рельефа и самого профиля. Некоторые пластины достаточно прикрепить двумя-тремя саморезами, а некоторые требуют четырех – шести креплений.
В зависимости от вида крепежа, будь то саморез или заклепка, монтаж евроштакетника схож с монтажом профнастила.
Типы головок вытяжных заклепок
Слепые заклепки имеют несколько типов головок (рисунок 7). Головки заподлицо предназначены для случаев, когда заклепки не должны выходить за плоскость поверхности. Широкие головки применяют для крепления более мягких материалов, чтобы увеличить площадь контакта.
|
Рисунок 7 — Основные типы головок
а — стандартная, б — потайная, в — широкая
Материалы стержней и сердечников
Вытяжные заклепки заслужили свою популярность благодаря легкости установки и разнообразию применяемых форм и материалов. Применение вытяжных заклепок в самых различных областях промышленности и строительства создает потребность в заклепках из различных типов материалов.
Обычно решающими факторами при выборе материалов компонентов вытяжной заклепки — собственно заклепки и сердечника — являются прочность, коррозионная стойкость и материалы, которые будут соединять этой заклепкой.
Материалы стержней и сердечников:
- Алюминиево-магниевые сплавы (серия 5ххх): AlMg2,5; AlMg3, AlMg5.
- Оцинкованная углеродистая сталь.
- Нержавеющие стали 304 или 316.
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.
Гальваническая коррозия на заклепках
Когда разнородные металлы находятся в контакте в присутствии какого-либо электролита, то они подвергаются гальванической коррозии, причем один металл корродирует быстрее, а другой — медленнее.
Скорость коррозии зависит от:
- разности химических потенциалов металлов;
- степени электропроводимости электролита и
- относительных размеров площадей контактирующих металлов.
Вытяжные заклепки могут применяться с такими разнородными материалами, как алюминий, нержавеющая сталь, низкоуглеродистая сталь, оцинкованная сталь и медь. При применении заклепок во влажной, химически загрязненной и морской атмосфере должны быть предприняты меры по минимизации гальванической коррозии:
- избегать образования соединения из разнородных металлов путем правильного выбора материала корпуса заклепки;
- устанавливать барьер между разнородными материалами, например, в виде слоя краски, пластмассовой шайбы или резинового уплотнителя;
- предпринимать меры по устройству дренажа, чтобы позволить воде и другим электролитам выходить из конструкции.
Назначение
Заклепка представляет собой крепежный элемент, выполненный в виде трубы или круглого стержня, который обычно используется в местах, где затруднено проведение сварочных работ. Заклепочные соединения также используются там, где необходимо избежать перегрева или изменения структуры материалов, которые находятся в непосредственной близости к месту проведения производственных работ.
Это изделие чаще всего применяется в приборостроении, машиностроении, а также в химической, электронной, судостроительной и пищевой промышленности.
Кроме того, заклепочное соединение используют при строительстве мостовых конструкций и прочих сооружений. Именно это изделие применялось при возведении знаменитой на весь мир Эйфелевой башни.
Особенности применения вытяжных заклепок
«Захват» заклепки
Технические характеристики любой вытяжной заклепки включает минимальный и максимальный захват скрепляемых материалов. По-английски он называется «grip». Максимальный захват — это самая большая толщина комбинации материалов, которые данная заклепка может скрепить вместе. Минимальный захват — это такая толщина, для которой существует нужно применять более короткую заклепку из существующего размерного ряда заклепок. Например, заклепку с минимальным захватом 6 мм можно применять и для меньшей толщины, на задней стороне заклепки будет оставаться больше тела заклепки, чем это должно быть у заклепки нормального размера (рисунок 8, а) и б)). Иногда эта чрезмерная длина может мешать смежным деталям конструкции. Так называемые «мультизахватные» заклепки являются в этом смысле более универсальными и могут работать в широком диапазоне захвата (рисунок Х, в)).
|
Так называемые «мультизахватные» заклепки (рисунок 8, в) являются в этом смысле более универсальными и могут работать в широком диапазоне захвата, но стоят они дороже.
Размер отверстия под вытяжную заклепку
Правильное отверстие очень важно для получения максимальной несущей способности вытяжной заклепки. Даже небольшое увеличение размера может привести к резкому снижению несущей способности заклепок, как на разрыв, так и на срез. Поэтому при установке заклепок применяют точно заданные размеры сверла и хороший сверлильный инструмент, чтобы не получить разбитое отверстие, как показано на рисунке 9б.
|
Рисунок 9 — а — нормально, б — не допускается
Выбираем саморезы для профнастила – на что надо обращать внимание
Для заборов из профнастила, монтажники чаще всего используют кровельные саморезы диаметром 5,15 длиной 19 мм.
Выбирая кровельные саморезы обратите внимание на прокраску. Если краску легко можно отколупать ногтем, значит саморез подвержен коррозии, что передастся на заборный лист в месте крепления и испортит его.
Качественные метисы более прочные, их сверло по диаметру меньше, чем резьба самореза, а значит сцепление с лагами из метала или из дерева будет более прочным.
У любого кровельного самореза под шляпкой специальный материал из резины. Если резина не качественная, то очень скоро будет разрушена под воздействием солнца, ветра и перепада температур.
