Пн-Пт: 09:00 - 17:00
Сб-Вс: Выходной
Пн-Пт: 08:00 - 16:30
Сб-Вс: Выходной
Заклепочным называется соединение, выполненное с помощью заклепок. Состоит оно по крайней мере из двух объектов, произведенных, как правило, в виде листов/пластин. Преимущественная сфера применения заклепочных соединений в строительной индустрии – скрепление пролетов мостовых сооружений, конструктивных элементов промышленных зданий, эксплуатация которых будет вестись под воздействием динамических нагрузок, и прочих ответственных объектов. Что же касается производственной сферы, то без сопряжений, выполненных с помощью заклепок, не обходятся такие важные для экономики страны отрасли, как машино-, автомобиле- и приборостроение. Использование заклепочных соединений в этих областях промышленности обусловлено их устойчивостью при работе в условиях ударных и знакопеременных нагрузок
Заклепка выглядит в виде цилиндрического стержня, на одном из концов которого имеется созданная при производстве закладная головка (поз. 1 на ниже размещенном рисунке). Другой же его конец изначально плоский. Но в процессе клепки он преобразуется в замыкающую головку (поз.2). В результате элементы конструкции плотно сжимаются, формируя неразъемное, абсолютно неподвижное и очень прочное соединение.
Заклепочный шов – это сопряжение деталей, образованное путем использования группы заклепок.
Отверстия, в которые будут устанавливаться данные крепежные элементы, выполняются:
продавливанием. В ходе этой операции возможно образование трещин поблизости от кромок гнезд. Такое растрескивание материала может вызвать разрушение всего заклепочного шва при воздействии нагрузок во время эксплуатации. Метод продавливания применяется в ходе создания малоответственных конструкций;
сверлением. Данная операция недешева и отличается невысокой производительностью. Сфера применения сверленых отверстий – производство объектов, к надежности которых предъявляются повышенные требования;
продавливанием с финишным сверлением. Такая комбинация методов актуальна для отверстий с крупным диаметром.
У каждой заклепки имеется своя зона действия. При пересечении этих зон ближайших крепежных деталей соединение будет характеризоваться достаточной плотностью. В процессе расклепывания стержни заклепок подвергаются пластической деформации. Благодаря данному явлению, материал, из которого они изготовлены, заполняет отверстие, и скрепляемые объекты стягиваются. В итоге сдвигу подвергнутых склепыванию элементов конструкции препятствует, помимо сопротивления металла стержней, еще и сила трения, образовывающаяся между входящими в плотный контакт их поверхностями. Чтобы обеспечить плотность шва, нередко практикуется чеканка по кромкам соединяемых пластин, а также вокруг заклепок. Эта процедура заключается в пластическом деформировании листового металлопроката посредством, например, молотков с пневматическим приводом.
Формирование заклепочного соединения предусматривает выполнение ряда этапов. Для наглядности они представлены на картинке.
б). Заклепка продевается в совмещенные отверстия;
в). Осаживание пластин для вхождения ими в плотный контакт;
г). Расклепывание с помощью ручного либо механического инструмента замыкающей шляпки;
д). Придание замыкающей головке требуемой конфигурации.
На рисунке приняты такие обозначения:
поз. 1 – бородок, на конце которого имеется глухое гнездо – натяжка;
поз. 2 – опорный инструмент – поддержка;
поз. 3 – инструмент для формирования импульсных воздействий – молоток;
поз. 4 – стержень, имеющий на одном конце углубление под замыкающую головку, а на противоположном боек – обжимка.
Чтобы создать высококачественное неразъемное заклепочное соединение, следует прислушаться к советам профессионалов. Основные из этих рекомендаций представлены ниже.
Клепка заклепок из стали диаметром (см. первый рисунок) d3≤12,0 мм осуществляется вхолодную.
Такой же подход применяется при работе с крепежом с тем же диаметром, но изготовленным из сплавов цветных металлов.
Заклепки, диаметр стержня которых d3>12,0 мм, подлежат нагреву до температуры в пределах 1000°С≤Т≤1100°С. Так будет обеспечено создание высококачественного шва. В данном случае вступают в действие законы физики. Остывшие заклепки укорачиваются, благодаря чему элементы конструкции стягиваются еще сильнее. Данное явление обусловливает увеличение силы трения контактирующих поверхностей скрепляемых деталей, предотвращающей сдвиг одной относительно другой.
Диаметр отверстий для клепки, выполняемой вхолодную, должен быть больше этого параметра предполагаемой к использованию заклепки на пять сотых миллиметра. Для клепки горячей превышение должно составлять одну десятую миллиметра.
Клепка, проводимая с помощью механических устройств, обеспечивает более надежную работу соединения по сравнению с такой процедурой, выполняемой вручную. Причина – при машинном способе заполнение отверстия металлом осуществляется лучше.
Чтобы не возникали процессы коррозии, металл изготовления заклепок должен быть таким же, как и у скрепляемых деталей.
Из преимуществ заклепочного соединения эксперты выделяют:
скрепление характеризуется высокой надежностью;
простота контроля качества выполненной клепки;
повышенный уровень устойчивости к воздействию нагрузок вибрационного и импульсного/ударного характера;
возможность сопряжения элементов конструкции, изготовленных из металлов, трудно поддающихся сварке (например, алюминий, титан);
соединяемые с помощью клепки детали сохраняют свои природные физико-химические характеристики;
не возникают температурные деформации;
демонтаж заклепок в ходе разборки не сопровождается повреждением элементов конструкции. Их можно использовать повторно.
В этом плане существует еще один важный момент. Как известно, в качестве сырья для производства заклепок используются металлы, характеризующиеся высокой пластичностью. Их разрушение предваряет появление существенных остаточных деформаций. Данное явление – нечто вроде сигнала об угрозе выхода соединения из строя. Увидев его, нужно будет незамедлительно предпринять предупредительные меры.
И еще. Сегодня создаются объекты, в которых скрепление осуществляется не сваркой, а большим количеством деталей для клепки (летательные аппараты, мостовые сооружения и пр.). Такой подход вызывает появление поблизости от отверстий в сопрягаемых элементах концентраций напряжений повышенного уровня. Но если трещина и появится, область ее распространения ограничена лишь промежутком между ближайшими отверстиями. Основная же часть соединения сохранит свою целостность.
К недостаткам заклепочного соединения следует отнести:
высокие стоимостные показатели. Обусловлено это необходимостью проведения при клепке многих операций, начиная с разметки, включая высверливание либо продавливание отверстий, и заканчивая разогревом заклепок, их установкой и, собственно, клепкой;
повышенные затраты металла. Отверстия априори ослабляют скрепляемые элементы. Поэтому для надежности конструкции эти детали должны быть потолще. Расход материала увеличивает также вариант создания стыкового заклепочного соединения с применением накладок. От всей массы конструкции на долю заклепок приходится 4 процента. Для сравнения: масса сварочных швов – полтора процента;
создание соединения сопровождается шумом с немалыми децибелами и нагрузками ударного характера;
невозможность сопряжения элементов со сложной конфигурацией.
Все эти недостатки настолько значимы, что соединения, формируемые посредством заклепок, в последнее время стали использоваться реже. Их заменили клеевые, сварные (где это возможно) и, кроме того, паяные соединения.
На фоне вышесказанного может возникнуть вопрос, в каких сферах производственной деятельности сохранилась актуальность скрепления элементов конструкции с использованием заклепок? Ответ на него звучит так:
это объекты, работающие под воздействием высоких вибрационных и импульсных/ударных нагрузок, к уровню надежности которых предъявляются повышенные требования;
в тех соединениях, для реализации которых сварочные и клеевые технологии малоэффективны, либо находятся на стадии разработки/усовершенствования.
Это же касается и деталей, прошедших этап финишной обработки. Сварка может вызвать их коробление по причине нагрева. Поэтому в данном случае ее применение недопустимо.
Особенно широкое применение получили заклепки для сопряжения разнородных материалов или тех, которые прошли этап холодной деформации (по-научному – были нагартованы), например, сталь-сплав на основе алюминия, холоднокатаный металлопрокат, соединения типа металл-неметалл.
Клепальные работы проводятся в значительном объеме в авиастроительной отрасли. В конструкцию современных лайнеров некоторых моделей входит, без преувеличения, просто огромное количество заклепок – свыше миллиона. Другие сферы широкого применения заклепочных сопряжений – процесс производства паровых котлов, строительство мостовых сооружений, в том числе железнодорожных, подъемно-транспортные механизмы и т.д.
Подразделение заклепочных швов на классы производится по следующим критериям:
предназначение. Это швы:
прочные. Применяются в летательных аппаратах, фермах подъемных кранов и мостов и т.д. Обеспечивают высокую прочность сопряжения;
прочноплотные. Встречаются в емкостях и котлах с рабочей средой, находящейся под высоким давлением. Наряду с прочностью, сформированное соединение непроницаемо для газообразных и жидких веществ;
плотные. Могут работать при относительно невысоких нагрузках. Используются для создания герметичных соединительных узлов;
взаимное расположение скрепляемых элементов. Наиболее распространенный вариант – заклепывание внахлестку.
Применяется также соединение встык с использованием накладок – одной либо двух;
количество рядов. По этому критерию швы бывают как одно-, так и многорядными. При соединении встык учету подлежат ряды, расположенные с одной стороны стыка;
односрезные – у каждой крепежной детали одна плоскость среза. Например, соединение внахлест либо встык с использованием одной накладки;
многосрезные – у заклепок по несколько плоскостей среза. Это, например, то же стыковое соединение, но с применением уже двух накладок.
Как видно, заклепочные соединения представлены в широком разнообразии. Благодаря данному фактору в сегменте метизов рынка стройматериалов присутствуют заклепки, отличающиеся как конструкцией, так и способом монтажа.
Выбор конфигурации закладной головки определяется предназначением соединения.
Там, где к плотности и прочностным характеристикам шва предъявляются повышенные требования, применяются заклепки со шляпкой полусферической формы (поз. «а» на рисунке). Их производство регламентируют нормы двух ГОСТов. Стандарт за номером 14797-85 устанавливает требования к данным крепежным деталям, изготовленным с повышенной точностью (класс «А»). Нормы ГОСТа 10299-80 утверждают технические характеристики заклепок с полусферической шляпкой, произведенных с точностью, соответствующей условиям класса «В» и «С» – точность нормальная и грубая, соответственно.
Заклепки со шляпками впотай и полупотай (поз. «б» и «в») целесообразно применять: в случае препятствования полусферических закладных головок перемещению определенных элементов конструкции; когда требуется минимизировать уровень гидро- или аэродинамического сопротивления (судостроение и авиастроение). Производство заклепок впотай регламентируют положения ГОСТа 10300-80 (точность изготовления должна соответствовать условиям классов «В» и «С»), а также стандарта №14798-85 – это уже точность класса «А». Метизы со шляпкой в полупотай изготавливаются по нормам ГОСТа 10301-80 с нормальной и грубой точностью.
Заклепки со шляпкой бочкообразной конфигурации (поз. «г») применяются, если предполагается, что в ходе эксплуатации такой крепеж будет омываться горячими газообразными веществами, в проточных камерах паровых котлов (называются топками) и т.д. В процессе работы головки изменяют форму и становятся полукруглыми. Происходит это явление за счет их обгорания. Но прочность при этом не уменьшается.
Изготовление заклепок с плосковыпуклой шляпкой (поз. «д») нормируется ГОСТом 14800-85. Сфера их применения – скрепление материалов, представляющих собой тонкие листы – толщиной не более 1,5 мм.
Заклепки пустотелые/трубчатые (поз. «е») – их еще принято называть пистонами – производятся в соответствии с положениями трех Государственных стандартов под номерами 12638-80,12639-80 и 12640-80. Применяются данные метизы в соединениях типа металл-металл, не подвергающихся значительным нагрузкам, и, кроме того, для сопряжения неметаллических изделий, изготовленных, например, из фибры, гетинакса и т.п. Также трубчатые заклепки используются при производстве ПК. Там сквозь отверстие пропускаются тонкие провода. Изготовление заклепок полупустотелых регламентируют положения ГОСТа 12641-80. В их стержне на торце проделано несквозное отверстие/гнездо. Такая конструкция позволяет применять эти метизы в случаях недопустимости либо нежелательности подвергания их импульсным точечным воздействиям, проще говоря, ударам.
Заклепки взрывные (поз. «ж») используются при работе в условиях с ограниченным доступом, когда сформировать замыкающую головку невозможно.
Функцию расклепывающего инструментария здесь выполняет электронагреватель (поз. «1» на рисунке). Место, на которое он прикладывается – закладная головка метиза (поз. «2»). Тепловая энергия, передаваемая по стержню заклепки, воздействует на взрывчатую смесь, из-за чего происходит взрыв. В результате выступающий сегмент стержня расширяется, образуя таким образом замыкающую головку (поз.3).
В качестве сырья для производства заклепок используются цветные металлы и сплавы на их основе, стали, как легированные, так и углеродистые, а также материалы из неметаллов, которые нашли применение в сфере общего машиностроения. В частности, это:
кипящие марок Cт15кп, Cт10кп, Cт3кп, Cт2кп;
конструкционные качественные Cт15, Cт10;
конструкционные обыкновенного качества Cт3, Cт2;
сталь легированная марки 12X18H9T;
медный сплав M3. Особенность – применяется при создании криогенной аппаратуры;
сплавы на основе алюминия:
алюминиево-магниевый AMг5;
дуралюмин заклепочный Д18;
технический, упрочняемый давлением AД1
и другие материалы. Они должны соответствовать следующим требованиям:
обладать высокой пластичностью. Это способствует облегчению клепальных работ;
иметь коэффициент расширения от воздействия температуры, совпадающий с этим показателем материала скрепляемых элементов. Так будут исключены дополнительные напряжения, связанные с температурными перепадами;
характеризоваться однородностью с материалом изготовления склепываемых объектов. Это предотвратит образование гальванической пары, протекание в которой физико-химических процессов вызовет коррозию, разрушающую сформированное соединение.
Чтобы создать надежное заклепочное соединение, нужно корректно подобрать сами крепежные детали. Сделать это помогут нижеприведенные цифры. Диаметр заклепок должен быть таким:
Dз=(1,5…2,0)×ψмин., где
Dз –искомый параметр (диаметр заклепки);
ψмин. – меньшая из толщин склепываемых пластин.
Длина выступающего сегмента стержня (обозначение L) под замыкающую полусферическую головку принимает значение из диапазона 1,2Dз≤L≤1,5Dз, а под головку впотай 0,8Dз≤L≤1,2Dз.
Товары каталога:
Твитнуть |
Внимание! Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и, ни при каких условиях, не является
публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ
© Компания Машкрепёж - основной поставщик крепежа в России, 1998-2019