Заклепки для металла размеры. Материал заклёпок. В зависимости от размера
Сварка — это, конечно, хорошо, но применять ее можно не везде. В таком случае применяется клепка — это механическое соединение деталей при помощи специального крепежа. Крепеж этот называют заклепки, изготавливаются они из разных материалов, бывают разных видов.
Что такое клёпка
Механическое соединение деталей при помощи ряда заклепок называется клепкой, а само соединение — заклепочным швом. Используется там, где неудобно или соединяются несвариваемые материалы. Клепают не только металлы, таким образом соединяют детали в одежде, аксессуарах и т.д. Но там это больше отделка, нежели нагруженное соединение. Так что дальше пойдет речь о клепке в строительстве или обустройстве дома. В принципе, вместо клепки можно использовать винтовое соединение, но болты с гайками стоят дороже, да и их установка занимает больше времени.
Если говорить об установке заборов из профлиста, заклепки более надежны, так как снять их можно только рассверлив крепеж. При установке винтов или саморезов, их можно выкрутить и унести и металл, и метизы. В некоторых случаях клепка более удобна при или . На крыше установка винтовых соединений проблематична, требует много времени. А заклепками, да при хорошем инструменте, можно справиться за час или даже меньше.
Как происходит соединение деталей при помощи заклепок? Заклепка устанавливается в подготовленное сквозное отверстие. Она имеет головку, которая упирается в материал и стержень. В процессе клепки конец стержня расплющивается, меняя форму под воздействием силы. Поэтому для этих метизов применяют пластичные металлы.
Виды заклепочных швов
Если говорить о способе соединения листов, то заклепочные швы бывают внахлест (один лист накладывается на другой) и встык. Стыковочные швы могут быть с одной или двумя накладками. С накладками более надежные, применяются в ответственных и нагруженных местах.
Виды заклепочных швов: внахлестку и в стык с накладками
По расположению заклепок:
- однорядные;
- двухрядные;
- многорядные.
Располагаться они могут друг напротив друга или в шахматном порядке. Швы могут быть прочными, плотными (герметичными) или прочно-плотными. Плотные выполняют с помощью эластичных прокладок, закладываемых между соединяемыми деталями. Прочно-плотные применяются, в основном, в котлах. Сейчас их чаще заменят сваркой.
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:
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.
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.
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.
Это основные виды заклепок, которые применяются в строительстве, машиностроении и в других областях. В каждом из видов есть свои подвиды, отличающиеся в нюансах.
Вытяжные заклепки
Несколько слов скажем отдельно о вытяжных (закладных) заклепках. Они применяются при крепеже профлиста и металлочерепицы. Именно с ними чаще всего приходится сталкиваться при обустройстве участка. Состоит вытяжная заклепка из трубчатого корпуса и цельного стержня, вставленного внутрь. Они называются составными, так как имеют две независимые части. Также этот крепеж является усиленным — после установки, часть стержня остается внутри, что повышает прочность соединения.
Как работает вытяжная заклепка
Длина корпуса вытяжной заклепки должна быть больше толщины соединяемых деталей. Она вставляется в проделанное заранее отверстие, после чего захватывает стержень, вытягивает его через полый корпус. На дальнем конце стержня имеется шарик, который формирует замыкающую головку из развальцованного края корпуса. Лишний стержень удаляется инструментом, но некоторая его часть остается внутри, что делает такое соединение достаточно прочным.
Как понятно из описания, важно правильно подобрать размер заклепки. Слишком короткая не даст сформировать нормальный буртик, что ослабит соединение. Слишком длинный корпус, даст большой люфт, что тоже нехорошо. Так что при подборе этого типа крепежа внимательно смотрите рекомендуемую толщину. Идеально, если ваше соединение приходится на середину диапазона.
Заклепки для соединения рыхлых и мягких материалов
Для соединения мягких и пластичных материалов — пластика, ДСП — перечисленные выше метизы не подходят. Для них есть другой вид аналогичного крепежа. Он отличается не такими большими размерами и меньшей прочностью. Но, при установке, создается меньшее усилие, чтобы не разрушить материалы.
Существуют следующие виды заклепок для соединения пластичных или мягких материалов:
Есть также пластиковые заклепки. Их делают обычно для мебели, иногда для фиксации декоративных панелей. Такие заклепки больше похожи на винтовые. Нижняя часть разрезана на несколько лепестков, внутри имеется резьба, по которой вкручивается стержень. По мере закручивания, стержень раздвигает корпус, который держится за счет силы трения.
Клепание металла
Процесс клепки металлов состоит из двух этапов: подготовительного и собственно установки метизов. Подготовка — сверление отверстий, при необходимости раззенковка под потайные головки. Обратите внимание, что потайные головки могут быть с одной (любой) стороны или с двух.
Сам процесс клепки такой:
При хорошем инструменте работа идет быстро. Для частного применения и разовых работ обычно применяют ручные заклепочники. И даже с ними сам процесс (без сверления отверстий) занимает считанные секунды. Если говорить об установке профлиста или , каждое сделанное отверстие рекомендуется промазать краской — для предотвращения коррозии. Именно эти процессы — сверление и покраска, занимают много времени.
Вообще, есть два способа установки заклепок: холодный и горячий. При горячем место соединения предварительно разогревается до определенной температуры (определяется металлом и толщиной деталей). На практике применяется при монтаже заклепок большого диаметра — 12 мм и более.
Заклепки ставят рядами. Минимальное расстояние между соседними — 4 диаметра, от края листа до центра метиза — не менее чем 1,5 диаметра заклепки. При креплении профлиста, ставят в выемку, не в волну.
Подбор размеров заклепок
Заклепки подбирается исходя из толщины соединяемых металлов. Важны при этом: параметры закладной головки, диаметр стержня. По диаметру стержня определяется диаметр сверла, которое используется для подготовки отверстия в соединяемых деталях. Примерно определить диаметр заклепки можно удвоив толщину соединяемых деталей. Длина стержня — не менее 2 диаметров заклепки, причем выступающая часть должна быть не менее 1,25-1,5 от диаметра.
Диаметр заклепки | 2,0 мм | 2,3 мм | 2,6 мм | 3,0 мм | 3,5 мм | 4,0 мм | 5,0 мм | 6,0 мм | 7,0 мм | 8,0 мм |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Диаметр отверстия при точной сборке | 2,1 мм | 2,4 мм | 2,7 мм | 3,1 мм | 3,6 мм | 4,1 мм | 5,2 мм | 6,2 мм | 7,2 мм | 8,2 мм |
Диаметр отверстия при грубой сборке | 2,3 мм | 2,6 мм | 3,1 мм | 3,5 мм | 4,0 мм | 4,5 мм | 5,7 мм | 6,7 мм | 7,7 мм | 8,7 мм |
Вообще, диаметр стержня заклепки может быть от 1 мм до 36 мм, длинна его может быть от 2 мм до 180 мм. Причем больший диаметр не равнозначен большей прочности соединения. Тут играет роль как материал, из которого он изготовлен, так и его тип (полый или цельный). Как же выбрать? По характеристикам заклепок. Вы ведь выбираете их под соединение определенных материалов определенной толщины. Примерно знаете и нагрузку, которая будет прилагаться на соединение. Поэтому при подборе обращайте внимание на то, что рекомендует производитель.
Как подобрать заклепку по толщине скрепляемого материала? По указаниям производителя, но в общем, диаметр стержня должен быть не менее двойной толщины материалов
Обязательно указывается:
- Рекомендуемый диаметр под соединение. Вам остается только подобрать сверло и сделать ровное отверстие без заусенцев.
- Минимальная и максимальная толщина соединяемого пакета. Важно чтобы ваше соединение находилось в указанном диапазоне.
- Усилие на срез. Это та нагрузка, приложенная к соединению перпендикулярно, которую заклепка выдерживает без разрушения.
- Усилие на разрыв. При какой нагрузке вдоль заклепки она разрушится.
Именно усилие на разрыв и срез определяют прочность будущего шва. Чем больше эти значения, тем большие нагрузки выдержит.
Из какого материала должна быть заклепка
Заклепки обычно берут из того же материала, что и соединяемые детали — это позволяет избежать электрохимической коррозии. Обращают внимание и на прочностные характеристики. Но, как правило, при соединении алюминиевых деталей, прочности алюминиевых метизов достаточно.
Вообще, заклепки делают из таких металлов:
При соединении медных деталей допустима установка латуни и меди. Алюминий соединяют алюминиевыми сплавами. Стальные листы — соответствующими марками стальных заклепок. Есть также смешанные метизы — из двух разных металлов (химически не конфликтующих). Чаще всего встречаются алюминиево-стальные.
Для установки фасадных элементов, откосов, отливов, металлочерепицы и профлиста, используются обычно вытяжные заклепки из оцинкованной окрашенной стали. Окраска — в тон с деталями.
Проводя работы по соединению деталей, необходимо определить, заклепочник ручной какой лучше всего подойдет для работ. Прежде чем выбрать подходящий инструмент, рассмотрим, что такое заклепка и где обычно применяют такое соединение.
Заклепочник необходим для соединения деталей.
Особенности процесса заклепки
Заклепка является очень прочным соединением. И сейчас можно найти прекрасно сохранившиеся конструкции, скрепленные заклепками. Такие изделия служат людям уже на протяжении более ста лет и разрушаться не собираются. Этот способ соединения деталей можно встретить в старых производственных цехах, мостах, башнях. Самые знаменитые представители заклепочного мастерства – это Эйфелева башня в Париже и телевизионная вышка на Шулявке в Москве.
С помощью заклепочного болта происходит соединение деталей друг к другу.
Рассмотрим, что представляет собой сам процесс клепания. Самый распространенный пример: соединение двух листовых деталей плашмя друг к другу. Для этого в двух смежных деталях сверлятся отверстия, которые совпадают при накладывании деталей. В некоторых случаях, если есть возможность зафиксировать листы в положении, в котором их нужно скрепить, сверлят одновременно оба листа. Такой способ более предпочтителен, так как более точен.
Далее просверленное отверстие заполняют соединительным металлом. В зависимости от диаметра отверстия, соединением может служить проволока, прут или специально приготовленный болт без резьбы. Если соединительным элементом служит проволока или прут, то их развальцовывают с обеих сторон до прочного закрепления листов. Обычно клепают одну сторону, а затем другую.
В случае, если используются специальные заклепочные болты, соединение происходит следующим образом: в сделанное отверстие вставляется заклепка с головкой. Затем, если позволяют размеры и расположение деталей, головку устанавливают на неподвижный упор или наковальню, а с другой стороны делают развальцовку.
Самое надежное соединение деталей
Заклепочники имеют рычажный механизм для работы.
Если же конструкция не позволяет передвигать место соединения, со стороны головки закрепляют специальную наставку. Размер и вес наставки подбирается в зависимости от толщины соединения и материала заклепочного болта. И далее делают расклепку свободной стороны. Трудоемкость процесса не позволяла использовать такое соединение повсеместно.
В идеале соединительный металл должен заполнить пространство сделанного отверстия и с обеих сторон образовать шляпки, которые и удерживают между собой детали. Таким же способом можно не только соединять между собой детали, но и заделывать отверстия в одном листе. Этим методом пользовались ремесленники при ремонте прохудившихся емкостей.
Такого рода соединение весьма виброустойчивое и, если выполнено правильно, очень крепкое. От других соединений заклепка выгодно отличается тем, что не лопается мгновенно, а постепенно растягивается.
Это качество дает возможность вовремя заметить неполадку и заменить крепеж.
Сварочное соединение, к примеру, трескается одновременно по всей длине соединения, что приводит к негативным последствиям. А в сравнении с винтовым соединением заклепка отличается гораздо меньшей ценой.
Новый уровень заклепочников
Двухрычажный заклепочник более прост в использовании.
Большим недостатком процесса установки заклепки в былые времена являлось то, что при работе был необходим доступ к заклепке с обеих сторон. Но прогресс не стоит на месте. Изобретение совершенно нового принципа соединения деталей вывело заклепку на весьма популярный уровень использования.
Заклепка нового поколения состоит из трубки со шляпкой на одном конце. В эту трубку помещается проволока с шариком на другом конце. Трубка вставляется в отверстие до упора шляпки. С этой же стороны специальным приспособлением захватывается проволока и вытягивается наружу. Шарик, прижимаясь к детали, развальцовывает трубку, образуя надежное крепление.
Самое приятное преимущество нового вида заклепок в том, что к месту крепления не нужен доступ с двух сторон. Ими можно крепить детали в таких ситуациях, где невозможно подобраться с противоположной стороны. Также очень тонкие листы, которые сложно прочно соединить винтовыми соединениями, легко соединяются заклепками.
Для установки нового вида заклепок был изобретен соответствующий инструмент, называемый заклепочником. Он представляет собой рычажный механизм. С виду такой ручной заклепочник похож на плоскогубцы, при работе с ним нужно прилагать усилие.
В зависимости от толщины соединяемых деталей выбирается вытяжная заклепка. К заклепке подбирается головка ручного заклепочника. В комплект обычно входит четыре головки на самые часто используемые диаметры проволок заклепок. При необходимости можно докупить большее количество сменных головок.
Головка одевается на стержень заклепки, упирается в шляпку, плотно прилегающей к детали, после чего сжимаются рукояти заклепочника. При этом цанговое устройство захватывает стержень и вытягивает его из трубки заклепки. Когда сжатие трубки обратным шариком достигает предела, стержень ломается. Заклепка готова. При работе, откусанные стержни желательно не разбрасывать, а складировать в специальную коробочку.
Какие еще бывают заклепочники?
Как известно, прогресс не стоит на месте, поэтому мастера постарались еще улучшить механизм заклепочника. В продаже имеется разновидность с регулируемой головкой. Эта разновидность конструкции в разы увеличивает скорость и облегчает работу. С таким заклепочником удобно работать в труднодоступных местах. На сегодня инструмент этой системы является самым лучшим для использования дома или в ремонтных работах небольшой сложности.Именно его можно с уверенностью посоветовать мастерам.
Полезно также знать и о других разновидностях ручных заклепочников, так как бывают ситуации, когда не обойтись без особого инструмента. Например, резьбовой заклепочник. Отличие от вытяжного состоит только в том, что шарик втягивается в трубку заклепки при помощи вращения по резьбе. На первый взгляд такой способ -только лишние расходы. Но бывают случаи, когда необходимо ввинтить болт в очень тонкую или изготовленную из хрупкого материала пластину. В этом случае резьбовой заклепочник незаменим. Конечно, держать его дома нет надобности, но знать о такого рода соединении нужно.
Распространенные варианты ручных заклепочников используются одной рукой. Но для работы с заклепками большего диаметра нужно усилие побольше. Для этой цели существуют профессиональные заклепочники для двух рук. Они гораздо сильнее и рассчитаны для работы с заклепками большого диаметра. Габариты их тоже больше, поэтому дома иметь их не имеет смысла.
Такие разновидности заклепочников, как пневматические и гидропневматические, используются исключительно в производственных цехах – нам они не интересны. Исходя из всего перечисленного, можно с уверенностью выбрать заклепочник для личного использования.
Теперь остается лишь отметить несколько рабочих моментов:
- В соответствии с толщиной скрепляемых деталей и с диаметром отверстия нужно подбирать и размер заклепок. Для листов с общей толщиной от 0,5 мм до 5 мм используют заклепки длиной 4 – 8 мм и диаметром 2,4 мм. Отверстие нужно сверлить 2,5 мм. Для листов с общей толщиной 0,8 – 9,5 мм длина заклепки составляет 6 -12 мм, диаметр – 3,2 мм, отверстие – 3,3 мм. Для листов 1,5 мм – 12,5 мм длина заклепки будет 6 – 16 мм, диаметр – 4,0 мм, отверстие – 4,1 мм. Если применить несоответствующую заклепку, прочного соединения может не получиться.
- Показателем правильности подобранных заклепок будет установка заклепки в одно нажатие рукояток. В противном случае, нужно поменять размер заклепки.
- Прежде чем нажать на рычаги заклепочника, убедитесь, что головка прижалась плотно к шляпке.
- Желательно подбирать заклепки из того же материала, что и соединяемые листы. Промышленность выпускает несколько вариантов: алюминий, медь, латунь и сталь.
Теперь можно выбрать инструмент по душе. Нужно помнить, что приобретать такого рода товар лучше от авторитетного производителя. Инструмент, который вы покупаете, должен удобно лежать в руке. Соблюдая правила, вы выберете надежный и долговечный ручной заклепочник. А при правильной эксплуатации работа с ним будет в радость.
Форма головки выбирается в зависимости от назначения заклепочного шва и определяет тип заклепки. Наибольшее применение имеют заклепки с полукруглыми головками (рис. 1.2, а). Заклепки с потайными головками (рис. 1.2, б) применяют тогда, когда конструктивно недопустимы выступы головок. Трубчатые заклепки (рис. 1.2, г) применяют в слабонагруженных металлических соединениях, а также в соединениях неметаллических материалов (фибра, текстолит и др.). Замыкающая головка трубчатой заклепки получается развальцовкой свободного конца. Все заклепки стандартизированы (см. справочную литературу и др.).
Рис. 1.2. Основные типы заклепок: а - c полукруглой головкой; б - с потайной головкой;
в - с полупотайной головкой; г - трубчатая
1.4. Классификация заклепочных швов
В зависимости от назначения заклепочные швы бывают:
прочные , обеспечивающие основной критерий работоспособности -прочность. Применяются в металлоконструкциях (фермы, рамы и др.);
плотные , обеспечивающие прочность и герметичность. Применяются в различных резервуарах. В настоящее время плотные заклепочные швы заменяют сварными соединениями.
В зависимости от взаимного расположения склепываемых деталей различают заклепочные швы внахлестку (рис. 1.3) и встык , с одной (рис. 1.4) или с двумя (рис. 1.5) накладками.
В зависимости от числа рядов заклепок швы бывают однорядные (см. рис. 1.3) и многорядные (см. рис. 1.4 н 1.5). Для швов встык число рядов учитывается по одну сторону стыка.
В зависимости от расположения заклепок в рядах различают швы параллельные (см. рис. 1.4) и шахматные (см. рис. 1.5).
В зависимости от числа плоскостей среза одной заклепки швы делят на односрезные (см. рис. 1.3 и рис. 1.4) и двухсрезные (см. рис. 1.5).
Рис. 1.5. Многорядный двухсрезный шахматный
заклепочный шов с двумя накладками
1.5. Краткие сведения о материалах заклепочных соединений
Основными материалами склепываемых деталей являются мало-углеродистые стали Ст.0, Ст.2, Ст.3, цветные металлы и их сплавы.
К материалу заклепки предъявляются требования:
1. Высокая пластичность для облегчения процесса клепки.
2. Одинаковый коэффициент температурного расширения с материалом деталей во избежание дополнительных температурных напряжений в соединении при колебаниях температуры.
3. Однородность с материалом склепываемых деталей для предотвращения появления гальванических токов, сильно разрушающих соединения. Для стальных деталей применяются только стальные заклепки. Для дюралюминиевых деталей применяются алюминиевые заклепки, а для медных деталей - медные.
Заклепки изготовляют на высадочных автоматах из прутков малоуглеродистых сталей Ст.2, Ст.3, 10кп, 20кп, из сплавов цветных металлов Л62, МЗ, АД1 и др.
Рис. 1.6. К расчету однорядного односрезного заклепочного шва
На практике при расчете прочных заклепочных швов пользуются следующими соотношениями, полученными совместным решением уравнений при условии равнопрочности всех элементов шва:
1. Диаметр отверстий под заклепки для швов внахлестку (см. рис. 1.6) или с одной накладкой (см. рис. 1.4)
d 0 ≈2s (1.5)
2. Шаг заклепочного шва (см. рис. 1.6.)
t=(36)d 0 (1.6)
3. Расстояние от края детали до оси заклепки (см. рис. 1.6)
при продавленных отверстиях
при сверленых отверстиях
е=1,65d 0 (1.8)
4. Расстояние между рядами заклепок (см. рис. 1.4)
а≥0,6t, (1.9)
5. Толщина накладок (см. рис. 1.5)
s 1 =0,8s (1.10)
Необходимое число заклепок z определяют расчетом из условий прочности па смятие и срез по формулам (1.1) и (1.2).
Контрольные вопросы
1. Изложите последовательность образования заклепочного шва.
2. Дайте классификацию заклепочных швов но назначению и конструктивным признакам.
3. Из каких соображений устанавливают соотношения размеров элементов заклепочного шва?
Рис. 1.8. Пример соединения полосы с проушиной
В огромном мире крепежных деталей занимают особое место стальные заклепки, изобретенные гораздо раньше резьбовых и тем более - сварных соединений, они и поныне достойно выполняют свое предназначение в самых различных сферах человеческой жизнедеятельности.
Вконтакте
Альтернативные крепежи
Свою главную задачу - скреплять металлические (и не только) детали - изделия исправно выполняют и всегда гарантируют надежностиь полученной конструкции.
Они долговечны, просты в монтаже и устойчивы к химическим реагентам. При этом компактны и универсальны. Сегодня им доверяют мастера различных сфер: судо-, авиастроения и авторемонта.
Широко используют заклепки по пластику и металлу в электротехнике, при изготовлении емкостей, возведении мостов. Часто применяются в качестве альтернативы например, на взрыво- и пожароопасных объектах. Только им по силам справиться с креплением деталей в местах, где доступ для других видов соединения ограничен.
Преимущества и недостатки
За что же этому виду соединения отдают предпочтения, за обилие достоинств или минимум недостатков. Перечислим те и другие.
Достоинства:
- компактность;
- долговечность;
- надежность;
- возможность работы с различными материалами;
- низкая цена;
- разнообразие по типоразмерам и материалам;
- возможность подбора по цвету.
Компактность, бесспорно, удобна. Главный соперник изделий – болтовое соединение со своим набором гаек и шайб – это явно не в приоритете.
Важно! Срок службы заклепок, при соблюдении правил монтажа и эксплуатации, может быть равен сроку эксплуатации самих деталей в соединении.
Изделия практичны не только при соединении металлических деталей. Сегодня их широко применяют при работе с пластиком и в текстильном производстве. Оригинально смотрятся они в комбинации с деревом, кожей. Эстетическую составляющую приоритета данного крепежа составляет возможность выбора цветового решения. , лаки или варианты гальванических покрытий – это уже на вкус потребителя.
Цены на вытяжные алюминиевые заклепки
вытяжные алюминиевые заклепки
Недостатки:
- создают неразъемное соединение;
- установка отдельных видов занимает много времени;
- подавляющее большинство - одноразового применения;
- монтаж требует специального инструмента и определенного опыта.
Заклепочное соединение по определению не предусматривает его разборку. Монтаж почти всех видов нельзя причислить к быстрым. Это относится и к ретро под молоток, и к более современным - резьбовым.
Каждая стадия установки соединения (разметка, и сама клепка) трудозатратны, хотя в борьбе за качество соединения этим можно пожертвовать .
Металлы, которые идут на производство заклепок, какими бы мягкими ни были, остаются металлами. В связи с этим установка данных крепежных изделий требует применение специфического инструмента: от простого молотка и оправки до сложного, такого как клепальщик.
Виды крепежа
В природе существует множество типов крепления и такое же разнообразие крепежных элементов.
Перечислим самые популярные из них:
- забивная,
- вытяжная резьбовая,
- вытяжная гладкая.
Классический и самый древний вид крепежа забивной вариант. Второе и не менее популярное название - «под молоток». Материал может быть самый различный: алюминий, медь, сталь. Состоят из цилиндрического стержня и головки (в большинстве своем по ГОСТ 10299-80 - это полусфера). Популярны также головки в полупотай, потай (ГОСТ 10300-80) и цилиндрические.
Важно! Диаметр заклепок не может быть безграничным. Экономическая и техническая целесообразность определяют их максимальную длину.
Они просты по форме, в качестве помощников при монтаже применяются несложные вспомогательные инструменты: осадочник, преднатяжитель и молоток. В массовом производстве стальные изделия монтируются электрическими ударниками или пистонными молотками.
При клепке на весу не обойтись без подкрепа (наковальни). При монтаже заклепка забивная требует соблюдения норм допуска на диаметр отверстий и длину заклепки. Недостаточная длина не позволит сформировать оптимальную головку, чрезмерная - нарушит плотность соединения.
Конструкция представляет собой две втулки, соединенные на ее головке. Внешняя втулка должна быть длиннее внутренней и выполнена из более мягкого металла. Разница по длине втулок должна составлять не менее половины диаметра отверстия в соединяемых деталях. На этом участке нарезается резьба, благодаря которой будет происходить смятие наружной втулки и образование второй головки.
Из всех видов заклепки резьбовые являются наиболее дорогостоящими. Однако эти недостатки резьбовая заклепка компенсирует качеством, скоростью установки и аккуратным внешним видом. Последний аргумент оправдывает их широкое применение в автомобильной промышленности и при изготовлении различных бытовых приборов. Самая большая заклепка вытяжная резьбовая имеет внутреннюю резьбу М16, самые маленькие - М2.
Вытяжная гладкая – самый популярный вид соединение деталей для малонагруженных конструкций. Широко применяются в быту, на частных подворьях и в мастерских. Достойная альтернатива сварке там, где есть . Популярность данного вида крепежа обязывает остановиться на них подробнее.
Конструктивные особенности
Классические заклепки вытяжные представляют собой конструкцию, состоящую из цилиндрического тела с головкой и хвостовика. При монтаже вытягивание хвостовика (сердечника) способствует формированию с тыльной стороны второй головки. Таким образом, происходит надежная фиксация деталей между собой.
Диаметры головки, тела и хвостовика регламентируются требованиями ГОСТ 10299-80. Длина хвостовика при этом нормируется еще и габаритами захватывающего механизма заклепочника.
Современные виды вытяжных заклепок могут изготавливаться из различных материалов.
Приведем перечень наиболее популярных комбинаций «тело/хвостовик»:
- Сталь (оцинкованная) / cталь (оцинкованная);
- Алюминий / сталь (оцинкованная);
- Алюминий / алюминий;
- Алюминий / нержавеющая сталь;
- Нержавеющая сталь / сталь (оцинкованная);
- Нержавеющая сталь / нержавеющая сталь;
- Медь / сталь (оцинкованная);
- Медь / бронза;
- Пластик / пластик.
В идеале заклепки вытяжные и скрепляемые детали должны быть из одного металла. Это исключит образование гальванического процесса (ускоренное разрушение более активного металла) и продлит жизнь металлов скрепляемых деталей и самого крепежа.
Цилиндрик, наполняющий отверстие, может быть, как гладким, так и рифленым. Мелкие выступы здесь предполагают смятие в процессе монтажа (например, от легкого удара молотком) и тем самым позволяют слабый и плотный натяг.
Вышеупомянутый Государственный Стандарт 10299-80 строго регламентирует все размеры (геометрию) вытяжных алюминиевых изделий. Такая унификация позволяет привести в систему применение данных соединений и упростить расчеты большинства сборных конструкций.
Когда длина имеет значение
Повторимся, указав на важность такого параметра, как длина. Именно от нее зависит правильное формирование замыкающей головки и плотность соединения. Излишняя длина здесь будет так же вредна, как и ее недостаток. На этом фоне задача рассчитать оптимальную длину соединяющих элементов имеет важное значение.
S – суммарная толщина соединяемых деталей;
d – диаметр;
L – искомая длина.
Пример: имеем две детали толщиной 10 и 15 мм. Рассчитанный диаметр заклепок – 4 мм. По формуле: L = S+1,2d имеем - 10+15+1,2*4 = 26,8 мм.
В данной формуле «1,2» – поправочный коэффициент.
Его значение зависит от:
- формы головки;
- материала;
- термообработки.
Для бытового применения длину заклепок вычисляем при коэффициенте 1,2. Его в данном случае можно принять, как усредненный и оптимальный.
Таблица 1 поможет подобрать ближайший типоразмер для диаметра 4. Получаем 30 мм.
Наука «Сопротивление материалов» рекомендует располагать заклепки вытяжные (и не только) на расстоянии не ближе пяти диаметров друг от друга. Добавим, что существуют специальные формулы расчета крепежных изделий на срез и смятие головок. Подобные расчеты производятся при проектировании довольно ответственных сооружений, и в быту к ним практически не прибегают.
Монтаж
Рассмотрим процесс установки тяговых крепежей. Есть две детали, которые необходимо соединить между собой. После несложных расчетов по размерам и необходимому количеству, подбора ближайшего типоразмера осуществляем процесс в определенной последовательности.
Основные этапы:
- делаем разметку поверхности;
- сверлим отверстия с учетом припуска;
- убираем возможные заусеницы с обеих сторон отверстия;
- устанавливаем вытяжные алюминиевые изделия в отверстие хвостовиком к себе;
- заклепочником производим захват;
- плотно прижимая суппорт заклепочника к головке, плавно, но с усилием сжимаем ручки инструмента;
- оставшуюся свободную часть хвостовика аккуратно обрезаем или обламываем кусачками, вариант отпиливания - здесь тоже имеет право на существование;
- при необходимости напильником придаем головке аккуратный законченный вид.
Несмотря на свое архаическое происхождение, вытяжные алюминиевые крепления и в наше время продолжают быть весьма востребованными. Это в равной мере относится и к промышленности, и к строительству, и к применению в быту.
Полезное видео: особенности винтовых и вытяжных заклепок
Разнообразие по типоразмерам и материалу играет на пользу их универсальности, а точный расчет геометрии при каждом использовании - это гарантия надежности и долговечности данного крепления. Не пренебрегайте расчетами, ведь ошибки могут впоследствии принести не только потерю времени и психологический дискомфорт, но и вылиться в более серьезные последствия.
Вытяжные заклепки – один из способов создать неразъемное соединение листовых материалов толщиной до 45 мм, да еще со сквозным отверстием размером в 5 мм, которое потом можно использовать для каких-либо целей. Что нужно знать об этом крепеже, разберем в статье.
1
У этого крепежа есть несколько других названий – заклепки с протяжкой или отрывные. Ведь процесс крепления обычно выглядит, как вытягивание, а заканчивается отрывом стержня, на котором был насажен элемент. Сама заклепка пустотелая, именно поэтому внутреннее отверстие потом можно задействовать. Часто в нем удачно помещаются провода или какой-нибудь крепеж. Пропорции диаметров головки и корпуса заклепки обычно 1 к 2, но в некоторых типоразмерах 1 к 3. Изначально красивая головка есть только с одной стороны, вторая сторона упирается в утолщенный наконечник стержня. Этим узким концом она продевается в отверстие скрепляемых материалов, потом стержень начинают вытягивать.
Вытяжные заклепки
Его утолщенный конец въезжает внутрь заклепки, расширяя ее тело и образуя удерживающую головку с другой стороны. Потом стержень отламывают и достают остатки изнутри образованного крепления, оставляя там отверстие. Хотя можно их и не доставать, если они не будут мешать дальнейшему использованию скрепленного объекта. В последнее время можно увидеть все чаще, и на это есть много причин. Это очень удобно, когда мы имеем доступ к месту соединения только с одной стороны, да и поставить такой крепеж очень просто. Сам инструмент для склепывания стоит недорого, места много не занимает. Во время работы не придется каким-то образом фиксировать второй конец заклепки перед вытягиванием. Это в свою очередь ускоряет процесс и повышает производительность. Растущая популярность заставляет производителей работать над разнообразием продукции.
Наряду с обычными, существуют и специальные вытяжные заклепки. Например, водонепроницаемые или не пропускающие газ. Называются они глухими или герметичными. Независимо от вида устанавливаются эти соединительные элементы с помощью заклепочника, специального пистолета. Он может быть механическим и пневматическим, естественно, во втором случае производительность возрастает в разы. Можно найти и аккумуляторные электрические модели.
2
Сразу стоит отметить, что выбирать придется два параметра – материал стержня и самой заклепки. Очевидно, чтобы стержень смог запрессовать заклепку и не поломаться, он должен быть прочнее. Это достигается двумя способами – либо материалы для этих двух компонентов разные, либо один и тот же, но разной технической прочности. Разберем примеры и маркировку. Дешевле всего . Но это не чистый металл, а сплав с магнием, обозначается формулой AMrX, где Х – это число, отражающее процент магния в материале.
Алюминиевые вытяжные заклепки
Если стержень сделан из оцинкованной стали, то маркировка заклепки будет Al/St. Если оба элемента сделаны из алюминия, то Al/Al.
Но стержень в этом случае должен иметь большее содержание магния в своем составе, чтобы быть крепче самой заклепки. Когда стержень сделан из нержавеющей стали, маркировка проставляется Al/A2. Когда стержень и заклепка сделаны из нержавейки, вы увидите маркировку A2/A2 или A4/A4. Очевидно, что тут опять крепость стержня должна быть выше. Когда материал – оцинкованная сталь, то маркировка – St/St. Вытяжные детали могут быть сделаны из меди. Когда стержень будет стальной оцинкованный, код – Cu/St, если бронзовый – Cu/Br, из нержавеющей стали – Cu/A2.
3
Если вариантов деталей по прочности материала немного, то размеры более многочисленны, и правильно их подобрать поможет справочник, в котором легко разобраться самому. Там вы найдете четыре колонки: размеры заклепки, толщину соединяемых материалов (диапазон значений), диаметр бортика (шляпки) и диаметр отверстия (тоже диапазон значений). Естественно, приближаться, а то и переходить за границы диапазонов не рекомендуется.
Вытяжные заклепки разного размера
Приведем пример. Толщина скрепляемого материала – 16 мм, какие размеры заклепки нам подойдут? 3.0х20, 3.2х20, 4.0х20 и другие. Первый вариант находится на грани возможностей по всем параметрам. Отчего нет уверенности, что размеры этой заклепки позволят выдержать ей не только сам процесс соединения, но и последующую эксплуатацию изделия. Причем чем меньше первый параметр, тем меньше диаметр головки, что также можно назвать фактором надежности . Третий и последующие варианты из таблицы уже представляются излишними, так как диаметр самой заклепки, а значит и отверстие в ней будет очень широким. Это, конечно, увеличивает и ширину шляпки.
Но это все будет излишним, размеры отверстия для продевания заклепки будут очень большими. Вероятно, что в материалах суммарной толщиной 16 мм не будет возможности без особой деструкции сделать большое отверстие. Поэтому размеры 3.2х20 кажутся оптимальными, так как для диаметра 3.2 мм толщина 1,6 см находится в середине охватываемого этим размером диапазона, остается только подобрать длину, которая тут 20 мм, и можно приступать к работе. В особых случаях тщательно стоит проработать и вопросы прочности материала, данные следует искать в справочниках по металлам.