Размеры заклёпок: таблица и правила расчёта толщины

Содержание

Заклепочные соединения применяются в тех случаях, когда использование сварки или резьбового крепежа технологически сложно или невозможно. Применение заклепок позволяет избежать температурных деформаций металла и создать соединения в местах, где есть доступ к конструкциям только с одной стороны. Заклепки разделяют на вытяжные и резьбовые. Наиболее популярен первый вариант. Правильно подобранный крепеж позволяет создать прочное и надежное неразъемное заклепочное соединение.

Конструктивные особенности вытяжных заклепок

Крепежное изделие состоит из двух частей:

• стержень с утолщением на конце, которое будет служить фиксатором расширения втулки;
• тело (гильза, корпус), в его состав входят буртик и прямая втулка.

Существует несколько конструктивных исполнений крепежных элементов:

• Обычное исполнение – диаметр головки равен двум диаметрам втулки.
• С увеличенным буртиком – диаметр головки равен трем диаметрам корпуса. Этот вариант применяется в случаях, когда предъявляются повышенные требования по прочности соединения, а эстетические характеристики менее важны.
• Потайные заклепки. Применяются в тех случаях, когда головка крепежа не должна возвышаться над поверхностью материала.
• С водогазонепроницаемым корпусом. Такой крепеж востребован для эксплуатации в сложных условиях.

Как выбрать необходимый размер заклепки для заклепочника в зависимости от толщины соединяемых материалов

Чтобы правильно выбрать заклепку по длине необходимо к толщине соединяемых деталей прибавить некоторый запас, обеспечивающий формирование прочного и надежного соединения.

Расчет подходящей длины заклепки можно сделать по следующей формуле:

L1 = S + (1,2 + D), в которой:

• L1 – необходимая длина крепежа, мм;
• S – сумму толщин соединяемых материалов, мм;
• D – диаметр тела.

Подходящую длину заклепок для заклепочника в зависимости от толщины скрепляемых металлов можно определить и без формулы – по таблице.

При выборе диаметра заклепки новички часто допускают ошибку – на всякий случай используют крепеж большего, чем нужно, диаметра. Такое решение приводит к растрескиванию материала вокруг соединения. Например, для листового алюминия 2 мм оптимален диаметр 3 мм. Если взять 4 мм — края отверстия деформируются при клепке.

Особенности выбора заклепок в зависимости от характеристик скрепляемых материалов

Для достижения качественного результата при создании заклепочного соединения необходимо:

• Предварительно оценить вероятные нагрузки на срез и разрыв. В зависимости от этих параметров определяют необходимое количество заклепок, их диаметр и длину, материал изготовления.
• Материал крепежных элементов должен быть аналогичным по прочности соединяемому пакету. Например, чрезмерное усилие от крепежа из прочной нержавеющей стали может деформировать менее прочные алюминиевые сплавы или полимеры.
• Толщину заклепки подбирают в зависимости от толщины скрепляемых деталей. Но она должна быть менее трех толщин скрепляемого пакета.

Если крепеж и соединяемые элементы изготовлены из разнородных металлов, может возникнуть гальваническая коррозия. Для предотвращения этой проблемы необходимо:

• Убедиться в том, что материалы заклепки и соединяемых элементов находятся близко друг к другу в таблице электрохимических потенциалов. Лучше всего, если металл крепежа будет более электроположительным.
• Создать диэлектрический барьер между крепежным элементом и поверхностью соединяемого пакета с помощью окрашивания или неметаллических прокладок.

Достижения в области конструкции и производительности заклепок

Достижения в области материаловедения, производственных технологий и методик проектирования обеспечили появление новых видов заклепок с улучшенными характеристиками.

Инновационные покрытия для заклепок

Благодаря разработке высокопрочных сплавов и покрытий расширился перечень материалов, пригодных для производства заклепок. В аэрокосмической области традиционно применяются алюминий, титан, коррозионно-стойкую сталь, но для них часто требуются специальные покрытия для улучшения совместимости с различными условиями внешней среды. Современные технологии производства и нанесения таких покрытий позволяют изготавливать крепеж с высокими коррозионной стойкостью и фрикционными характеристиками, что позволяет использовать его в суровых эксплуатационных условиях.

Заклепки со встроенными датчиками

Инновационное решение – интеграция в крепеж интеллектуальных и сенсорных возможностей. С появлением и развитием Интернета вещей возрос интерес к производству заклепок с интегрированными датчиками. Такое техническое решение позволяет в режиме реального времени контролировать целостность заклепочных соединений в изменяющихся условиях внешней среды. Датчики «умных» заклепок обнаруживают перепады температуры, давления, механических нагрузок. Они предоставляют ценную информацию для контроля качества соединений.

Крепеж из полимерных композитов

Современное техническое решение – использование заклепочного крепежа, изготовленного из полимерных композиционных материалов. Этот вариант особенно актуален в авиа- и автомобилестроении.

Варианты составов полимерных композитов, используемых при производстве крепежных деталей:

• полиэфирэфиркетон (PEEK) + 30% углеволокна (или стекловолокна);
• полиамид (PA) + 60% стекловолокна;
• полиамид ПА66 (PA) + 50% стекловолокна;
• полиамид ПА66 (PA) + 40% углеволокна.

Преимущества применения заклепочного крепежа из полимерных композитов:

• Небольшая масса, по сравнению со стальными крепежными деталями. Плотность стали составляет примерно 7,8 г/см³, полимерного композита – 1,5 г/см³.
• Хорошая удельная прочность. У полимерных композитов этот показатель гораздо выше, чем у стали, – до 4-х раз.
• Хорошая несущая способность, немного уступающая несущей способности стальных метизов.
• Диэлектрические свойства. Полимерные композиты – диэлектрики, поэтому не требуют нанесения диэлектрических покрытий.
• Радиопрозрачность. В отличие от стали, полимерные композиционные материалы не являются источником вторичных электромагнитных волн, не искажают направление волн.
• Отсутствие магнитных свойств. Композитный крепеж не искажает магнитное поле, может использоваться в сильном магнитном поле.
• Высокая коррозионная стойкость. Полимерные композиты устойчивы практически ко всем агрессивным средам при температурах до +200 ℃: кислотам, щелочам, перекиси водорода, растворителям, ГСМ.
• Устойчивость к высоким температурам. Полимерные композиты сохраняют рабочие характеристики при температурах до +260 ℃.

Основные правила монтажа вытяжных заклепок

При создании заклепочных соединений следует придерживаться следующих правил:

• Нельзя соединять материалы, суммарная толщина которых меньше или больше величин, которые указывает производитель крепежа.
• Необходимо правильно выбирать материал крепежных элементов в зависимости от соединяемых материалов.
• При сверлении отверстий в соединяемых элементах необходимо обеспечить их плотное прилегание друг к другу. Любые зазоры между ними должны отсутствовать.
• При создании соединения вытяжная заклепка должна располагаться строго под прямым углом к поверхности.

Этапы проведения монтажных работ:

1. Выбирают крепежные элементы требуемых размеров, изготовленные из материала, соответствующего соединяемым деталям.
2. Делают разметку мест, в которых будут изготавливаться отверстия. Расстояние от края заготовки до края отверстия должно быть в пределах 2D-24D, где D – диаметр тела заклепки. Интервал между крепежом должен быть не менее трех диаметров корпуса.
3. Просверливают отверстие, диаметр которого на 0,1-0,2 мм больше диаметра корпуса. Такой запас позволяет легко вставить втулку. К тому же, при осуществлении заклепочного соединения гильза немного расширяется. Края пробитых или просверленных отверстий должны быть чистыми, без стружки.
4. Вставляют заклепку, плотно прижимают инструмент к соединяемым материалам, прикладывают необходимое усилие.
5. Остаток стержня падает на землю или в контейнер, которым оснащаются некоторые модели заклепочников.

Важный момент – при соединении двух материалов разной прочности буртик заклепки устанавливают со стороны менее прочного материала. Например, при соединении пластикового листа с металлическим головку крепежа располагают со стороны менее прочного полимерного материала.

Размеры, материал и количество заклепок при создании крупногабаритных и ответственных конструкций с заклепочными соединениями подбираются на стадии проектирования.

Правила расчета заклепок для фиксации поликарбонатного козырька

Пример расчета заклепок для крепления поликарбонатного козырька к стальной раме:

• толщина пакета: 3 мм (поликарбонат) + 1,5 мм (сталь) = 4,5 мм;
• диаметр заклепки: выбираем по таблице – 4 мм;
• материал: алюминий с анодным покрытием (исключает гальваническую пару со сталью).

ТОП-3 производителей заклепок в 2025 году

По данным Росстандарта, лучшие заклепки в 2025 г. выпускают:

1. GESIPA (Германия) — эталон для авиакосмической отрасли. Заклепки GESIPA изготавливаются из стали, нержавеющей стали, алюминия. Гарантируют получение прочных, долговечных неразъемных соединений разных, в том числе мягких, материалов.
2. Bralo (Испания) — оптимальное соотношение цены и коррозионной стойкости. Заклепочные изделия имеют разнообразное исполнение с разной обработкой поверхности: анодированные, цветные, оцинкованные.
3. ЗКС (Россия) — лидер по «умным» заклепкам с NFC-метками для отслеживания нагрузок.

Вопрос-ответ

Как снять заклепку без сверла?

Для снятия заклепки можно использовать слесарное зубило. Порядок проведения работ:

1. Зафиксировать детали, если они имеют небольшие размеры и массу, исключить вероятность их сдвига.
2. Приставить зубило к шляпке крепежа и обеспечить плотный упор инструмента в ее нижнюю кромку.
3. Слабыми ударами молотка удалить зубилом бортик заклепки.
4. После полного удаления головки вытолкать остатки метиза из отверстия.

При выполнении этих работ необходимо соблюдать особую осторожность.

Почему лопается гильза заклепки?

Гильза заклепки может лопнуть из-за несоблюдения правил монтажа или использования некачественных или неправильно выбранных крепежных деталей. Гильза может быстро выйти из строя, если использовались неподходящие материалы. Например, в среднеагрессивных средах стальные гильзы заклепок быстро разрушаются из-за активного протекания коррозионных процессов.