Заклепочные соединения: достоинства и недостатки

07.12.2022

Содержание

Заклепки – крепежные элементы, используемые для создания неразъемных соединений листовых заготовок из черной и нержавеющей стали, цветных металлов и сплавов на их основе. Заклепочные узлы отличаются прочностью, долговечностью, высокой стойкостью к вибрационным и ударным воздействиям. Такое соединение состоит из двух или более заготовок, в которых изготавливается соосное отверстие, и заклепки, удерживающей детали вместе.

Где применяются заклепочные соединения

Соединение двух и более элементов с использованием заклепок применяют в основном в тех случаях, когда невозможно применять сварку по следующим причинам:

• материалы соединяемых заготовок нельзя нагревать до температур сварки;
• при сварочном процессе поверхности могут деформироваться;
• температуры сварочного процесса могут привести к отпуску металлов, ранее подвергнутых термической обработке;
• проведение сварочных работ невозможно из-за конструктивных особенностей соединяемых заготовок или условий монтажа.

Виды (на разрыв, срез, скручивание) и величины нагрузок, которые могут выдерживать конкретные заклепочные соединения, регламентируются в нормативной документации.

Виды заклепок – их основные характеристики

Заклепки чаще всего изготавливают из стали, сплавов на основе алюминия и меди. Наиболее прочным является стальной крепеж. По конструкции их разделяют на вытяжные, резьбовые, с замыкающей головкой.

Вытяжные

Это самый популярный вид крепежа. В его конструкцию входят: пустотелая гильза, имеющая головку, и стержень с конусовидным расширением с одного конца. Для протягивания стержня через гильзу используется специальный инструмент-заклепочник. Вытяжные заклепки могут устанавливаться при одностороннем доступе к соединяемому пакету заготовок.

Такие крепежные элементы могут быть:

• многозажимными с набором втулок, предназначенным для сборки в пакет нескольких заготовок с использованием одной односторонней заклепки;
• усиленными, которые оснащены втулкой с утолщенными стенками;
• комбинированными, предназначенными для скрепления заготовок из твердых и сверхтвердых материалов.

Резьбовые

Пустотелые гильзы этого крепежа оснащены пустотелой гильзой с внутренней резьбой, нарезанной на одном конце. Винт резьбового заклепочника вкручивают в заклепку. При этом гильза сминается и надежно закрепляется в заготовке. Плюс такого решения – возможность закрепить на плоском основании объемную деталь с помощью резьбового крепежа. Минусом является не очень высокая прочность монтажного узла.

С замыкающей головкой

Такой крепеж состоит из одной детали – пустотелой или полнотелой. Она представляет собой короткий пруток, изготовленный из пластичного металла с ножкой и головкой, которая может быть – полукруглой, конической, полупотайной, потайной, плоской, конической с подголовком. Наиболее функциональными являются заклепки с полукруглой и полупотайной головкой.

Ножка заклепки вставляется в отверстие, заранее просверленное в соединяемых заготовках до упора головки с одной стороны. С другой стороны, ножку расплющивают ударом при комнатной температуре или при нагреве. При расплющивании мягкий металл крепежа заполняет пространство отверстия.

Плюс такого решения – получение прочного неразъемного соединения, способного эффективно противостоять нагрузкам, действующим как параллельно продольной оси крепежа, так и перпендикулярно ей.

Виды заклепочных соединений

При выборе подходящего типа заклепочного соединения, соответствующего запланированной области применения, руководствуются перечнем классификационных признаков.

Функциональное назначение

По этому признаку заклепочные соединения разделяют на:

• Прочные. Рассчитаны на эксплуатацию при воздействии значительных нагрузок.
• Плотные. Обеспечивают герметичность монтажного узла.
• Комбинированные. Совмещают функции прочных и плотных монтажных узлов.

Конструкция шва заклепочного соединения

Швы могут быть внахлест или встык. Наиболее распространен первый тип. Для реализации швов встык используют специальные накладки.

Количество срезов

По числу линий среза, проходящих через стержень заклепочного крепежа, различают одно- и многосрезные заклепочные соединения.

Количество рядов заклепок

Заклепки могут располагаться в один, два, три и более рядов, количество которых нормативной документацией не ограничено. Крепеж размещается в шахматном порядке или друг напротив друга.

Форма закладных головок

Закладные головки могут быть полукруглыми, цилиндрическими, коническими, полупотайными, потайными.

Форма стержня

Стержень заклепки может быть полнотелым, пустотелым и полупустотелым. В стержнях последнего типа в одной половине изготовлено отверстие, вторая остается полнотелой.

Достоинства заклепочных соединений

Заклепочные соединения пользуются широкой популярностью, благодаря комплексу преимуществ, к которому относятся:

• образование прочного монтажного узла при правильном выборе типа и размера крепежа, вида заклепочного соединения;
• длительный эксплуатационный период монтажного узла;
• соединение заготовок в случаях, в которых использование сварочных процессов невозможно или технологически очень сложно;
• возможность вести монтажные работы в стесненных условиях при одностороннем доступе к пакету;
• при создании плотных монтажных узлов – герметичность, предотвращение оттока рабочей среды;
• простота реализации заклепочных соединений при использовании специализированного инструмента;
• устойчивость узлов, созданных при помощи заклепок и специализированного инструмента, к вибрационным, ударным, повторным нагрузкам;
• сохранность физических свойств материалов, из которых изготовлены соединяемые детали, благодаря отсутствию температурного воздействия.

Для получения качественного результата при выборе заклепок учитывают: суммарную толщину и физические характеристики соединяемых материалов, диаметр предварительно изготавливаемых отверстий, требования к заклепочному соединению по прочности и герметичности. Расчет длины крепежа в зависимости от толщины пакета, для которого применяется заклепочное соединение, осуществляется в соответствии с ГОСТом Р 7-118-2022.

Недостатки заклепочных соединений, ограничивающие области их применения

К минусам использования заклепок относятся следующие моменты:

• Необходимость подбора материала заклепок в соответствии с материалом заготовок. Неправильный выбор крепежного элемента может привести к возникновению дефектов заклепочного соединения из-за разных коэффициентов температурного расширения материалов, из которых изготовлены заклепки и заготовки. Использование разнородных металлов становится причиной активного появления и развития очагов коррозии из-за возникновения гальванических токов.
• Достаточно высокая стоимость из-за того, что при получении клепочных соединений необходимо осуществлять дополнительные операции – разметку, сверление или продавливание отверстий, при необходимости – изготавливать накладки. Для выполнения значительных объемов работ требуется дорогостоящее оборудование.
• Ослабление соединяемых деталей из-за наличия отверстий. Для компенсации этого недостатка приходится увеличивать толщину заготовок или использовать накладки.
• Невозможность соединять заготовки сложной конфигурации.

В некоторых случаях использование заклепочного крепежа – единственный способ создать прочное, надежное и долговечное соединение двух или более деталей.

Другие статьи по теме:

Вы так же можете купить: