Несмотря на распространение сварки, классическая технология соединения деталей с помощью заклепок все еще остается актуальной. О главном элементе этого соединения — заклепках, их типах, конструкции, характеристиках и способах установки, а также об их выборе и использовании — читайте в данной статье.
Что такое заклепка?
Заклепки — тип крепежного изделия; круглый стержень с отформированной с одной стороны головкой, предназначенный для выполнения неразъемного заклепочного соединения деталей путем их обжима формированием замыкающей головки.
Заклепка устанавливается в отверстие в деталях и с ее обратной стороны формируется вторая головка — обе головки обжимают соединяемые детали, обеспечивая их прочное соединение. Надежность и долговечность такого соединения зависит от правильного подбора заклепок, а, чтобы сделать верный выбор, необходимо разобраться в существующих типах и особенностях этих крепежных деталей.
Типы, конструкция и характеристики заклепок
Заклепки делятся на несколько групп по конструкции, способу монтажа, материалам изготовления и применяемости. По конструкции заклепки делятся на три группы:
Заклепочное соединение
- С закладной головкой (обычные);
- Вытяжные («слепые», закладные);
- Резьбовые (клепальные гайки).
По применимости заклепки бывают двух типов:
- Общемашиностроительного применения (универсальные);
- Специальные — несколько групп заклепок для выполнения специальных соединений.
Сегодня наибольшее часто используются заклепки общемашиностроительного применения, поэтому в дальнейшем речь пойдет о них.
Заклепки с замыкающей головкой
Заклепки данного типа устроены крайне просто: это стержень круглого сечения, с одного торца которого выполнена головка, а второй торец остается свободным. Отформированная головка называется закладной — с ее помощью заклепка удерживается в отверстии (закладывается в него). При монтаже заклепки на ее свободном торце формируется головка, называемая замыкающей.
Типы и конструкции заклепок с закладной головкой
Заклепки делятся на несколько типов по форме закладной головки, сечением стержня и материалом изготовления.
По форме головки заклепки бывают:
- С полукруглой головкой;
- С плоской головкой;
- С потайной головкой;
- С полупотайной головкой.
Полукруглая головка выполнена в форме полусферы, плоской частью обращенной к стержню заклепки. Это наиболее распространенный тип заклепок, полусферическая головка уверенно центрируется в рабочем инструменте, позволяя достичь наилучшего качества соединения.
Плоская головка выполнена в форме цилиндрической шляпки малой толщины, либо обращенного широкой частью к стержню усеченного конуса. Заклепки этого типа после монтажа имеют меньшую высоту, чем крепеж с полукруглой головкой.
Потайная головка выполнена в форме усеченного конуса, направленного узкой вершиной в сторону стержня заклепки. При установке заклепки головка остается полностью скрытой в раззенкованное отверстие, поэтому поверхность детали остается плоской.
Полупотайная головка объединяет в себе потайную и полукруглую части. Такая головка обладает повышенной прочностью, поэтому используется для выполнения ответственных соединений.
Стержень заклепок может иметь различное сечение:
- Полнотелые;
- Полупустотелые — с глухим отверстием в стержне;
- Пустотелые — со сквозным отверстием вдоль стержня.
Полнотелые заклепки устанавливаются обычным способом, при котором замыкающая головка образуется объемной деформацией стержня. Полупустотелые заклепки имеют обычную головку, а в торце стержня — глухое отверстие, замыкающая головка формируется развальцовкой. В пустотелых заклепках обе головки формируются развальцовкой.
Крепеж изготавливается из различных металлов и сплавов:
- Алюминиевые сплавы — алюминий АД1, дюралюминий Д18 и Д19П, В65, 20Г сплавы Амг5П, АМц;
- Медь — М3 и МТ;
- Латунь — Л63 и Л63 антимагнитная;
- Сталь — углеродисты стали Ст2, Ст3, 10, 10кп, 15 и 15кп, низколегированная сталь 09Г2 и нержавеющие стали 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т.
Заклепки общемашиностроительного назначения имеют диаметр стержня от 1 до 36 мм, диаметр головки превышает диаметр стержня в 1,8 и 2 раза. Крепеж диаметром до 8 мм может устанавливаться без применения специального инструмента и без нагрева, поэтому его называют заклепками под молоток.
Конструкция и характеристики заклепок регламентируются стандартами ГОСТ 10299-80, ГОСТ 10300-80, ГОСТ 10301-80, ГОСТ 10302-80, ГОСТ 10303-80, ГОСТ 10304-80, ГОСТ 12641-80 и другими.
Закладные (вытяжные, «слепые») заклепки
Вытяжные заклепки
Технология монтажа вытяжной заклепки
Конструкция вытяжной заклепки
Типы головок корпуса вытяжных заклепок
Заклепки этого типа имеют составную конструкцию, они содержат две детали:
- Корпус (тело) — пустотелая заклепка с головкой той или иной формы;
- Сердечник — металлический стержень, продетый в корпус заклепки.
Сердечник имеет сложную форму — на его задней части расположена расширенная головка, несколько выше может быть выполнена выточка (зона отрыва), а верхняя часть заточена. На стержень надевается головка, при этом зона разрыва оказывается внутри головки. В таком виде заклепка тыльной стороной устанавливается в отверстие в деталях, затем сердечник вытягивается, деформируя тыльную сторону корпуса и формируя замыкающую головку.
Закладные заклепки могут иметь корпусы с двумя типами головок (бортиков):
- Выступающая (полукруглая, плоская);
- Потайная.
Головки по размерам могут быть обычными — диаметром в 2 диаметра корпуса, и увеличенными — диаметром в 3 диаметра корпуса.
Корпусы могут иметь различную конструкцию:
- С открытым концом (сквозные);
- С удлиненным открытым концом;
- С закрытым концом (герметичные, водо- и газонепроницаемые);
- С разделяющимся концом (при установке разделяется на несколько сегментов);
- Разрезной корпус (в средней части выполнены разрезы, по которым при монтаже заклепки корпус разделяется на несколько сегментов и расширяется).
Сердечники могут иметь различную конструкцию:
- Протягиваемый насквозь (имеют коническую головку, которая при протяжке расширяет корпус);
- Вытяжной неразрывающийся (после вытяжки сердечник остается в корпусе, его необходимо отрезать);
- Вытяжные сердечники разрываемые и с отрывной головкой (при протяжке разрывается, его головка может выпадать или оставаться в корпусе), в таком сердечнике может выполняться заданная точка разрыва;
- Сердечники со ступенчатой формой для соединения деталей различной толщины.
Корпус вытяжных заклепок изготавливается из указанных выше материалов, сердечник — из стальных сплавов более высокой прочности, чем корпус.
Конструкция и особенности вытяжных заклепок регламентируется стандартом ГОСТ Р ИСО 14588-2005 и другими.
Резьбовые (гаечные) заклепки
Резьбовые заклепки
Данный тип крепежа представляет собой пустотелую заклепку увеличенного диаметра, внутри которой нарезана резьба. Заклепка монтируется по технологии, похожей на установку заклепок вытяжного типа — она помещается в отверстие и с помощью специального инструмента ее тыльная сторона расклепывается. Далее в заклепку можно вворачивать винт или болт соответствующего размера. Резьбовые заклепки используются для соединения деталей или монтажа в тонкостенные детали в тех случаях, когда возникает необходимость в точках резьбового крепления.
Резьбовые заклепки могут иметь головки двух типов — выступающие и потайные, сами детали могут быть сквозными или глухими, а их наружная поверхность — гладкой или рифленой, круглой или шестигранной. Диаметр заклепок — от 8 до 23 мм, в них нарезается резьба размером от М3 до М12. Длина деталей — от 8 до 27 мм.
Вопросы выбора и применения заклепок
Выбор заклепок осуществляется исходя из типа соединения, условий эксплуатации изделия, возможности применения той или иной технологии установки и требований к прочности соединения. Для верного выбора следует использовать специальные таблицы и рекомендации, в которых четко прописаны соотношение длин и диаметров заклепок в соответствии с толщиной соединяемых деталей. Здесь же приведем только основные рекомендации.
В первую очередь, решается вопрос о типе заклепок в соответствии с наличием или отсутствием доступа к тыльной стороне соединяемых деталей. Если доступ свободный, то можно использовать обычные заклепки — они просты, дешевы и надежны. При отсутствии доступа следует использовать вытяжные заклепки, однако для них нужен специальный установочный инструмент. А если в изделии нужно создать точку резьбового крепления, то необходимо использовать резьбовую заклепку.
Важное значение имеет тип материала заклепки. Соединения, требующие высокой прочности, следует выполнять стальными заклепками, а для защиты от коррозии рекомендуется применять заклепки из алюминиевых или медных сплавов. Однако следует помнить, что сочетание в месте контакта заклепок и деталей из разных сплавов (особенно между алюминием и сталью) могут протекать электрохимические реакции, приводящие к интенсивной коррозии и постепенному ослаблению соединения.
Наконец, выбор заклепок нужно делать, исходя из условий эксплуатации соединяемых деталей. Например, для монтажа фрикционных накладок на тормозные колодки используются заклепки из мягких сплавов; для изделий, контактирующих с агрессивными средами, лучше использовать заклепки из коррозионностойкой стали, и т.д.
При верном подборе заклепок и правильной их установке изделие будет долговечным и надежным в различных условиях эксплуатации.
