Заклёпочное соединение

Недостатки заклёпочных соединений

Заклёпочные работы на судне (рисунок из статьи «Заклепки» «Военная энциклопедия Сытина»)

Трудоёмкость процесса. Необходимо просверлить множество отверстий, установить заклёпки, расклепать их. Эти операции выполняются вручную двумя слесарями-сборщиками. До последней четверти XX века в СССР на авиационные заводы специально нанимались худощавые юноши способные влезть в узкий отсек, чтобы удерживать там наковальню-поддержку.
Повышенная материалоёмкость соединения. Заклёпочный шов ослабляет основную деталь, поэтому она должна быть толще. Нагрузку несут заклёпки, поэтому их сечение должно соответствовать нагрузке.
Необходимость специальных мер для герметизации

Это очень важно для самолётостроения и ракетной техники, при сборке баков-кессонов и пассажирских отсеков. В баках-кессонах, расположенных в крыле самолётов, как правило, держат топливо — авиационный керосин

Резиновый герметик, устойчивый к керосину, должен закрывать все заклёпочные швы. Вес его может составлять десятки килограммов.
Процесс сопровождается шумом и вибрацией. Это приводит к ряду профессиональных заболеваний у сборщиков и вызывает глухоту. Поэтому везде, где можно, внедряются новые инструменты для клёпки.

Стальная заклепка: области применения, характеристики

Стальная заклепка представляет собой деталь в форме цилиндрического стержня с головкой на конце. Такие метизы предназначаются для выполнения заклепочного соединения. Существует много видов заклепок, каждый из которых используется для своих целей. Так, заклепки стальные ГОСТ 10299 и 10300 предназначены для общемашиностроительного применения.

Изготавливают заклепки из калиброванной стали, характеризующейся высокой пластичностью. Жестким металл становится после расплющивания головки детали. Головки, образующиеся при изготовлении, называются закладными, а те, что получаются после клепки с другого конца – замыкающими. Форма головки может быть полупотайной, полукруглой (ГОСТ 10299) или потайной, как у заклепки стальной ГОСТ 10300. Остановимся более подробно на стандартах, согласно которым изготавливается крепеж данной группы.

Заклепка стальная ГОСТ 10299 представляет собой деталь с полукруглой головкой, класс точности – С и В. Диаметр стержня может варьироваться в пределах 1-36 мм. Материал изготовления – сталь марок ст. 10, 15КП, 10КП. Применяется в машиностроении и строительстве для соединения различных деталей. Данный Госстандарт аналогичен DIN 660.

Еще один представитель метизов такого назначения – заклепка стальная ГОСТ 10300 (аналог DIN 661). По этому стандарту выпускаются детали с потайной головкой. Диаметр стержня, класс точности, материал изготовления и сфера применения те же, что и у предыдущего вида.

С помощью заклепок стальных ГОСТ 10299 и 10300 выполняют неразъемные соединения, которые настолько прочны, что разъединить их можно, только сломав заклепки. Для этих целей крепежный элемент нужно с одной стороны расклепать, а с другой – надежно зафиксировать, чтобы исключить выпадение при ударе. В результате с обеих сторон образуются шляпки, которые удерживают соединяемые плоскости.

Заклепки стальные можно использовать для скрепления различных твердых материалов (железные листы, жесть, медь, алюминий, кожа, пластмасса и проч.), а также конструкций. Наиболее известные архитектурные конструкции, собранные с использованием заклепок, это Эйфелева и Шуховская башни, мост Харбор-Бридж (Сидней).

Длину заклепок стальных ГОСТ 10300, 10299 и других подбирают, ориентируясь на толщину скрепляемых элементов, объем осаживаемого стержня, а также той его части, которая образует замыкающую головку. К выбору заклепок следует подходить ответственно, учитывая все перечисленные параметры. Если заклепка стальная будет короче, чем толщина соединяемых деталей, скрепить их будет невозможно. Слишком длинные крепежи не обеспечат должной прочности соединения. Поэтому перед покупкой заклепок нужно точно знать толщину элементов, для скрепления которых предназначаются эти метизы.

Применение

В принципе, заклепки с резьбовым элементом можно использовать при создании практически любых соединений. Однако наиболее актуальны они в случаях, когда после сборки будет отсутствовать полноценный доступ к обратной стороне сочленяемых деталей конструкции. Их, как и другие типы заклепок, чаще всего используют при соединении элементов, выполненных из листовых материалов. Такие метизные изделия отличаются максимальной простотой установки, не требующей большого арсенала специального оборудования.

Очень часто поставить такую заклепку будет намного проще, чем нарезать резьбу или применить сварку

Также важно учитывать, что отдельные модели обеспечивают возможность дополнительного, максимально прочного соединения с использованием болтов или же винтов соответствующего диаметра. Сфера применения описываемых приспособлений определяется, в первую очередь, их типом и материалом изготовления

Так, установка гаечных заклепок целесообразна в условиях ограниченного пространства. В то же время предотвратить риск проворота во время монтажа поможет применение шестигранных моделей. Помимо этого, производители предлагают заклепки для сборки конструкций, рассчитанных на специфические эксплуатационные условия.

С учетом принципа установки резьбовые заклепки можно назвать во многом идентичными их вытяжным аналогам. При этом алгоритм действий во время выполнения работ включает в себя несколько основных этапов. Речь идет о подготовке соединяемых поверхностей, сверлении отверстий соответствующего диаметра и непосредственно самой установке крепежа

Важно помнить, что качество образуемого шва определяется, помимо всего прочего, еще и рядностью. С учетом предъявляемых требований может применяться многорядная схема с цепным или же шахматным расположением элементов

Для максимального упрощения процесса сборки и сокращения временных затрат используют специальные приспособления – заклепочники. Этот инструмент может оснащаться ручным, пневматическим, а также гидравлическим приводом.

Анализируя возможность применения заклепок с резьбой, следует учесть, что долговечность подобных соединений определяется внешним диаметром устанавливаемых метизных изделий. И речь в данном случае идет о прямопропорциональной зависимости. Другими словами, чем больше размер заклепки, тем прочнее шов и выше его устойчивость к различным нагрузкам. Помимо этого, в перечень факторов, влияющих на качество соединений в той или иной ситуации, входят отсутствие рифления и толщина стенок. Однако данные характеристики параллельно отражаются на удобстве выполнения всех предусмотренных технологией работ.

О резьбовых заклепках смотрите в видео ниже.

Сфера использования заклёпок

В основном заклепка применяется в машиностроении, авиастроении, кораблестроении, строительстве домов, креплении вентилируемых фасадов, производстве детских игровых площадок, креплении декоративных конструкций и элементов.

Преимущественно данный крепеж используют в строительной сфере и ремонтных работах. Тяжеловесные конструкции данным видом метизов не скрепляют.

Примечание. Очень важно, чтобы заклепка обладала гибкостью и прочностью одновременно. Учитывая этот факт, для ее производства применяют сталь малоуглеродистую сталь, сплавы алюминия и медь

7 лучших строительных и мебельных магазинов!

Определение длины заклёпки

Правильная установка заклёпки предусматривает создание полной формы замыкающей головки и отсутствие при этом каких-либо избыточных зазоров и наплывов. Для правильной установки заклёпки необходимо определить длину тела заклёпки, зависящую от толщины склёпываемых материалов и типа заклёпки.

«Справочник конструктора-машиностроителя» под редакцией Анурьева В.И. предлагает пользоваться одной универсальной формулой для всех форм головок заклёпок. Здравый смысл подсказывает, что такой подход ошибочный — поэтому воспользуемся формулами из другого источника: «Основы конструирования» под редакцией Орлова П.И., 1988 года.

Вычислив по формуле необходимый размер припуска, можно определить длину заклёпки L, прибавив к толщине склёпываемых материалов S значение припуска H. Затем необходимо выбрать ближайшее значение длины заклёпки из стандартного ряда длин. Для заклёпок утверждён стандартный ряд длин, согласно которого они и производятся (в мм):

2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 58, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180

Слесарное дело

§ 2. Типы заклепок

Заклепка — это цилиндрический металлический стержень с головкой (закладной) на одном конце. Соединение деталей осуществляется деформированием (расклепыванием) выступающего стержня заклепки, из которого образуется другая головка (замыкающая).

По форме головок различают: заклепки с полукруглой головкой (рис. 202, а) с диаметром стержня от 2 до 36 мм длиной от 2 до 180 мм (ГОСТ 10299—62); заклепки с полукруглой низкой головкой (рис. 202, б) со стержнем диаметром от 2 до 10 мм и длиной от 4 до 80 мм (ГОСТ 10302—62); заклепки с плоской головкой (рис. 202, в, слева) со стержнем диаметром от 2 до 36 мм и длиной от 4 до 180 мм и (рис. 210, е, справа) со стрежнем диаметром от 2 до 36 мм и длиной от 4 до 50 мм (ГОСТ 10303—62) ;заклепки с потайной головкой (рис. 202, г) со стержнем диаметром от 1 до 36 мм и длиной от 2 до 180 мм (ГОСТ 10300—62) изаклепки с п о-лутайной головкой (рис. 202, д) со стержнем диаметром от 2 до 36 мм и длиной от 3 до 210 мм (ГОСТ 10301—62).

Рис. 202. Типы заклепок:
а — с полукруглой головкой, б — с полукруглой низкой головкой, в — с плоской головкой, г — с потайной головкой, д — с полупотайной головкой, е — взрывная двухкамерная, ж — с сердечником

Указанные типы заклепок изготовляются из углеродистой стали 10 кп и 20 кп, легированной стали 09Г2, нержавеющей стали Х18Н9Т, цветных металлов и сплавов Л62, М3, АД1 и Д18П.

Как правило, заклепки должны быть из того же материала, что и соединяемые детали, в противном случае возможно появление коррозии и разрушение места соединения.

Наиболее широкое применение в машиностроении получили заклепки с полукруглой головкой. В некоторых случаях применяют специальные типы заклепок — взрывные (АН-1504) и с сердечником (АН-831) и др.

Заклепки взрывные (рис. 202, е) имеют в свободном конце стержня углубление (камеру), заполненное взрывчатым веществом, которое защищено от проникновения атмосферной влаги слоем лака. Взрывные заклепки изготовляются диаметром 3,5; 4; 5 и 6 мм из проволоки марки Д18П. Длина стержня взрывных заклепок от 6 до 20 мм, толщина склепываемого пакета от 1,6—2,5 до 14,1—15 мм.

Заклепки с сердечником (рис. 202, ж) имеют полый стержень (пистон) 1, в который помещен сердечник 2 с утолщенной частью 3 на конце. При втягивании сердечника утолщенная часть «раздает» конец стержня заклепки, образуя замыкающую головку, после чего сердечник «откусывается» инструментом.

Заклепки с сердечником изготовляют двух типов: с потайной и полукруглой головками. Наружный диаметр пистона от 3,5 до 5 мм. Этот тип заклепок применяют для соединения деталей, подвергающихся незначительной нагрузке.

Недостатки заклёпочных соединений

Заклёпочные работы на судне (рисунок из статьи «Заклепки» «Военная энциклопедия Сытина»)

Трудоёмкость процесса. Необходимо просверлить множество отверстий, установить заклёпки, расклепать их. Эти операции выполняются вручную двумя слесарями-сборщиками. До последней четверти XX века в СССР на авиационные заводы специально нанимались худощавые юноши способные влезть в узкий отсек, чтобы удерживать там наковальню-поддержку.
Повышенная материалоёмкость соединения. Заклёпочный шов ослабляет основную деталь, поэтому она должна быть толще. Нагрузку несут заклёпки, поэтому их сечение должно соответствовать нагрузке.
Необходимость специальных мер для герметизации

Это очень важно для самолётостроения и ракетной техники, при сборке баков-кессонов и пассажирских отсеков. В баках-кессонах, расположенных в крыле самолётов, как правило, держат топливо — авиационный керосин

Резиновый герметик, устойчивый к керосину, должен закрывать все заклёпочные швы. Вес его может составлять десятки килограммов.
Процесс сопровождается шумом и вибрацией. Это приводит к ряду профессиональных заболеваний у сборщиков и вызывает глухоту. Поэтому везде, где можно, внедряются новые инструменты для клёпки.

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.

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.

51.Клеевые соединения. Область применения, сущность процесса.

Клеевое
соединение— неразъёмное соединение
деталей машин, строительных конструкций,
мебели, изделий лёгкой промышленности
и др., осуществляемое с помощью клея.
Процесс склеивания основывается на
явлении адгезии – сцеплении в результате
физических и химических сил взаимодействия
с различными материалами при определённых
условиях

Для
склеивания необходимо определить
величину и тип нагрузки, определить
свойства среды, выбрать материал
конструкции, клей, рассчитать размеры,
технологию склеивания, способ нанесения.

При
выборе клея учитывают: природу склеиваемого
материала, условия эксплуатации, уровень
требуемой прочности, свойства клей,
технологию склеивания.

Склеиваниемназывают соединение деталей тонким
слоем быстротвердеющего раствора –
клея.

Процесс
склеивания состоит из: подготовки
соединяемых поверхностей деталей,
нанесения клея, соединения деталей,
выдержки при определенных давлении и
температуре.

Клеевые
соединения применяютдля скрепления
деталей из различных металлических и
неметаллических (стекло, керамика,
пластмасса) материалов в любом их
сочетании.

Прочность
клеевого соединения зависит от способа
подготовки поверхностей. Желательно,
чтобы они были шероховатые. Для этого
применяют механическую (абразивную)
ихимическую (травление в растворах)обработку.

Клеи
подбирают исходя из свойств материала
соединяемых поверхностей.

Клеи
делят на:

1)твердеющие
при удалении растворителя— нанесению
на поверхность деталей раствора клея,
сдавливанию деталей и последующему
удалению растворителя путем испарения
или впитывания в склеиваемый материал.
Соединение обладает свойством обратимости,
его не применяют для изделий, работающих
в условиях повышенной влажности и
температуры. К таким клеям относят
резиновые, казеиновые и другие виды
клеев.

2)
твердеющие при охлаждении расплава
— перед нанесением разжижают нагреванием,
затем наносят на поверхности, которые
сдавливают и выдерживают при комнатной
температуре. Эти клеи также обратимы,
т.е. при нагревании становятся вязкими,
и соединения разрушаются.

3)твердеющие
за счет химических процессов-соединение
обладает большой прочностью, однако
процесс склеивания бывает сложным,
некоторые клеи твердеют при нагревании
соединения. К таким клеям относят
синтетические клеи серий БФ, «Момент»,
клеи на эпоксидной, эпоксидно-кремнийорганической
основе и др.

Клеевое
соединение лучше работает на сдвиг,
хуже – на отрыв. Его прочность зависит
от сорта клея, толщины и качества слоя,
прочности сцепления клея с поверхностями
соединяемых деталей.

Заклепки для одежды – модный аксессуар

Мода интересовала прекрасную половину человечества во все времена. Какие аксессуары предпочтительны в наступившем сезоне, что обязательно должно быть в гардеробе, а от чего нужно избавиться – вот вопросы, которые всегда волнуют женщин.

В нынешнем сезоне всеми любимые заклепки для одежды находятся на вершине популярности. На подиумах демонстрируется много нетрадиционных нарядов, украшенных разноцветными заклепками, камнями и шипами. Наиболее известная одежда, где применяют заклепки – это кожаная куртка-косуха, переживающая сегодня настоящий бум. Она имеет застежку-молнию, вшитую наискосок, и множество металлических заклепок, молний и цепочек, которые располагаются на плечах, кармашках, рукавах куртки, а также могут быть разбросаны на отложном воротнике.

В летней коллекции металлические заклепки для одежды широко применяются на коротких шортах и даже встречаются на юбках и шифоновых платьях. Очень популярны в этом сезоне съемные воротнички, которые украшены заклепками. Их носят с блузами и платьями, подчёркивая тем самым свою уникальность.

Но что же делать, если гардероб уже подобран, а в нем нет ни одной вещицы с модным украшением? Для этого будет достаточно сделать заклепки на одежде своими руками. Это занятие будет интересным и не потребует особых навыков. Зато вы сможете поместить заклепки на одежду и аксессуары так, как вам захочется. Например, классическую юбку-карандаш можно украсить вдоль швов, по всему поясу или по линии низа. И тогда повседневный офисный наряд будет выделять вас из общей однородной массы. Уже два года уверенно держатся в статусе модных вещей шорты с заклепками. На шортах их можно разместить на видимой части передних карманов, вдоль пояса и на задних карманах. Такие шорты ассоциируются с юностью, беззаботностью и летними прогулками до утра в приморских городах.

Итак, чтобы украсить одежду заклепками, нужно купить их в любом специализированном текстильном магазине. Форму можно выбрать любую. Еще понадобится клей и несколько несложных приспособлений (палочка для нанесения клея и зубочистка). Аккуратно нанесите на внутреннюю поверхность заклепки клей, приложите ее к ткани и придавите на несколько секунд. Таким же способом приклейте и остальные заклепки для одежды на поверхность изделия.

Таким образом, для того чтобы стать самой модной в этом сезоне, не обязательно менять весь гардероб и тратить на это огромные деньги. Достаточно заранее продумать, что поможет добиться необходимого эффекта (это могут быть заклепки для одежды) и попробовать достичь этого недорогими доступными средствами. Так можно не только сэкономить деньги, но и научиться изменять одежду и аксессуары с помощью различных декоративных элементов. Если ваша фантазия в процессе украшения одежды шагнет еще дальше, возможно, вы станете основателем новой тенденции в моде! В любом случае нужно помнить, что эффектных деталей, таких как заклепки для одежды, должно быть в меру, поскольку они сами по себе являются весьма ярким и притягательным аксессуаром.

Литература

• Орлов П. И. Кн. 2 // Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. — 3-е исправл. — М.: Машиностроение, 1988. — С. 544. — ISBN 5-217-00223-9.
• Под ред. Ишлинский А. Ю. Новый политехнический словарь. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. — С. 671. — ISBN 5-7107-7316-6.
• Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — ISBN 5-217-02962-5.
• Скобейда А. Т., Кузьмин А. В., Макейчик Н. Н. Детали машин и основы конструирования: Учебн. / Под общ. ред. А. Т. Скойбеды. — Мн.: Вышэйшая школа, 2000. — С. 106—111. — 584 с. — 3000 экз. — ISBN 985-06-0081-0.

Рекомендации

Если установку клепок на металле выполняет новичок, человек без практического опыта, он может допустить разные ошибки. Дефекты и их причины:

1. Замыкающая головка не плотно примыкает к металлической поверхности. Перекос при обжимке.
2. Головки смещены в одну или разные стороны. Отверстия сверлились с небольшим уклоном.
3. Замыкающая головка имеет рваные края. Для изготовления крепежного элемента использовался некачественный материал.
4. Головка смещена в сторону. Стержень неровный или длиннее нужного.

При проведении работ необходимо придерживаться правил техники безопасности:

1. Пневматический инструмент нельзя использовать до окончания настройки. Придерживать обжимку руками будет сложно из-за мощного пневматического удара. Это может привести к травмам рук.
2. При клепке раздаются резкие, громкие звуки, которые негативно воздействуют на нервную систему, слух. Нужно использовать плотные наушники.
3. Инструмент нужно проверить перед началом работы. Он должен быть исправным. Рабочий стол не должен быть захламлен лишними предметами или инструментами.
4. Скрепляемые детали следует фиксировать в тисках.

При клепке металла необходимо использовать защитные перчатки, очки. Детали следует закрепить в тисках или консоли, чтобы они не смещались. При работе нельзя касаться обжимки руками. Соблюдение техники безопасности поможет уберечься от травм, провести работу качественней.

Обзор видов

Широкое распространение получили изделия с полукруглой головкой. Этот предмет отвечает требованиям ГОСТа 10299-80. Сечение стержня составляет от 0,1 до 3,6 см. Стальная заклепка под молоток с потайной головкой должна соответствовать ГОСТу 10300-80. Для изделий с плоской головной частью применяют стандарт 10303-80. Наконец, для полупустотелых образцов применяют ГОСТ 12641-80.

Для изготовления подобных приспособлений применяют сталь таких типов:

• 10кп;
• 15кп;
• Ст2;
• Ст3.

Заклепки с цельнометаллическим стержнем имеют превосходную способность переносить нагрузки. Однако установить их достаточно трудно. Полупустотелый тип формируется с таким расчетом, чтобы участок стержня вблизи закладной головки был частично пуст. Наконец, пустотелое изделие не составит труда расклепать. Оборотной стороной такого преимущества оказывается недостаточная надежность соединения. Полукруглые головки могут иметь различную высоту. Их использование считается оптимальным решением с точки зрения надежности и стабильности формируемого шва.

В агрессивных средах применяют заклепки с цилиндрической или выполненной в виде конуса головкой. Потайной, а также полупотайной типы нужны, если требуется исключить образование выступа над поверхностью. Такие конструкции используют только в тех случаях, когда достойной альтернативы им нет. Универсальный тип крепежа под заклепочник по форме напоминает контуры гриба. Отдельная категория — закладные, вытяжные, тяговые и отрывные изделия. Подобные метизы состоят из двух основных частей. Необходимости придерживать их с другой стороны шва нет. Это обстоятельство очень привлекательно при создании заборов и формировании кровельного покрытия.

Иногда встречаются так называемые резьбовые заклепки. Их используют, когда надо соединить детали с особо тонкими стенками (не более 0,03 см). Внутри находится специальная резьба, а снаружи — вертикальная насечка, которая блокирует поворот вокруг своей оси. Что касается забивных заклепок, то они обычно делаются из:

• латуни;
• алюминия;
• меди (и все такие продукты рассчитываются под заколачивание молотком, не требуют заклепочника).

Иногда для повышения стойкости к коррозии применяется цинковое покрытие. Хорошо показывает себя как «холодное», так и «горячее» цинкование. После такой обработки улучшаются не только эксплуатационные качества, но и визуальное восприятие изделий

Важно: необходимо учитывать образование гальванических пар и электрохимических реакций между ними. Связка «медь-сталь» оборачивается ускоренным разрушением изделия