Какие бывают заклепки для заклепочника

Заклепки – это крепежная система, которая применяется для соединения двух или нескольких деталей. Они вставляются в предварительно сделанные отверстия в заготовках, составленные в одну линию. Крепеж представляет собой круглый стержень, который в результате деформации плотно охватывает стенки отверстий и удерживается в них благодаря силе трения.

Основные свойства заклепок

Заклепка дает более надежное соединение, чем шуруп или винт. При этом она занимает минимум пространства, не выступая из заготовки большой головкой, которая бывает у болтов. Главное преимущество такого крепежа в его низкой себестоимости и высокой скорости монтажа. Заклепки применяют в тех случаях, когда заготовки не планируется рассоединять. Посадив заклепку, разобрать соединение без засверливания уже невозможно.

Немаловажным преимуществом использования заклепок является их устойчивость к вибрации. Если, к примеру, резьбовое соединение при постоянной встряске может ослабнуть, поскольку винты, гайки или болты раскручиваются, то заклепка подобного недостатка не имеет. Она плотно засаживается и уже не выходит. В том случае, если на соединение оказывается большая механическая нагрузка на разрыв или срез, то металл клепки может только разорваться, или повредить сами детали, но никак не выйдет просто так.

Заклепки являются популярным соединительным элементом, поэтому неудивительно, что они предлагаются в довольно обширном ассортименте. Все существующие конструкции можно условно разделить на две группы – холодной и горячей клепки. Холодные делаются из более мягких и пластичных металлов, которые сравнительно легко деформируются, принимая требуемую форму. Заклепка горячего типа сделана из твердой стали, поэтому в результате создаваемого давления практически не меняет своей формы без предварительного разогрева. Она обеспечивает более надежное соединение, но может применяться далеко не всегда. Данный тип используют в тех случаях, когда разогрев не повредит деталям. В частности, таким крепежом пользуются в кораблестроении и станкостроении.

Разновидности заклепок

Существует довольно много разновидностей заклепок. Каждая из них имеет свои преимущества и предназначена для применения в определенных случаях. Крепежи отличаются между собой не только способом монтажа, но и нагрузкой, которую способны выдержать.

Кроме классификации заклепок по температуре их монтажа они также разделяются на три группы по конструкционным особенностям:
  • Обыкновенные.
  • Вытяжные с хвостиком.
  • Резьбовые.

Каждая разновидность предназначена для определенной цели, поэтому сказать, что какая-то группа лучше нельзя.

Обычные

Обычные появились самыми первыми. Их легко узнать, поскольку они имеют форму гриба. Их металлический стержень украшен широкой шляпкой. Такие заклепки считаются одними из самых прочных, но сложных в монтаже. Данный тип крепежа может применяться только в том случае, если требуется соединение двух элементов с возможностью установки клепки сквозь них. То есть с одного конца соединения должен оставаться грибок, а с дорогу выходить хотя бы на несколько миллиметров основной стержень крепежа.

Для того чтобы соединить две заготовки необходимо упереть твердый металлический предмет в шляпку клепки и мягкими ударами по ее стержню расплющить материал образовывая подобие уже имеющейся головки. Таким образом, прочное соединение обеспечивается не только внутренним трением в отверстиях, но и внешним прижимом, который создается между заводской и созданной шляпкой.

Вытяжные

Вытяжные клепки применяется в тех случаях, когда необходимо соединить два металлических листа. Они позволяют обеспечить надежную фиксацию заготовок, даже когда имеется доступ только к одной их стороне. Для работы с ними применяется специальный пистолет пневматического или механического типа. Также существуют насадки на шуруповерт, которые также позволяют работать с таким крепежом. Сама заклепка представляет собой длинный металлический стержень, на конце которого имеется алюминиевая гильза трубчатого типа. Также может применяться другой мягкий металл.

При вытягивании стального стержня гильза деформируется, поскольку на его конце имеется небольшая шляпка, которая не позволяет ему выйти. В результате создаваемого давления гильза плотно прилегает ко всей поверхности отверстия. Для того чтобы провести качественное соединение необходимо упирать торец заклепочного пистолета к соединяемым деталям. Именно это является залогом успеха. Непосредственно сам хвостик из стали, который втягивается пистолетом, может обламываться, поскольку имеет специальные насечки для ослабления прочности, или полностью выходит из гильзы.

Читайте также:  Как цешкой проверить батарейку

Вытяжной тип заклепок применяется чаще всего, поскольку он обеспечивает легкий монтаж, а пистолет для работы стоит сравнительно дешево. Немаловажным преимуществом в пользу такого крепежа является тот факт, что он может соединить тонкую и толстую деталь, даже если высота гильзы меньше, чем общая толщина заготовок. Просто вставив заклепку и начав затягивать хвостик можно создать вполне достаточную деформацию для достижения высокого трения, нужного для фиксации деталей. Конечно, надежность такого соединения будет не такой высокой, как при использовании полноценного сквозного монтажа.

Резьбовые

Резьбовая заклепка является самой дорогой. Сам крепеж представляет собой полую гильзу, внутри которой нарезана резьба. Гильза непосредственно вставляется в подготовленное отверстие соединяемых деталей, после чего внутрь закручивается стержень. После этого он вырывается в сторону опорной поверхности, с которой закручен. При этом гильза начинает сминаться, как в случае с вытяжной. Как только требуемое качество соединения достигнуто, стержень просто выворачивается.

Такие гильзы обычно делают из алюминия, но бывают медные и латунные. Главный недостаток такого крепежа в его высокой стоимости. Также для того чтобы добиться качественного соединения важно соблюдать направление вытягивания стержня под 90 градусов. В связи с этим работу лучше всего делать с помощью специального пистолета, но вполне можно обойтись болтом и гайкой.

Главным преимуществом таких заклепок является минимальная травматичность. В случае с обычными заклепками всегда существует риск пораниться молотком. При работе с вытяжным типом возможно соскальзывание пистолета и травмирование. Винтовые заклепки обеспечивают надежную фиксацию. Такой крепеж обычно применяется в машиностроении, также при изготовлении корпусов бытовой электротехники. Он позволяет закрепить толстую заклепку, диаметр которой существенно выше, чем в обычной вытяжной.

Как выбрать диаметр и длину заклепки

Для того чтобы соединение получилось надежным и внешне привлекательным важно правильно подобрать параметры крепежа:

В первую очередь стоит обратить внимание на материал. Алюминиевые клепки применяются для соединения деталей, на которых недопустимо появление ржавчины. Они не только устойчивые к коррозии, но и обладают вполне хорошим показателем прочности. Латунные крепежи применяется для фиксации заземления на щитках, а также в прочих в сферах, где нужно обеспечить монтаж токопроводящих элементов.

Заклепка из нержавеющей стали обычно используется в оборудовании, применяемом в пищевой или химической промышленности, на которое оказывается серьезное давление. Такое соединение не боится коррозии, и при этом обеспечивает максимальную степень фиксации. Медную заклепку обычно применяют для медной кровли. Использование для таких целей крепежей из других материалов может привести к появлению окисления, что сокращает ресурс службы крыши.

Следующим немаловажным показателем являются длина крепежа. Если выбрать слишком короткую заклепку, то получаемое соединение будет ненадежным. Если взять избыточно длинный стержень, то в результате деформации получится неаккуратный грибок, который испортит внешний вид изделий. В том случае, если применяется вытяжная гильза, то это может привести к раннему вырыванию хвостика, что создаст ненадежное соединение. В идеале применять заклепку, длина которой на 20% выше, чем толщина приложенных плотно друг к другу соединяемых элементов. Это позволяет получить идеальную шляпку с обратной стороны, которая будет надежно удерживать детали вместе с заводской головкой.

Также важным является соотношение толщины заклепки к диаметру подготовленного отверстия. Она должна быть лишь немного меньше, чтобы обеспечить легкое вхождение стержня. Если разница будет слишком большой, то получаемый зазор будет заполняться недостаточно плотно, что создаст минимальное трение. В результате такое соединение будет ненадежным, поэтому вырвется даже при слабой нагрузке.

Рекомендации по работе

Если необходимо достигнуть надежного соединения нужно применять заклепки как можно большего диаметра, насколько это позволяет материал, который соединяется. В том случае, если под рукой такого крепежа нет, то можно обойтись и более тонким, но при этом использовать несколько заклепок расположенных близко друг от друга.

В том случае, если необходимо соединить с помощью заклепки материалы, не способные выдержать нагрузку, которая создается при деформации, можно пойти на хитрость. Для этого на обратной стороне гильзы, которая будет деформироваться, нужно надеть широкую шайбу. В результате раздавленный кончик не сможет пройти сквозь нее, поэтому начнет вдавливать ее как тиски, притягивая к своему грибку. Это позволит создать вполне надежную фиксацию, не прорвав при этом мягкий материал. Таким методом закрепляют поликарбонат и фанеру.

Самый старый и наиболее надежный способ соединения листового материала с помощью заклепок до сих пор используется в наиболее ответственных местах соединения металла. Правильно подобранная заклепка выдерживает нагрузку не хуже сварочного соединения. Для вибраций или знакопеременной нагрузки лучше заклепки еще ничего не придумали.

Читайте также:  Железные руды общая характеристика

Виды заклепок

Разновидностей заклепок существует не так много, как может показаться на первый взгляд:

  • Простая заклепка общего назначения по ГОСТ 10299 80. Их легко отличить по грибовидной форме, называемой еще системой с замыкающей головкой. Для такой заклепки характерна высокая прочность и стойкость при любых нагрузках;
  • Заклепка вытяжная, используется для «сшивания» двух листов металла в случаях, когда доступ к соединяемым листам возможен только с одной стороны. Параметры и описание определяются ГОСТ 15973—2005;
  • Наиболее технологичными принято считать резьбовые заклепки, они боле удобны в работе и позволяют создавать разборное соединение, DIN 7338.

Применение заклепок

Выбор конкретных параметров и разновидности крепежа определяется тремя основными критериями:

  1. Обеспечения необходимой прочности соединения, с учетом дополнительных параметров и требований к шву;
  2. Технологическими возможностями оборудования для работы с конкретным видом заклепочного соединения;
  3. Экономической целесообразностью использования клепаного соединения;

Резьбовые гайки-заклепки

Способ соединения с помощью резьбовых заклепок сегодня можно назвать самым универсальным. Основная идея соединения заключается в остроумной идее фиксации тела заклепки в клепочном отверстии. Для этих целей используется заклепочник для резьбовых заклепок. Сама резьбовая конструкция представляет собой полую гильзу с внутренней резьбой.

При выполнении соединения эта гильза вставляется в просверленное отверстие и выравнивается таким образом, чтобы соединяемые части плотно прилегали друг к другу. После этого в резьбовое отверстие внутрь заготовки вкручивается стержень заклепочника. Передняя стенка гильзы фиксируется опорной поверхностью инструмента, не давая заклепке выйти из отверстия. Чтобы расклепать гильзу, стержень заклепочника перемещается с большим усилием в сторону опорной поверхности. Гильза при этом сминается и осаживается, тем самым образуя прочное неподвижное соединение.

Стержень заклепочника свободно выворачивается из тела втулки. Чаще всего применяются заклепки алюминиевые, латунные или медные. Использование последних ограничено высокой стоимостью, поэтому они устанавливаются в тех случаях, когда нужно обеспечить хороший электрический контакт между соединяемыми поверхностями.

К достоинствам резьбового заклепочного соединения относят ее «малотравматичность». При работе стержня заклепочника соединяемый металл не испытывает больших нагрузок или деформаций. Резьбовой втулкой легко соединять тонкостенный металл или профиль сложной конфигурации. Такой крепеж широко используется в сборке бытовой техники, в соединении отдельных узлов облицовки автомобилей, при изготовлении различного рода конструкций из профнастила.

Вытяжные заклепки

Недостатком резьбовых видов клепки является их высокая стоимость и относительно небольшая скорость выполнения соединений. Поэтому для случаев, когда соединяемые листы металла, профиля требуется соединить с использованием нескольких сотен или тысяч точек, применяют вытяжной вид заклепки.

Это могут быть стальные, латунные метизы, заклепки из алюминия, сплавов алюминия и кремния. В отличие от резьбовой, в вытяжной схеме деформация гильзы осуществляется с помощью стержня с утолщением на конце, запрессованного внутрь тела крепежной втулки. Как и в предыдущем случае, чтобы осадить тело заклепки, ее торец упирают в опорную поверхность заклепочника, после выравнивания центральный стержень с усилием вытягивают на несколько миллиметров. В результате стенки гильзы деформируются, образуя достаточно прочное неразъемное соединение. Хвостовик стержня чаще всего обламывается или обрезается по уровню среза гильзы.

Классическая конструкция заклепки

Основным метизом для клепки листов в машиностроении считаются заклепки стальные, нормированные требованиями еще советского ГОСТа 10299 80. Они чаще всего соединяют высоконагруженные стальные конструкции, используемые в строительном деле. Например, в каркасах и опорных сборках. Преимуществом классической формы является возможность соединения двух листовых поверхностей толщиной более 30 мм.

В отдельных случаях ГОСТ 10299 80 допускает соединение сборки до 35 мм. В отличие от предыдущих видов заклепок, классическую заклепку устанавливают только при наличии опорной поверхности с обратной стороны плоскости соединения. Это необходимо для компенсации ударной нагрузки по заклепочному хвостовику.

Технология клепки выполняется в следующем порядке:

  1. Линию, по которой будет осуществляться установка заклепочного соединения, размечают точками под сверловку отверстий в соединяемом металле.
  2. Листы металла фиксируют с помощью механических приспособлений типа струбцин или даже точечной сваркой. Выполняют сверление крайних точек установки крепежа, в которые вставляют центрирующие металлические штифты. При этом диаметр отверстий выбирают в соответствии с рекомендациями ГОСТ 10299 80 примерно на 10% больше диаметра тела хвостовика.
  3. В просверленное отверстие вставляется метиз таким образом, чтобы головка находилась с обратной стороны соединяемой поверхности. Длина крепежа также выбирается в соответствии с ГОСТ 10299 80. Это обеспечит формирование второй головки из хвостовика нормальных размеров после его расклепывания молотком или электрическим ударником.
Читайте также:  Как рассчитать силу упругости пружины

При выборе более тонкого по диаметру стержня его прочности может не хватить для жесткого соединения. В этом случае перерезающее усилие в радиальном направлении способно оборвать по очереди большую часть соединений. После расклепывания металл крепежа должен полностью заполнить отверстия с небольшим натягом.

Не следует пренебрегать рекомендациями ГОСТа 10299 80 при выборе длины хвостовика крепежа. Слишком длинный хвостовик помешает правильной деформации и осаживанию металла. Слишком короткий не обеспечит образование второй головки необходимых размеров и прочности.

Для увеличения пластичности заклепки из определенных марок стали могут перед установкой разогреваться до высокой температуры с проковкой головок и закалкой крепежа. Заклепки алюминиевые, медные, латунные перед установкой могут проходить обработку специальными жидкостями, предупреждающими развитие электрохимической коррозии.

Заключение

Несмотря на значительную трудоемкость установки и некоторую архаичность заклепочного крепежа, клепаное соединение до сих пор широко применяется в конструкциях самолетов, судов, железнодорожных мостов. Поэтому в ближайшие 20-30 лет характер и способ использования заклепочного соединения, скорее всего, не изменится.

Вытяжные заклёпки являются достаточно распространённым крепёжным материалом и широко используются во многих областях человеческой деятельности. Детали заменили собой устаревшие способы клёпки и прочно вошли в обиход.

Назначение

Вытяжные заклёпки служат для соединения листового материала и требуют наличия доступа к рабочей поверхности только с одной из сторон. В этом заключается одно из главных их отличий от традиционных «молотковых» моделей. Монтаж заклёпок производится в просверленное отверстие при помощи специального инструмента, который может быть как ручным, так и пневмоэлектрическим. Соединения, выполненные при помощи вытяжных заклёпок, являются очень прочными и долговечными. Кроме того, детали легко монтируются и отличаются высокой устойчивостью к агрессивному воздействию химических веществ, высоких температур и влажности.

Благодаря универсальности и надёжности, сфера применения вытяжных заклёпок достаточно обширна. Детали активно применяются в судо-, авиа- и машиностроении, текстильной промышленности и строительстве. При работах на объектах повышенной опасности заклёпки выступают в качестве альтернативы сварочным соединениям. Кроме того, заклёпки широко используют при ремонте частей и механизмов в труднодоступных местах и на пожароопасных объектах. Помимо соединения элементов из чёрных и цветных металлов, вытяжные заклёпки способны соединять пластик и текстиль в любых сочетаниях. Это позволяет широко использовать их в электротехнических работах и активно применять при изготовлении одежды, текстильных товаров народного потребления и резервуаров.

Преимущества и недостатки

Высокий потребительский спрос на вытяжные заклёпки обусловлен рядом неоспоримых достоинств этих метизов.

  • Простота установки обусловлена необходимостью доступа к соединению только с лицевой стороны. Это выгодно отличает данные метизы от резьбовых гаек, для монтажа которых нужен доступ с обеих сторон. Кроме того, крепления с резьбой имеют свойство со временем откручиваться и ослаблять соединение.
  • Низкая стоимость вытяжных заклёпок позволяет сформировать надёжное и долговечное крепление, не экономя при этом на материале.

  • Широкий сортамент типоразмеров значительно облегчает выбор крепёжных элементов.
  • Способность соединять разные по структуре и свойствам материалы значительно расширяет сферу применения метизов.
  • Высокая прочность и долговечность соединения. При соблюдении правил установки и бережной эксплуатации срок службы заклёпок равен, а иногда и превышает срок службы скрепляемых деталей.

К недостаткам относят необходимость предварительного засверливания, неразборность соединения и приложение существенных усилий при клепании ручным способом. Кроме того, модели имеют одноразовое предназначение и не могут использоваться повторно.

Материалы изготовления

В качестве исходного сырья для вытяжных заклёпок используют самые разнообразные материалы. Это позволяет использовать метизы практически во всех видах ремонтно-строительных работ. Для изготовления заклёпок используют ряд материалов, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны и определяет место установки будущих изделий.

Алюминий

Часто используют его анодированную или лакированную модификацию. Алюминиевые заклёпки отличаются небольшим весом и низкой стоимостью, однако, по показателям прочности несколько уступают стальным моделям. Изделия используются для скрепления лёгких металлов, пластика и нашли широкое применение в электротехнике.

Нержавеющая сталь

Также используется в нескольких модификациях. Так, марка А-2 считается одной из самых устойчивых к появлению ржавчины и применяется для монтажа деталей при выполнении наружных работ. В то время как А-4 не имеет равных в устойчивости к кислотной среде и широко используется в химических отраслях.