Заклепки. Як розрахувати необхідну довжину заклепки

13 серп. 2013

Заклепка - один з найпростіших видів кріплення для створення нероз'ємних з'єднань. В загальному випадку - це стрижнева або трубчаста деталь, що має на одному кінці опорну "заставу" головку певної форми. Встановлюється в з'єднанні, як випливає з назви, методом клепки (а також усадки, вальцювання, протяжки, вибуху).

За формою заклепки можна умовно розділити на кілька основних типів:

Заклепки замикає головкою (бувають повнотілі, пустотілі і полупустотелые)
Заклепки з протяжкою (називають також відривні або витяжні)
Заклепки різьбові (також називають - гайки клепають)

Заклепки замикає головкою

Історично першими були винайдені заклепки замикає головкою - тому вони одержали найбільше поширення. Такі заклепки мають з одного боку заставу голівку. Друга головка, звана замикаючою, формується з допомогою вальцювального або клепального інструменту: клепальні молотки, кліщі.

За формою головки заклепки замикає головкою поділяються на:

Також конструктивно вони відрізняються наявністю отвори всередині заклепки:

Повнотілі заклепки - отвір відсутній
Пустотілі заклепки - трубчасті - мають наскрізний отвір
Полупустотелые заклепки - під развальцовку - мають глухе отвір

Матеріали для заклепок

Заклепки замикає головкою можуть бути виготовлені з різноманітних металів і сплавів, які добре піддаються пластичній деформації.

Найбільше поширення отримали наступні матеріали:

Сталі - в основному, використовуються пластичні висококиплячі стали 03кп, 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп
Нержавіючі сталі - аустенітні сталі 12Х18Н9, 08Х18Н10, 03Х18Н11, 12Х18Н10Т
Алюмінієві сплави - найбільш застосовні сплави ПЕКЛО, АД1, алюмінієво-магнієві сплави АМг2, АМг5, АМг5П, АМг6, сплави АМц, У94, В65, також використовують дюралюмінієві сплави Д1, Д16, Д16Т, Д18, Д18П, Д19П
Латунні сплави - в основному, сплав Л63
Мідь - марки МТ, М3

Маркування заклепок за матеріалами

Заклепки можуть бути марковані на голівці - для подальшої ідентифікації. Маркування може бути опуклою або увігнутою (таврування).

Далі наведена таблиця з прийнятою маркуванням основних матеріалів у вигляді точок або штрихів.

Алюмінієві сплави							Сталь	Мідь і латунь
В65	Д18П	Д19П	АМг5	АМц	АД1	20ГА	10, 20, 12Х18Н10Т	М3, Л63
без мітки							без мітки	без мітки

Визначення довжини заклепки

Правильна установка заклепки передбачає створення повної форми замикаючої головки і відсутність при цьому будь-яких надлишкових зазорів і напливів. Для правильної установки заклепки необхідно визначити довжину тіла заклепки, залежну від товщини склепываемых матеріалів і типу заклепки.

"Довідник конструктора-машинобудівника" під редакцією Анурьєва в. І. пропонує користуватися однією універсальною формулою для всіх форм головок заклепок. Здоровий глузд підказує, що такий підхід помилковий - тому скористаємося формулами з іншого джерела: «Основи конструювання» під редакцією Орлова П. І., 1988 року.

Конструкція заклепки	Припуск "Н" для заклепок без зазору	Припуск "Н" для заклепок з зазором
	H=1,2 d	H≈1,2 d+0,1 S
	H=0,54 d	H≈0,5 d+0,1 S
	H=0,6 d	H≈0,5 d+0,1 S
	H=0,8 d	H≈0,7 d+0,1 S
	H=d	H≈0,9 d+0,1 S
	H=1,2 d	H≈1,1 d+0,1 S

Обчисливши за формулою необхідний розмір припуску, можна визначити довжину заклепки L, додавши до товщині склепываемых матеріалів S значення припуску H. Потім необхідно вибрати найближче значення довжини заклепки із стандартного ряду довжин. Для заклепок затверджено стандартний ряд довжин, згідно якого вони виготовляються (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

Приклад розрахунку довжини заклепки

Наприклад, нам необхідно склепати кілька аркушів загальною товщиною 32 мм; склепувати будемо без зазору заклепками з напівкруглою головкою Ø6 мм (1-я конструкція в таблиці).

d = 6 мм

S = 32 мм

H = 1,2 d = 1,2 x 6 = 7,2 мм

Таким чином, необхідно використовувати заклепку з довжиною стрижня

L = S + H = 32 + 7,2 = 39,2 мм

Вибираємо найближчу довжину з стандартного ряду - це 40 мм.

У підсумку, ми з'ясували, що для склепки пакету листів товщиною 32 мм нам знадобиться заклепка розміру Ø6х40 мм.

Заклепки з протяжкою

Заклепки з протяжкою виготовляють порожнистими, з головкою на одному кінці, всередину заклепки вставляється рухливий розширювальний стрижень, який при встановленні простягається через заклепку, розширює її, формує другу замикаючу голівку і стягує скріплюються листи матеріалу. Після затяжки стрижні обламуються або простягаються повністю через заклепки.

Такі заклепки часто називають відривними або витяжними - за технологією установки. Заклепки з протяжкою останнім часом стають все більш і більш популярними. Це відбувається з кількох причин:

технологічна простота установки заклепок;
досить мати доступ до монтажу тільки з одного боку конструкції;
не потрібна підтримка заклепки із зворотного боку;
дешевизна і компактність інструменту для установки заклепок;
висока продуктивність при установці заклепок
різноманітність видів заклепок

Так як відривні заклепки пустотілі, то після установки всередині заклепки залишається отвір, в який можна прокласти дроти, встановити інший кріплення - наприклад, гвинти. Діаметр нормальної головки таких заклепок приблизно дорівнює двом діаметрам заклепки D ≈ 2d. Поряд з нормальною головкою заклепки можуть мати збільшену голівку з діаметром рівним трьом діаметрам заклепки D ≈ 3d.

Випускається також спеціальний тип водо - і газонепроникних заклепок з протяжкою - глухі або герметичні заклепки, після установки яких з'єднання виходить герметичним.

Установка заклепок з протяжкою здійснюється за допомогою спеціального інструменту - пістолети для заклепок - заклепочника. Виробляються заклепочникі механічні ручні і високопродуктивні пневматичні і електричні акумуляторні.

Принципова схема установки заклепки з протяжкою показана на відео:

Матеріали для заклепок з протяжкою

Виходячи зі способу установки заклепок з протяжкою, логічним видається, що заклепка в зборі складається з двох матеріалів, і матеріал стрижня повинен бути міцніше, ніж матеріал самої заклепки - інакше як стрижень розіжме і спрессует заклепку раніше, ніж зруйнується сам. У таких заклепках використовуються або пари різних матеріалів або однотипні матеріали, але з різною міцністю. Наведемо найбільш поширені пари матеріалів для заклепок з протяжкою:

Заклепка алюмінієва + стальний стрижень оцинкований (насправді заклепка зроблена не з алюмінію, а з алюмінієво-магнієвого сплаву АМг, який може мати різне процентний вміст магнію (Mg): 1%; 2,5%; 3,5%; 5% - відповідно сплави АМг, АМг2, АМг3, АМг5 - чим більше зміст магнію (Mg), тим міцніше заклепка) - позначають Al/St
Заклепка алюмінієва пофарбована + стальний стрижень оцинкований (заклепка зроблена з алюмінієво-магнієвого сплаву АМг, і зовні пофарбована порошковою фарбою в певний колір з колірної розкладки RAL) - позначають Al/St 0000, де 0000 - чотиризначний номер кольору розкладки RAL
Заклепка алюмінієва + алюмінієвий стрижень (заклепка і стрижень зроблені з алюмінієво-магнієвих сплавів АМг, але з різним процентним вмістом магнію - стрижень міцніше) - позначають Al/Al
Заклепка алюмінієва + нержавіючий стрижень - позначають Al/A2
Нержавіюча заклепка + нержавіючий стрижень (і заклепка і стрижень виготовлені з нержавіючої сталі, але різних марок, і стрижень міцніше) - позначають A2/A2 або A4/A4
Мідна заклепка + стальний стрижень оцинкований - позначають Cu/St
Мідна заклепка + бронзовий стрижень - позначають Cu/Br
Мідна заклепка + нержавіючий стрижень - позначають Cu/A2
Сталева оцинкована заклепка + стальний стрижень оцинкований (заклепка і стрижень із сталі, але різних марок і стрижень міцніше) - позначають St/St

Визначення довжини заклепки з протяжкою

Довжину заклепки з протяжкою можна визначити за допомогою наступної таблиці, залежно від товщини скріплюються матеріалів (виробник настійно не рекомендує застосовувати заклепки для склепки матеріалів товщиною менше нижньої межі рекомендованого і вище верхньої межі).

alt text

Заклепки різьбові

Різьбові заклепки, хоча й були винайдені майже одночасно з заклепками з протяжкою, але широке поширення одержали лише останнім часом.

Різьбова заклепка являє собою гібрид пустотілої заклепки і гайки, тому друга назва таких заклепок - гайки клепають. Взагалі-то єдності в назві немає називають також гайка-заклепка, заклепка з різьбленням, клепана гайка. Такий розгардіяш з назвами пояснюється відсутністю стандарту ISO, DIN на даний вид кріплення. Конструктивна особливість клепальних гайок обумовлює їх подвійне призначення: з їх допомогою можна як склепувати між собою листові матеріали, так і просто створювати точки різьбового кріплення на тонкостінних елементах конструкції. Зручність установки заклепок пов'язано з відсутністю необхідності доступу із зворотного боку конструкції - так звана "установка наосліп". При установці не пошкоджується вже оброблена поверхня деталі, наприклад, з покриттям, забарвленням.

За формою бурту (головки) гайки клепають ділять на:

з плоским циліндричним буртом (нормальним і зменшеним)
з потайним буртом (нормальним і зменшеним)

По конструкції заклепки різьбові поділяють на відкриті - з наскрізним отвором, і глухі - закриті з одного боку.

За формою зовнішньої поверхні різьбові заклепки ділять на:

гладкі
рифлені
шестигранні
полушестигранные

Установка, як і у випадку з заклепками відривними (витяжними) здійснюється за допомогою спеціалізованого інструменту - щипців для клепальних гайок - заклепочника. Виробляються заклепочникі механічні ручні і високопродуктивні пневматичні.

Матеріали для різьбових заклепок

В даний час європейські виробники виготовляють різьбові заклепки з наступних матеріалів:

Алюмінієво-магнієві сплави
Сталь оцинкована
Нержавіюча сталь

Як вибрати довжину заклепки різьбовий

Підбір правильної довжини заклепки здійснюється в залежності від виду різьбовий заклепки і товщини листової конструкції на яку встановлюється заклепка. Довжина заклепки при однаковій різьбі варіюється в залежності від виду заклепки. Багато видів різьбових заклепок бувають нормальної довжини і подовжені. Вибирати довжину заклепки необхідно керуючись

Таблицями з розмірами та параметрами заклепок