Клепка — это получение неразъемных соединений при помощи заклепок, применяемых при изготовлении металлических конструкций (фермы, балки, различного рода емкости и рамные конструкции). Заклепка представляет собой цилиндрический стержень из пластичного металла, на одном конце которого выполнена головка, называемая закладной. В процессе выполнения операции клепки на второй стороне стержня, устанавливаемого в отверстия соединяемых заготовок, образуется вторая головка заклепки, которую называют замыкающей. Закладная и замыкающая головки в основном бывают полукруглыми и потайными (рис. 5.14). Необходимость применения пластичного металла для изготовления заклепок связана с тем, что ее головки образуются в результате пластического деформирования стержня заклепки. При выполнении заклепочных соединений заклепки следует выбирать из того же материала, из которого выполнены детали, подлежащие соединению. Это предупреждает появление гальванических пар, приводящих к коррозии в месте соприкосновения заклепки и детали. Процесс клепки состоит из двух этапов — подготовительного и собственно.
Подготовительный процесс клепки включает в себя сверление или пробивку отверстия под заклепку и формирование углубления в нем с помощью зенкования под закладную и замыкающую головки, если это необходимо. Собственно клепка включает в себя установку заклепки в подготовленное отверстие, натяжку склепываемых заготовок, формирование замыкающей головки и зачистку после клепки. В зависимости от характера заклепочного соединения клепка выполняется холодным (без нагрева) и горячим (с предварительным нагревом заклепки до температуры 1000… 1 100°С) способом. На практике горячая клепка применяется в тех случаях, когда используются стальные заклепки диаметром свыше 12 мм.
Типы заклепок и заклепочных швов
Наиболее часто при монтажных работах применяются типы заклепок с полукруглой и потайной головкой. В связи с тем что заклепки с потайной головкой недостаточно прочно соединяют детали в месте клепки, их применение ограничено. Такой тип заклепок используются только в тех случаях, когда их головки по условиям эксплуатации конструкции не должны выступать над ее поверхностью. В зависимости от назначения и условий эксплуатации возможно употребление заклепок и с другими формами головок (рис. 5.15).
Выбор размеров заклепок зависит от толщины соединяемых клепкой деталей. Диаметр заклепки должен быть, как правило, равным суммарной толщине соединяемых деталей. Длина стержня заклепки определяется с учетом образования замыкающей головки, усадки стержня в процессе клепки и необходимости заполнения зазора между стержнем заклепки и стенка ни отверстия под нее.
Рассмотрим порядок определения длины стержня заклепок с потайной (см. рис. 5.14, а) и полукруглой (см. рис. 5.14, б) головками. В обоих случаях длина заклепки / определяется, исходя из толщины склепываемых деталей S и длины /0 части стержня заклепки, выступающей из отверстия над поверхностью соединяемых деталей. Длина выступающей части стержня зависит от диаметра заклепки и формы замыкающей головки. Для заклепок с полукруглой головкой 10= (1,2… 1,5)d, для заклепок с потайной головкой 10 = (0,8… ,2)d.
Для обеспечения свободной, но достаточно плотной установки заклепки диаметр отверстия должен быть несколько больше диаметра заклепки:
Диаметр заклепки, мм 2,0 2,3 2,6 3,0 3,5 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
Диаметр сверла, мм:
точная сборка…. 2,1 2,4 2,7 3,1 3,6 4,1 5,2 6,2 7,2 8,2
грубая сборка…. 2,3 2,6 3,1 3,5 4,0 4,5 5,7 6,7 7,7 8,7
В случаях, если невозможно сформировать в соединении замыкающую головку, применяют взрывные заклепки (рис. 5.15, ё). Такая заклепка, заполненная взрывчатым веществом, устанавливается в отверстие соединяемых деталей и осаживается легкими ударами молотка в холодном состоянии. После этого ее нагревают со стороны закладной головки каким-либо нагревательным прибором (например, паяльником), в результате чего происходит взрыв вещества, помещенного в стержне заклепки и его конец расширяется, образуя замыкающую головку.
Для соединения тонких металлических листов и деталей из неметаллических материалов используются трубчатые заклепки (рис. 5.15, ж), замыкающая головка которых образуется развальцовкой.
Место соединения деталей при помощи заклепок называется заклепочным швом. В зависимости от характера соединения и егоназначения заклепочные швы подразделяют на три вида: прочные, плотные и прочноплотные.
Прочный шов применяется в тех случаях, когда необходимо получить соединение повышенной прочности. Как правило, это соединения в различных несущих конструкциях: балки, колонны, подъемные сооружения и другие подобные конструкции.
Плотный шов используется при клепке резервуаров и сосудов для жидкостей, трубных соединений для транспортировки газов и жидкостей под небольшим давлением.
Прочноплотный шов служит для соединения деталей в устройствах и конструкциях, работающих под большим давлением, например в паровых котлах.
По взаимному положению деталей соединения различаются два типа швов: встык и внахлестку (рис. 5.16, а). Соединение деталей встык осуществляется с помощью накладок. В соединении используется одна (рис. 5.16, б) или две (рис. 5.16, в) накладки. Заклепки при любом виде соединения можно располагать в один, два, три и более рядов. В зависимости от количества рядов заклепок в соединении различают одно-, дву- и многорядные заклепочные соединения (рис. 5.17).
Расстояние между заклепками в соединении выбирается в зависимости от типа соединения (однорядное или двурядное). В однорядных швах расстояние между осями заклепок (шаг) должно быть равно трем диаметрам заклепки, а расстояние от края соединяемых деталей до оси заклепок в соединении должно составлять не менее полутора диаметров. При выполнении двухрядных швов это расстояние соответственно должно быть равно четырем диаметрам заклепки и полутора, как и в однорядном соединении. Расстояние между рядами заклепок в таких соединениях должно составлять два диаметра
механизация клепки
Клепку крупногабаритных деталей выполняют широко при помощи пневматических и меньше электрических молотков.
Пневматические клепальные молотки работают под действием сжатого воздуха. Они делятся на две группы: с золотниковым распределением, которые широко применяются, и с клапанным распределением. Пневматические молотки выпускают с замкнутой и незамкнутой рукояткой без Гасителя вибрации (модели 53КМ-5, 55КМ-10, 6КМ) и с гасителем вибрации (модели 62КМ-6 и 62КМ-7), Применяют также молотки с незамкнутой рукояткой и пистолетного типа без гасителя вибрации (56КМП-3) и с гасителем вибрации (57КМП-4, 57КМП-5, 57КМП-6). Клепальный молоток 57КМП-4 имеет корпус 7 (рис. 290) и рукоятку 7 7, в которую вмонтированы пусковое устройство и ниппель 15 для подключения шланга для сжатого воздуха. В корпусе находится стакан 6, цилиндр 5 с поршнем и золотник 7 с крышкой В. Воздух поступает через пусковой клапан 74, крышку и золотник 7 в рабочую камеру, расположенную над поршнем.
При нажатии пальцем на курок 10 последний рычагом 12 воздействует на толкатель 13, открывающий вход воздуху в пусковой клапан 74. В этот момент поршень идет вниз и производит осадку заклепки, а золотник открывает отверстие для прохода сжатого воздуха через клапаны в нижнюю часть цилиндра под поршень и заставляет его перемещаться вверх. Пружина 9 служит для поглощения отдачи поршня с целью предохранения работающего от вредных вибраций, а пружина 3 предохраняет обжимку от выпадания.
Ручная клепка
При ручной клепке используют слесарные молотки с квадратным бойком, поддержки, обжимки, натяжки и чеканы. Молоток выбирают в зависимости от диаметра заклепки:
Диаметр заклепки, мм
2,0...2,5
3,0...3.5
4,0...5,0
6,0...8,0
Масса молотка, г
100
200
400
500
Поддержка (рис. 14.5) служит опорой при расклепывании стержня заклепки и должна быть в 3-5 раз массивнее молотка. Форма рабочей поверхности поддержки зависит от конструкции склепываемых деталей, диаметра стержня и формы закладной головки заклепки, а также метода клепки.
Обжимка (рис. 14.5) служит для придания требуемой формы замыкающей головке заклепки после осадки. На рабочем конце обжимки должно быть углубление по форме головки заклепки.
Натяжка (рис. 14.6, а) представляет собой стержень с отверстием на конце и диаметром, на 0,2 мм большим диаметра стержня заклепки. Натяжка применяется для сжатия листов.
Чекан — это слесарное зубило с плоской рабочей частью. Он применяется для создания герметичности заклепочного шва, достигаемой подчеканкой замыкающей головки и края листов.
6) образование замыкающей головки заклепки, т.е. собственно клепка.
Склепываемые детали очищают от грязи, ржавчины, окалины и пригоняют. При необходимости обрабатывают сопряженные поверхности и кромки. Подготовленные к клепке поверхности размечают чертилкой, а затем накерняют будущие отверстия под заклепки. Расстояние от центра заклепки до края склепываемых листов должно составлять 1,5а! заклепки. Необходимое количество отверстий под заклепки определяют расчетным путем. Затем размеченные детали совмещают, сжимают вместе .• 3) детали осаживают (уплотняют) в месте клепки с помощью натяжки 1, которую устанавливают на выступающий конец стержня;
• 4) ударами молотка по вершине натяжки устраняют зазор между склепываемыми листами;
• 5) стержень крайней заклепки осаживают (расклепывают) бойком молотка (см. рис. 14.6, б) (сначала несколькими ударами молотка осаживают стержень, а затем боковыми ударами молотка придают полученной головке необходимую форму);
• 6) окончательно оформляют замыкающую головку с помощью обжимки 3 (см. рис. 14.6, б, в).
Подобным же образом расклепывают другую крайнюю заклепку. Во избежание образования неровностей и других видов брака клепку выполняют не подряд, а через два-три отверстия, начиная с крайних — к центру, после чего производят клепку по остальным отверстиям.
При обратной (закрытой) клепке (см. рис. 14.5, б) удары молотком наносят по закладной головке через оправку с внутренней сферической поверхностью (см. рис. 14.6, в). Стержень заклепки вводят сверху, поддержку с требуемой формой рабочей поверхности подводят под стержень заклепки и формируют замыкающую головку. Этот способ применяют только при затрудненном вводе заклепки снизу и отсутствии доступа к замыкающей головке.
Обратная клепка может быть заменена клепкой взрывными заклепками. Для образования соединения заклепку в холодном состоянии ставят в отверстие детали, а затем закладную головку подогревают электрическим подогревателем 4 (рис. 14.8, а) в течение 1...3 с до температуры 130 °С, что приводит к взрыву заполняющего заклепку взрывчатого вещества. При этом замыкающая головка приобретает бочкообразную форму, а ее расширенная часть плотно стягивает склепываемые листы. Этот способ отличается высокой производительностью и хорошим качеством клепки.
ручными тисками или струбцинами и выполняют сверление отверстий по разметке одновременно в двух деталях. Диаметр отверстия должен быть больше диаметра заклепки:
Для заклепки с замыкающей полукруглой головкой (рис. 14.7, б) длина стержня определяется по формуле
Различают два вида клепки: с двусторонним подходом, когда имеется свободный доступ как к замыкающей головке, так и к закладной, и с односторонним подходом, когда доступ к замыкающей головке невозможен. В связи с этим клепка подразделяется на прямую и обратную.
Прямая (открытая) клепка (см. рис. 14.5, а) выполняется в следующем порядке:
• 1) заклепку выставляют снизу вверх стержнем в отверстие соединяемых деталей;
• 2) под закладную головку заклепки устанавливают массивную поддержку 2 (см. рис. 14.6, а) (для заклепок с потайными головками применяют плоские поддержки);
• 3) детали осаживают (уплотняют) в месте клепки с помощью натяжки 1, которую устанавливают на выступающий конец стержня;
• 4) ударами молотка по вершине натяжки устраняют зазор между склепываемыми листами;
• 5) стержень крайней заклепки осаживают (расклепывают) бойком молотка (см. рис. 14.6, б) (сначала несколькими ударами молотка осаживают стержень, а затем боковыми ударами молотка придают полученной головке необходимую форму);
• 6) окончательно оформляют замыкающую головку с помощью обжимки 3 (см. рис. 14.6, б, в).
Подобным же образом расклепывают другую крайнюю заклепку. Во избежание образования неровностей и других видов брака клепку выполняют не подряд, а через два-три отверстия, начиная с крайних — к центру, после чего производят клепку по остальным отверстиям.
При обратной (закрытой) клепке (см. рис. 14.5, б) удары молотком наносят по закладной головке через оправку с внутренней сферической поверхностью (см. рис. 14.6, в). Стержень заклепки вводят сверху, поддержку с требуемой формой рабочей поверхности подводят под стержень заклепки и формируют замыкающую головку. Этот способ применяют только при затрудненном вводе заклепки снизу и отсутствии доступа к замыкающей головке.
Обратная клепка может быть заменена клепкой взрывными заклепками. Для образования соединения заклепку в холодном состоянии ставят в отверстие детали, а затем закладную головку подогревают электрическим подогревателем 4 (рис. 14.8, а) в течение 1...3 с до температуры 130 °С, что приводит к взрыву заполняющего заклепку взрывчатого вещества. При этом замыкающая головка приобретает бочкообразную форму, а ее расширенная часть плотно стягивает склепываемые листы. Этот способ отличается высокой производительностью и хорошим качеством клепки.
Рис. 14.8. Клепка в труднодоступных местах: а — взрывной заклепкой (1 — взрывчатое вещество; 2 — стержень заклепки; 3 — склепываемые листы; 4 — электрический подогреватель); б — разрезной заклепкой (1 — стержень; 2 — нижний конец заклепки)
Вводить взрывные заклепки в отверстие необходимо плавным нажатием, без ударов. Запрещается снимать лак, разряжать заклепки, подносить их к огню или горячим деталям.
Не требуют опоры для образования замыкающей головки и могут применяться в труднодоступных местах разрезные заклепки, изображенные на рис. 14.8, б. Такую заклепку устанавливают в отверстие соединяемых деталей сверху вниз, затем в ее полость вставляют стержень 1. По верхнему концу стержня наносят удары, в результате чего нижний конец заклепки 2, разрезанный на четыре части, «раздается» и прочно скрепляет соединяемые детали.