Соединения металлических деталей при помощи заклёпок
Соединения клепками известно мастерам очень давно. По крайней мере, изделия, изготовленные при помощи клепок, находят при археологических раскопках городищ, которым, судя по углеродному анализу, более тысячи лет. С появлением электрической дуги появилась и сварка металлов плавлением, которая стала более прогрессивным методом соединения металлических деталей в одно целое, тем не менее, от соединения клёпками не отказались и до сих пор.
Основными преимуществами перед соединением сваркой или специальными клеями являются: при клёпке не происходит (кроме специальных методов) нагревание металла с последующим изменением его кристаллической решетки, что приводит к тому, что структура деталей меняется., могут появляться так называемые усталостные трещины.
Кроме этого, этим методом можно соединять практически не подлежащих сварке деталей из разных материалов, а также деталей, которые находятся в таких местах, которых нельзя соединять при помощи сварки.
Клёпка имеет большое применение при производстве корпусов ракет и самолётов, а также специальных баков для топлива, которые находятся в крылах самолёта, при строительстве судов как большой, так и малой тоннажности, при изготовлении ёмкостей большой вместимости, не подвергающихся нагрузке давлением и в ряде других.
Как и каждое соединение, соединение клёпкой имеет как преимущества перед другими видами соединений, так и свои недостатки.
Как основной недостаток, этот процесс достаточно медленный, так как нужно изготовить тем или иным способом отверстия, соединить детали, установить в них заклёпки, затем их расклепать.
Кроме того, так как при этой операции сам заклёпочный шов получается ослабленным, основную деталь изготавливают более толстой. При этом нужно учесть, что нагрузка на деталь и сечение самой заклёпки должны соответствовать.
В основном клёпка используется в ответственных деталях и деталях, где нужна герметичность, по этой причине дополнительно используют или специальный клей-герметик под шов. Этот клей наносится полностью по всей длине шва, увеличивая при этом вес изделия. Кроме того, этот герметик должен иметь стойкость к агрессивным средам, к примеру, к авиабензину, морской воде и прочим веществам.
Самым неприятным в этом процессе есть его повышенный шум и вибрация в работе при использовании ручных инструментов, что очень часто приводит к целому букету профессиональных заболеваний.
К достоинствам, а их немало, можно отнести, как писалось раннее, отсутствие так называемых усталостных трещин, появляющихся при сварке, которые приводят к браку в работе.
В клёпочном шве коррозия из-за изменения состава стали не возникает, все, что собрано таким способом, не измениться в качестве.
Кроме того, соединение тонких листов разного типа с достаточной надёжностью без перегрева металла при помощи сварки произвести невозможно. Тем более, что разработка нового оборудования и усовершенствование технологических процессов позволяют уменьшить недостатки процесса до минимума.
При клёпочном соединении основные швы такие же, как и сварочном соединении, то есть: встык, когда при соединении подкладывается специальная пластина и внахлёст. По размещении заклёпок могут быть размещены ленточной полосой, в две и более полосы, а также в шахматном порядке. Основные правила показаны на рисунке.
Кроме этого, существует горячая клепка металла и комбинированная, при которых заклёпка нагревается перед тем, как устанавливаться в отверстие
Клепки для металла и их виды
По настоящему, видов заклёпок немного, всего три:
1. Простая стандартная заклёпка, которая изготавливается по ГОСТ 10299-80. Она имеет хорошую прочность, выдерживает любые нагрузки.
2. Есть заклёпка вытяжная, которую используют для соединения листов металла в том случае, когда работают только с одной стороны детали, а ко второй доступ невозможен. Они изготавливаются по ГОСТ 15973 – 2005.
3. Более современным видом заклёпок считаются заклёпки с резьбой, применение которых позволяет соединять детали, которые по необходимости могут подвергаться разборке. Изготавливаются они согласно DIN 7338.
Для изготовления заклёпки подбирают специальный материал, что бы заклёпка имела как пластичность, так и вязкость. Это может быть низкоуглеродистая сталь, медь и её сплавы, а также алюминий и его сплавы.
Вытяжные клепки для металла считают самыми распространёнными.
Они также разделяются на разные виды, которые применяются в зависимости от условий:
- 4. заклёпка обычного вида вытяжная;
- 5. заклёпка закрытого типа для герметичного соединения;
- 6. распорная;
- 7. многозажимная заклёпка (PolyGrip);
- 8. заклёпка герметичная с распоркой (Bulb-Time);
- 9. заклёпки для скрепления материала большого диапазона (MegaGrip);
- 10. заклёпки, выдерживающие большую нагрузку(G-Lock);
- 11. заклёпки для соединения материалов с повышенной хрупкостью (Tri-Fold).
У этого вида заклёпок есть свои достоинства. Они могут быть изготовлены из цветных металлов и их сплавов, из стали. Устанавливают их следующим образом: торцовая часть клёпки упирается в ту часть заклёпочника, которая называется опорной. Затем происходит выравнивание центрального стержня, с вытягиванием его на пару миллиметров. При этом происходит деформация стенок гильзы, образуя в то же время соединение очень прочное и при этом неразъёмное.
Хвостовик, который остается в этом случае, удаляется по уровню среза.
Покупка клёпок для металла
Если ваше слесарное дело предполагает использование клёпку металла, нужно выбрать и купить нужные вам клёпки.
При этом нужно знать, какой именно вид заклёпок вам нужен и для каких работ. Если решился вопрос вида заклёпки, в основном используются простые клёпки и вытяжные клёпки. Размеры их, так и конструкция и материал их влияют на цену клепок для металла.
Для того, что бы рассчитать длину заклёпки для покупки, нужно произвести следующие расчёты:
Общая толщина соединяемых металлов S =40 мм, при этом соединение будет беззазорным. Толщина заклёпки d равна 6 мм, хвостик Н должен иметь размер 1,2 * d= 1,2*6= 7,2 мм
Теперь мы можем найти длину заклёпки L =S+H=40+7,2 =47,2mm. Выбираем заклёпку d 6х48 mm
Размеры основных, вытяжных, цветных,заклёпок выбираем по таблицам, которые можно посмотреть в статье на сайте.