Что такое заклепки и как их выбрать?

Описание инструмента и его виды

Заклепочник представляет собой тип инструмента, в основу работы которого положен тот же принцип, что и пистолета. Он используется для соединения элементов конструкций и их деталей толщиной не более 1 см.

При использовании такого механического пистолета соединения деталей чаще всего создают с внутренней стороны. Ручной заклепочник является рычажным вариантом пистолета, в конструкции которого можно выделить два основных элемента:

• Рычажная система, обеспечивающая необходимое усилие при соединении элементов изделий.
• Пружинный механизм, необходимый для втягивания заклепки внутрь.

Производители выпускают два вида ручных заклепочников — вытяжные и резьбовые.

Вытяжного типа

Этот тип инструмента обеспечивает соединение деталей за счет тягового усилия, посредством которого происходит фиксация заклепки. Когда рычаг пистолета оказывает силовое воздействие, стержень заклепки начинает втягиваться в ее трубчатую часть, распирая ее головку стержня. Снаружи шляпка заклепки тоже расплющивается, и в результате получается довольно прочное соединение деталей.

Резьбовые заклепочники

Заклепочники этого типа работают по схожему принципу за некоторым исключением. Здесь шарик втягивается в рабочую часть благодаря вращению резьбы в трубчатой части заклепки. Иными словами, соединение элементов осуществляется за счет фиксации головки посредством закручивания рукоятки. Этот способ фиксации элементов деталей менее распространен, преимущественно его используют для соединения деталей незначительной толщины.

Как правило, заклёпочный инструмент продается вместе с набором насадок различного диаметра.

В зависимости от типа используемого привода, заклепочники можно классифицировать на несколько основных групп:

• пневмогидравлические;
• аккумуляторные;
• электрические;
• механические (ручные);
• пневматические.

Чаще остальных в бытовой сфере используются устройства с механическим приводом. Производители выпускают их в двух вариантах: первый предполагает выполнение соединения деталей при помощи одной руки, а второй — за счёт силового воздействия, оказываемого двумя руками.

Принцип соединения деталей с помощью одной руки положен в основу работы и ручного заклепочника, известного под названием «гармошка».

Ручные заклепочники можно купить по различным ценам, которые зависят от нескольких факторов — типа привода, модели, способа соединения и производителя. Устройства от именитых брендов являются более дорогими в отличие от изделий неизвестных производителей.

Дорогостоящими могут считаться также аккумуляторные, пневмогидравлические и электрические модификации инструмента, если их сравнивать с ручными клепальниками. Объяснить это можно использованием в них более сложной конструкции. Чаще всего такие устройства применяются на промышленных производствах.

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.

§ 67. Виды заклепочных соединений. Инструменты и приспособления для клепки

Место соединения деталей заклепками называется заклепочным швом (рис. 285).

В зависимости от характеристики и назначения заклепочного соединения заклепочные швы делят на три вида: прочные, плотные и прочно-плотные.

Прочный шов применяют для получения соединений повышенной прочности. Прочность шва достигается тем, что он имеет несколько рядов заклепок. Эти швы применяют при клепке балок, колонн, мостов и других металлических конструкций.

Плотный шов применяют для получения достаточно плотной и герметичной конструкции при небольших нагрузках.

Соединения с плотным швом выполняют обычно холодной клепкой. Для достижения необходимой герметичности шва применяют различного рода прокладки из бумаги, ткани, пропитанные олифой или суриком, или подчеканку шва. Эти швы применяют при изготовлении резервуаров, не подвергающихся высоким давлениям (открытые баки для жидкости), некоторых других изделий.

Рис. 285. Внешний вид заклепочных швов

Рис. 286. Заклепочные швы: а — нахпесточный, б — стыковой, в — с двумя накладками

Прочно-плотный шов применяют для получения прочного и вместе с тем непроницаемого для пара, газа, воды и других жидкостей соединения, например в паровых котлах и различных резервуарах с высоким внутренним давлением.

Прочно-плотные швы выполняют горячей клепкой при помощи клепальных машин с последующей подчеканкой головок заклепок и кромок листов.

В каждом заклепочном соединении заклепки располагают в один-два и более рядов.

В зависимости от расположения соединяемых деталей различают соединения (нахлесточные) (рис. 286, а), в которых край одного листа накладывается на край другого;

соединения {стыковые), которые характеризуются тем, что соединяемые детали своими торцами плотно примыкают друг к другу и соединяются при помощи одной или двух накладок (рис. 286, б, а).

Инструменты и приспособления для клепки. Различают клепку ручную, механизированную, при которой применяют пневматические клепальные молотки, и машинную, выполняемую на прессах одинарной и групповой клепки.

При ручной клепке применяют слесарные молотки с квадратным бойком (см. рис. 62), поддержки, обжимки, натяжки и чеканки.

Массу молотка выбирают в зависимости от диаметра заклепки:

Поддержки являются опорой при расклепывании стержня заклепок, форма и размеры поддержек зависят от конструкции склепываемых деталей и диаметра стержня заклепки, а также от выбранного метода клепки (прямой или обратный). Поддержка должна быть в 3 — 5 раз массивнее молотка.

Обжимки служат для придания замыкающей головке заклепки после осадки требуемой формы. На одном конце обжимки имеется углубление по форме головки заклепки.

Натяжка представляет собой бородок с отверстием на конце. Натяжка применяется для осаживания листов.

Чекан представляет собой слесарное зубило с плоской рабочей поверхностью и применяется для создания герметичности заклепочного шва, достигаемой обжатием (подчеканкой) замыкающей головки и края листа.

Как выбрать заклепочник: производители и цены

При выборе конкретной модели многие опираются на цены. Вот только разброс очень большой — есть очень дешевые и, практически один в один по внешнему виду, но в разы дороже. Даже в десятки раз дороже. Сразу стоит сказать, что даже для разовых работ, покупать совсем дешевый заклепочник — слишком рисковать. Он может совсем не работать или работать через пень-колоду.

Если вы хотите только заклепать забор, например, даже в этом случае вам придется установить не одну сотню заклепок. Если придется разбирать инструмент после каждых 2-3 заклепок, вам это точно не понравится

Чтобы выбрать заклепочник, который работает нормально, обращайте внимание на средний ценовой диапазон

• Stanley MR 99. Stanley — старейшая американская компания.
• NOBUS. Недорогой инструмент, надежно работает.
• Gesipa. Известная фирма, но не все ее хвалят. Однозначно есть более дешевые, работающие, как минимум, не хуже.

• YATO справляется со стальными заклепками лучше, чем китайские с алюминиевыми.

• NWS — немецкая контора. Качество инструмента на высоте.
• Topex. В некоторых моделях понравилась возможность переставлять «носик» на 90 градусов. Удобно, если приходится работать в труднодоступных местах.
• KRAFTOOL. Весь инструмент хорош и клепальники тоже.

Если вы предполагаете использовать заклепочник в профессиональной деятельности, выбирать надо подороже. Фирму — по своему усмотрению, но из категории профессиональных или полупрофессиональных моделей. Возможно, они не отличаются конструктивно, но имеют больший ресурс, срок службы. То есть, сделаны более надежно и качественно. И этим объясняется разница в цене — использованы более дорогие/качественные материалы.

1 Материалы для изготовления

Заклепки вытяжные изготавливаются из широкого спектра материалов. Это позволяет применять такой крепеж практически на всех видах работ. Кроме того, сама вытяжная заклепка может быть окрашена в тот или иной цвет. Цветные метизы широко применяются в легкой промышленности (текстильной), где требуется подбор по цвету.

Выбор материала заклепок зависит от материала скрепляемых деталей и окружающей среды, в которой будет находиться крепление. Материалы изготовления заклепок могут быть следующие:

1. Алюминий. Возможен чистый металл и его варианты: анодированный, лакированный.
2. Оцинкованная сталь.
3. Нержавеющие стали. А2 — устойчива к ржавлению, А4 — устойчива к коррозии и кислотной среде (нашла широкое применение в химической промышленности). Или импортные аналоги, например, DIN 7337. Нержавейка является одним из самых распространенных и прочных материалов.
4. Медь.
5. Медно-никелевый сплав (монель). Содержит 70 % никеля, 30 % меди.
6. Поламид. Относительно непрочный материал, он нашел применение при производстве одежды и различной текстильной продукции.

Все материалы, из которых изготавливают крепежные элементы, регламентируются ГОСТ.

Крепежные элементы

При подборе материала крайне необходимо осуществлять тщательный подбор материалов метизов со скрепляемыми материалами — из-за того, что крепление может быть разрушено. Разрушение креплений происходит из-за образования гальванической пары метиз — деталь. При влажной окружающей среде или намокании по гальванической паре начинает протекать ток, который и разрушает крепление.

Например, при контакте алюминия и стали происходит очень быстрое окисление алюминия и, как следствие, разрушения. Поэтому для крепления стальных деталей лучше применять заклепки нержавеющие А2, А4 или DIN 7337. Заклепки стальные рекомендуются к использованию наиболее часто, поскольку имеют очень высокую прочность. А вот заклепка стальоцинкованная встречается реже. Причина — цинковое покрытие довольно быстро истирается, особенно, если один из закрепленных элементов — подвижный. Заклепка медная и из сплавов меди — наиболее универсальный метиз. Медь конфликтует только с алюминием, а крепежи с другими металлами безопасно делать. Главными недостатками меди является высокая цена и некрасивый цвет после окисления (через некоторое время после осуществления крепежа может появиться налет зеленого цвета — окислившаяся медь), хотя это не влияет на прочность соединения. Поламид — самый универсальный материал. Такая заклепка позволит соединить все, что угодно, но особой прочностью это соединение похвастаться не может.

При заказе заклепок очень важно в спецификациях указывать материал, и делать это подробно, если имеется несколько типов сплава (например, когда заказывают алюминиевую заклепку, указывают сплав AlMg2,5, или AlMg3,5). https://www.youtube.com/embed/DH2BhOfYxp0

Применение — заклепочное соединение

Применение заклепочных соединений в настоящее время ограничено конструкциями, выполненными из несвариваемых материалов, либо работающими под воздействием ударных нагрузок, а также в мостостроении, авиации, краностроении.
 

Применение заклепочных соединений в настоящее время резко сократилось в связи с развитием сварки.
 

В современном машиностроении область применения заклепочных соединений все более сокращается в связи с совершенствованием методов сварки.
 

В современном машиностроении область применения заклепочных соединений все более сокращается по мере совершенствования методов сварки.
 

В настоящее время область применения заклепочных соединений как неразъемных все более сокращается по мере совершенствования методов сварки и склеивания. Их рекомендуется применять: а) в конструкциях, воспринимающих большие вибрационные и ударные нагрузки; б) при изготовлении конструкций из трудносвариваемых материалов ( например, дюралюминий); в) в конструкциях с повышенными требованиями к надежности соединения.
 

С усовершенствованием технологии сварочного производства применение заклепочных соединений постепенно сокращается. В данной статье затронуты заклепочные соединения общего машиностроения и металлоконструкций, исключая самолетостроение.
 

Заклепки с потайными головками широко применяют при креплении листов ( обшивка щитков к рамам и другим несущим системам, а также для скрепления деталей из различных материалов ( сталь-дюраль и др..| Заклепки с полукруглыми головками используют для соединения силовых элементов.| Заклепки с полупотанной головкой применяют при соединении.| Трубчатые заклепки применяют при скреплении малопрочных материалов ( пластмасс, фанеры, резины, войлока и т. д.. В отличие от обычных заклепок трубчатые обладают относительно большой устойчивостью и не искривляются в процессе расклепки при скреплении мягких материалов.| Пистонные заклепки развальцовывают, и поэтому их применяют при скреплении хрупких материалов, не допускающих ударов.| Специальные заклепки односторонней клепки ставят в местах, в которых с внутренней стороны невозможно подвести поддержку. На рисунке представлена одна из конструкций таких заклепок. Заклепка из мягкой стали, снабженная в нижней части четырьмя прорезями и имеющая коническое донышко, вставляется в отверстие специальным конусным инструментом. нижняя часть разводится и скрепляет детали.

Широкое развитие сварки и склейки материалов сильно сократило применение заклепочных соединений. Однако остаточные напряжения и п оводка сварных конструкций, не прошедших термическую обработку, трудность или невозможность сварки между собой некоторых материалов, как, например стали и дюраля, сложная технология склейки, заставляют в отдельных случаях использовать заклепочные соединения.
 

В машиностроении применяют преимущественно холодное клепание, так как главный смысл применения заклепочных соединений здесь состоит в устранении теплового воздействия и получении прочных соединений деталей без нарушения точности их размеров и взаимного расположения.
 

В машиностроении почти всегда применяют холодное клепание, так как главный смысл применения заклепочных соединений здесь состоит в устранении теплового воздействия и получении прочных соединений деталей без нарушения точности их размеров и взаимного расположения.
 

Сварные соединения находят все более широкое применение при сборке узлов машин, сокращая область применения заклепочных соединений.
 

До недавнего времени заклепочные соединения широко применялись в различных инженерных сооружениях — судах, котлах, кранах, мостах и др. В последние десятилетия область применения заклепочных соединений в общем машиностроении резко сузилась в связи с развитием методов сварки. Заклепочные соединения остаются основным видом неразъемного соединения при изготовлении металлических конструкций из легких сплавов ( дюралюминия), для которых еще не разработаны методы надежной силовой сварки.
 

Соединение с натягом

 Соединение с натягом обеспечивает неподвижное соединение деталей за счет сил трения, возникающих между охватывающей и охватываемой поверхностями. Такой вид соединения применяют для соединения деталей, нагруженных значительными усилиями, или работающих с вибрациями и ударами – для соединения валов с зубчатыми колесами или бандажей червячных колес со ступицами. Кроме гладких, в таких соединениях используют накатанные поверхности деталей. Надежность соединения при этом обеспечивается за счет вдавливания зубьев накатки в цилиндрическую поверхность соединяемой детали.

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.

Виды заклепочных швов

Если говорить о способе соединения листов, то заклепочные швы бывают внахлест (один лист накладывается на другой) и встык. Стыковочные швы могут быть с одной или двумя накладками. С накладками более надежные, применяются в ответственных и нагруженных местах.

Виды заклепочных швов: внахлестку и в стык с накладками

По расположению заклепок:

• однорядные;
• двухрядные;
• многорядные.

Располагаться они могут друг напротив друга или в шахматном порядке. Швы могут быть прочными, плотными (герметичными) или прочно-плотными. Плотные выполняют с помощью эластичных прокладок, закладываемых между соединяемыми деталями. Прочно-плотные применяются, в основном, в котлах. Сейчас их чаще заменят сваркой.

Разновидности резьбовых заклепок

Сортамент настолько большой, что перечислить его в полном объеме и невозможно, и не имеет смысла. Зная, какими бывают заклепки резьбовые, несложно определить, что именно понадобится для конкретных целей.

По материалу изготовления

• Медные.
• Алюминиевые.

Изделия из цветных металлов используются в тех случаях, когда на первый план выходит эстетическая составляющая. Поэтому такие заклепки применяются в основном для декорирования.

• Стальные.
• Из «нержавейки».

Данные образцы обеспечивают большую прочность соединений и повышенную устойчивость к коррозии.

По виду резьбы

• Гаечная (М4 – 8) – неразборное соединение. Целесообразно использовать при невозможности доступа к обратной стороне детали или в условиях ограниченности движений.
• Винтовая (М3 – 16) – разборного типа.

По назначению

• Электропроводящие.
• С повышенным усилием (или вдавливания, или растяжения).
• Для высокогерметичного соединения.
• С увеличенной головкой.
• С резьбой дюймовой.
• С метками (позволяют производить визуальную идентификацию).
• С виброизоляцией.

Данный перечень разновидностей по специфике применения можно продолжить, но уже понятно, что промышленность выпускает резьбовые заклепки буквально на все случаи жизни.

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.

Стандартные (вытяжные) слепые заклепки

Основным типом слепых заклепок, которые применяются в качестве конструкционных крепежных изделий, являются слепые заклепки с отрывным сердечником. У нас они получили название «вытяжные заклепки»

Стандарты и термины

В российской версии международного стандарта ISO, ГОСТ Р ИСО 14588-2005 официальным общим названием всех таких заклепок является: «заклепки „слепые“» (рисунок 4). В английской версии стандарта DIN 7337, уже замененного на европейские (международные) стандарты, этот вид заклепок назывался «break mandrel blind rivets», то есть «заклепки слепые, с отрывным сердечником». Американский отраслевой стандарт IFI 114, который был первым стандартом по таким заклепкам, называет их «break mandrel rivets», то есть «заклепки с отрывным сердечником». На практике и, часто, в технической литературе, эти заклепки называют «вытяжные заклепки».

Рисунок 4 — Термины по ГОСТ Р ИСО 14588-2005:

1 — корпус «слепой» заклепки, 2 — конец «слепой» заклепки, 3 — головка «слепой» заклепки, 4 — стержень «слепой» заклепки, 5 — сердцевина «слепой» заклепки, 6 — сердечник, 7 — головка сердечника, 8 — зона отрыва сердечника, 9 — хвостовик сердечника, 10 — конец сердечника.

Преимущества вытяжных заклепок

Тремя основными причинами применения вытяжных заклепок являются следующие:

• Низкая стоимость установки. Другие методы соединения материалов — сварка, винты, болты с гайками и сплошные заклепки — требуют большей затраты человеческого труда.
• Многообразие. Вытяжные заклепки имеют много типов, размеров и сочетаний материалов, чтобы удовлетворять специфическим конструкторским требованиям.
• Надежность. Правильно подобранная и установленная вытяжная заклепка способна выдерживать высокие механические нагрузки и жесткие климатические воздействия.

Ограничения вытяжных заклепок

Однако вытяжные — «слепые» — заклепки имеют свои ограничения:

• Прочность заклепок ограничена прочностными характеристиками применяемых в ней материалов и особенностями ее пустотелой формы.
• Может применяться только для соединения относительно тонких материалов.

Установка вытяжных заклепок

Слепые — вытяжные — заклепки устанавливаются в плотное отверстие, которое проходит через соединяемые материалы (шаги 1 и 2) — рисунок 5. Заклепочный инструмент, который называют заклепочником, захватывает хвост сердечника и тянет его на себя, удерживая при этом заклепку на месте (шаг 3). Когда сердечник вытягивается, он деформирует заклепку и формирует заднюю, слепую головку заклепки. В определенный момент сердечник обрывается и часть его вместе с головкой остается в заклепке (шаг 4). Образовавшаяся на задней части соединения головка заклепки прочно прижимает материалы друг к другу.

Усилие разрыва сердечника

Усилие, которое требуется, чтобы оторвать сердечник, задается количеством деформации, которая требуется для формирования задней головки заклепки, и диаметром паза (засечки) на сердечнике. Усилие разрыва сердечника задается таким образом, чтобы:

— во-первых, избежать возникновения слишком большого усилия зажатия, которое может повредить соединяемые материалы, и

— во-вторых, его величина была достаточной для выполнения плотного соединения материалов.

Заклепочные соединения. Достоинства и недостатки метода скрепления

Среди положительных сторон выделяют:

• простое технологическое исполнение;
• способность соединять разнородные металлы;
• высокая надежность соединения;
• противодействует вибрационным и ударным нагрузкам.

Однако, как и у каждого соединения, имеются свои отрицательные стороны, среди которых выделяют следующее:

• чтобы создать заклепочное скрепление, необходимо затратить большое количество металла;
• требует существенных трудовых затрат;
• высокая стоимость;
• заклепочные соединения могут разрушаться из-за неправильного диаметра отверстий, которые находятся на краях изделий;
• в процессе эксплуатации герметичность соединения уменьшается.

Видов заклепочных соединений довольно много, так как каждый из них применяется в определенной отрасли.