Желание кузнеца надёжно скрепить металлические пластины привело к появлению заклепки. Промышленную революцию VIII-XIX веков невозможно представить без паровых машин и конструкций из металла, изготовленных при помощи заклёпочного крепежа. Изобретение и совершенствование сварки значительно потеснило, но не удалило клёпку в промышленности и использование в бытовом ремонте.
Виды заклепок
Существует несколько видов заклёпочного крепежа.
Сплошные
Состоят из стержня цилиндрической формы с головкой (плоской, круглой, потайной) на конце. Ножка заклёпки бывает сплошной, полой или комбинированной (полутрубчатой) для уменьшения усилий при создании противоположной головки. Способ соединения позволяет скреплять стальные листы толщиной до 35 мм. Размеры и вес крепежа указан в ГОСТ 10299 80.
Особенности применения
Сопротивление элементов, собранных клёпкой, динамическим нагрузкам нашло отражение в изготовлении стройконструкций (ферм, опор), самолётостроении, кораблестроении.
Недостатки:
- утяжеление конструкций за счёт веса накладок и крепёжных элементов;
- соединение листов требует наличия опоры с тыльной стороны для формирования заклёпочного хвостовика;
- нагрев металлических заготовок под клёпку d>10 мм до температуры 11000 С;
- трудоёмкость и большая стоимость установочных работ.
Диаметр отверстия под «прошивку» не должен превышать 10% толщины стержня заклёпки. Для сохранения округлой формы головки, необходимо сделать в упоре полусферическое отверстие соответствующей глубины.
Вытяжные
Части конструкции, не подвергающейся действию больших нагрузок, крепятся вытяжными заклёпками. Способ крепления нашел широкое применение благодаря простоте установки с помощью монтажного инструмента. Несмотря на разнообразие видов, крепёж состоит из стержня и тела, скрепляющего конструкционные элементы между собой.
Стадии образования заклепочного соединения:
- Заклёпка вставляется в просверленное отверстие.
- Заклёпочник (пневматический, электрический, механический) захватывает стержень и тянет его перпендикулярно плоскости, на себя.
- Шток, находящийся в теле заклёпки, сминает стенки гильзы и на обратной стороне формирует головку.
- Стержень не выдерживает нагрузки и разрывается.
Соединяемые поверхности должны быть плотно прижаты друг к другу. В противном случае, деформация гильзы может произойти в просвете между ними, создавая некачественное скрепление.
Виды
Разнообразие гильз и способов её соединения со стержнем, позволяют выполнять множество заклёпочных соединений:
- водонепроницаемых;
- с вальцеванием внутренних стенок отверстия;
- стягивающих неровные поверхности;
- особо прочных скреплений;
- соединяющих пластические материалы.
Резьбовые
Крепеж, у которого роль вытяжного стержня играет болт или резьбовая насадка заклёпочника. Формирование заклёпочного крепления происходит также, как у вытяжных заклёпок. Ценность крепления состоит в том, что резьбовое отверстие внутри заклёпочного соединения позволяет фиксировать необходимые конструктивные элементы.
Благодаря наличию внутренней резьбы, резьбовая клепка нашла повсеместное применение в машиностроении ‒ изготовлении отдельных узлов облицовки, сборки бытовой техники. Недостатки такого вида соединения ‒ меньшая скорость клепания и высокая стоимость расходников по сравнению с вытяжным типом заклёпки.
Материалы изготовления
В зависимости от материала скрепляемых деталей и условий работы, крепёж изготовляется из следующих металлов и сплавов:
- медь;
- оцинкованная сталь;
- бронза;
- латунь;
- алюминий;
- нержавеющая сталь.
Индекс А4 указывает на стойкость к химической коррозии. А2 ‒ на устойчивость окислению в водной среде (ржавление).
Часто заклепки выпускаются комбинированными, когда гильза и сердечник выполнены из разных металлов.
В текстильной промышленности и для декорирования применяют разноцветные пластиковые клёпки, изготовленные из поламида.
Выбор материала заклепки
Выбирая металл, из которого сделан крепёж, необходимо учитывать взаимодействие материала конструкции и крепёжного элемента. Неправильный выбор приводит к образованию гальванической пары и коррозийному разрушению по месту соприкосновения металлов. Например, нельзя использовать алюминиевые заклепки в металлических конструкциях. Образование коррозии ускоряется во влажной среде.
Для исключения разрушения заклепочного крепления предпринимают меры по изоляции от внешней среды (прокрашивание, нанесение герметика). Металл для крепёжной детали должен соответствовать металлу конструкции по химическому составу и прочностным характеристикам (усилие на разрыв и срез).
Выбор по длине
Гильза крепежа должна выступать с тыльной стороны соединяемых деталей на 2-5 мм. Размер припуска зависит от толщины скреплённых материалов. Это связано с резервированием части длины на формирование головки. Предприятие-изготовитель обозначает допустимые толщины скрепляемых материалов в сопроводительных документах. Используя тот или иной размер заклёпок, не следует выходить за рамки предельно допустимых толщин, указанных изготовителем. Несоблюдение простого правила приводит к появлению дефектов:
- зазор между соединяемыми поверхностями из-за неплотного прилегания созданной головки;
- размеры головки не позволяют скреплённой конструкции сопротивляться действию на разрыв.
- Существует множество различных видов соединения материалов между собой (сварка, склейка, стяжка болтами). Однако, клёпание остаётся востребованным способом создания прочных креплений.