Кроме того, для указанных типов инструмента имеется широкий ассортимент оснастки, предназначенной для работы в специфических условиях, а также в труднодоступных местностях, что дает возможность создавать разнообразные заклепочные соединения. Более подробно мы рассмотрели выбор инструмента для установки вытяжных заклепок в статье под названием “Руководство по выбору инструмента для установки вытяжных заклёпок”.
Устройство вытяжной заклепки
Вытяжные (или отрывные) заклепки представляют собой крепежные элементы, которые позволяют образовывать прочные, неразъемные соединения. Они в первую очередь используются в случаях, когда сварка оказывается технически сложной или совершенно невозможной задачей, например, в условиях одностороннего доступа к соединяемым элементам, либо в ситуациях с повышенными требованиями к пожарной безопасности на объекте. В соответствии с ГОСТом Р ИСО 14588-2005 подобный крепеж называют слепыми заклепками.
Исследования ученых показывают, что история заклепок берёт своё начало за 3000 лет до нашей эры. Технология заклепочных соединений активно применялась в древнем Риме и Египте. Викинги использовали такие элементы крепежа для крепления обшивки своих кораблей. Заклепочный крепеж продолжает использоваться и в наше время, особенно в судостроительной отрасли, благодаря множеству преимуществ по сравнению со сваркой.
Сегодня заклепочный крепеж широко используется в следующих областях:
- коммерческий автотранспорт;
- вентиляционные системы и кондиционирование;
- монтаж телекоммуникационных сетей;
- домашний быт.
С использованием заклепочных крепежей были возведены знаменитые конструкции, такие как Эйфелева башня и Большеохтинский мост в Санкт-Петербурге.
Устройство вытяжных заклепок
Этот крепежный элемент представляет собой полую трубку (втулку) с буртиком (головкой) и цельнометаллический стержень (сердечник), по форме напоминающий гвоздь. Размер заклепки определяется диаметром втулки. Втулка и стержень могут быть выполнены из одного материала или разных материалов в зависимости от нужд и требований конкретного применения.
Для производства заклепочного крепежа используются следующие виды материалов:
- сталь – как без покрытия (черная), так и оцинкованная, коррозионностойкая, а также с особыми свойствами для определенных условий эксплуатации;
- алюминиевые сплавы;
- медные сплавы;
- медно-никелевые сплавы;
- высокопрочные полимерные материалы современного класса.
В комбинированных заклепках, например, стержень может быть сделан из стали, в то время как втулка изготовлена из алюминиевого сплава.
В маркировке вытяжных заклепок указываются такие параметры, как диаметр, номинальная длина стержня, материал, из которого изготовлена втулка, а также может присутствовать дополнительная информация.
Конструкция заклепки вытяжной
Вытяжная заклепка состоит из двух элементов: стержня и тела заклепки. Материалы их изготовления различаются, что также зависит от условий, в которых будет эксплуатироваться данный крепежный узел. Из-за использования разных материалов для изготовления этих элементов, данное крепежное изделие классифицируется как комбинированное.
Стержень — это вытянутая деталь цилиндрической формы, имеющая распирающую головку. Он изготавливается из прочной проволоки. Важной конструктивной деталью на стержне является утолщение, которое позволяет фиксировать проволоку в теле заклепки. Конец стержня чаще всего выполнен в форме затупленного конуса, но также могут встречаться долотообразные и точечные варианты.
Тело заклепки представляет собой трубку с готовой плоской шляпкой. Поля шляпки, или бортики, могут быть стандартными, широкими и экстраширокими. Существует вариант, когда после установки заклепки края не выступают, а утапливаются в поверхность металла, к которой они прикреплены. Материал трубки должен быть достаточно мягким для успешной развальцовки.
Принцип действия во время монтажа
Стержень, выполненный из прочной проволоки, располагается внутри трубки заклепки. Данный готовый крепежный элемент вставляется в заклепочник. Инструмент подносится к подготовленному отверстию, диаметр которого должен быть равен диаметру заклепки. При приложении достаточного усилия стержень проходит через трубку заклепки, и его прочная головка расплющивается, развальцовывает тело заклепки до тех пор, пока не дойдет до скрепляемого материала. Излишки проволоки откусываются заклепочником. В результате трубка (тело) заклепки остаётся развальцованной, заполняя все доступное пространство в отверстии. Установка крепления занимает всего несколько секунд.
Заклепочник представляет собой ручной рычажный инструмент. В ходе установки цанговый механизм захватывает стержень заклепки и, упираясь на широкую головку тела заклепки, вытягивает ее к себе до упора, а затем обрывает остаток проволоки.
На конструкции заклепочника имеется возможность установки сменных головок, которые соответствуют разным типоразмерам заклепок. При необходимости одна из составных частей может быть заменена на другую с помощью обычных плоскогубцев. Неиспользуемые на данный момент сменные насадки можно разместить на корпусе ручного инструмента.
Для соединения деталей в труднодоступных местах предусмотрены поворотные головки, что делает инструмент еще более универсальным и незаменимым.
Элементы заклепки
Рассмотрим основные элементы и термины, имеющие отношение к установке вытяжных заклепок:
Размер отверстия.
Размер отверстия под заклепку является ключевым фактором для её надежности. Важно, чтобы отверстие не было слишком большим и не слишком маленьким. Каждый поставщик вытяжных заклепок обычно указывает в своем каталоге рекомендуемый диаметр отверстия для синхронизации с определенной заклепкой. Также эту информацию можно найти на упаковке от производителя. Необходимо стараться избегать заусениц внутри и вокруг отверстия, так как они могут ухудшить качество соединения.
Толщина пакета соединяемых материалов.
Диапазон толщины пакета соединяемых материалов представляет собой минимальную и максимальную совокупную толщину деталей, которые могут быть качественно соединены заклепкой заданной длины, в отверстии определенного диаметра. Важно, чтобы суммарная толщина соединяемых материалов находилась в пределах, рекомендованных производителем. Данные о диапазоне толщины материалов для конкретной заклепки также можно уточнить в каталоге производителя.
Усилие на срез.
Усилие на срез – это предельная нагрузка, которую способно выдержать заклепочное соединение без разрушения, если она приложена перпендикулярно оси заклепки.
Усилие на разрыв.
Усилие на разрыв – это предельная нагрузка на растяжение, которую может выдержать заклепочное соединение без разрушения, если она приложена вдоль оси заклепки.
Значения усилия на срез и на растяжение заклепки являются ключевыми характеристиками, на основе которых проводятся расчеты прочности всего заклепочного соединения. После определения этих значений для конкретного соединения можно обратиться к каталогу производителя для подбора материала и диаметра заклепки, соответствующих вашим требованиям.
Выбор материала
Материал, используемый для изготовления заклепок, также существенно влияет на прочность всего заклепочного соединения. Кроме прочностных характеристик самого материала заклепок, параметр, определяющий их эффективность, это правильное сочетание материалов заклепок и соединяемых компонентов. Неправильный выбор материалов может негативно сказаться на прочности соединения, что может привести к быстрому разрушению из-за усталости материала или гальванической коррозии. Главное правило заключается в том, что материал заклепки должен по своим физическим и механическим свойствам максимально соответствовать характеристикам материалов, которые соединяются. Дополнительную информацию о том, как правильно выбрать материал заклепки, можно найти в статье: “Как правильно подобрать материал вытяжной заклепки”.
По форме головки различают три основных вида заклепок:
Это самый распространённый тип заклёпок, подходящий для большинства соединений.
Этот тип заклепок устанавливается в зенкованные отверстия и используется для получения плоской поверхности в месте соединения.
Эти заклепки применяются, когда детали из более тонких, мягких или хрупких материалов соединяются с твёрдыми поверхностями. Увеличенная площадь головки равномерно распределяет прижимное усилие по рабочей поверхности соединяемых материалов, что позволяет избежать их деформации.
Преимущества заклепочного соединения
- Высокая прочность и надежность.
- Устойчивость к вибрациям и динамическим нагрузкам.
- Возможность соединения деталей, которые невозможно сварить.
- Покрытие из цинка или других защитных материалов не повреждается при клепке.
- Упрощённый процесс установки без необходимости использования специального оборудования.
Классические (обычные) тяговые заклепки состоят из двух компонентов: металлической втулки (корпуса) и вытяжного сердечника. Они отличаются по форме бортика, который в сущности является установочной головкой. Выбор той или иной формы зависит от требований к внешнему виду точки крепления.
Стандартный бортик имеет низкий профиль, который в два раза больше диаметра корпуса. После установки он немного выступает над поверхностью объекта, обеспечивая необходимую опорную поверхность для большинства материалов, за исключением мягких и хрупких.
- Потайной бортик
Потайная головка (угол 120°) устанавливается заподлицо с материалом, сохраняя плоскую лицевую поверхность. Данный тип используется преимущественно на металлических поверхностях, где важны внешний вид, малозаметность, антивандальность и минимизация аэродинамического сопротивления.
- Широкий бортик (большая головка)
Заклепки с увеличенным бортиком имеют низкий профиль, но создают в два раза большую опорную поверхность, чем стандартные головки. Крепежи с широкими бортиками используются для соединения мягких и легко повреждаемых материалов с жёсткой основой. Большая головка также может быть полезна, когда необходимо закрыть расширенное отверстие в верхнем компоненте.
Сравнение заклепок с открытым и закрытым концом
Возможно, вы слышали о существовании заклепок с открытым и закрытым концом, однако знаете ли вы, чем именно они отличаются?
Открытый тип
Тело слепой заклепки открытого типа имеет сквозное отверстие в корпусе. После протяжки стержня его головка остается внутренней полостью корпуса, запечатлевая отверстие, но не герметично, что делает такое соединение непригодным для использования в условиях, где важна водонепроницаемость. Кроме того, прочность данного типа заклепки снижается по сравнению с другими соединениями.
Этот тип заклепки является одним из самых популярных, наиболее доступных и универсальных вариантов. Он подходит для множества повседневных проектов, где требования к несущей способности соединений не настолько высоки.
Закрытый тип
Тело глухой заклепки, закрытого типа, имеет несквозное отверстие в корпусе, что исключает возможность попадания влаги и испарений через крепление. Поэтому такие заклепки называют герметичными, водонепроницаемыми или закрытыми.
Такая характеристика делает глухую заклепку идеальным выбором для применения в местах, где важна водонепроницаемость соединения. Например, для крепления и ремонта водосточных желобов, установки душевых панелей, производства оконных блоков, металлических емкостей, монтажа корпусов электрооборудования, приборов, электронных гаджетов и т.д.
Глухая заклепка с закрытым концом, в сравнении с аналогичной заклепкой с открытым концом того же размера и из того же материала, обеспечивает примерно на 20% большую прочность на сдвиг и растяжение.
Конструкция
Конструктивно вытяжная заклепка состоит из двух главных элементов. Тело представляет собой полую гильзу с головкой, тогда как сердечник – это стержень с уширением на конце. Головка гильзы может иметь различные формы: плоскую, потайную или полукруглую. Она устанавливается с лицевой стороны соединения, когда таковая имеется. Чаще всего, головка стержня представлена в форме приплюснутой сферы.
С учетом особенностей работы вытяжной заклепки, прочность материала стержня должна быть превышать прочность материала гильзы. В противном случае, существует риск, что стержень разрушится раньше, чем корпусы гильзы будут успешно спрессованы. Основными материалами для изготовления заклепочного крепежа служат углеродистые и нержавеющие стали, алюминиевые сплавы, медь и бронза, однако прочность стержня всегда должна быть большей, чем у гильзы.
Основные конструктивные размеры вытяжных заклепок определяются их диаметром и длиной. Диаметр и материал определяют прочность соединения, а длина – это максимальная толщина соединяемых материалов.
Все характеристики и размеры, включая минимальную и максимальную толщину соединяемых листов, определяются в соответствии с установленными стандартами и инструкциями производителей.
Принцип действия
Вытяжные заклепки устанавливаются методом сквозного монтажа. В соединяемых материалах предварительно сверлится отверстие, диаметр которого должен быть на 0,1-0,2 мм больше диаметра заклепки. Крепеж вставляется в это отверстие, и с помощью пистолета на сердечник выполняются несколько движений рукоятками, после чего установка считается завершенной.
Совет. Если вам нужно выполнить значительный объем работ, например, при установке забора из металлического профиля, навеса или стен, лучше не приобретать самый дешевый инструмент. Как показывает практика, такой инструмент очень скоро выходит из строя. Воспользоваться услугами компании Машкрепеж, которая уже более 20 лет работает на метизном рынке, где можно недорого и оптом купить вытяжные заклепки в России.
