Длина заклепки в зависимости от толщины

Основная характеристика вытяжной заклепки — толщина стержня .

Все заклепки унифицированы под диаметр сверла по металлу

Типовые диаметры:

— 2.4 (мм) ;
— 3 (мм) ;
— 3.2 (мм) ;
— 4 (мм) ;
— 4.8 (мм) ;
— 5 (мм) ;
— 6 (мм) ;
— 6.4 (мм) .

Длина заклепки:

от 6 (мм) до 45 (мм) .

Толщина скрепляемого материала:

от 1.3 (мм) до 17.3 (мм) .

Следует иметь ввиду, что для данного типа крепежа не существует ГОСТ . Все ГОСТ регламентируют только забивные заклепки.

Заклепка – один из самых удобных и быстрых в монтаже крепежных элементов, обеспечивающих надежное неразъемное соединение. Сегодня существует огромное многообразие форм и размеров клепального крепежа, но самыми первыми были изобретены заклепки под молоток. Они использовались при строительстве судов, мостов и других металлических инженерных сооружений, где с успехом заменяли сварные соединения. Сегодня этот старейший вид крепежа изготавливается из современных материалов, поэтому не утратил своей популярности и даже расширил сферу применения.

Принцип действия молотковой заклепки

Классическая заклепка под молоток представляют собой стержень, имеющий закладную головку определенной формы (полукруглую, потайную, полупотайную, плоскую). Замыкающая головка формируется из противоположного конца стержня путем его пластической деформации при помощи клепального молотка и специальной ударной оправки, которая придает головке аккуратную полукруглую форму. При этом со стороны закладной головки нужно обеспечить массивную поддержку. Очевидно, что для установки такой заклепки необходимо иметь доступ с двух сторон скрепляемых поверхностей.

Определение длины заклепки с замыкающей головкой

Для правильной установки заклепочного крепежа важно точно подобрать его длину, чтобы была возможность создать из выступающей части стержня замыкающую головку необходимой формы и получить соединение без зазоров. Длина выпускаемых заклепок под молоток варьируется в пределах от 2 – 180 мм и подбирается исходя из толщины пакета скрепляемых материалов. Сначала необходимо определить длину выступающей части стержня (припуска). Для варианта с полукруглой головкой величина припуска равняется 1.2…1.5d, а для варианта с головкой потаем – 0.8…1.2d, где d – диаметр стержня. Исходя из полученного значения припуска, несложно рассчитать полную длину стержня, прибавив к нему толщину склепываемых материалов – S.

Расчет длины заклепки с полукруглой головкой: L = S + (1.2…1.5d)
Расчет длины заклепки с потайной головкой: L = S + (0.8…1.2d)

Требуется склепать материалы суммарной толщиной 41 мм заклепкой потай Ø8 мм

L = 41 + 0.8 х 8 = 41 + 6.4 = 47.4 мм

Затем выбираем из существующего стандартного ряда длин заклепок ближайшее к 47.4 значение, то есть – 48 мм. Итак, для создания потайного заклепочного соединения листов толщиной 41 мм нам потребуется крепеж размера Ø8х48 мм.

Заклепки под молоток отличаются большим разнообразием диаметров в пределах 1.0 – 36 мм. Диаметр просверливаемого в материалах отверстия должен обеспечивать свободный ввод стержня, при этом величина зазора между телом заклепки и стенками отверстия не должна превышать параметров прописанных в ГОСТ. Так, для получения качественной клепки зазор для деталей диаметром до 5 мм составляет не более 0.1 мм, а для деталей от 5 мм не более 0.2 мм. Когда материалы склепывают потайной заклепкой, то под головку в отверстии снимают фаску под углом 60° – 90° на глубину, соответствующую высоте закладной головки.

Заклёпка — один из простейших видов крепежа для создания неразъёмных соединений. В общем случае — это стержневая или трубчатая деталь, имеющая на одном конце опорную "закладную" головку определённой формы. Устанавливается в соединении, как следует из названия, методом клёпки (а также усадки, вальцовки, протяжки, взрыва).

По форме заклёпки можно условно разделить на несколько основных типов:

Заклёпки с замыкающей головкой (бывают полнотелые, пустотелые и полупустотелые)
Заклёпки с протяжкой (называют также — отрывные или вытяжные)
Заклёпки резьбовые (также называют — гайки клепальные)

Заклёпки с замыкающей головкой

Исторически первыми были изобретены заклёпки с замыкающей головкой — поэтому они получили наибольшее распространение. Такие заклёпки имеют с одной стороны закладную головку. Вторая головка, называемая замыкающей, формируется с помощью вальцовочного или клепального инструмента: клепальный молоток, клещи.

По форме головки заклёпки с замыкающей головкой делятся на:

Также конструктивно они отличаются наличием отверстия внутри заклёпки:

Полнотелые заклёпки — отверстие отсутствует
Пустотелые заклёпки — трубчатые — имеют сквозное отверстие
Полупустотелые заклёпки — под развальцовку — имеют глухое отверстие

Материалы для заклёпок

Заклёпки с замыкающей головкой могут быть изготовлены из разнообразных металлов и сплавов, которые хорошо поддаются пластической деформации.

Наибольшее распространение получили следующие материалы:

Стали — в основном, используются пластичные высококипящие стали 03кп, 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп
Нержавеющие стали — аустенитные стали 12Х18Н9, 08Х18Н10, 03Х18Н11, 12Х18Н10Т
Алюминиевые сплавы — наиболее применимы сплавы АД, АД1, алюминиево-магниевые сплавы АМг2, АМг5, АМг5П, АМг6, сплавы АМц, В94, В65, также используют дюралюминиевые сплавы Д1, Д16, Д16Т, Д18, Д18П, Д19П
Латунные сплавы — в основном, сплав Л63
Медь — марки МТ, М3

Маркировка заклёпок по материалам

Заклёпки могут быть маркированы на головке — для последующей идентификации. Маркировка может быть выпуклой или вогнутой (клеймение).

Далее приведена таблица с принятой маркировкой основных материалов в виде точек или штрихов.

Алюминиевые сплавы

Сталь

Медь и латунь

В65 Д18П Д19П АМг5 АМц АД1 20ГА 10, 20, 12Х18Н10Т М3, Л63 без метки

без метки без метки

Определение длины заклёпки

Правильная установка заклёпки предусматривает создание полной формы замыкающей головки и отсутствие при этом каких-либо избыточных зазоров и наплывов. Для правильной установки заклёпки необходимо определить длину тела заклёпки, зависящую от толщины склёпываемых материалов и типа заклёпки.

"Справочник конструктора-машиностроителя" под редакцией Анурьева В.И. предлагает пользоваться одной универсальной формулой для всех форм головок заклёпок. Здравый смысл подсказывает, что такой подход ошибочный — поэтому воспользуемся формулами из другого источника: «Основы конструирования» под редакцией Орлова П.И., 1988 года.

Конструкция заклёпки	Припуск "Н" для заклёпок без зазора	Припуск "Н" для заклёпок с зазором
	H=1,2d	H≈1,2d+0,1S

H=0,54d H≈0,5d+0,1S

H=0,6d H≈0,5d+0,1S

H=0,8d H≈0,7d+0,1S

H=d H≈0,9d+0,1S

H=1,2d H≈1,1d+0,1S

Вычислив по формуле необходимый размер припуска, можно определить длину заклёпки L, прибавив к толщине склёпываемых материалов S значение припуска H. Затем необходимо выбрать ближайшее значение длины заклёпки из стандартного ряда длин. Для заклёпок утверждён стандартный ряд длин, согласно которого они и производятся (в мм):

2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 58, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180

Пример расчёта длины заклёпки

Например, нам необходимо склепать несколько листов общей толщиной 32 мм; склёпывать будем без зазора заклёпками с полукруглой головкой Ø6 мм (1-я конструкция в таблице).

d = 6 мм

S = 32 мм

H = 1,2d = 1,2 x 6 = 7,2 мм

Таким образом, необходимо использовать заклёпку с длиной стержня

L = S + H = 32 + 7,2 = 39,2 мм

Выбираем ближайшую длину из стандартного ряда — это 40 мм.

В итоге, мы выяснили, что для склёпывания пакета листов толщиною 32 мм нам понадобится заклёпка размера Ø6х40 мм.

Заклёпки с протяжкой

Заклёпки с протяжкой изготавливают пустотелыми, с головкой на одном конце, внутрь заклёпки вставляется подвижный расширительный стержень, который при установке протягивается через заклепку, расширяет её, формирует вторую замыкающую головку и стягивает скрепляемые листы материала. После затяжки стержни обламываются или протягиваются полностью через заклепки.

Такие заклёпки часто называют отрывными или вытяжными — по технологии установки. Заклёпки с протяжкой в последнее время становятся всё более и более популярными. Это происходит по нескольким причинам:

технологическая простота установки заклёпок;
достаточно иметь доступ к монтажу только с одной стороны конструкции;
не требуется поддержка заклёпки с обратной стороны;
дешевизна и компактность инструмента для установки заклёпок;
высокая производительность при установке заклёпок
разнообразие видов заклёпок

Так как отрывные заклёпки пустотелые, то после установки внутри заклёпки остаётся отверстие, в которое можно проложить провода, установить другой крепёж — например, винты. Диаметр нормальной головки таких заклёпок приблизительно равен двум диаметрам заклёпки D ≈ 2d. Наряду с нормальной головкой заклёпки могут иметь увеличенную головку с диаметром равным трём диаметрам заклёпки D ≈ 3d.

Выпускается также специальный тип водо- и газонепроницаемых заклёпок с протяжкой — глухие или герметичные заклёпки, после установки которых соединение получается герметичным.

Установка заклёпок с протяжкой осуществляется с помощью специального инструмента — пистолета для заклёпок — заклёпочника. Производятся заклёпочники механические ручные и высокопроизводительные пневматические и аккумуляторные электрические.

Принципиальная схема установки заклёпки с протяжкой показана на видео:

Материалы для заклёпок с протяжкой

Исходя из способа установки заклёпок с протяжкой, логичным представляется, что заклёпка в сборе состоит из двух материалов, и материал стержня должен быть прочнее, чем материал самой заклёпки — иначе как стержень разожмёт и спрессует заклёпку раньше, чем разрушится сам. В таких заклёпках используются или пара разных материалов или однотипные материалы, но с различной прочностью. Приведём наиболее распространённые пары материалов для заклёпок с протяжкой:

Алюминиевая заклёпка + стальной оцинкованный стержень (на самом деле заклёпка сделана не из алюминия, а из алюминиево-магниевого сплава АМг, который может иметь различное процентное содержание магния (Mg): 1%; 2,5%; 3,5%; 5% — соответственно сплавы АМг, АМг2, АМг3, АМг5 — чем больше содержание магния (Mg), тем прочнее заклёпка) — обозначают Al/St
Алюминиевая заклёпка окрашенная + стальной оцинкованный стержень (заклёпка сделана из алюминиево-магниевого сплава АМг, и снаружи окрашена порошковой краской в определённый цвет из цветовой раскладки RAL) — обозначают Al/St 0000, где 0000 — четырёхзначный номер цвета раскладки RAL
Алюминиевая заклёпка + алюминиевый стержень (заклёпка и стержень сделаны из алюминиево-магниевых сплавов АМг, но с различным процентным содержанием магния — стержень прочнее) — обозначают Al/Al
Алюминиевая заклёпка + нержавеющий стержень — обозначают Al/A2
Нержавеющая заклёпка + нержавеющий стержень (и заклёпка и стержень изготовлены из нержавеющей стали, но различных марок, и стержень прочнее) — обозначают A2/A2 или A4/A4
Медная заклёпка + стальной оцинкованный стержень — обозначают Cu/St
Медная заклёпка + бронзовый стержень — обозначают Cu/Br
Медная заклёпка + нержавеющий стержень — обозначают Cu/A2
Стальная оцинкованная заклёпка + стальной оцинкованный стержень (заклёпка и стержень из стали, но различных марок и стержень прочнее) — обозначают St/St

Определение длины заклёпки с протяжкой

Длину заклёпки с протяжкой можно определить с помощью следующей таблицы, в зависимости от толщины скрепляемых материалов (производитель настоятельно не рекомендует применять заклёпки для склёпывания материалов толщиною менее нижнего рекомендуемого предела и выше верхнего предела).

Заклёпки резьбовые

Резьбовые заклёпки, хотя и были изобретены почти одновременно с заклёпками с протяжкой, но широкое распространение получили только в последнее время.

Резьбовая заклёпка представляет собой гибрид пустотелой заклёпки и гайки, поэтому второе название таких заклёпок — гайки клепальные. Вообще-то единства в названии нет — называют также гайка-заклепка, заклепка с резьбой, заклёпочная гайка. Такой кавардак с названиями объясняется отсутствием стандарта ISO или DIN на данный вид крепежа. Конструктивная особенность клепальных гаек обуславливает их двойное назначение: с их помощью можно как склёпывать между собой листовые материалы, так и просто создавать точки резьбового крепления на тонкостенных элементах конструкции. Удобство установки заклёпок связано с отсутствием необходимости доступа с обратной стороны конструкции — так называемая "установка вслепую". При установке не повреждается уже обработанная поверхность детали, например, с покрытием, окраской.

По форме бурта (головки) гайки клепальные делят на:

с плоским цилиндрическим буртом (нормальным и уменьшенным)
с потайным буртом (нормальным и уменьшенным)

По конструкции заклёпки резьбовые разделяют на открытые — со сквозным отверстием, и глухие — закрытые с одной стороны.

По форме наружной поверхности резьбовые заклёпки делят на:

гладкие
рифлёные
шестигранные
полушестигранные

Установка, как и в случае с заклёпками отрывными (вытяжными) осуществляется с помощью специализированного инструмента — щипцов для клепальных гаек — заклёпочника. Производятся заклёпочники механические ручные и высокопроизводительные пневматические.

Материалы для резьбовых заклёпок

В настоящее время европейские производители изготавливают резьбовые заклёпки из следующих материалов:

Алюминиево-магниевые сплавы
Сталь оцинкованная
Нержавеющая сталь

Как выбрать длину заклёпки резьбовой

Подбор правильной длины заклёпки осуществляется в зависимости от вида резьбовой заклёпки и толщины листовой конструкции на которую устанавливается заклёпка. Длина заклёпки при одинаковой резьбе варьируется в зависимости от вида заклёпки. Многие виды резьбовых заклёпок бывают нормальной длины и удлинённые. Выбирать длину заклёпки необходимо руководствуясь

Таблицами с размерами и параметрами заклёпок