В наши дни для фиксации двух и более склепываемых элементов принято использовать вытяжные заклепки, которые быстро заменили традиционные клепки для металла за счёт простоты монтажа и отличных эксплуатационных свойств. Сегодня эти приспособления широко применяются в строительстве, судостроении и судоремонте, машиностроении, при обустройстве средств безопасности, в текстильной промышленности и многих других сферах человеческой деятельности. Решение позволяет добиться максимально прочного соединения, однако если задача заключается в креплении сверхпрочных деталей, то здесь принято использовать резьбовые изделия.
Основные типы заклепочных метизов
Все заклепки на два типа – резьбовые и вытяжные, оба типа заклепок устанавливается за счет деформации, которая возникает от тягового усилия специального инструмента – заклепочника.
Вытяжные заклепки
Вытяжные заклепки
состоят из тела заклепки с бортиком (фланцем) и вытяжного стержня, который при его вытягивании деформирует хвостовую часть тела заклепки, формируя обратную головку, стягивающую соединяемые элементы. После достижения предельного тягового усилия, стержень обламывается в специальной зоне отрыва, формируя надежное неразборное соединение.
Резьбовые заклепки
Резьбовые заклепки
являются однокомпонентными, и используются для создания прочного разборного соединения, при этом резьбовые заклепки ставятся только на один лист (поверхность), а второй лист или материал притягивается к первому за счет вкручивания в резьбу болта, винта и т.п.
Резьбовые заклепки гораздо чаще используются для скрепления нескольких деталей, позволяя создать резьбу на тонком материале, в котором ее невозможно нарезать. При этом они не имеют особых ограничений в применении и обеспечиваю надежную фиксацию всех элементов конструкции, с помощью разборного резьбового соединения деталей.
Гаечные образцы резьбовой заклепки имеют резьбу с внутренней стороны, а болтовые — с внешней (выступающей) части.
Стержень — важный конструктивный узел
Следующий, очень важный конструктивный элемент вытяжной заклепки — это стержень. Он выполняет роль расклепки и может быть изготовлен из прочной стали, которая гораздо прочнее тела. Конец стержня обладает специальной головкой, выполняющей роль расклепки вставляемого конца. При выполнении монтажных работ стержень вытягивают с помощью специального пневмозаклепочника, а если креплений слишком много, можно обойтись и обычными пассатижами. Правда последний случай подразумевает применение определенной физической силы.
Основное преимущество конструкции вытяжных заклепок представлено возможностью одностороннего монтажа, когда достаточно доступа к креплению только с одной стороны.
Более прочное решение (резьбовое) имеет характерную резьбу внутри цилиндра. В классической вытяжной заклепке такая резьба отсутствует.
Цилиндр с резьбой также располагает вкрученным стержнем, который не вытаскивается с силой, а аккуратно выкручивается. Чтобы усилить соединение, внутрь помещается надёжный винт или болт. В результате удаётся создать своеобразную «закрытую» крепежную деталь, которую нередко называют глухой.
После определения подходящих размеров и материалов, а также выбора подходящей разновидности бортика, можно приступать к поиску конкретного типа самой заклепки.
Виды заклепок
Перед тем, как разобраться какие виды заклепок бывают, определимся, что заклепка – это специальные крепежи, созданные для снижения затрат производства и облегчения работы. Особые различия метизов позволяют подбирать оптимальный вариант для конкретных креплений.
Вытяжные заклёпки открытые
Базовая (стандартная) заклепка, представляет собой крепление со сквозным отверстием. Ее часто путают с пустотелой заклепкой, но главное отличие в том, что пустотелую заклепку ставят с доступом с двух сторон, а вытяжную можно поставить с одной стороны, гораздо проще и быстрее. Говоря о сферах применения, можно привести в качестве примера использование стандартных вытяжных заклёпок при монтаже вент фасадов или сборе конструкций домов из металло-каркаса. Все зависит от материала и диаметра заклепки, но в любом случае соединение достаточно прочное и надежное. Особенности монтажа допускают незначительные расхождения в диаметре заклепки и отверстий. Вытяжной вид заклепок открытого типа является самым дешевым в ассортименте.
Вытяжные заклёпки закрытые
Главное отличие вытяжной закрытой заклепки в отсутствии сквозного отверстия, с помощью них можно создать герметичную конструкцию. Тело крепежа дает возможность «запечатать» оборотную сторону, создавая специальную головку. Благодаря плотному прилеганию появляется возможность монтажа креплений, препятствующих попадание внутрь конструкции пыли, грязи и влаги. Применение дополнительных прокладок позволяет добиться герметичного соединения.
Закрытые заклепки подойдут для авиационной и машиностроительной отросли.
Заклёпки усиленные
Усиленные заклепки также называют моноболтами. Необходимы для создания сверхпрочного соединения. Стандартные изделия значительно уступают по коэффициенту прочности, растяжения и усилий на срез. Еще одно название – структурная, поскольку созданное соединение не подвержено вибрации и имеет широкий диапазон использования. Усиленные модели используются в промышленном строительстве и машиностроении.
Заклепки лепестковые
По названию можно легко распознать принцип действия этой заклепки. Во время монтажа обратная сторона раскрывается на «лепестки», которые сгибаясь снижают нагрузку в месте крепления, а в случае совсем мягкого материала могут в него погрузиться, усиливая фиксацию, при этом почти не деформируя его, а как бы немного прокалывая. Отметим, что головка не погружается в материал и остается видимой. Лепестковые заклепки нужны для монтажа рыхлых, деликатных или мягких материалов. Головка не проваливается в мягкий материал за счет достаточно широкого бортика и небольшого усилия, требуемого для установки, что снижает риск появления трещин и деформации. В качестве примера можно привести соединения гладкой поверхности с волокнистой, например, древесина, пластик или сотовый поликарбонат.
Заклёпки распорные
Распорная заклепка из-за своих особых свойств используется для изготовления мебели и декора, позволяет соединять деревянные и металлические детали. Также подойдет для хрупких, рыхлых и мягких тканей. Принцип работы заключается в формировании обратной головки таким образом, чтобы нагрузка распределилась на лепестки (частично разделяется на 3 части). Главное отличие от лепесткового типа – заклёпка деформируется, а не раскрывается полностью.
Заклёпки гаечные
Гаечные заклепки представляют из себя метиз, у которого сначала идет бортик, потом деформируемая часть и дальше резьба, по принципу работы схожи с вытяжными, однако, вместо стержня предусмотрена внутренняя резьба на не сминаемой части.
Для установки гаечной заклепки необходимо высверлить отверстие в скрепляемой детали, накрутить заклепку на резьбовую часть дорна, который вставлен в заклёпочник и фактически выполняет роль стержня у вытяжной заклепки, вставить в подготовленное отверстие и втянуть втулку. Задняя часть деформируется, образуя надежное соединение с внутренней поверхностью, с внешней стороны заклепка удерживается бортиком.
Заклёпки многозажимные
Также виды заклепки вытяжного типа с открытым корпусом со специальной конструкцией, которая, в отличие от обычных вытяжных заклепок, обеспечивает многократное сжатие. Такой способ расклинивания корпуса обеспечивает высокие рабочие нагрузки на вырыв.
Заклёпки клеммные
Используются для проведения контактных соединений, в том числе, для создания электрической цепи. Как работает заклепка? Ответ кроется в материале: их изготавливают из металлов, проводящих электрический ток (корпус заклепки выполнен из латуни, а стержень – из омедненной стали). Встречаются одно- или двухклеммные варианты. Клеммные заклепки необходимы для создания заземления.
Заклёпки пластиковые
Материал заклепок может отличаться. Вытяжные пластиковые изготовлены из полиамида, а значит, обеспечивают крепкое соединение. Помимо исходного сырья, они отличаются рядом преимуществ:
- не проводят электрический ток;
- не подвержены коррозийному эффекту;
- низкая стоимость.
Конечно, пластиковые полиамидные заклепки не подходят для скрепления двух металлических пластин. Используются для пластиковых, стекловолоконных, картонных конструкциях, сопряженных с металлическими или другими материалами.
Заклёпки кассетные
Самый новый вид заклепок – кассетный. Сегодня он считается перспективным, поскольку оператору не приходится каждый раз вставлять единичный крепеж. Кассетные представлены в виде ленты или стержня на целый магазин. Отличительная особенность в установки – стержень не обламывается, а протягивается, что значительно ускоряет процесс монтажа. В одной кассете содержится до 40 штук. Специальный инструмент не прерывается, а в автоматическом режиме подготовит следующую партию. Бонусом станет возможность освобождения второй руки, которой можно наиболее надежно фиксировать узел.
Таким образом, нельзя выделить конкретную сферу использования заклепок в целом. Каждый из видов подойдет для своих целей, будь то создание детской игровой площадки или крупнейшего бизнес-центра. Единственное, что не подвергается сомнению, заклепки – это уникальный крепеж, который позволяет сократить время и стоимость монтажа.
Подводя итоги
Заклепки вытяжного типа — это действительно очень полезный, надёжный и качественный соединительный элемент, с помощью которого можно проводить множество монтажных работ, добиваясь максимально прочного и хорошего соединения всевозможных конструкций. Современные заклепки соответствуют всем требованиям и стандартам, поэтому они предотвращают деформацию изделия даже при самых интенсивных воздействиях. При выборе подобного решения важно правильно расставлять приоритеты и отдавать предпочтение лишь проверенной продукции. Это позволит совершить разумную покупку и не допустить ошибки.
Заклепки: назначение и материалы изготовления
После того, как мы подробно рассмотрели все виды представленных на рынке вариантов, можно с уверенностью выделить несколько аспектов назначения метизов:
- те места, где невозможно проведение сварочных работ;
- нежелателен перегрев и деформация структуры материала;
- повышение свойств виброустойчивости;
- необходимость создания соединения повышенной прочности.
Материалы, используемые для изготовления:
- алюминиево-магниевые сплавы*;
- бронза;
- медь;
- монель (сплав меди и никеля);
- нержавеющая сталь A2 или A4;
- оцинкованная сталь;
- полиамид.
* различие только в содержание магния, чем больше процентное содержание магния тем прочнее, наименее прочный и дешевый Al(Mg1%) и самый прочный который используется в вытяжных заклепках и то как правило для стержней Al(Mg5%);
В некоторых случаях используют комбинации этих материалов, например, стержень может быть из одного сплава, а заклепка из другого. Часто сочетают оцинкованную сталь и алюминий. В этом случае уместно определение «комбинированная» заклепка.
Принцип подбора заклепок заключается в совместимости, а лучше повторении, того материала по механическим и физическим свойствам, из которого изготовлены соединяемые элементы.
Еще одним важным критерием отбора является подверженность гальванической коррозии, Она проявляется в месте соединения разнородных металлов при повышенной влажности, например, при дожде. Если нет уверенности, как выбрать заклепки для заклепочника, то можно воспользоваться специально таблицей электрохимического потенциала. Влияние влаги будет проходить на более электроотрицательный материал.
При выборе материала необходимо учитывать следующие особенности:
- в идеале выбрать электроположительный материал самой заклепки, чтобы коррозия приходилась на элемент, подлежащий легкой замене;
- проверить совместимость по таблице электрохимического потенциала;
- использовать диэлектрический барьер, например, прокладку.
При покупке заклепок, так же стоит учесть температуру эксплуатации готового изделия. Материал крепежа и изделия должны соответствовать друг другу для обеспечения одинакового температурного расширения при повышении и понижении температуры. Игнорирование правила подбора может привести к преждевременному возникновению ржавчины или другим повреждениям.
Помимо базовых элементов существуют заклепки с покрытием. Для этого используется порошковая краска, а оттенок соответствует таблице цветов RAL.
Клепание металла
Процесс клепки металлов состоит из двух этапов: подготовительного и собственно установки метизов. Подготовка — сверление отверстий, при необходимости раззенковка под потайные головки
Обратите внимание, что потайные головки могут быть с одной (любой) стороны или с двух
Сам процесс клепки такой:
- вставить заклепку;
- стянуть соединяемые детали;
- сформировать при помощи инструмента замыкающую головку;
- проверить и зачистить соединение.
Так устанавливаются вытяжные заклепки
При хорошем инструменте работа идет быстро. Для частного применения и разовых работ обычно применяют ручные заклепочники. И даже с ними сам процесс (без сверления отверстий) занимает считанные секунды. Если говорить об установке профлиста или металлочерепицы, каждое сделанное отверстие рекомендуется промазать краской — для предотвращения коррозии. Именно эти процессы — сверление и покраска, занимают много времени.
Вообще, есть два способа установки заклепок: холодный и горячий. При горячем место соединения предварительно разогревается до определенной температуры (определяется металлом и толщиной деталей). На практике применяется при монтаже заклепок большого диаметра — 12 мм и более.
Заклепки ставят рядами. Минимальное расстояние между соседними — 4 диаметра, от края листа до центра метиза — не менее чем 1,5 диаметра заклепки. При креплении профлиста, ставят в выемку, не в волну.
Преимущества и недостатки
Сегодня заклепки считаются универсальным крепежом, который обеспечивает надежное крепление листовых материалов. Помимо этого, метизы обладают рядом других достоинств.
Преимущества заклепок по металлу:
- соединение устойчиво к сильным механическим нагрузкам, вибрации и ударам;
- возможность прочного крепления в тех местах, где невозможно использовать резьбовые варианты или сварочное оборудование;
- вытяжные и резьбовые заклепки просты в установке;
- широкий выбор материалов позволяет снизить риск коррозии.
Недостатки заклепок:
- необходимость покупки специального оборудования для монтажа – заклепочника;
- при несоблюдении соответствия диаметра отверстия и заклепки прочность соединения ослабляется;
- невозможность соединения «встык» без использования дополнительных накладок;
- шумность монтажа вариантов с замыкающей головкой.
В тоже время, минусы заклепок по металлу не всегда являются противоречащим фактором. С шумом можно смириться, а монтаж внахлест – один из множества вариантов сборки конструкции.
ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Заклепочные соединения применяют в конструкциях, воспринимающих большие вибрационные и повторные нагрузки, при небольших толщинах соединяемых деталей, а также для соединения деталей из несвариваемых материалов и не допускающих сварку из-за коробления или отпуска термообразных деталей.
Данный способ соединения наиболее эффективен применительно к листовому и профильному прокату. Причем в ряде случаев этот вид соединения является единственно возможным.
В современной промышленности неразъемные соединения деталей обычно выполняются сваркой, пайкой, клепкой, склеиванием. Каждый из этих процессов обладает своими достоинствами и недостатками. Наиболее широко распространена сварка. Однако сваркой не всегда можно соединять разнородные металлы и металлы с покрытием, при сварки происходит коробление соединяемых деталей, сварочные швы чувствительны к переменным нагрузкам, а термическое влияние сварного шва ослабляет прочность деталей. Эти недостатки сварки успешно преодолеваются новейшим способом скрепления материалов — односторонней клепкой.
ПРЕИМУЩЕСТВА ОДНОСТОРОННЕЙ КЛЕПКИ
- Низкая трудоёмкость.
- Простота в использовании и монтаже.
- Высокое качество соединения.
- Несложное техническое обслуживание.
- Возможность установки подготовленных (окрашенных или с покрытием) деталей и сборок.
- Возможность установки при доступе только с одной стороны.
- Высокая степень автоматизации.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
- Автомобилестроение и автосервис.
- Транспортное строительство.
- Авиастроение.
- Климатическая техника и вентиляция.
- Мебельная промышленность.
- Строительство и монтаж различных сооружений и конструкций.
- Электротехническая промышленность и электроника.
- Пищевая промышленность.
- Машиностроение.
- Производство потребительских товаров и т.д.
Материал заклёпок
В зависимости от материала, из которого изготовлены заклепки, будет отличаться прочность и надежность соединения. Самые распространенные варианты:
- алюминий. Такой крепеж позволяет снизить стоимость монтажа и к том же этот материал пожаробезопасный (поэтому, алюминиевые заклепки используют в воздуховодах, при ударе по алюминию посторонними предметами или мусором — искра не возникает);
- нержавеющая сталь. Помимо снижения риска возникновения коррозии обладают высокой прочностью;
- оцинкованные метизы. Подходят для крепления листовых материалов к другим конструкциям, например, во время монтажа водостоков или металлических заборов.
Назначение
Вытяжные заклёпки служат для соединения листового материала и требуют наличия доступа к рабочей поверхности только с одной из сторон. В этом заключается одно из главных их отличий от традиционных «молотковых» моделей. Монтаж заклёпок производится в просверленное отверстие при помощи специального инструмента, который может быть как ручным, так и пневмоэлектрическим. Соединения, выполненные при помощи вытяжных заклёпок, являются очень прочными и долговечными. Кроме того, детали легко монтируются и отличаются высокой устойчивостью к агрессивному воздействию химических веществ, высоких температур и влажности.
Благодаря универсальности и надёжности, сфера применения вытяжных заклёпок достаточно обширна. Детали активно применяются в судо-, авиа- и машиностроении, текстильной промышленности и строительстве. При работах на объектах повышенной опасности заклёпки выступают в качестве альтернативы сварочным соединениям. Кроме того, заклёпки широко используют при ремонте частей и механизмов в труднодоступных местах и на пожароопасных объектах. Помимо соединения элементов из чёрных и цветных металлов, вытяжные заклёпки способны соединять пластик и текстиль в любых сочетаниях. Это позволяет широко использовать их в электротехнических работах и активно применять при изготовлении одежды, текстильных товаров народного потребления и резервуаров.
Диаметр и длина
Конечно, если речь идет о самостоятельном применении заклепок в домашних условиях, то обращение к ГОСТам будет излишним. Другое дело, если данный крепеж применяется на производстве. Регулирование размера вытяжных заклепок для создания неразрывных соединений обозначено в нормативах:
- ГОСТ Р ИСО 15974-2005 и ГОСТ Р ИСО 15973-2005 — госты на глухие заклепки;
- ГОСТ Р ИСО 15979-2017 — вытяжная заклепка стандартный бортик сталь/сталь;
- ГОСТ Р ИСО 15977-2017 — вытяжная заклепка стандартный бортик алюминий/сталь;
- ГОСТ Р ИСО 15980-2017 — вытяжная заклепка потайной бортик сталь/сталь;
- ГОСТ Р ИСО 15981-2017 — вытяжная заклепка стандартный бортик алюминий/ алюминий;
- ГОСТ Р ИСО 15978-2017 — вытяжная заклепка потайной бортик алюминий /сталь;
- ГОСТ Р ИСО 14488-2005 – описание стандарта для «слепых» заклепок.
Монтаж
Установка вытяжных заклёпок настолько проста, что не вызывает затруднений даже у новичков.
Необходимым условием для монтажа является лишь наличие заклёпочного инструмента и соблюдение последовательности выполнения работ.
- Первым этапом станет нанесение разметки на лицевой стороне верхней из соединяемых деталей. Расстояние между двумя соседними заклёпками не должно быть меньше пяти диаметров их головок.
- Рассверливание отверстий должно выполняться с учётом небольшого припуска.
- Удаление заусенец выполняется с обеих сторон каждой из деталей. Если доступ к закрытой стороне ограничен, удалением заусенец на ней можно пренебречь.
- Установка вытяжной заклёпки должна выполняться таким образом, чтобы хвостовик располагался на лицевой стороне.
- Захват стержня заклёпочником и работа пневмопистолетом должна производиться плавно и с достаточным усилием одновременно.
- Оставшаяся часть стержня при необходимости обрезается или откусывается кусачками. В случае неаккуратно выполненного облома стержня допускается обработка головки напильником.
