Способ соединения деталей с помощью заклепок металлических стержней с головкой различной формы

Способ соединения деталей с помощью заклепок металлических стержней с головкой различной формы

Заклепочные соединения используются в основном для крепления разнородных материалов в тех местах, где затруднена сварка, где необходимо избежать изменения структуры материала и перегрева близко расположенных от соединения деталей.

Важное свойство заклепочных соединений — стойкость к вибрационным и ударным нагрузкам.

Заклепки — это крепежные детали, состоящие из закладной головки и стержня. Их изготавливают из мягкой стали, меди, алюминия, латуни.

По размеру заклёпки подбирают в зависимости от толщины соединяемых деталей. Длина стержня заклёпки равна толщине соединяемых деталей и дополнительно, для образования замыкающей головки — 1,2…1,6 диаметра стержня.

Заклепки в качестве крепежного элемента использовались буквально с незапамятных времен. Достаточно посетить любой археологический музей, чтобы воочию убедиться в этом. Например, древние воины носили доспехи, металлические пластины которых были соединены исключительно заклепками. А если вспомнить, что в качестве основного (практически единственного) крепежного элемента при постройке Эйфелевой башни и крейсера «Аврора» использовались именно заклепки, невольно проникаешься уважением к людям, которые изобрели столь привычный ныне крепеж.

Источник

Виды заклепочных соединений.

Виды заклепочных соединений.

Заклепочные соединения относятся к неразборным или глухим соединениям. При этом соединения двух деталей осуществляется с помощью металлического стержня в форме цилиндра с головкой на одном конце. Этот металлический стержень называется заклепкой.

По форме головок заклепки различают (рис. 1):

• с полукруглой;
• конусной;
• цилиндрической;
• потайной;
• полупотайной головкой;
• бочкообразной головкой и коническим подголовком.

Рис. 1 Виды заклепок:

а, б — с полукруглой головкой; в — с конусообразной головкой; г — с цилиндрической головкой; д — с конической потайной головкой; е — с полупотайной головкой; ж — с бочкообразной головкой; з — с бочкообразной головкой и конусообразным подголовком.

Выполнение заклепочных соединений.

Операция клепки заключается в следующем. В отверстие, проходящее через соединяемые детали, вставляется нагретая или холодная заклепка, один конец которой несколько выступает над поверхностью детали. Выступающий из отверстия стержень ударами или давлением осаживается, и образуется вторая заклепочная головка. Первая головка заклепки называется природной или закладной, я вторая, образуемая в процессе клепки — замыкающей.

Материалы для изготовления заклепок.

Материалом для заклепок служит мягкая тонковолокнистая и мелкозернистая сталь. Стальные сосуды и котлы клепаются стальными заклепками, медные — медными.

Ручная и пневматическая клепка.

Ручная клепка осуществляется специальными клепальными молотками, пневматическая – пневматическими клепальными молотками. Машинная клепка выполняется переносными либо постоянными электрическими, гидравлическими или пневматическими клепальными машинами.

Вставленная в отверстие заклепка подпирается со стороны природной головки неподвижной поддержкой, а выступающий за поверхность детали второй конец стержня осаживается ударами мoлотка или давлением поршня клепальной машины.

Осаживание стержня заклепки заканчивается образованием замыкающей головки. Сначала по всей длине заклепочного шва, в промежутках между сборочными болтами, ставят несколько заклепок, а затем ставят остальные и только после этого заменяют сборочные болты заклепками. Если клепку вести по порядку с одного конца шва до другого, то даже вследствие небольших неточностей в клепке отверстия окажутся смещенными.

Листы с пробитыми отверстиями при сборке располагают расширенной частью отверстий наружу. При таком расположении заклепка лучше заполняет отверстие (рис. 2).

Рис. 2. Соединения листов:

а — правильное; б — неправильное.

Диаметр заклепки выбирают с расчетом, чтобы нагретый стержень заклепки туго входил в отверстие. Для этого заклепки изготовляют из калиброванного металла, а отверстие калибруют развертками.

Как определить длину стержня заклепки?!

Длина стержня определяется по формуле:

l = δ + δ₁ + … + δ_n + 1,5d,

δ — толщина склепываемых листов;

d — диаметр заклепки.

Длина 1,5d соответствует длине заклепочной головки с прибавлением на усадку стержня при заполнении отверстия. Расстояние центра заклепочного отверстия от кромки склепываемого листа достаточно иметь 1,5 диаметра заклепки, но, учитывая требования прочности, принимают:

1,5d для листов толщиной менее 20 мм;

1,5d + 5 мм для листов толщиной 20—30 мм;

1,5d + 10 мм для листов толщиной свыше 30 мм.

Расстояние между центрами заклепок принимают до 6d, но не менее 2d (рис. 3).

Рис. 3. Расстояние между цент рами заклепок.

Рядовая и разрозненная клепка при монтажных работах является наиболее сложной, так как чаще всего она происходит сбоку и на большой высоте. Работы выполняются с лесов и подмостков, которые стесняют движения рабочего. Также при клепке некоторых узлов количество заклепок ограничено и расположены они на разной высоте и больших расстояниях друг от друга. Все эти условия усложняют работы по заклепке.

Статья оказалась Вам полезной?! Поделитесь с друзьями в социальных сетях.

Источник

Клёпка.

Клёпка — получение неразъемных соединений при помощи за­клепок. Применяется клепка при изготовлении металлических конструкций (фермы, балки, различного рода емкости и рамные конструкции). Заклепка представляет собой металлический стер­жень из пластичного металла, на одном конце которого выполнена головка, называемая закладной. В процессе выполнения операции на второй стороне стержня, устанавливаемого в отверстия соеди­няемых заготовок, образуется вторая головка заклепки, которую называют замыкающей. Необходимость применения пластичного металла для изготовления заклепок связана с тем, что головки за­клепок образуются в результате пластического деформирования стержня. При выполнении заклепочного соединения заклепки следует выбирать из того же материала, из которого выполнены детали, подлежащие соединению. Это предупреждает появление гальванических пар, приводящих к коррозии в месте соприкосно­вения заклепки и детали. Процесс клепки состоит из двух этапов: подготовительного и собственно клепки. Подготовительный этап включает в себя сверление или пробивку отверстия под заклепку и формирование углубления в отверстии при помощи зенкования под закладную и замыкающую головки, если это необходимо. Соб­ственно клепка включает в себя установку заклепки в подготов­ленное отверстие, натяжку склепываемых заготовок, формирова­ние замыкающей головки и зачистку после клепки. В зависимости от характера заклепочного соединения клепка выполняется холод­ным (без нагрева) и горячим (с предварительным нагревом заклеп­ки до температуры 1 000… 1 100°C) способами. На практике горя­чая клепка применяется в тех случаях, когда используются сталь­ные заклепки диаметром более 12 мм.

Типы заклепок и заклепочных швов.

Наиболее часто при мон­тажных работах применяют заклепки с полукруглой и потайной головкой. В связи с тем что заклепки с потайной головкой недо­статочно прочно соединяют детали в месте клепки, их применяют ограниченно. Такие заклепки используются только в тех случаях, когда головки заклепок по условиям эксплуатации конструкции не должны выступать над поверхностью соединяемых деталей. В зависимости от назначения и условий эксплуатации возможно использование заклепок с другими формами головок (рис. 1).

Выбор размеров заклепок зависит от толщины соединяемых клепкой деталей. Диаметр заклепки должен быть, как правило, равным суммарной толщине соединяемых деталей. Длина стерж­ня заклепки определяется с учетом образования замыкающей го­ловки, усадки стержня в процессе клепки и необходимости запол­нения зазора между стержнем заклепки и стенками отверстия под нее (рис. 2).

Для обеспечения свободной, но достаточно плотной установки заклепки диаметр отверстия должен быть несколько больше диа­метра заклепки:

Таблица диаметров сверла в зависимости от диаметра заклепки.

В случае, если невозможно сформировать в соединении замыкающую головку, применяют взрывные заклепки. Такая заклепка, заполняемая взрывчатым веществом, устанавливается в отверстия соединяемых деталей и осаждается легкими ударами молотка в хо­лодном состоянии. После этого заклепку нагревают со стороны за­кладной головки каким-либо нагревательным прибором (напри­мер, паяльником), в результате чего происходит взрыв вещества, помещенного в стержне заклепки, и его конец расширяется, об­разуя замыкающую головку.

Для соединения тонких металлических листов и деталей из не­металлических материалов используют трубчатые заклепки, за­мыкающая головка которых образуется развальцовкой.

Место соединения деталей при помощи заклепок называется заклепочным швом. В зависимости от характера соединения и его назначения заклепочные швы подразделяются на прочные, плот­ные и прочно плотные.

Прочный шов применяется в тех случаях, когда необходимо по­лучить соединение повышенной прочности. Как правило, это со­единения в различных несущих конструкциях: балки, колонны, подъемные сооружения и другие подобные конструкции.

Рис. 3. Типы заклепочных швов в зависимости от расположения соеди­няемых заготовок:
а — внахлестку; б — встык с одной накладкой; в — встык с двумя накладками;
t — шаг соединения; а — расстояние от края детали до центра отверстия под заклепку

Плотный шов используется при клепке резервуаров и сосудов для жидкостей, трубных соединений для транспортирования газов и жидкостей под небольшим давлением.

Прочноплотный шов служит для соединения деталей в устрой­ствах и конструкциях, работающих под большим давлением, на­пример в паровых котлах.

По взаимному расположению деталей соединения различают два типа швов: встык и внахлестку (рис. 3, а). Соединение дета­лей встык осуществляется с помощью накладок. В соединении ис­пользуются одна (рис. 3, б) или две (рис, 3, в) накладки. Заклеп­ки при любом виде соединения можно располагать в один, два, три и более рядов. В зависимости от числа рядов заклепок в соеди­нении различают одно-, дву- и многорядные заклепочные соеди­нения (рис. 4).

Рис. 4. Типы заклепочных швов в зависимости от расположения за­клепок:
а — однорядный; б, в — двурядный; г — многорядный;
t — шаг соединения; а — рас­стояние от края детали до центра отверстия под заклепку

Расстояние между заклепками в соединении выбирается в за­висимости от типа соединения (однорядное или двурядное). В од­норядных швах расстояние между осями заклепок (шаг) должно быть равно трем диаметрам заклепки, а расстояние от края соеди­няемых деталей до оси заклепок в соединении должно составлять не менее полутора диаметров. При выполнении двурядных швов эти расстояния соответственно должны быть равны четырем и по­лутора диаметрам заклепки. Расстояние между рядами заклепок в таких соединениях должно составлять два диаметра заклепки.

Инструменты и приспособления для ручной клепки.

Для руч­ной клепки применяют следующие инструменты: слесарный мо­лоток (как правило, используется молоток с квадратным бойком), поддержка под закладную головку и обжимка.

Молоток для выполнения клепки выбирается по массе в зависимости от диаметра заклепки:

Таблица массы молотка в зависимости от диаметра заклёпки.

Поддержка служит опорой при расклепывании стержня за­клепки; масса поддержки должна быть в 4—5 раз больше массы молотка. Поддержка, на которую опирается полукруглая заклад­ная головка заклепки, должна иметь лунку с формой, соответству­ющей форме замыкающей головки заклепки.

Натяжка служит для осаживания листов, подлежащих клепке, вдоль стержня заклепки. По оси натяжки выполняется глухое отверстие, в которое входит стержень заклепки при осаживании загото­вок, подлежащих соединению. Диаметр отверстия натяжки не дол­жен превышать диаметр стержня заклепки более чем на 1… 1,5 мм.

Обжимка представляет собой стержень, на конце которого вы­полнено отверстие для формирования после осаживания замыка­ющей полукруглой головки заклепочного соединения. Форма это­го отверстия должна соответствовать форме замыкающей голов­ки. Потайные замыкающие головки формируются бойком молотка без обжимки.

Чеканы представляют собой зубило с плоской и закругленной рабочей частью и применяются для создания герметичности за­клепочного шва, которая достигается за счет подчеканивания кра­ев заготовок в заклепочном шве.

Поддержки, натяжки и чеканы изготавливаются из инструмен­тальной углеродистой стали, а их рабочие части закаливаются.

С помощью этих инструментов ручная клепка осуществляется двумя методами: прямым и обратным.

Прямой метод характеризуется тем, что удары наносятся по стержню заклепки со стороны замыкающей головки.

При обратном методе удары наносят по закладной головке че­рез оправку, а формирование замыкающей головки осуществляет­ся за счет поддержки и обжимки. Качество клепки при этом не­сколько ниже, чем при прямом методе, поэтому метод обратной клепки применяется только в тех случаях, когда прямой метод при­менить невозможно,

Пистонница (рис. 5) представляет собой специальный ин­струмент для развальцовывания трубчатых заклепок. Заклепку 4 устанавливают в отверстие, под замыкающую головку подводят крючок 1, пистонницей 2 осаживают заклепку, подтягивая соеди­няемые детали друг к другу, и, вращая рукоятку пистонницы, раз­вальцовывают замыкающую головку.

Рис. 5. Пистонница: 1 — крючок; 2 — пистонница; 3 — обжимка; 4 — заклепка

При ручной клепке необходимо соблюдать следующие правила:

1. Перед началом работы следует проверить:

• совпадение отверстий в склепываемых деталях;
• соответствие диаметра стержня заклепки диаметру от­верстия;
• длину стержня заклепки для получения полноценной за­мыкающей головки.

2. Зенкование отверстия под потайную головку следует выпол­нять с контролем глубины и диаметра углубления под головку при помощи контрольной заклепки.

3. Склепывание деталей необходимо производить с упором потайной головки заклепки в плиту, полукруглой закладной го­ловки — в поддержку со сферическим отверстием соответствую­щего размера.

4. Следует обязательно осаживать склепываемые детали натяж­кой с отверстием, соответствующим диаметру стержня заклепки.

5. Запрещается забивать заклепку в отверстие, если заклепка не входит свободно в отверстие.

6. При расклепывании заклепок шарнирного соединения, на­пример плоскогубцев, необходимо прокладывать между соединяе­мыми деталями шарнира тонкую бумажную прокладку и по ходу расклепывания стержня заклепки периодически проверять под­вижность шарнирного соединения.

7. При клепке «на весу», т.е. когда склепываемые детали нахо­дятся в вертикальном положении, а также при клепке пневматиче­ским клепальным молотком работу следует выполнять вдвоем: один упирает в закладную головку поддержку, а второй расклепы­вает стержень заклепки для образования замыкающей головки.

Рис. 6. Приспособление для изготовления заклепок. Рис. 7. Ручной переносной пневматический пресс мод. ПРП5-2:
1 — цилиндр; 2 — скоба; 3,4 — обжимки

8. При кустарном изготовлении заклепок следует использовать пруток или проволоку из мягкой стали, меди или алюминия, при­меняя для этого специальное приспособление (рис. 6).

Рис. 8. Пневморычажный стационарный пресс мод. КП204-М:
1 — пневматический цилиндр; 2 — скоба; 3,4 — обжимки; 5 — упор; 6 — контргайка; 7 — винт; 8 — тумба; 9 — ограждение; 10 — педаль включения; 11 — автоматическая масленка; 12 — фильтр

Механизация клепки. При выполнении клепки крупногабарит­ных деталей широко применяют ручные механизированные ин­струменты и стационарное клепальное оборудование.

Наиболее распространенным механизированным инструмен­том для клепки является пневматический (реже электрический) клепальный молоток. Клепальные молотки отличаются разнообра­зием конструкций, но все молотки должны снабжаться гасителя­ми вибраций, которые предупреждают появление профессиональ­ных заболеваний, связанных с постоянным воздействием вибра­ций на организм.

Для соединения заготовок из листового материала толщиной 4…6 мм заклепками диаметром до 6 мм применяют пневматиче­ские прессы: ручной мод. ПРП5-2 (рис. 7) и стационарный мод. КП204-М (рис. 8).

Для соединения заготовок из листовой оцинкованной стали толщиной до 1 мм с использованием трубчатых алюминиевых за­клепок широко применяют клепальные клещи.

Источник