Размеры вытяжных заклепок – над чем следует подумать при расчете

У этого крепежа есть несколько других названий – заклепки с протяжкой или отрывные. Ведь процесс крепления обычно выглядит, как вытягивание, а заканчивается отрывом стержня, на котором был насажен элемент. Сама заклепка пустотелая, именно поэтому внутреннее отверстие потом можно задействовать. Часто в нем удачно помещаются провода или какой-нибудь крепеж. Пропорции диаметров головки и корпуса заклепки обычно 1 к 2, но в некоторых типоразмерах 1 к 3. Изначально красивая головка есть только с одной стороны, вторая сторона упирается в утолщенный наконечник стержня. Этим узким концом она продевается в отверстие скрепляемых материалов, потом стержень начинают вытягивать.

Его утолщенный конец въезжает внутрь заклепки, расширяя ее тело и образуя удерживающую головку с другой стороны. Потом стержень отламывают и достают остатки изнутри образованного крепления, оставляя там отверстие. Хотя можно их и не доставать, если они не будут мешать дальнейшему использованию скрепленного объекта. В последнее время вытяжные заклепки можно увидеть все чаще, и на это есть много причин. Это очень удобно, когда мы имеем доступ к месту соединения только с одной стороны, да и поставить такой крепеж очень просто. Сам инструмент для склепывания стоит недорого, места много не занимает. Во время работы не придется каким-то образом фиксировать второй конец заклепки перед вытягиванием. Это в свою очередь ускоряет процесс и повышает производительность. Растущая популярность заставляет производителей работать над разнообразием продукции.

Наряду с обычными, существуют и специальные вытяжные заклепки. Например, водонепроницаемые или не пропускающие газ. Называются они глухими или герметичными. Независимо от вида устанавливаются эти соединительные элементы с помощью заклепочника, специального пистолета. Он может быть механическим и пневматическим, естественно, во втором случае производительность возрастает в разы. Можно найти и аккумуляторные электрические модели.

Классификация заклепок

Итак, виды заклепок бывают следующие:

  • Обычная заклепка (забивная). Она используется в большинстве строительных работ. Определить эту заклепку очень легко по форме в виде гриба, которая у специалистов называется системой с замыкающей головкой. Обладает достойной прочностью и длительным сроком службы практически при любых нагрузках.
  • Вытяжная заклепка. Если доступ к поверхности вашего рабочего материала только с одной стороны, то вытяжная заклепка — ваш спаситель. Какие бывают вытяжные заклепки, поговорим позже.
  • Резьбовая заклепка. Популярна, так как обеспечивает разборное резьбовое соединение.
  • Заклепки по хрупким, мягким и рыхлым материалам. Они бесконечно разнообразны, и в каждой сфере используются свои типы. Для определения нужного вам метиза лучше всего отталкиваться от конструкции. При изготовлении мебели, например, используют лепестковые заклепки из алюминия.

Положительные и отрицательные стороны применения

Плюсы заклёпок из алюминия:

  • устойчивость к коррозионным разрушениям;
  • надёжность соединения;
  • устойчивость к природным осадкам;
  • безопасность с точки зрения экологии;
  • малая масса;
  • финансовая доступность;
  • пластичность;
  • быстрота крепления.

Минусы:

  • более низкая прочность;
  • нельзя применять для соединения изделий из титана и стали.

Заклепка стальная с полукруглой головкой предназначена для неразъемного соединения различных деталей. Изготавливается по ГОСТ 1299-80 и внешне напоминает гвоздь.

Установка заклепок.

Заклепка стальная с полукруглой головкой является крепежным элементом. Способ крепления не сложен, подбирается нужной длины и диаметра заклепка, вставляется в отверстие скрепляемых деталей и с помощью молотка обстукивается (расклепывается) с одной стороны. Другую сторону заклепки необходимо зафиксировать, это нужно, во-первых, чтобы не выпала заклепка при расклепывании, а во-вторых, чтобы заклепка не болталась в отверстии и соединение было плотное. Итак, мы получаем достаточно прочное соединение со шляпками с двух сторон.

Применение заклепок.

Заклепки стальные с полукруглой головкой используют для неразъемных соединений в строительных работах (возведение металлоконструкций), судостроении, авиастроении и в быту.

Заграничным аналогом заклепки стальной с полукруглой головкой по ГОСТ 10299-80 является DIN 660.

Размеры стальных заклепок.

Рис.1. Основные размеры стальных заклепок с полукруглой головкой.

Таблица 1.

Размеры стальных заклепок по ГОСТ 10299.

d D h l
3 5,3 1,8 5-20
4 7,1 2,4 6-40
5 8,8 3 8-40
6 11 3,6 10-60
8 14 4,8 16-60
10 16 6 16-85
12 19 7,2 20-90
16 25 9,5 28-120

Вес стальной заклепки. Заклепки вес 1 шт.

Таблица 2.

Теоретический вес 1000 шт. заклепок по ГОСТ 10299.

Диаметр × длина, мм Вес, кг Диаметр × длина, мм Вес, кг Диаметр × длина, мм Вес, кг Диаметр × длина, мм Вес, кг
3×5 0,462 5×40 6,981 10×20 18,54 12×90 89,63
3×10 0,739 6×10 3,753 10×30 24,72 16×28 66,11
3×15 1,017 6×15 4,863 10×40 30,89 16×30 69,27
3×20 1,294 6×20 5,973 10×50 37,06 16×40 85,07
4×6 1,018 6×30 8,193 10×60 43,42 16×50 100,9
4×10 1,413 6×40 10,41 10×70 49,4 16×60 116,7
4×15 1,907 6×50 12,63 10×80 55,57 16×70 132,5
4×20 2 6×60 14,85 10×85 58,66 16×80 148,3
4×30 3,387 8×16 9,67 12×20 27,47 16×90 164,1
4×40 4,374 8×20 11,24 12×30 36,35 16×100 179,9
5×8 2,053 8×30 15,2 12×40 45,23 16×110 195,7
5×10 2,361 8×40 19,15 12×50 54,11 16×120 211,5
5×15 3,131 8×50 23,1 12×60 62,99
5×20 3,901 8×60 27,05 12×70 71,87
5×30 5,441 10×16 16,07 12×80 80,75

Статья оказалась полезной?! Поделись с друзьями.

Заклёпки. Как рассчитать требуемую длину заклёпки

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:

  • Заклёпки с полукруглой головкой
  • Заклёпки с потайной головкой
  • Заклёпки с полупотайной головкой
  • Заклёпки с плоской головкой (с бочкой)

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
Читайте также  Как проверить диод шоттки

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

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.

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.

Монтаж

Рассмотрим процесс установки тяговых крепежей. Есть две детали, которые необходимо соединить между собой. После несложных расчетов по размерам и необходимому количеству, подбора ближайшего типоразмера осуществляем процесс в определенной последовательности.

  • делаем разметку поверхности;
  • сверлим отверстия с учетом припуска;
  • убираем возможные заусеницы с обеих сторон отверстия;
  • устанавливаем вытяжные алюминиевые изделия в отверстие хвостовиком к себе;
  • заклепочником производим захват;
  • плотно прижимая суппорт заклепочника к головке, плавно, но с усилием сжимаем ручки инструмента;
  • оставшуюся свободную часть хвостовика аккуратно обрезаем или обламываем кусачками, вариант отпиливания ножовкой по металлу — здесь тоже имеет право на существование;
  • при необходимости напильником придаем головке аккуратный законченный вид.

Несмотря на свое архаическое происхождение, вытяжные алюминиевые крепления и в наше время продолжают быть весьма востребованными. Это в равной мере относится и к промышленности, и к строительству, и к применению в быту.

Размер заклепок

Вне зависимости от вида, практически все вытяжные заклёпки устроены одинаково.

Вытяжная заклёпка — это крепёжное изделие, состоящее из двух частей: полой трубки с буртиком с одной стороны и отрывного цельнометаллического стержня. Полая трубка называется телом или втулкой заклёпки, а часть с буртиком — головкой заклёпки. Обычно тело заклёпки круглое в сечении. Диаметр тела определяет размер заклёпки. Отверстие в теле заклёпки, как правило сквозное — оно проходит сквозь всё тело. Стержень (или сердечник), выступающий из тела заклёпки — это вторая, не менее важная часть вытяжной заклёпки. По виду он напоминает гвоздь, который при установке протягивается сквозь тело заклёпки.

Вообще согласно российскому стандарту ГОСТ Р ИСО 14588-2005 такой тип заклёпок принято называть “слепыми заклёпками”. Однако название “вытяжные заклёпки” или “тяговые заклёпки” как-то больше прижились и получили наибольшее распространение. Существует множество и других “народных” названий, вот некоторые из них:

  • Отрывные заклёпки
  • Комбинированные заклёпки
  • Слепые заклёпки
  • Односторонние заклёпки
  • Заклёпки с сердечником
  • Клёпки вытяжные

Все эти названия имеют отношение к вытяжной заклёпке.

Установка заклёпок

Установка вытяжной заклёпки происходит следующим образом: тело заклёпки вставляется в отверстие подготовленное в деталях, подлежащих соединению. Затем губки ручного заклёпочника или клепальная головка автоматического инструмента, упираясь в буртик заклёпки, захватывают стержень. По мере того, как инструмент протягивает стержень заклёпки сквозь тело, головка стержня расширяет тело заклёпки, формируя соединение. Стержень, вытягиваемый заклёпочным инструментом деформирует хвостовую часть заклёпки, формируя обратную головку на задней поверхности соединяемых материалов. В определённый момент, когда тяговое усилие инструмента достигает заданной величины стержень обламывается в зоне отрыва и отпадает. Заклёпка установлена и обратная головка (часть тела, сформированная в процессе установки с обратной стороны поверхности соединяемых материалов) надёжно держит всё соединение.

Элементы заклёпки

Рассмотрим основные элементы и термины имеющие отношение к установке вытяжных заклёпок:

Размер отверстия.
Размер отверстия под заклёпку играет важную роль в надёжности соединения. Важно, чтобы отверстие было не слишком большим, но и не слишком маленьким. Как правило, каждый поставщик вытяжных заклёпок указывает в своём каталоге рекомендуемый диаметр отверстия для установки определённой заклёпки. Также эту информацию можно найти на заводской упаковке. Старайтесь избегать заусениц внутри и вокруг отверстия.

Толщина пакета соединяемых материалов.
Диапазон толщины пакета соединяемых материалов — это минимальная и максимальная суммарная толщина соединяемых деталей, которые могут быть качественно соединены заклёпкой данной номинальной длины в отверстии определённого диаметра. Важно, чтобы толщина пакета соединяемых материалов находилась в пределах рекомендуемого производителем диапазона. Данные о диапазоне толщины соединяемых материалов конкретной заклёпки также можно уточнить в каталоге производителя.

Усилие на срез.
Усилие на срез — это предельная нагрузка, которую может выдержать заклёпочное соединение без разрушения, приложенная перпендикулярно оси заклёпки.

Усилие на разрыв.
Усилие на разрыв — это предельная нагрузка на растяжение, которую может выдержать заклёпочное соединение без разрушения, приложенная вдоль оси заклёпки.

Значения усилия на срез и на растяжение заклёпки являются ключевыми характеристиками. Именно от них следует отталкиваться при расчёте прочности всего заклёпочного соединения. Определив значения этих величин для одного отдельно взятого соединения, воспользуйтесь каталогом производителя для определения материала и диаметра заклёпки, которые будут соответствовать вашему заданию.

Выбор материала.

Материал используемых заклёпок, также оказывает не малое влияние на прочность всего заклёпочного соединения. Помимо прочностных характеристик самого материала заклёпок, здесь ещё играет большое значение сочетание материалов заклёпки и соединяемых деталей. Если подобрать сочетание материалов не правильно, соединение не будет прочным и может быстро разрушиться в следствии усталости материала или гальванической коррозии. Основное правило здесь — материал заклёпки по своим физическим и механическим свойствам должен быть максимально приближен к свойствам материалов соединяемых поверхностей. Больше информации о том, как выбрать материал заклёпки смотрите в статье: “Как правильно подобрать материал вытяжной заклёпки”.

Головка заклёпки.

По форме головки различают три основных вида заклёпок:

Вытяжная заклёпка со стандартным прямым буртиком. Это наиболее распространённый тип заклёпок, подходящий для большинства соединений.

Читайте также  Штангенциркуль как пользоваться

Вытяжная заклёпка с потайным буртиком. Этот тип заклёпок устанавливается в зенкованное отверстие и используется для получения плоской поверхности в месте заклёпочного соединения.

Вытяжная заклёпка с увеличенным буртиком. Эти заклёпки применяются в случае, когда деталь из более тонкого, мягкого или хрупкого материала соединяется с твёрдой поверхностью. Увеличенная площадь головки равномерно распределяет прижимное усилие по рабочей поверхности соединяемых материалов, не вызывая их деформации.

Инструмент для заклёпок

Для установки вытяжных заклёпок необходим специальный инструмент, который, фикисируя тело заклёпки, протягивает сквозь неё стержень, тем самым формируя обратную головку. В настоящее время существует несколько разновидностей заклёпочного инструмента для работы во всевозможных условиях:

Кроме того, для указанных типов инструмента существует большой выбор оснастки для работы в особых условиях, труднодоступных местах и создания самых разных заклёпочных соединений. Более подробно тему выбора инструмента для установки вытяжных заклёпок мы затронули в статье “Руководство по выбору инструмента для установки вытяжных заклёпок”.

При ремонте конструкционных элементов самолета или лодки прочность устанавливаемых заклепок имеет первоочередную важность. Если при ремонте применяются заклепки, которые имеют более низкую прочность, чем исходные, «родные», заклепки, то они должны большего диаметра, чтобы компенсировать эту «недостачу» прочности. Например, заклепки из сплава 2024-Т4 можно заменять на заклепки из сплавов 2117-Т4 или 2017-Т4 только, если при этом применяются заклепки на размер больше.

Заклепки из сплава 2117-Т4 применяют при общих ремонтных работах самолета, так как они не требуют предварительной термической обработки, являются весьма пластичными и в тоже время достаточно прочными. Кроме того, эти заклепки имеют высокую коррозионную стойкость при применении с большинством типов алюминиевых сплавов.

Совет как выбрать заклепки

Если необходимо соединить поликорбанат и фанеру, то с обеих сторон от просверленного отверстия следует подложить шайбы с большим наружным диаметром, таким образом, узкая заклепка не прорвет материал.

Чтобы вынуть неправильно установленную заклепку, используют пробойник, если она находится в труднодоступном месте, можно попробовать высверлить ее с помощью дрели и сверла меньшего диаметра, нежели сама заклепка.

В работе поможет специальный заклепочный инструмент. Он бывает ручной, механический, пневматический и электрический. Правильно подобранный инструмент обеспечит быструю работу. Останавливать выбор следует, опираясь от объемов и характеристик предстоящих работ. Рычажные заклепочники относятся к профессиональному классу, при этом они менее подвержены износу.