Заклепки: простое и надежное неразъемное соединение

Несмотря на распространение сварки, классическая технология соединения деталей с помощью заклепок все еще остается актуальной. О главном элементе этого соединения — заклепках, их типах, конструкции, характеристиках и способах установки, а также об их выборе и использовании — читайте в данной статье.

Что такое заклепка?

Заклепки — тип крепежного изделия; круглый стержень с отформированной с одной стороны головкой, предназначенный для выполнения неразъемного заклепочного соединения деталей путем их обжима формированием замыкающей головки.

Заклепка устанавливается в отверстие в деталях и с ее обратной стороны формируется вторая головка — обе головки обжимают соединяемые детали, обеспечивая их прочное соединение. Надежность и долговечность такого соединения зависит от правильного подбора заклепок, а, чтобы сделать верный выбор, необходимо разобраться в существующих типах и особенностях этих крепежных деталей.

Типы, конструкция и характеристики заклепок

Заклепки делятся на несколько групп по конструкции, способу монтажа, материалам изготовления и применяемости. По конструкции заклепки делятся на три группы:

Заклепочное соединение

• С закладной головкой (обычные);
• Вытяжные («слепые», закладные);
• Резьбовые (клепальные гайки).

По применимости заклепки бывают двух типов:

• Общемашиностроительного применения (универсальные);
• Специальные — несколько групп заклепок для выполнения специальных соединений.

Сегодня наибольшее часто используются заклепки общемашиностроительного применения, поэтому в дальнейшем речь пойдет о них.

Заклепки с замыкающей головкой

Заклепки данного типа устроены крайне просто: это стержень круглого сечения, с одного торца которого выполнена головка, а второй торец остается свободным. Отформированная головка называется закладной — с ее помощью заклепка удерживается в отверстии (закладывается в него). При монтаже заклепки на ее свободном торце формируется головка, называемая замыкающей.

Типы и конструкции заклепок с закладной головкой

Заклепки делятся на несколько типов по форме закладной головки, сечением стержня и материалом изготовления.

По форме головки заклепки бывают:

• С полукруглой головкой;
• С плоской головкой;
• С потайной головкой;
• С полупотайной головкой.

Полукруглая головка выполнена в форме полусферы, плоской частью обращенной к стержню заклепки. Это наиболее распространенный тип заклепок, полусферическая головка уверенно центрируется в рабочем инструменте, позволяя достичь наилучшего качества соединения.

Плоская головка выполнена в форме цилиндрической шляпки малой толщины, либо обращенного широкой частью к стержню усеченного конуса. Заклепки этого типа после монтажа имеют меньшую высоту, чем крепеж с полукруглой головкой.

Потайная головка выполнена в форме усеченного конуса, направленного узкой вершиной в сторону стержня заклепки. При установке заклепки головка остается полностью скрытой в раззенкованное отверстие, поэтому поверхность детали остается плоской.

Полупотайная головка объединяет в себе потайную и полукруглую части. Такая головка обладает повышенной прочностью, поэтому используется для выполнения ответственных соединений.

Стержень заклепок может иметь различное сечение:

• Полнотелые;
• Полупустотелые — с глухим отверстием в стержне;
• Пустотелые — со сквозным отверстием вдоль стержня.

Полнотелые заклепки устанавливаются обычным способом, при котором замыкающая головка образуется объемной деформацией стержня. Полупустотелые заклепки имеют обычную головку, а в торце стержня — глухое отверстие, замыкающая головка формируется развальцовкой. В пустотелых заклепках обе головки формируются развальцовкой.

Крепеж изготавливается из различных металлов и сплавов:

• Алюминиевые сплавы — алюминий АД1, дюралюминий Д18 и Д19П, В65, 20Г сплавы Амг5П, АМц;
• Медь — М3 и МТ;
• Латунь — Л63 и Л63 антимагнитная;
• Сталь — углеродисты стали Ст2, Ст3, 10, 10кп, 15 и 15кп, низколегированная сталь 09Г2 и нержавеющие стали 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т.

Заклепки общемашиностроительного назначения имеют диаметр стержня от 1 до 36 мм, диаметр головки превышает диаметр стержня в 1,8 и 2 раза. Крепеж диаметром до 8 мм может устанавливаться без применения специального инструмента и без нагрева, поэтому его называют заклепками под молоток.

Конструкция и характеристики заклепок регламентируются стандартами ГОСТ 10299-80, ГОСТ 10300-80, ГОСТ 10301-80, ГОСТ 10302-80, ГОСТ 10303-80, ГОСТ 10304-80, ГОСТ 12641-80 и другими.

Закладные (вытяжные, «слепые») заклепки

Вытяжные заклепки




Технология монтажа вытяжной заклепки




Конструкция вытяжной заклепки




Типы головок корпуса вытяжных заклепок

Заклепки этого типа имеют составную конструкцию, они содержат две детали:

• Корпус (тело) — пустотелая заклепка с головкой той или иной формы;
• Сердечник — металлический стержень, продетый в корпус заклепки.

Сердечник имеет сложную форму — на его задней части расположена расширенная головка, несколько выше может быть выполнена выточка (зона отрыва), а верхняя часть заточена. На стержень надевается головка, при этом зона разрыва оказывается внутри головки. В таком виде заклепка тыльной стороной устанавливается в отверстие в деталях, затем сердечник вытягивается, деформируя тыльную сторону корпуса и формируя замыкающую головку.

Закладные заклепки могут иметь корпусы с двумя типами головок (бортиков):

• Выступающая (полукруглая, плоская);
• Потайная.

Головки по размерам могут быть обычными — диаметром в 2 диаметра корпуса, и увеличенными — диаметром в 3 диаметра корпуса.

Корпусы могут иметь различную конструкцию:

• С открытым концом (сквозные);
• С удлиненным открытым концом;
• С закрытым концом (герметичные, водо- и газонепроницаемые);
• С разделяющимся концом (при установке разделяется на несколько сегментов);
• Разрезной корпус (в средней части выполнены разрезы, по которым при монтаже заклепки корпус разделяется на несколько сегментов и расширяется).

Сердечники могут иметь различную конструкцию:

• Протягиваемый насквозь (имеют коническую головку, которая при протяжке расширяет корпус);
• Вытяжной неразрывающийся (после вытяжки сердечник остается в корпусе, его необходимо отрезать);
• Вытяжные сердечники разрываемые и с отрывной головкой (при протяжке разрывается, его головка может выпадать или оставаться в корпусе), в таком сердечнике может выполняться заданная точка разрыва;
• Сердечники со ступенчатой формой для соединения деталей различной толщины.

Корпус вытяжных заклепок изготавливается из указанных выше материалов, сердечник — из стальных сплавов более высокой прочности, чем корпус.

Конструкция и особенности вытяжных заклепок регламентируется стандартом ГОСТ Р ИСО 14588-2005 и другими.

Резьбовые (гаечные) заклепки

Резьбовые заклепки

Данный тип крепежа представляет собой пустотелую заклепку увеличенного диаметра, внутри которой нарезана резьба. Заклепка монтируется по технологии, похожей на установку заклепок вытяжного типа — она помещается в отверстие и с помощью специального инструмента ее тыльная сторона расклепывается. Далее в заклепку можно вворачивать винт или болт соответствующего размера. Резьбовые заклепки используются для соединения деталей или монтажа в тонкостенные детали в тех случаях, когда возникает необходимость в точках резьбового крепления.

Резьбовые заклепки могут иметь головки двух типов — выступающие и потайные, сами детали могут быть сквозными или глухими, а их наружная поверхность — гладкой или рифленой, круглой или шестигранной. Диаметр заклепок — от 8 до 23 мм, в них нарезается резьба размером от М3 до М12. Длина деталей — от 8 до 27 мм.

Вопросы выбора и применения заклепок

Выбор заклепок осуществляется исходя из типа соединения, условий эксплуатации изделия, возможности применения той или иной технологии установки и требований к прочности соединения. Для верного выбора следует использовать специальные таблицы и рекомендации, в которых четко прописаны соотношение длин и диаметров заклепок в соответствии с толщиной соединяемых деталей. Здесь же приведем только основные рекомендации.

В первую очередь, решается вопрос о типе заклепок в соответствии с наличием или отсутствием доступа к тыльной стороне соединяемых деталей. Если доступ свободный, то можно использовать обычные заклепки — они просты, дешевы и надежны. При отсутствии доступа следует использовать вытяжные заклепки, однако для них нужен специальный установочный инструмент. А если в изделии нужно создать точку резьбового крепления, то необходимо использовать резьбовую заклепку.

Важное значение имеет тип материала заклепки. Соединения, требующие высокой прочности, следует выполнять стальными заклепками, а для защиты от коррозии рекомендуется применять заклепки из алюминиевых или медных сплавов. Однако следует помнить, что сочетание в месте контакта заклепок и деталей из разных сплавов (особенно между алюминием и сталью) могут протекать электрохимические реакции, приводящие к интенсивной коррозии и постепенному ослаблению соединения.

Наконец, выбор заклепок нужно делать, исходя из условий эксплуатации соединяемых деталей. Например, для монтажа фрикционных накладок на тормозные колодки используются заклепки из мягких сплавов; для изделий, контактирующих с агрессивными средами, лучше использовать заклепки из коррозионностойкой стали, и т.д.

При верном подборе заклепок и правильной их установке изделие будет долговечным и надежным в различных условиях эксплуатации.