Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Заклёпка — элемент неразъёмного крепёжного соединения, состоящий из стержня и головки. Метод клёпки применяется там, где сварка невозможна или нежелательна: в авиастроении, производстве листовых металлоконструкций и в узлах с динамическими нагрузками. Современные вытяжные и резьбовые заклёпки позволяют выполнять монтаж с односторонним доступом к соединению.
Заклёпка — это крепёжный элемент в виде цилиндрического стержня с заранее сформированной закладной головкой на одном конце. При установке противоположный конец стержня деформируется, образуя замыкающую головку, которая фиксирует соединяемые детали. Итоговое соединение является неразъёмным: разобрать его без разрушения заклёпки невозможно.
Заклёпочное соединение работает в основном на срез и на смятие — нагрузки воспринимаются стержнем заклёпки, а не резьбой, как у болтового соединения. Это делает клёпаные конструкции предпочтительными при вибрационных и циклических нагрузках.
Основные параметры заклёпки по ГОСТ 10299-80: диаметр стержня d = 1–36 мм, длина L = 2–180 мм. Рабочая длина, выступающая за пакет для формирования замыкающей головки, принимается равной 1,25–1,5 d.
Классические заклёпки устанавливаются с двусторонним доступом: с одной стороны подставляется поддержка, с другой формируется замыкающая головка ударом молотка или прессом. По форме закладной головки различают несколько исполнений.
Вытяжная заклёпка — двухкомпонентный крепёж: полый корпус и протягиваемый стержень-мандрель. Установка производится с одной стороны соединения, что принципиально отличает её от ударных типов. Монтажный инструмент — заклёпочник (ручной или пневматический) — захватывает мандрель и вытягивает его через корпус. Хвостовая часть корпуса деформируется, фиксируя листы, после чего мандрель обрывается по насечке. Производство и характеристики вытяжных заклёпок регламентированы стандартами DIN 7337 и группой ISO 15977–15984.
Диапазон толщины соединяемого пакета (grip range) для конкретного типоразмера 4,8 мм составляет обычно 2–4 мм; продуктовая линейка 4,8 мм по всем длинам перекрывает пакеты от 0,5 мм и выше. Несущая способность соединения на срез по данным производителей (DIN 7337): для алюминиевых Al/St диаметром 4,0 мм — около 0,9–1,4 кН, 4,8 мм — около 1,5–2,5 кН; для стальных St/St диаметром 4,8 мм — около 3,0–4,5 кН. Точные значения для конкретных артикулов — в каталоге выбранного производителя.
Резьбовая заклёпка, или клеп-гайка, — полая втулка с внутренней метрической резьбой. Устанавливается в сквозное отверстие с одной стороны листа и обжимается специальным инструментом. В результате образуется гайка, прочно закреплённая в тонком листе, в котором нарезать резьбу невозможно или нецелесообразно.
Резьбы клеп-гаек стандартизированы: M3, M4, M5, M6, M8, M10, M12. Минимальная толщина листа для установки — от 0,5 мм. Осевое усилие выдёргивания для клеп-гайки M6 из алюминия составляет порядка 6–8 кН, из стали — 10–14 кН.
Выбор материала определяется условиями эксплуатации, требованиями к коррозионной стойкости и типом соединяемых материалов. Контакт разнородных металлов создаёт гальваническую пару, что необходимо учитывать при проектировании.
Важно: при соединении алюминиевых деталей стальными заклёпками возникает электрохимическая коррозия. В таких случаях применяют заклёпки из алюминиевого сплава той же серии, нержавеющей стали A4 (AISI 316) или сплава Monel 400, который обладает высокой коррозионной стойкостью в морской среде и традиционно используется для клёпки алюминиевых конструкций на судах. При любом сочетании материалов контактные поверхности рекомендуется защищать герметиком или изолирующим покрытием.
Заклёпочные соединения рассчитывают по двум критериям: срез стержня заклёпки и смятие соединяемых листов в месте контакта со стержнем. Расчёт ведётся по методике, принятой в отечественном машиностроении и соответствующей подходам VDI 2230 для болтовых соединений.
Допускаемое усилие на одну заклёпку по срезу:
F = [τ] × π × d² / 4 × i
где [τ] — допускаемое касательное напряжение материала заклёпки (для стали 10кп при статической нагрузке: [τ] ≈ 80–120 МПа; при динамических и ударных нагрузках значение снижают на 25–40%), d — диаметр стержня заклёпки, i — число плоскостей среза (1 при однорядном, 2 при двухсрезном соединении). Конкретные значения [τ] принимать по Справочнику конструктора-машиностроителя (Анурьев В.И., т. 1).
Практическое правило: диаметр заклёпки принимают равным 1,5–2 толщинам наиболее толстого соединяемого листа, но не менее 3 мм. Расстояние от центра заклёпки до края листа — не менее 1,5 d, шаг между заклёпками в ряду — от 3 d до 8 d.
Клёпаные конструкции остаются основными в авиации: обшивка самолётов крепится потайными заклёпками из алюминиевых сплавов серии AlMg и AlCu. Высокая усталостная прочность и отсутствие термического воздействия (в отличие от сварки) — ключевые преимущества метода. В фюзеляже гражданского авиалайнера насчитывается от 1 до 3 миллионов заклёпок.
Вытяжные заклёпки незаменимы при монтаже воздуховодов, фасадных кассет, профилированного листа. Скорость установки — от 2 до 5 секунд на одну точку без доступа к обратной стороне. Диаметры 3,2 и 4,0 мм покрывают большинство задач в листовом металле толщиной 0,5–4 мм.
Клеп-гайки применяются для создания резьбовых точек в тонкостенных кузовных панелях, где сварная гайка невозможна. Стальные резьбовые заклёпки M6 допускают момент затяжки болта до 10 Н·м, M8 — до 20 Н·м; точные значения зависят от материала гайки-заклёпки и листа, указаны в технической документации производителя.
Ручная клёпка выполняется молотком и поддержкой. Промышленный метод — пневматические или гидравлические клепальные молотки с усилием от 1 до 30 кН. Для потайных заклёпок предварительно зенкуют отверстие под угол 90° или 120°.
Ручной заклёпочник рычажного типа развивает усилие до 15 кН, достаточное для заклёпок диаметром до 4,8 мм. Пневматический заклёпочник используется при диаметрах 5,0–6,4 мм и в поточном производстве. Аккумуляторные модели обеспечивают до 1500–2000 циклов за одну зарядку.
Клеп-гайки устанавливаются специальным резьбовым заклёпочником: инструмент навинчивается на мандрель, обжимает втулку и выкручивается обратно. Момент обжатия при установке зависит от резьбы и материала: для стальной M6 — около 10–15 Н·м. После установки нагрузка на разрыв для стальной клеп-гайки M6 достигает 15 кН, допустимый момент затяжки болта — до 10 Н·м для M6 и до 20 Н·м для M8.
Заклёпочное соединение остаётся надёжным и технологичным решением для неразъёмного крепления листовых конструкций. Выбор типа заклёпки — ударной, вытяжной или резьбовой — определяется доступностью монтажной зоны, толщиной пакета и требуемой нагрузочной способностью. Материал заклёпки подбирается с учётом совместимости с соединяемыми деталями и условий эксплуатации. Правильный расчёт диаметра, шага и числа заклёпок обеспечивает конструктивную прочность при срезе и смятии, что критически важно в динамически нагруженных узлах авиационной, автомобильной и строительной техники.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.