Заклёпки. Как рассчитать требуемую длину заклёпки

Автор статьи:

Если обратиться к истории развития технической стороны цивилизации, то нужно признать, что заклепка является одним из самых древних изобретений человечества. Первые заклепки, найденные археологами в составе бронзовых элементов доспехов, датируются пятисотым годом до нашей эры, а первому письменному упоминанию заклепки, обнаруженному в Египте, больше трех тысяч лет.

И это логично. Заклепка проста в использовании и имеет достаточно долгий срок службы, чтобы удовлетворить потребности любого мастера, универсальна и применима практически в любой сфере деятельности человека. Кроме того, алгоритм клепания предполагает деформацию мягкого металла — а именно с использования легкоплавких мягких металлов начался прогресс.

За долгое время заклепка претерпела массу изменений и получила множество новых вариаций, позволивших внедрить этот метиз в новые сферы и отрасли, начиная от строительства и машиностроения, и заканчивая неожиданными областями применения, например, в кондитерском деле или швейной промышленности. Один из самых распространенных типов заклепки — вытяжная. Это удобный метиз, подходящий для тех случаев, когда доступ к скрепляемым частям есть только с одной стороны.

Что такое клёпка

Механическое соединение деталей при помощи ряда заклепок называется клепкой, а само соединение — заклепочным швом. Используется там, где сваривать детали неудобно или соединяются несвариваемые материалы. Клепают не только металлы, таким образом соединяют детали в одежде, аксессуарах и т.д. Но там это больше отделка, нежели нагруженное соединение. Так что дальше пойдет речь о клепке в строительстве или обустройстве дома. В принципе, вместо клепки можно использовать винтовое соединение, но болты с гайками стоят дороже, да и их установка занимает больше времени.

Вот так выглядит заклепочное соединение

Если говорить об установке заборов из профлиста, заклепки более надежны, так как снять их можно только рассверлив крепеж. При установке винтов или саморезов, их можно выкрутить и унести и металл, и метизы. В некоторых случаях клепка более удобна при монтаже кровли из профнастила или металлочерепицы. На крыше установка винтовых соединений проблематична, требует много времени. А заклепками, да при хорошем инструменте, можно справиться за час или даже меньше.

Наиболее частое применение в личном хозяйстве

Как происходит соединение деталей при помощи заклепок? Заклепка устанавливается в подготовленное сквозное отверстие. Она имеет головку, которая упирается в материал и стержень. В процессе клепки конец стержня расплющивается, меняя форму под воздействием силы. Поэтому для этих метизов применяют пластичные металлы.

Виды вытяжных заклепок

Классификация вытяжных заклепок, как и в случае других метизов, определяется сферами их применения, а также составом рабочего материала, с которым предстоит иметь дело. Именно на этих двух факторах держится понимание того, как правильно сделать выбор заклепки вытяжной при покупке.

• Стандартные вытяжные заклепки. Принцип их работы был описан выше.
• Распорные вытяжные заклепки. Имеет удлиненную гильзу, которая сминается при клепании, образуя больше материала для фиксации. Это очень удобно, если необходимо скрепить разные по толщине и составу материалы.
• Усиленные вытяжные заклепки. Имеют нестандартную форму головки, напоминающую наконечник стрелы. Такая заклепка обеспечивает герметично закрытое соединение, имеющее повышенную устойчивость к растяжению и боковым нагрузкам.
• Лепестковые вытяжные заклепки. При клепании тело метиза раскрывается лепестками, которые втыкаются в рабочую поверхность, обеспечивая большую площадь фиксации.
• Рифленые вытяжные заклепки. Предназначены для глухих отверстий. Применимы не только для металла, но и для дерева.
• Закрытые вытяжные заклепки. Имеют глухую гильзу, которая обволакивает головку стержня в процессе работы, обеспечивая полностью герметичное соединение.
• Многозажимные вытяжные заклепки. Гильза таких заклепок производится из более мягкого металла, нежели обычно. Метиз регулируется в широком диапазоне, исходя из толщины рабочего материала. Вид соединения эстетичен и приятен для глаза.

Конструкция

Крепежное изделие состоит из двух частей:

• Стержень. На конце утолщение – фиксатор для расширения втулки.
• Тело. Состоит из головки – буртика и прямой втулки.

В зависимости от назначения, головка бывает потайной. Идеальный вариант, когда метиз должен быть невидим на поверхности материала. Широкий и высокий буртики усиливают надёжность соединения, но хорошо видны невооружённым глазом. Не очень эстетично, зато прочно.

Заклёпки. Как рассчитать требуемую длину заклёпки

Автор статьи:
Если обратиться к истории развития технической стороны цивилизации, то нужно признать, что заклепка является одним из самых древних изобретений человечества. Первые заклепки, найденные археологами в составе бронзовых элементов доспехов, датируются пятисотым годом до нашей эры, а первому письменному упоминанию заклепки, обнаруженному в Египте, больше трех тысяч лет.

И это логично. Заклепка проста в использовании и имеет достаточно долгий срок службы, чтобы удовлетворить потребности любого мастера, универсальна и применима практически в любой сфере деятельности человека. Кроме того, алгоритм клепания предполагает деформацию мягкого металла — а именно с использования легкоплавких мягких металлов начался прогресс.

За долгое время заклепка претерпела массу изменений и получила множество новых вариаций, позволивших внедрить этот метиз в новые сферы и отрасли, начиная от строительства и машиностроения, и заканчивая неожиданными областями применения, например, в кондитерском деле или швейной промышленности. Один из самых распространенных типов заклепки — вытяжная. Это удобный метиз, подходящий для тех случаев, когда доступ к скрепляемым частям есть только с одной стороны.

Как выбрать материал заклепки?

Один из главных критериев выбора — это материал, из которого будет изготовлен крепежный элемент.

Заклепки могут быть:

1. Алюминиевые, устойчивы к образованию коррозии, хорошо переносят химические агрессивные среды, могут использоваться как декоративные элементы (лакированный алюминий), используются для крепления материалов внешних конструкций или в узлах, подверженных агрессивной среде;
2. Нержавеющие, не подвержены коррозии и агрессивным средам, используются для пищевой промышленности, внешних конструкций и на химических предприятиях;
3. Оцинкованные, не подвержены коррозии, могут использоваться для многих вариантов конструкций на улицах, а также для узлов в трудных условиях эксплуатации;
4. Из полиамида, пластика, такое вариант креплений подойдет для гнущегося листового материала;
5. Медные, идеальны для монтажа кровли из меди, а также элементов фасадных конструкций, устойчив к образованию коррозии, при этом они не токсичны, и очень долговечны;
6. Цветные, под покраску, тут все просто, изделия идеально подойдут для окрашивания, а краска не облезет долгое время.

Преимущества и недостатки разных заклепочников

Тот факт, что заклепочники на рынке представлены несколькими видами, обусловлен наличием как плюсов, так и минусов их использования.

Исходя из них инструмент выбирается под работы в конкретных условиях:

• • Одноручные модели развивают небольшое рабочее усилие, поэтому их используют для монтажа заклепок из мягкого материала, например, алюминия. Вместе с тем они компактны, а для работы требуется всего одна рука.
• • Двуручные модели за счет наличия двух усиленных рычагов с легкостью справляются с заклепками, изготовленными из твердого материала, например, стали. Вместе с тем работа выполняется двумя руками, что несколько не удобно.
• • Кулисные модели поддерживают работу одной рукой. Усилие можно повысить, наваливаясь на механизм всем телом, что обеспечивает также поддержку стальных заклепок.

Одновременно с этим гармошка не подходит для монтажа легких конструкций, не способных выдержать оказываемое на них высокое давление, требуемое для затягивания крепежа.

Принцип действия

Вытяжные заклепки состоят из гильзы, внутри которой находится стержень с уплотнением на конце. На техническом языке это уплотнение называется пуансон. В процессе клепания на стержень оказывается давление, заставляющее пуансон деформировать конец стержня в подобие шляпки. При этом также расширяется и сама гильза, фиксируя место крепления.

Работа с заклепками характеризуется относительно высокой скоростью, что можно записать в преимущества этого метиза. Заклепки всегда обрабатываются различными составами, стойкими к агрессивной среде, высокой влажности и перепадам температуры, что позволяет увеличить срок их службы.

Процесс монтажа

Алгоритм монтажа элемента с резьбой сложно назвать неподъемным, но важно знать определенные нюансы. Если есть возможность, то лучше использовать заводской заклепочник

При желании его можно собрать самостоятельно, один вариант будет рассмотрен ниже. Первым делом определяется тип металла, на который будет осуществляться монтаж заклепки. Далее необходимо знать, какой диаметр у болта или у модуля, который будет фиксироваться благодаря этой заклепке. Согласно указанному диаметру подбирается соответствующая заклепка. Измеряется ее внешний диаметр и подбирается сверло, которое будет на одну десятую долю по диаметру превышать заклепку. Это необходимо для того, чтобы последняя без особых усилий и препятствий поместилась на своем месте.

Электрической или аккумуляторной дрелью. Осуществляется сверление металла в требуемом месте. После этого вставляется крепежный элемента на посадочное место. Если его необходимо разместить в определенном положении, тогда его лучше придерживать руками. Для шестигранных отверстий можно использовать специальные пробойники, если речь идет о тонком металле. Если толщина металла больше длины крепежного элемента, тогда отверстие необходимо сверлить немного больше в глубину, чем крепежный элемент, но делать сквозную проходку нет необходимости. После этого подбирается сердечник заклепочника, который по резьбе подходит к устанавливаемому элементу. Производится сведение рукояток или вращение болта, чтобы часть заклепки деформировалась и зафиксировалась в отверстии.

Слишком больших усилий прикладывать не стоит, т. к. можно сорвать резьбу, которая впоследствии будет использована для фиксации требуемой детали. Необходимо убедиться, что заклепка установлена в требуемом положении. После этого можно осуществить фиксацию требуемого изделия посредством винта или болта.

Принцип действия молотковой заклепки

Классическая заклепка под молоток представляют собой стержень, имеющий закладную головку определенной формы (полукруглую, потайную, полупотайную, плоскую). Замыкающая головка формируется из противоположного конца стержня путем его пластической деформации при помощи клепального молотка и специальной ударной оправки, которая придает головке аккуратную полукруглую форму. При этом со стороны закладной головки нужно обеспечить массивную поддержку. Очевидно, что для установки такой заклепки необходимо иметь доступ с двух сторон скрепляемых поверхностей.

Определение длины заклепки с замыкающей головкой

Для правильной установки заклепочного крепежа важно точно подобрать его длину, чтобы была возможность создать из выступающей части стержня замыкающую головку необходимой формы и получить соединение без зазоров. Длина выпускаемых заклепок под молоток варьируется в пределах от 2 — 180 мм и подбирается исходя из толщины пакета скрепляемых материалов. Сначала необходимо определить длину выступающей части стержня (припуска). Для варианта с полукруглой головкой величина припуска равняется 1.2…1.5d, а для варианта с головкой потаем — 0.8…1.2d, где d — диаметр стержня. Исходя из полученного значения припуска, несложно рассчитать полную длину стержня, прибавив к нему толщину склепываемых материалов — S.

Виды заклепочных швов

Если говорить о способе соединения листов, то заклепочные швы бывают внахлест (один лист накладывается на другой) и встык. Стыковочные швы могут быть с одной или двумя накладками. С накладками более надежные, применяются в ответственных и нагруженных местах.

Виды заклепочных швов: внахлестку и в стык с накладками

По расположению заклепок:

• однорядные;
• двухрядные;
• многорядные.

Располагаться они могут друг напротив друга или в шахматном порядке. Швы могут быть прочными, плотными (герметичными) или прочно-плотными. Плотные выполняют с помощью эластичных прокладок, закладываемых между соединяемыми деталями. Прочно-плотные применяются, в основном, в котлах. Сейчас их чаще заменят сваркой.

Резьбовые заклепки и их виды

Резьбовые заклепки часто их называют гаечные заклепки, заклепки с внутренней резьбой, заклепки гайки или бонки. Заклепки такого типа представляют из себя втулку с внутренней резьбой выполненной примерно на половину длины и не большим фланцем (бортиком) необходимым для надежного крепления заклепки в металле. Изготавливают такие заклепки из различных материалов таких как оцинкованная сталь, нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы и EPDM резина. Помимо материала резьбовые заклепки отличаются диаметром резьбы а так же формой корпуса и видом бортика.

Назначение

Предназначение гаечных заклепок это создание резьбы в металле толщина которого может быть от 0,3 мм до 6,0 мм, для последующего соединения деталей при помощи винтов или болтов.

Установка резьбовых (гаечных) заклепок

Для правильной установки резьбовых заклепок используют специальный инструмент так называемые резьбовые заклепочники. Резьбовой шток заклепочника ввинчивается в гаечную заклепку и заклепка помещается в заранее подготовленное отверстие в базовом материале. (Диаметр отверстия зависит от размера заклепки и определяется по каталогу src=»https://krepmix.ru/upload/library/554/55455cc59e562b1862996d9fc4d5b627.png» class=»aligncenter» width=»672″ height=»457″[/img]

Далее резьбовой стержень втягивается в корпус заклепочника и часть заклепки не имеющая внутренней резьбы деформируется надежно фиксируя заклепку в отверстии. (Длина заклепки подбирается по каталогу производителя в зависимости от толщины материала в который ее нужно установить)

После установки резьбовой стержень заклепочника выкручивается из заклепки, на этом процесс установки завершен.

Основные преимущества резьбовых заклепок

• При помощи гаечных заклепок можно создать резьбу в тонких листах металла толщиной от 0,3 мм, при этом доступ к месту установки заклепки нужен только с одной стороны что позволяет их применять для создания резьбы в различных полых профилях и трубах.
• Установка таких заклепок происходит полностью механическим способом без применения сварки.
• При необходимости покраски деталей в которых нужно создать резьбу гаечные заклепки могут быть установлены после окраски, что избавляет от лишних операций на производстве по очистки резьбы или ее защиты перед покраской.
• Ремонтопригодность, если резьба в заклепке повреждена, то такую заклепку можно заменить путем высверливания сверлом того же диаметра что и отверстие под эту заклепку.

Диаметры резьбы заклепок

Гаечные заклепки изготавливаются с метрической резьбой М3, М4, М5, М6, М8, М10 и М12 со стандартным шагом.

Формы корпуса резьбовых заклепок

Цилиндрические

Самый распространенный вид резьбовых заклепок бывают без насечки гладкие и с насечками, специальным рифлением расположенным вдоль корпуса заклепки и препятствующим её проворачиванию. Устанавливаются в круглое отверстие определенного диаметра.

Шестигранные и полушестигранные

Заклепки с такой формой корпуса применяются в местах где необходимо исключить возможность проворачивания заклепки в процессе эксплуатации. Для правильной установки заклепки отверстие в металле должно иметь шестигранную форму.

Глухие (закрытые)

Закрытые резьбовые заклепки защищают резьбу и внутреннюю часть изделия от попадания жидкостей и грязи, глухими бывают цилиндрические, шестигранные и полушестигранные заклепки.

Лепестковые

Применяются для установки в мягких или хрупких материалах таких как пластик. За счет своей формы образуют гораздо большую площадь соприкосновение с основанием чем стандартные резьбовые заклепки.

Заклепки алюминиевые с полукруглой головкой ГОСТ 10299-80 вес 1 шт в гр. таб. 2

На какие еще моменты требуется обратить внимание

Чтобы правильно выбрать заклепку, потребуется учесть и такие моменты, как:

• Прочность заклепки на разрыв и срезание;
• Взаимовлияние скрепляемых материалов и материала, из которого заклепку изготовили. Оптимальным вариантом всегда считается взять те же самые материалы. Например, во избежание образования гальванопары;
• Геометрические параметры заклепки, а также некоторые другие моменты, которые относятся к особо специализированным случаям.

Каждый из этих пунктов заслуживает отдельного подробного рассмотрения, однако в рамках данной статьи всему уделить внимание просто невозможно.

Итак, следуя вышеприведенным рекомендациям, можно будет обеспечить качественное и долговечное соединение при помощи правильно подобранных вытяжных заклепок.

Перед покупкой

Применение заклепок всегда обусловлено тремя важными нюансами. Во-первых, первостепенную роль играет прочность соединения. Во-вторых, проверьте, какое у вас оборудование и какие комплектующие к нему подойдут. И в-третьих, разберитесь с экономической целесообразностью работы и планируемых покупок

При любой деятельности, какие бы материалы вы не крепили и какими бы соединителями не пользовались, всегда важно помнить, что любой заклепочный материал обладает своей вязкостью и пластичностью, на основе которых и строится сам алгоритм действия такого соединения. Заклепки ВСЕГДА изготавливают из меди, малоуглеродистой стали или алюминиевых легкодеформируемых сплавов

Внимательно изучайте типы заклепок при планировании работ.

Резьбовые заклепки

Перейдем к резьбовым заклепкам. Работа с ними – самый универсальный способ соединения составляющих элементов конструкции. Виды резьбовых заклепок разнообразны, но суть едина. Алгоритм прост и гениален: заклепка накручивается на «дорн» заклёпочника вставляется в отверстие, фиксирует соединяемые материалы. При этом заклепка деформируется, образуя надежное соединение, прочно удерживающее отдельные части при вибрации и движении. Самый главный плюс — это низкая вероятность повредить при клепании соединяемые части, которые практически не испытывает нагрузки, не царапается и не сминается. Потому резьбовые заклепки применяют в бытовой технике, облицовке автомобилей и отделке помещений. Такие комплектующие изготавливают из алюминия, стали, нержавеющей стали. Типы резьбовых заклепок, их особенности и состав всегда указаны на упаковке.

Вытяжные заклепки

Другой известный вид заклепок — вытяжные. Они дешевле резьбовых, справиться с ними проще и быстрее, потому они при деле там, где необходимо закрепить лист металла сотнями или даже тысячами заклепок. Виды вытяжных заклепок различаются, в основном, моделью буртика. Так называют края «шляпки», расположенной на теле заклепки. Разные типы вытяжных заклепок изготавливаются обычно из стали, нержавеющей стали, алюминия, меди. В отличие от предыдущего типа гильза деформируется, благодаря стержню, который запрессовывается в гильзу, образуя жесткое соединение. Основной плюс этих комплектующих – высокая скорость и простота работы с ними.

Обычные заклепки

Классическая заклепка — это самый распространенный метиз для клепки листов металла, известный с самых древних времен. В нашей стране забивные заклепки зафиксированы требованиями ГОСТа еще в советские годы. Имеют широкое распространение в строительстве и вообще во всех сферах, связанных с наличием высоких нагрузок на металлические конструкции, так как такими заклепками можно соединять листы толще 30 мм. Однако установка этих метизов возможна только с учетом наличия опоры со стороны, обратной плоскости соединения, так как это компенсирует ударную нагрузку во время закрепления заклепки.

Алгоритм действий выглядит следующим образом:

• Происходит наметка будущих соединений.
• Листовой материал фиксируется струбцинами или иными способами. Иногда имеет место сварка. Высверливаются сначала крайние точки. Заклепки вставляются так, чтобы головка находилась с обратной стороны поверхности, которую соединяют.
• Собственно, сам процесс расклепывания с помощью молотка или специального ударника, при котором хвостовик расплющивается во вторую головку.

В процессе обязательно сверяйтесь с ГОСТом, так как слишком тонкое тело заклепки может не полностью заполнить отверстие, что может привести к обрыву соединений при перерезывающей боковой нагрузке. Слишком длинный хвостовик также может навредить конструкции, так как металл будет подвергаться неправильной деформации. Существуют марки заклепок, которых обязательно надо прогреть до высокой температуры для увеличения пластичности. Также многие заклепки обрабатываются специальными составами, предотвращающими электромеханическую коррозию. Внимательно изучите упаковку перед приобретением.

Подбор размеров заклепок

Заклепки подбирается исходя из толщины соединяемых металлов. Важны при этом: параметры закладной головки, диаметр стержня. По диаметру стержня определяется диаметр сверла, которое используется для подготовки отверстия в соединяемых деталях. Примерно определить диаметр заклепки можно удвоив толщину соединяемых деталей. Длина стержня — не менее 2 диаметров заклепки, причем выступающая часть должна быть не менее 1,25-1,5 от диаметра.

Вообще, диаметр стержня заклепки может быть от 1 мм до 36 мм, длинна его может быть от 2 мм до 180 мм. Причем больший диаметр не равнозначен большей прочности соединения. Тут играет роль как материал, из которого он изготовлен, так и его тип (полый или цельный). Как же выбрать? По характеристикам заклепок. Вы ведь выбираете их под соединение определенных материалов определенной толщины. Примерно знаете и нагрузку, которая будет прилагаться на соединение. Поэтому при подборе обращайте внимание на то, что рекомендует производитель.

Как подобрать заклепку по толщине скрепляемого материала? По указаниям производителя, но в общем, диаметр стержня должен быть не менее двойной толщины материалов

Обязательно указывается:

• Рекомендуемый диаметр под соединение. Вам остается только подобрать сверло и сделать ровное отверстие без заусенцев.
• Минимальная и максимальная толщина соединяемого пакета. Важно чтобы ваше соединение находилось в указанном диапазоне.
• Усилие на срез. Это та нагрузка, приложенная к соединению перпендикулярно, которую заклепка выдерживает без разрушения.
• Усилие на разрыв. При какой нагрузке вдоль заклепки она разрушится.

Именно усилие на разрыв и срез определяют прочность будущего шва. Чем больше эти значения, тем большие нагрузки выдержит.

Когда длина имеет значение

Повторимся, указав на важность такого параметра, как длина. Именно от нее зависит правильное формирование замыкающей головки и плотность соединения. Излишняя длина здесь будет так же вредна, как и ее недостаток. На этом фоне задача рассчитать оптимальную длину соединяющих элементов имеет важное значение.

Как рассчитать длину. Формула проста и потому перед началом работы рекомендуем произвести эти не сложные вычисления, приняв во внимание следующие сокращения:

S — суммарная толщина соединяемых деталей;

d — диаметр;

L — искомая длина.

Пример: имеем две детали толщиной 10 и 15 мм. Рассчитанный диаметр заклепок — 4 мм. По формуле: L = S+1,2d имеем — 10+15+1,2*4 = 26,8 мм.

В данной формуле «1,2» — поправочный коэффициент.

Его значение зависит от:

• формы головки;
• материала;
• термообработки.

Для бытового применения длину заклепок вычисляем при коэффициенте 1,2. Его в данном случае можно принять, как усредненный и оптимальный.

Таблица 1 поможет подобрать ближайший типоразмер для диаметра 4. Получаем 30 мм.

Наука «Сопротивление материалов» рекомендует располагать заклепки вытяжные (и не только) на расстоянии не ближе пяти диаметров друг от друга. Добавим, что существуют специальные формулы расчета крепежных изделий на срез и смятие головок. Подобные расчеты производятся при проектировании довольно ответственных сооружений, и в быту к ним практически не прибегают.

Применение

Разнообразие сфер использования вытяжных заклепок, как уже упоминалось, стремится в бесконечность. Но все же можно выделить основные отрасли, в которых этот метиз стал традиционным.

• Электроника и энергетика.
• Товары народного потребления самого широкого профиля. От сложной механики и до простых предметов, имеющих композитную конструкцию.
• Машиностроение.
• Строительство, в самом широком смысле, начиная от узлов соединения опорных конструкций и заканчивая внутренней отделкой (в том числе и декорирование интерьера).

Заклепка тяговая и вытяжная

Иногда в описании заклепки можно встретить наименование «тяговая». Это все та же вытяжная заклепка без каких-либо изменений. По-видимому, старое название сохранилось с тех времен, когда для вытяжных заклепок не существовало унифицированного инструмента. Стержень вытягивали подручными средствами, например, плоскогубцами. Такое соединение иногда используется и в наши дни, но хорошей фиксацией оно не отличается. Рекомендуется использовать заклепочники, которые стоят недорого и есть в каждом строительном магазине.