Как правильно рассчитать длину заклепки под молоток

Распечатать

Заклепка – один из самых удобных и быстрых в монтаже крепежных элементов, обеспечивающих надежное неразъемное соединение. Сегодня существует огромное многообразие форм и размеров клепального крепежа, но самыми первыми были изобретены заклепки под молоток. Они использовались при строительстве судов, мостов и других металлических инженерных сооружений, где с успехом заменяли сварные соединения. Сегодня этот старейший вид крепежа изготавливается из современных материалов, поэтому не утратил своей популярности и даже расширил сферу применения.

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.

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.

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.

Плюсы и минусы

Как и любое изделие, алюминиевые заклепки обладают рядом достоинств, но при этом и некоторыми недостатками. Рассмотрим все позиции более подробно. Для начала поговорим о достоинствах. Одним из основных преимуществ пользователи называют пластичность алюминия. Это очень удобно, так как провести крепеж получается довольно быстро.

Данная характеристика позволяет добавить сюда невысокую энергозатратность, а также экономичность. Кроме того, если провести монтаж грамотно, прочность соединений не будет вызывать сомнений, а работы можно проводить даже в домашних условиях, не используя при этом специальное оборудование.

Монтаж делается довольно легко и чаще всего не требует применения специальных инструментов. Алюминий считается достаточно стойким материалом, поэтому хорошо переносит воздействие агрессивных веществ и не поддается коррозии. Он является экологически безопасным, что также можно отнести к неоспоримым плюсам. При этом изделия из него очень легкие.

Что касается недостатков, нужно отметить следующие моменты. Бесспорно, в сравнении с медью или сталью алюминий является менее прочным материалом. Его не следует применять, если на конструкцию предполагается влияние сильных и продолжительных механических нагрузок. Также от его использования стоит отказаться, если планируется использование агрессивных материалов. При этом, к примеру, алюминиевую тяговую заклепку можно использовать в условиях негативного воздействия окружающей среды.

Если материалы скрепляются с помощью алюминиевых метизов, следует проконтролировать, чтобы изоляция поверхностей была сделана максимально тщательно. Это поможет металлам избежать контакта друг с другом. Использовать в таком случае лучше всего резину или медь.

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.

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.

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.

Как использовать?

Применять заклепки не слишком сложно — для изделий цилиндрической формы можно даже обойтись без специального инструмента, достаточно обычного молотка. Работать можно очень успешно даже в «полевых» условиях, не говоря уже о полноценной мастерской. Самые крупные стальные заклепки применяют в сборке мостов, путепроводов. Более мелкие изделия востребованы машиностроением, приборостроением

Важно: клепаные соединения по умолчанию недостаточно герметичны, и уплотнить их как следует можно только при использовании герметиков и специальных марок резины

Предварительно обычно сверлят отверстие. Если используется заклепка с потайной головкой, рекомендована раззенковка. Процесс в случае с вытяжной заклепкой примерно таков:

О том, как сделать стальную заклепку своими руками, смотрите в следующем видео.

Виды крепежа

В природе существует множество типов крепления и такое же разнообразие крепежных элементов.

Перечислим самые популярные из них:

• забивная,
• вытяжная резьбовая,
• вытяжная гладкая.

Классический и самый древний вид крепежа забивной вариант. Второе и не менее популярное название — «под молоток». Материал может быть самый различный: алюминий, медь, сталь. Состоят из цилиндрического стержня и головки (в большинстве своем по ГОСТ 10299-80 — это полусфера). Популярны также головки в полупотай, потай (ГОСТ 10300-80) и цилиндрические.

Важно! Диаметр заклепок не может быть безграничным. Экономическая и техническая целесообразность определяют их максимальную длину.

Они просты по форме, в качестве помощников при монтаже применяются несложные вспомогательные инструменты: осадочник, преднатяжитель и молоток. В массовом производстве стальные изделия монтируются электрическими ударниками или пистонными молотками.

При клепке на весу не обойтись без подкрепа (наковальни). При монтаже заклепка забивная требует соблюдения норм допуска на диаметр отверстий и длину заклепки. Недостаточная длина не позволит сформировать оптимальную головку, чрезмерная — нарушит плотность соединения.

Конструкция представляет собой две втулки, соединенные на ее головке. Внешняя втулка должна быть длиннее внутренней и выполнена из более мягкого металла. Разница по длине втулок должна составлять не менее половины диаметра отверстия в соединяемых деталях. На этом участке нарезается резьба, благодаря которой будет происходить смятие наружной втулки и образование второй головки.

Из всех видов заклепки резьбовые являются наиболее дорогостоящими. Однако эти недостатки резьбовая заклепка компенсирует качеством, скоростью установки и аккуратным внешним видом. Последний аргумент оправдывает их широкое применение в автомобильной промышленности и при изготовлении различных бытовых приборов. Самая большая заклепка вытяжная резьбовая имеет внутреннюю резьбу М16, самые маленькие — М2.

Вытяжная гладкая — самый популярный вид соединение деталей для малонагруженных конструкций. Широко применяются в быту, на частных подворьях и в мастерских. Достойная альтернатива сварке там, где есть проблема с электричеством. Популярность данного вида крепежа обязывает остановиться на них подробнее.

Описание

Данные метизы применяются для того, чтобы неразрывно соединить разные материалы. Перед тем как начать работу, необходимо удостовериться, что именно такой вид изделий подходит к конкретным деталям. В целом, заклепка – это гладкий стержень цилиндрической формы, который имеет на одном из концов заводскую головку. Она способна соединять 2 элемента и более. Для этого изделие устанавливается в специально подготовленное отверстие чуть большего, чем оно само, диаметра.

После того как метиз установлен, его задняя часть расплющивается специальным инструментом или обычным молотком. В результате этого стержень становится толще примерно в 1,5 раза, кроме того, появляется вторая головка. Алюминиевые заклепки преимущественно окрашиваются еще на стадии производства. Чаще всего они выпускаются в черном цвете.

Их охотно используют при строительстве кораблей и самолетов, в косметической и пищевой промышленности, а также с успехом применяют в химическом производстве. Это объясняется огромным количеством положительных свойств, которыми обладает материал изготовления.

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).

Как выбрать вытяжную заклепку?

Три фактора влияют на правильный выбор этих метизов.

1. Во-первых, это необходимая прочность соединения. Нужно понять, насколько долгий срок службы вам необходим, какие нагрузки будет испытывать конструкция и каким агрессивным воздействиям окружающей среды подвержена рабочая поверхность.
2. Во-вторых, изучите комплектующие и инструменты, которые есть в наличии. Некоторые заклепки можно использовать и без заклепочника, но, к сожалению, на вытяжные это не распространяется.
3. Третье — подбирать вытяжные заклепки нужно исходя из целесообразности планируемой закупки. Стоимость метизов разнится не только от бренда к бренду, но и в зависимости от материала, из которого произведен метиз. Необязательно покупать самые дорогие — все они производятся согласно ГОСТа и рассчитаны на большинство известных типов работ.

Преимущества и недостатки

Высокий потребительский спрос на вытяжные заклёпки обусловлен рядом неоспоримых достоинств этих метизов.

• Простота установки обусловлена необходимостью доступа к соединению только с лицевой стороны. Это выгодно отличает данные метизы от резьбовых гаек, для монтажа которых нужен доступ с обеих сторон. Кроме того, крепления с резьбой имеют свойство со временем откручиваться и ослаблять соединение.
• Низкая стоимость вытяжных заклёпок позволяет сформировать надёжное и долговечное крепление, не экономя при этом на материале.

• Широкий сортамент типоразмеров значительно облегчает выбор крепёжных элементов.
• Способность соединять разные по структуре и свойствам материалы значительно расширяет сферу применения метизов.
• Высокая прочность и долговечность соединения. При соблюдении правил установки и бережной эксплуатации срок службы заклёпок равен, а иногда и превышает срок службы скрепляемых деталей.

К недостаткам относят необходимость предварительного засверливания, неразборность соединения и приложение существенных усилий при клепании ручным способом. Кроме того, модели имеют одноразовое предназначение и не могут использоваться повторно.

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.

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.