Клепаные соединения

Клепанымназывается соединение деталей с применением заклепок – крепежных деталей из высокопластичного материала, состоящих чаще всего из стержня 1 и закладной головки 2;конец стержня расклепывается для образования замыкающей головки 3 (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Формирование заклепки

Клепаное соединение является неразъемным и неподвижным, так как в нем отсутствует возможность относительного движения составных частей.

Клепаные соединения применяют для изделий из листового, полосового материала или профильного проката в конструкциях, работающих в условиях ударных или вибрационных нагрузок (авиация, водный транспорт, металлоконструкции мостов, подкрановых балок и т.д.) при небольших толщинах соединяемых деталей, для скрепления деталей из разных материалов, деталей из материалов, не допускающих нагрева или несвариваемых. В наше время клепаные соединения вытесняются более экономичными и технологичными сварными и клееными соединениями, так как отверстия под заклепки ослабляют сечения деталей на 10–20%, а трудоем­кость изготовления и масса клепаной конструкции обычно больше, чем сварной или клееной.

Образование замыкающей головки клепаного соединения производится либо вручную с помощью молотка и поддержки, либо клепальными пневматическими молотками ударного действия (малопроизводительные процессы, качество соединения зависит от квалификации рабочего), либо клепальными машинами (переносные или стационарные прессы, а также автоматы). На автоматах выполняется весь комплекс операций: выравнивание поверхностей и сжатие склепываемых деталей, сверление и зенкование отверстий, вставка заклепок, клепка и перемещение изделия на шаг клепки.

По функциональному назначению клепаные соединения подразделяют на прочныеи плотные,последние обеспечивают не только прочность, но и герметичность соединения.

По конструкции клепаные соединения бывают нахлесточныеи стыковыес одной или двумя накладками. Ряды поставленных заклепок образуют заклепочный шов,который может быть однорядным и многорядным, односрезным или двухсрезным. На рис. 1.3 показаны: двухрядный односрезный нахлесточный шов (а),однорядный односрезный стыковой шов с одной накладкой (б), однорядный двухсрезный стыковой шов с двумя накладками (в).

Рис. 1.3. Виды клепаных швов

Конструкция и размеры заклепок нормальной точности и повышенного качества стандартизованы. По форме головок заклепки бывают (рис.1.4)с полукруглой(а),потайной(б),полупотайной(в),плоской (г), полукруглой низкойи другими головками.

В тех случаях, когда нежелательно или недопустимо клепаное соединение подвергать ударам, применяют полупустотелыезаклепки (рис. 1.4, г), замыкающая головка которых образуется развальцовкой.

Для соединения тонких листов и неметаллических материалов, а также когда в конструкции нужны отверстия для электрических, крепежных или других деталей, применяют пустотелыезаклепки (рис.1.4, д).

Рис. 1.4. Типы заклепок по форме головки

В случае отсутствия доступа к месту образования замыкающей головки обычными способами (ударами или развальцовкой) применяют специальные, например, взрывные заклепки (типа полупустотелой), в стержень такой заклепки закладывается взрывчатое вещество, которое при нагревании закладной головки взрывается, образуя замыкающую головку.

Заклепки повышенного качества предназначены для соединений с повышенными требованиямик их надежности.

Заклепки изготовляют из низкоуглеродистых сталей, цветных металлов (например, медь) или их сплавов (латунь, алюминиевые сплавы). Клепка стальных заклепок диаметром до 10 мм, заклепок пустотелых и из цветных или легких металлов и сплавов выполняется в холодном состоянии. Стальные заклепки большего диаметра клепают в горячем состоянии, т.е. конец заклепки предварительно нагревают до 1000…1100°С. За счет тепловой деформации заклепок соединяемые элементы сжимаются с большей силой, чем при холодной клепке.

При выборе материалов желательно, чтобы коэффициенты линейного расширения заклепок и соединяемых деталей были примерно равными (во избежание температурных напряжений) Необходимо, чтобы в соединении не было сочетаний разнородных материалов, образующих гальванические пары (во избежание возникновения гальванических токов, быстро разрушающих соединения), поэтому для медных деталей применяют медные заклепки, для алюминиевых – алюминиевые и т.д.

Диаметр заклепок для стальных металлоконструкций d=(1,5…2)δ, а толщина накладок δн = 0,8δ (при одной накладке δн = 1,25δ), где δ – толщина соединяемых деталей.

Подбор заклепок по длине, размеры замыкающих головок и диаметры отверстий под заклепки регламентированы ГОСТ 14802 – 85.

Отверстия под заклепки продавливают или сверлят, второй способ менее производителен, но обеспечивает более высокую точность и прочность соединений.

В зависимости от диаметра dзаклепки и точности сборки диаметр d0 отверстия под заклепку принимают d0=d+(0,2…2)мм, а длину Lзаклепок нормальной точности ориентировочно берут равной толщине склепываемых деталей с прибавлением 1,5dна образование головки (см. рис.1.2) и округляют до ближайшей стандартной величины. Длину заклепок повышенной точности подбирают по номограмме, имеющейся в справочной литературе.