Області застосування, конструкції, технологія виготов­лення заклеп­кових з'єднань

Донедавна заклепкове з'єднання було основним видом нероз‘ємних з'єднань. Останнім часом у зв'язку з великими успіхами в розвитку зварювання область застосування заклепкових з'єднань різко скоротилася. Заклепкові з'єд­нання застосовуються:

1) в особливо відповідальних конструкціях, що зазнають дії різко вира­женого вібраційного навантаження; надійність зварних з'єднань при такому навантаженні ще недостатньо вивчена (при будівництві мостів, у літакобудуванні);

2) у з'єднаннях, нагрів яких при зварюванні неприпустимий через небез­пеку відпуску термооброблених деталей або короблення остаточно оброблених точних деталей;

3) для з'єднання незварюваних деталей (наприклад, кріплення обкладок із фрикційного матеріалу в гальмах і фрикційних муфтах різних машин, кріплення деталей взуття, одягу).

Рис. 1.1. Типи заклепок

У заклепкових з'єднаннях з‘єднувальними елементами служать заклепки, що представляють собою стержень круглого поперечного перерізу з головками по кінцях. Непоставлена заклепка має одну головку, яка називається за­ставною. Друга головка, утворена в процесі клеп­ки, називається замикаю­чою.

Стандартами перед­бачені наступні типи заклепок загального при­зна­чення (рис. 1.1): а) із напівкруг­лою головкою; б) із потай­ною головкою; в) із напів­потайною головкою; г) із напівкруглою низькою го­ловкою; д) із плоскою го­ловкою. Найчастіше засто­совуються заклепки з на­півкруглою головкою як найбільш технологічні з діаметром стержня від 1 до 36 мм.

Рис. 1.2. Види трубчастих заклепок

Крім зазначених стан­дартних заклепок із су­цільним стержнем, у маши­нобудуванні, приладобуду­ванні, машинах і виробах легкої промисловості засто­совують трубчасті заклепки або пістони, виготовлені зі сталевих, мідних, латун­них та інших металевих тонко­стінних трубок. Їх застосо­вують для слабконаван­тажених або нещільних з'єднань. Для з'єднання ме­талевих деталей засто­совують пістони з фланцями (рис. 1.2, а), а для з'єд­нання деталей із еластичних мате­ріалів (шкіри, тканин, деяких пласт­мас та ін.) – пістони з загнутими бортами (рис. 1.2, б).

Заклепки виготовляють із сталі, алюмінію, латуні, міді та інших мате­ріалів. Матеріал закле­пок повинен бути досить пласти­чним для забезпечення формування головок. Сталеві заклепки виготов­ляють з вуглецевих сталей (Ст 2, Ст 3, Сталь 10 кп, Сталь 20 кп), а в спеціальних випадках – із легованої сталі (09Г2, Х18Н9Т). Щоб уникнути хімічної корозії в з'єднаннях застосо­вують заклепки з того ж матеріалу, що і з'єднувані деталі.

Рис. 1.3. Технологія виготовлення заклепкового з‘єднання

Стержень заклепки вставля­ється в заздалегідь підготовлений (сверд­луванням або продавлюван­ням) отвір у з'єднуваних деталях (рис. 1.3, а), після чого з виступаю­чого кінця заклепки утворюється дру­га головка – замикаюча (рис. 1.3, б). Процес утворення замикаючої голов­ки називається клепкою. З‘єднання деталей ма­шини чи споруди, здій­снене гру­пою заклепок, називається заклепковим швом.

Довжина непоставленої заклеп­ки l визначається з умови:

,
де – сумарна товщина з‘єднуваних деталей; d – діаметр стержня заклепки.

Для полегшення постановки заклепки діаметр отвору d₀ з'єднуваних деталей виконують трохи більшим (на 0,5… 1 мм) стержня непоставленої заклепки (рис. 1.3, а). У результаті клепки стержень заклепки осідає і щільно заповнює отвір (рис. 1.3, б). Таким чином, діаметр стержня поставленої заклеп­ки дорівнює діаметру отвору під заклепку.

Клепка виконується вручну із застосуванням пневматичних клепальних молотків, або на спеціальних клепальних машинах. Машинна клепка дає з'єднання підвищеної якості, тому що вона забезпечує однорідність посадки заклепок і збільшує силу стиску деталей.

При застосуванні сталевих заклепок діаметром до 10 мм і заклепок із кольорових металів клепку роблять холодним способом, а при застосуванні заклепок більшого діаметра – гарячим (кінець заклепки підігрівають до 1000 … 1100°С).

Недоліки заклепкових з'єднань наступні: досить велика вага, ослаблення деталей отворами, необхідність виконання трудомістких робіт із клепки, супроводжуваних шумом і вібрацією.