§ 82. виды заклепок и заклепочных соединений. виды заклепочных швов

Назначение, преимущества и недостатки


Комбинированные вытяжные заклепки предназначены для одностороннего соединения листовых металлических материалов. Производятся в соответствии со стандартами DIN 7337, ГОСТ Р ИСО 15973. В отличии от “заклепок под молоток”, при скреплении вытяжными доступ нужен только с одной, лицевой стороны. Установка заклепок выполняется в предварительно просверленное отверстие с помощью специального инструмента — заклепочника. Для небольших объемов работ, бытового применения достаточно ручного инструмента. Для профессионального использования выпускаются заклепочники, работающие от сжатого воздуха или электричества.

Преимущества такого крепежа:

  • высокая скорость установки;
  • доступ к скрепляемым листам требуется только с одной стороны;
  • простой монтаж;
  • невысокая цена крепежных изделий;
  • возможность сделать соединение герметичным или с отверстием внутри;
  • большой ассортимент по длинам, материалам, покрытиям.

Как недостатки можно отметить:

  • необходимость в предварительном сверлении отверстий;
  • при использовании ручного заклепочника нужно прилагать существенное усилие;
  • соединение неразборное.

Виды клёпальников

  Выбрать подходящую модель такого инструмента бывает непросто, ведь в продаже представлено несколько разновидностей. Все они отличаются своими техническими характеристиками и стоимостью.

  Самый дешёвый и распространённый вид заклёпочников. Широко применяется в строительных и бытовых работах.

  Применим для производственных работ и не популярен для строительства.

  Считается силовым клёпочником. Редко применяется в строительстве.

Заклёпочник с поворотной головкой

  Данный вид самый удобный для проведения строительных работ. Вращающаяся головка способствует доступности для клепания в разных, труднодоступных для других видов заклёпочников, местах.

Виды заклёпочных соединений

Заклёпочные соединения делятся на:

  • прочные (рассчитанные только на восприятие и передачу силовых нагрузок),
  • плотные (герметичные) (обеспечивают герметичность конструкций в резервуарах с невысоким давлением),
  • прочноплотные (восприятие силовых нагрузок и герметичность соединения).

По конструкции заклёпочные соединения делятся на однорядные и многорядные с цепным или шахматным расположением заклёпок, а в зависимости от количества плоскостей среза — одно- и многосрезные.

По характеру воздействия нагрузки на заклёпочное соединение — швы с поперечной нагрузкой, перпендикулярной оси заклёпок, и продольной, параллельной оси заклёпок.

Заклёпочные соединения по конструкции близки к паяным, сварным и клеевым соединениям. Наиболее распространены соединения внахлёстку (внакрой) и встык со стыковыми планками.

Герметичность соединения обеспечивается нанесением различных герметиков на поверхность стыка или подкладыванием под стык различных пластичных материалов. Заклёпки герметичных соединений имеют усиленные головки.

В зависимости от требований к поверхности, заклёпки могут иметь полукруглую головку, потайную, полупотайную или плоскую (в процессе клёпки для создания внутренних усилий сжатия, которые снижают возможность усталости материала).

Заклёпки изготовляют для разных способов установки. Для односторонней клепки существует множество видов заклёпок, в том числе отрывные и взрывные.
Обычная клёпка может выполняться, когда наковаленка-поддержка находится с лицевой стороны и когда наковаленка находится с тыльной стороны. Последний способ стал наиболее распространенным, поскольку требует меньшей массы наковаленки-поддержки.

Описание инструмента и его виды

Заклепочник представляет собой тип инструмента, в основу работы которого положен тот же принцип, что и пистолета. Он используется для соединения элементов конструкций и их деталей толщиной не более 1 см.

При использовании такого механического пистолета соединения деталей чаще всего создают с внутренней стороны. Ручной заклепочник является рычажным вариантом пистолета, в конструкции которого можно выделить два основных элемента:

  • Рычажная система, обеспечивающая необходимое усилие при соединении элементов изделий.
  • Пружинный механизм, необходимый для втягивания заклепки внутрь.

Производители выпускают два вида ручных заклепочников — вытяжные и резьбовые.

Вытяжного типа

Этот тип инструмента обеспечивает соединение деталей за счет тягового усилия, посредством которого происходит фиксация заклепки. Когда рычаг пистолета оказывает силовое воздействие, стержень заклепки начинает втягиваться в ее трубчатую часть, распирая ее головку стержня. Снаружи шляпка заклепки тоже расплющивается, и в результате получается довольно прочное соединение деталей.

Резьбовые заклепочники

Заклепочники этого типа работают по схожему принципу за некоторым исключением. Здесь шарик втягивается в рабочую часть благодаря вращению резьбы в трубчатой части заклепки. Иными словами, соединение элементов осуществляется за счет фиксации головки посредством закручивания рукоятки. Этот способ фиксации элементов деталей менее распространен, преимущественно его используют для соединения деталей незначительной толщины.

Как правило, заклёпочный инструмент продается вместе с набором насадок различного диаметра.

В зависимости от типа используемого привода, заклепочники можно классифицировать на несколько основных групп:

  • пневмогидравлические;
  • аккумуляторные;
  • электрические;
  • механические (ручные);
  • пневматические.

Чаще остальных в бытовой сфере используются устройства с механическим приводом. Производители выпускают их в двух вариантах: первый предполагает выполнение соединения деталей при помощи одной руки, а второй — за счёт силового воздействия, оказываемого двумя руками.

Принцип соединения деталей с помощью одной руки положен в основу работы и ручного заклепочника, известного под названием «гармошка».

Ручные заклепочники можно купить по различным ценам, которые зависят от нескольких факторов — типа привода, модели, способа соединения и производителя. Устройства от именитых брендов являются более дорогими в отличие от изделий неизвестных производителей.

Дорогостоящими могут считаться также аккумуляторные, пневмогидравлические и электрические модификации инструмента, если их сравнивать с ручными клепальниками. Объяснить это можно использованием в них более сложной конструкции. Чаще всего такие устройства применяются на промышленных производствах.

Слесарное дело

§ 1. Общие сведения о клепке

Клепкой называется процесс соединения двух или нескольких деталей при помощи заклепок. Этим способом получают неразъемные соединения, которые разъединяют путем разрушения заклепок.

Заклепочные соединения широко применяют при изготовлении металлических конструкций мостов, ферм, рам, балок, а также в котлостроении, самолетостроении.

Процесс клепки состоит из следующих основных операций:

  • образование отверстия в соединяемых деталях сверлением или пробивкой;
  • вставка в отверстия заклепок, состоящих из стержня с закладной головкой;
  • образование замыкающей головки заклепки, т. е. собственно клепка, которая бывает холодная и горячая.

Холодная клепка осуществляется заклепками со стержнем диаметром до 10 мм. При клепке в холодном состоянии отверстие под заклепку сверлят (пробивают) на 0,1—0,2 мм больше диаметра стержня заклепки. Холодная клепка широко применяется в самолетостроении.

Горячая клепка применяется при использовании заклепок диаметром свыше 10 мм. При горячей клепке стержень заклепки нагревается до определенной температуры и расклепывается в горячем состоянии. При этом диаметр стержня должен быть на 0,5—1 мм меньше диаметра отверстия.

Преимущество горячей клепки заключается в том, что стержень лучше заполняет отверстие в склепываемых деталях, а при охлаждении заклепка лучше стягивает их. Образование замыкающей головки может происходить при быстром (ударная клепка) и при медленном (прессовая клепка) действии сил.

Клепка может быть ручная, при которой используется слесарный молоток, механизированная, когда применяются пневматические клепальные молотки, и машинная с использованием стационарных клепальных машин (прессов).

Однако клепаные соединения имеют ряд существенных недостатков, основными из которых являются увеличение веса клепаных конструкций; ослабление склепываемого материала в местах образования отверстий под заклепки; значительное число технологических операций, необходимых для выполнения заклепочного соединения (сверление или пробивка отверстий, зенкование или штамповка гнезд под потайную головку, вставка заклепок и собственно клепка); значительный шум и вибрации (колебания) при работе ручными пневматическими молотками, вредно влияющие на организм человека, и др.

Поэтому, кроме совершенствования самого процесса клепки, применяют и другие способы получения неразъемных соединений, например электрической и газовой сваркой, соединением металлов термостойкими клеями марок ВК-32-200; ВК-32-250; ИП-9 и др. Так, например, детали мостов через реку Москву в районе Фили-Шелепиха и через реку Дон в Ростове-на-Дону соединены эпоксидным клеем.

Однако в ряде отраслей машиностроения, например в авиастроении, в производстве слесарно-монтажного инструмента клепку еще широко применяют, особенно для соединения конструкций, работающих при высоких температурах и давлениях.

Соединение методом принудительной деформации

Соединение методом принудительной дефор­мации (клинчинг) включает механические процессы соединения, в том числе продавливание, холодное осаживание и иногда также резка в ходе одной соединительной операции. Исходя из данного принципа, этот метод мо­жет быть отнесен к процессам соединения по­средством формовки (см. DIN 8593-5).

Можно провести различие между про­цессами с резкой и без резки и процессами с формированием точки соединения круглой или прямоугольной формы.

«Токс-клинчинг»

Некоторые варианты процесса в технической практике упоминаются в соответствии с ори­гинальными названиями производителей. Например, «токс-клинчинг» означает соеди­нение принудительной деформацией при помощи круглого пуансона без резки (см. рис. Ь, «Соединение методом принудительной деформации» ). Оборудование, используемое для токс-клинчинга, относительно небольшое. Диаметр соединения может изменяться в за­висимости от потребности. График зависимо­сти хода пуансона от прилагаемого усилия, ти­пичный для «токс-клинчинга», можно разбить на пять характерных фаз (А-Е) (см. рис. ниже).

Соединение методом принудительной деформации

В настоящее время соединение методом при­нудительной деформации (рис. а, «Соединение методом принудительной деформации» ) может быть использовано для соединения панелей толщиной до 3 мм, при этом общая толщина двух соединенных вместе панелей не должна превышать 5 мм. Материалы соединяемых панелей могут быть одинаковыми (например, сталь со сталью) или различными (например, сталь с цветным металлом). Кроме того, сое­динение принудительной деформацией можно применять для обработки окрашенных деталей и панелей с защитными покрытиями, а также клееных. Возможно получение большого числа соединенных этим способом деталей (до 50) в одном процессе (один ход пресса).

Достоинства и недостатки способа соедине­ния принудительной деформацией:

  • Отсутствует необходимость в шумоизоли­рующем кожухе;
  • Метод токс-клинчинга не требует антикор­розионной защиты соединения;
  • При выполнении совместно с резкой на­блюдается частичное ухудшение антикор­розионных свойств;
  • Отсутствие деформаций, вызываемых те­пловыми напряжениями;
  • Возможна обработка окрашенных деталей, панелей с нанесенными на них защитными покрытиями (смазки, пасты и т.п.), а также клееных деталей;
  • Возможно соединение панелей, изготов­ленных из разных материалов, например, стали с пластмассой;
  • Экономится энергия, т.к. нет таких затрат электроэнергии, как при сварке, и отсут­ствует потребность в охлаждении;
  • На одной стороне соединения образуется утолщение, подобное головке заклепки, в то время как на противоположной стороне образуется соответствующее углубление.

Применение в автомобильной промышлен­ности:

  • Стальные и алюминиевые кузова;
  • Кронштейны стеклоочистителей;
  • Крепеж внутренних панелей двери кузова;
  • Петли, замки;
  • Сидения.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Топ-5 лучших заклепочников для вытяжных заклепок

В строительстве часто применяют не только резьбовые, но и вытяжные крепления. Они обладают высокой прочностью и при этом довольно легки в установке. Быстро провести монтаж заклепок позволяют ручные инструменты из разных ценовых категорий с силовым или автоматическим принципом действия.

Metabo NP 18 LTX BL 5.0

Компактный, но мощный заклепочник работает с вытяжными крепежами до 5 мм в диаметре и подходит для использования в труднодоступных местах. Оснащен подсветкой и креплением для ремня, очень удобен в применении, не вызывает быстрого утомления за счет небольшой массы. Инструмент поставляется в комплекте с ключом для быстрой замены насадок.

Важно! Аккумуляторный заклепочник совместим со всеми батареями для Metabo 18 B, есть индикация заряда, сообщающая о низком запасе энергии.
Средняя цена Metabo NP 18 составляет 47000 рублей

Gross 40409

Двуручный усиленный клепальник для вытяжных крепежей до 64 мм предназначен для прочного соединения листового металла и стальных профилей. Оснащен цанговым механизмом захвата штифтов, рабочая часть выполнена из устойчивой к деформациям и коррозии хром-молибденовой стали. Заклепочник обеспечивает особенно плотный захват крепежа, дает невысокую нагрузку на руки даже при долгом использовании.

Купить инструмент можно в комплекте с насадками для стальных и алюминиевых штифтов разных размеров. Также в наборе предусмотрен ключ для их быстрой смены.

Приобрести заклепочник Gross можно от 4000 рублей

Milwaukee M12 BPRT-0

Аккумуляторный ручной заклепочник взаимодействует с крепежами диаметром до 4,8 мм, предназначен для стальных, медных и алюминиевых стержней. Поставляется в комплекте с несколькими наконечниками, оснащен LED-подсветкой, облегчающей работу в ограниченном и плохо освещенном пространстве. В модели предусмотрен индикатор заряда аккумулятора.

Купить ручной заклепочник Milwaukee M12 можно от 21000 рублей

Kraftool 31180

Ручной заклепочник для вытяжных штифтов обладает компактными размерами и удобным рычажным механизмом. Среди достоинств можно отметить высокую прочность инструмента, эргономичный корпус и прорезиненные рукоятки, предотвращающие проскальзывание пальцев при использовании. Модель подходит для любых фасадных и ремонтных работ небольшого объема в доме или на даче, где не требуется высокая производительность. Взаимодействует с заклепками из алюминия и стали, гарантирует прочное, надежное и аккуратное скрепление листовых материалов и профилей.

Цена ручного вытяжного заклепочника Kraftool 31180 составляет около 3500 рублей

Kraftool 31170-H6

Очень бюджетный силовой заклепочник подходит для ремонтных работ и надежного соединения листовых материалов. Отличается надежностью и простотой, выполнен из литой стали. Ручки у девайса прорезинены и оборудованы ограничителями для пальцев, поэтому не скользят в ладонях и не оставляют мозолей у оператора. В комплект входят сменные наконечники, запасные соединители и контейнер для транспортировки.

Купить ручной заклепочник Kraftool 31170-H6 можно всего от 800 рублей

Какие виды заклепок выпускаются

Метод клепки не теряет популярности, даже несмотря на наличие разного сварочного оборудования. Варить сваркой можно далеко не все материалы, поэтому использование заклепок было и будет всегда актуальным. В зависимости от используемого инструмента, заклепки или их еще называют бобышками, классифицируются на такие виды:

  • Обычные или классические — это самый простой вид клепок, которые имеют форму грибка. Предназначены для склепывания двух и более листов стали без использования специализированного инструмента. Принцип работы таких заклепок заключается в том, что соединение осуществляется путем сминания шляпки бобышки молотком
  • Полутрубчатые — они имеют вид наполовину полого стержня. Достоинство такой оснастки в том, что они не требуют много усилий для соединения, но зато имеют невысокую прочность, что является их минусом. Обычно используются они там, где есть небольшие механические нагрузки
  • Вытяжные — их еще также называют закладными, отрывными и тяговыми. Используются совместно с вытяжными заклепочниками, и зачастую применяются не только для соединения листов оцинковки, но еще и при монтаже заборов из профнастила
  • Пистонные — используются для обеспечения соединения двух деталей, где имеется малая или вовсе отсутствует нагрузка. Обычно используются на одежде в качестве декоративного материала
  • Резьбовые — их еще называют гаечными. Они также предназначены для применения совместно со специализированным инструментом — резьбовым заклепочником. Это самый надежный вид клепочного соединителя

Все виды заклепок используются в разных сферах — машиностроение, ремонт авто, строительство, изготовление сооружений из листовой стали, жестянщики и т.п. В зависимости от типа заклепочника, необходимо выбирать соответствующие бобышки. Если необходимо выполнить разовое соединение методом клепки, то при этом не понадобится покупать специальный инструмент. Для этого применяются классические клепки.

При выборе надо учитывать, что заклепки бывают разных диаметров, что влияет на качество соединения. Стяжные клепки выпускаются следующих типоразмеров:

  • 2,4 мм
  • 3 мм
  • 3,2 мм
  • 4 мм
  • 4,8 мм
  • 5 мм
  • 6 мм
  • 6,4 мм

Резьбовые заклепки также выпускают разных размеров:

  1. М3
  2. М4
  3. М6
  4. М8
  5. М10
  6. М12
  7. М14

Чем больше размер заклепки, тем выше ее стоимость, и соответственно крепче соединение.

Это интересно! Для изготовления заклепок используются такие материалы, как алюминий, нержавейка, латунь, медь и даже сталь.

Сфера применения где используется инструмент

Своим внешним видом заклепочник больше всего напоминает обычные кусачки или плоскогубцы. Визуальное сходство возникает по большой части из-за наличия нескольких рычагов. Сведение указанных рычагов способствует движению всей конструкции, что в конечном итоге приводит к попаданию заклепки в отверстие. Перед заклепыванием необходимо получить представление о заклепке. Она представляет собой алюминиевую трубку, оснащенную шляпкой с одной стороны. Второй конец клепки несколько расширен, внутри же конструкции располагается прочный стальной стержень.

При нажатии на рычаги происходит расширение алюминиевой трубки за счет того, что заклепочник тянет ее с огромным усилием. По достижению максимального уровня давления стержень откусывается. Во время выполнения даже самых простых ремонтных работ ручной клепальник будет незаменим. Домашние умельцы зачастую приобретают это устройство, чтобы закрепить крепежные элементы на внутренней стороне той или иной детали. По-другому добраться до необходимого места бывает невозможно, так что заклепочник спасает в очень сложных ситуациях.

Стандартная модель представляет собой пистолет, состоящий из двух основных элементов. Первый элемент – это пружина, которая требуется для втягивания заклепки внутрь. Далее происходит ее расплющивание при помощи рычажной конструкции. Эксплуатация ручного клепальника дает возможность скреплять между собой металлические элементы, общая толщина которых составляет 10 мм. При работе с инструментом вам потребуется дополнительная экипировка в виде защитных перчаток и очков.

Производители стараются максимально упростить работу мастерам, выпуская усовершенствованные модели с различными насадками и приспособлениями. Это позволяет работать с металлическими изделиями, отличающимися по длине, диаметру и толщине всего лишь одним инструментом, в нужный момент меняя насадку на приборе. Радует тот факт, что всегда можно отправиться в строительный магазин и приобрести необходимые для работы насадки, которые продаются отдельно и по достаточно демократичным ценам.

Заклепки в качестве крепежных элементов имеют такие преимущества:

  • Надежность. Результатом клепания является крепкое и надежное соединение, которое разобрать уже не представляется возможным.
  • Виброустойчивость.
  • Подготовка к работе выполняется в самые сжатые сроки. Сам же процесс клепания производится за несколько секунд.
  • Заклепки не подвержены внезапному лопанию. Растягивание осуществляется относительно медленно, вы всегда успеете заметить дефекты и не допустить полной деформации металлического элемента.
  • Стоимость заклепок очень мала по сравнению с такими соединительными приспособлениями, как винты. Связано это с тем, что для производства клепок используется совсем небольшое количество металла на конвейерных линиях при потоковом производстве

Принцип работы резьбовых заклепок, применение и виды

Скрепление металлических (и не только) деталей производится по разнообразным методикам. Сварочный аппарат использовать не всегда возможно (например, в ситуации с пластиками) или нецелесообразно, равно как и нарезание резьбы под винты или болты с предварительным сверлением материала. Специальные резьбовые заклепки практически не имеют ограничений в применении и обеспечивают надежную фиксацию в месте соединения. Что это за изделия и в чем их особенность – тема данной статьи.

По сути, это гибрид традиционной заклепки («под молоток») и резьбовой крепежной детали. Не путать такие изделия с вытяжными!

Преимущества резьбовых заклепок

  • Несложная технология установки.
  • Возможность надежного скрепления деталей из материалов повышенной хрупкости или малой толщины (например, листового металлопроката). Резьбовая заклепка практически не вызывает их деформации.
  • Если совокупная толщина соединяемых образцов превышает длину крепежного элемента, то производится так называемая односторонняя фиксация, без сквозного прохода. При этом качество скрепления не ухудшается.

Принцип действия

Надежное соединение в месте установки обеспечивает резьба, которая в гаечных образцах расположена на внутренней, в болтовых – на внешней поверхности сминаемой части.

Разновидности резьбовых заклепок


Сортамент настолько большой, что перечислить его в полном объеме и невозможно, и не имеет смысла. Зная, какими бывают заклепки резьбовые, несложно определить, что именно понадобится для конкретных целей.

По материалу изготовления

  • Медные.
  • Алюминиевые.

Изделия из цветных металлов используются в тех случаях, когда на первый план выходит эстетическая составляющая. Поэтому такие заклепки применяются в основном для декорирования.

  • Стальные.
  • Из «нержавейки».

Данные образцы обеспечивают большую прочность соединений и повышенную устойчивость к коррозии.

По виду резьбы

  • Гаечная (М4 – – неразборное соединение. Целесообразно использовать при невозможности доступа к обратной стороне детали или в условиях ограниченности движений.
  • Винтовая (М3 – 16) – разборного типа.
  • Круглый.
  • Шестигранный (для исключения проворачивания в посадочном гнезде).

По назначению

  • Электропроводящие.
  • С повышенным усилием (или вдавливания, или растяжения).
  • Для высокогерметичного соединения.
  • С увеличенной головкой.
  • С резьбой дюймовой.
  • С метками (позволяют производить визуальную идентификацию).
  • С виброизоляцией.

Данный перечень разновидностей по специфике применения можно продолжить, но уже понятно, что промышленность выпускает резьбовые заклепки буквально на все случаи жизни.

Специфика работы с крепежом

В принципе, она мало чем отличается от установки обычных заклепок, «под молоток».

Алгоритм действий для гаечной заклепки:

  • Высверливание отверстия в материале.
  • Установка резьбовой заклепки в спец/инструмент.
  • Помещение по месту (в отверстие).
  • Сдавливание (сжатие) крепежной детали.

Для болтовой:

Применение

В принципе, где угодно. Как уже указано, ограничений нет. Главное – выбрать правильный тип и размер. Особенно удобно резьбовыми заклепками соединять изделия, после установки которых по месту доступ к обратной стороне будет осложнен или невозможен.

Пример – кто занимался эл/монтажными работами в силовых (сигнальных) шкафах, знает, как порой трудно демонтировать панель, если гайка, накрученная на болт (винт) с «той стороны», проворачивается.

Стоимость

Цена на подобную продукцию, как правило, указывается за 1 000 штук. Минимальная – примерно 1 446 рублей (М4; 10 мм; для соединения деталей на толщину от 0,5 до 3 мм; сталь).

Стоимость заклепочников для резьбового крепежа начинается от 3 050 рублей (ручная модель).

Расчет на прочность заклепочных соединений

Основным критерием работоспособности клепаных соединений – прочность, причем при расчетах предполагается, что напряжения в сечениях распределены равномерно.

Обычно клепаные соединения нагружены силами, действующими параллельно плоскости контакта соединяемых деталей, поэтому разрушение соединения может произойти в результате следующих причин:

  • срез заклепок по сечению 1–1 под действием касательных напряжений (рис. 4, а);
  • смятие отверстий соединяемых деталей и заклепок под действием сил, вызывающих напряжения смятия (рис. 4, а), в результате чего оси заклепок перекашиваются, возникает внецентровое растяжение, и может произойти отрыв головок от стержня;
  • разрыв соединяемой детали по сечению, ослабленному отверстиями под заклепки (рис. 4, б);
  • срез соединяемых деталей по двум сечениям 2–2 (рис. 4, б). В результате процесса клепки стержень заклепки осаживается (укорачивается и увеличивается в диаметре), в результате материал заклепки заполняет отверстие.

Рис. 4. Схема действия сил в заклепочном соединении

Поэтому расчет соединения ведут по диаметру d 0 отверстия под заклепку. При этом предполагается, что нагрузка F распределяется между заклепками шва равномерно. Сила трения, возникающая между склепанными деталями, в расчете на прочность не учитывается.

В соединении внахлестку (рис. 4) внешняя сила F образует пару сил, моментом которой, из-за малой толщины δ склепываемых листов, пренебрегаем.

Тогда расчет на прочность клепаного соединения будет состоять:

1. Из расчета прочности заклепок на срез по сечению 1–1 (рис. 4, а)

где Аср = 0,25iπd ; i – число плоскостей среза; А – площадь среза заклепки; m – число заклепок шва при симметрично действующей нагрузке m ≥ F/(Aсрср]).

2. Из расчета прочности соединения на смятие боковой поверхности заклепок и стенок отверстий соединяемых деталей (рис. 4, а)

где Aсм = dδmin; δmin – меньшая толщина из соединяемых деталей (высота проекции стержня заклепки), число отверстий в опасном сечении листа.

3. Из расчета прочности соединяемых деталей на растяжение (разрыв) по сечению 1–1 (рис. 4, б), ослабленному отверстиями под заклепки

где Ap = (b – dm)δmin – расчетная площадь в опасном сечении листа.

4. Из расчета прочности соединяемых деталей на срез заклепками по сечению 2–2 (рис. 4, б)

где A‘ср = 2(е – dm/2)δmin (здесь длина е сечения 2–2, уменьшенная на d/2, так как вначале материал сминается на эту величину, и лишь затем происходит срез).

Рекомендуемые значения допускаемых напряжений приведены в табл. 2.

Таблица 2. Рекомендуемые значения допускаемых напряжений в заклепочном соединении

Компонент шва Вид

допускаемых

напряжений

Способ

изготовления

отверстий

Значения допускаемых

напряжений, МПа

Ст2, Ст10кп Ст3, Ст20кп
Детали конструкции Растяжение[σр], 140 160
Срез[ τср] 90 100
Смятие [σсм] 210 240
Заклепки Срез[ τср] Пробивка 100 100
Сверление 140 140
Смятие [σсм] Пробивка 240 280
Сверление 280 320
Примечание. Для латуни и дюралюминия — допускаемые значения напряжений для Ст3/(1,5…2)

Пример. Нахлесточное заклепочное соединение двух полос из дюралюминия b х δ = 350х12 мм с приложенной силой F = 250 кН.

Вычисление

Диаметр заклепок

d ≈ (1,8…2,2)δmin = (1,8…2,2)•12 = 21,6…26,4 мм.

По табл. 1 выбираем d = 25 мм и d0 = 26 мм. Допускаемые напряжения по табл. 2 с учетом примечания:

металл [σр] = 160/2 = 80 МПа; заклепки [σсм] = 320/2 = 160 МПа;

= 140/2 = 70 МПа, при сверленых отверстиях.

Количество заклепок:

m ≥ F/(Aсрср]m). Аср = mπd2 /4 = 1•3,14•262 /4;

m ≥ 250/(1•3,14•262/4)•70 = 7,9.

Прочность на смятие:

σсм = F/(Aсмm) ≤ [σсм];

m ≥ F/(Aсрсм]) = 250/(1•3,14•262 /4)•160 = 5,01.

Принимаем 8 заклепок.

Основные параметры заклепочного шва: шаг заклепок

t ≈ (3…6)d = (3…6)25 = 75…150 мм;

при b = 350 мм можно разместить в ряду 3 заклепки при р = 115 мм;

расстояние от края листа до центра заклепки a ≈ (1,5…2)d = (1,5…2)25 = 37,5…50 мм;

расстояние между рядами, расположенными в шахматном порядке,

t ≈ (2…3)d = (2…3)26 = 52…78 мм;

проверка соединяемых листов на растяжение в опасном сечении при m = 3

σр = F/(b – dm)δmin = 250/(350 – 26•3)12 = 76,5 МПа ≤ [σр] = 80 МПа, что приемлемо.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий