Заклепки: типы, материалы и параметры для неразъемных соединений
Заклепки крепежные изделия, формирующие неразъемное соединение за счет пластической деформации стержня. Применяются в конструкциях, где сварка или резьбовой крепеж невозможны или нецелесообразны. Выбор типа заклепки определяется толщиной пакета материалов, требуемой прочностью на сдвиг и отрыв, а также условиями эксплуатации.
Конструктивные типы заклепок
По способу установки и геометрии заклепки делятся на несколько основных групп:
- Вытяжные (слепые) заклепки устанавливаются с одной стороны соединения. Состоят из корпуса и сердечника. При протяжке сердечник деформирует корпус, формируя замыкающую головку. Используются в листовых конструкциях, автомобилестроении, вентиляции.
- Резьбовые заклепки после установки формируют внутреннюю резьбу в тонкостенном материале. Применяются в электрощитах, корпусной мебели, авиационных панелях.
- Пустотелые (трубчатые) заклепки имеют полый стержень. Устанавливаются клещами или прессом. Используются в кожгалантерее, текстильной промышленности, тормозных колодках.
- Полупустотелые заклепки стержень частично полый. Обеспечивают повышенную прочность на срез по сравнению с пустотелыми. Применяются в приборостроении и электротехнике.
- Сплошные (кузнечные) заклепки классический тип для мостовых конструкций, котлов, судостроения. Требуют двустороннего доступа и ударного инструмента.
Материалы и покрытия
Коррозионная стойкость и механические свойства соединения напрямую зависят от материала заклепки:
- Алюминиевые сплавы (АМг, АД1, 5056, 6061) для легких конструкций, фасадов, воздуховодов. Рабочая температура от 60 до +120 C.
- Оцинкованная сталь для несущих элементов в сухих помещениях. Толщина цинкового покрытия от 6 до 12 мкм.
- Нержавеющая сталь (A2, A4) для агрессивных сред, пищевого оборудования, химической промышленности. A4 (316) устойчива к хлоридам.
- Медь и латунь для электротехнических соединений, заземления, декоративных элементов.
- Полиамид (нейлон) диэлектрические заклепки для печатных плат, изоляционных панелей.
Геометрические параметры и прочность
Основные размерные характеристики заклепок:
| Тип заклепки | Диаметр стержня, мм | Длина захвата, мм | Диаметр головки, мм | Нагрузка на срез, кН |
|---|---|---|---|---|
| Вытяжная алюминиевая | 4,0 | от 6,5 до 12,0 | 8,0 | 2,8 |
| Вытяжная стальная оцинкованная | 4,8 | от 8,0 до 16,0 | 9,5 | 5,4 |
| Резьбовая латунная | 6,0 | от 1,0 до 3,0 | 12,0 | 4,2 |
Длина заклепки подбирается по формуле: толщина пакета + (1,21,5) диаметр стержня. Превышение длины ведет к неполному формированию замыкающей головки, недостаток к разрушению корпуса при осадке.
Области применения
Заклепочные соединения востребованы в отраслях, где требуется высокая виброустойчивость и отсутствие термического воздействия на детали:
- Строительство монтаж сэндвич-панелей, профнастила, алюминиевых композитных фасадов.
- Автомобильная промышленность крепление кузовных панелей, тормозных накладок, шумоизоляции.
- Вентиляция и кондиционирование сборка воздуховодов, фланцевых соединений, корпусов вентиляторов.
- Судостроение обшивка корпусов из алюминиевых сплавов, крепление палубного оборудования.
- Электротехника фиксация шин заземления, монтаж распределительных щитов, сборка корпусов приборов.
Вопросы и ответы
Чем вытяжная заклепка отличается от резьбовой?
Вытяжная заклепка формирует соединение за счет деформации корпуса сердечником и не требует доступа к обратной стороне. Резьбовая заклепка после установки образует внутреннюю резьбу, позволяющую многократно вкручивать винт или болт.
Какой материал заклепок выбрать для наружного применения?
Для открытых атмосферных условий оптимальны заклепки из нержавеющей стали A2 или A4. Алюминиевые сплавы с анодным покрытием подходят для умеренного климата. Оцинкованная сталь без дополнительного покрытия подвержена коррозии в агрессивной среде.
Как рассчитать длину заклепки для заданной толщины пакета?
Длина стержня должна превышать суммарную толщину скрепляемых материалов на 1,21,5 диаметра заклепки. Например, для пакета 8 мм и диаметра 4,8 мм минимальная длина составит 8 + 1,2 4,8 = 13,76 мм, округляем до 14 мм.
Можно ли использовать заклепки для соединения разнородных металлов?
Да, но необходимо учитывать гальваническую совместимость. Алюминий со сталью в присутствии влаги образует коррозионную пару. Рекомендуется выбирать заклепки из материала, электрохимически близкого к более благородному металлу соединения, или применять изолирующие прокладки.