Виды заклепочных соединений

Тема 11. Жестяницкие и клепательные работы. Клепка.

Занятие 1

Клепкой называется процесс соединения двух или нескольких деталей при помощи заклепок. Этот вид соединения относится к груп­пе неразъемных, так как разъединение склепанных деталей возможно только путем разрушения соответствующих частей 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 под заклепку в соединяемых деталях сверлением или пробивкой;

образование гнезда под закладную головку заклепки (при потай­ной клепке);

вставка заклепок в отверстия;

образование замыкающей головки заклепки, т. е. собственно клепка.

Клепка разделяется на холодную, т. е. выполняемую без нагрева заклепок, и горячую, при которой стальные заклепки перед постанов­кой их на место нагревают до 1000—1100° С.

 

Практикой выработаны следующие рекомендации по применению холодной и горячей клепки в зависимости от диаметра заклепок:

до (d= 8 мм — только холодная клепка;

при (d = 8—12 мм — смешанная, т. е. как горячая, так и холод­ная;

при d > 12 мм — только горячая.

 

При выполнении слесарных работ обычно прибегают только к холодной клепке. Горячую клепку выполняют, как правило, в спе­циализированных цехах. Холодная клепка широко применяется в са­молетостроении.

 

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 ВК-32-200; ВК-32-2-50; 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.

 

Типы заклепок

Заклепка — это цилиндри­ческий металлический стержень с го­ловкой (закладкой) на одном конце. Соединение деталей осуществляется деформированием (расклепыванием) выступающего стержня заклепки, из которого образуется другая головка (замыкающая).

По форме головок различают: Рис. 380

 

Рис. 380. Виды заклепок:

а — с полукруглой высокой головкой, б — с полукруглой низкой головкой, в — с плоской головкой, г — с потай­ной головкой, д — с полупотайной головкой, е — взрывная двухкамерная

 

 

заклепки с полукруг­лой высокой головкой (рис. 380, а) с диаметром стерж­ня от 2 до 36 мм и длиной от 2 до 180 мм; заклепки с полу­круглой низкой головкой (рис. 380, б) со стержнем диаметром от 2 до 10 мм и длиной от 4 до 50 мм; заклепки с плоской головкой (рис. 380, в, слева) со стержнем диамет­ром от 2 до 36 мм и длиной от 4 до 180 мм и (рис. 380, в, справа) со стержнем диаметром от 2 до 36 мм и длиной от 4 до 180 мм; заклеп­ки с потайной головкой (рис. 380, г) со стержнем диа­метром от 1 до 36 мм и длиной от 2 до 180 мми заклепки с по­лупотайной головкой (рис. 380, д) со стержнем диа­метром от 2 до 36 мм и длиной от 3 до 210 мм,

 

Указанные типы заклепок изготовляются из углеродистой стали 10кп и 20кп, легированной стали 09Г2, нержавеющей стали Х18Н9Т, цветных металлов и сплавов Л62, М3, АД1 и Д18П.

Как правило, заклепки должны быть из того же материала, что и соединяемые детали; в противном случае возможно появление корро­зии и разрушение места соединения.

Наиболее широкое применение в машиностроении получили за­клепки с полукруглой головкой. В некоторых случаях применяют специальные типы заклепок — взрывные (АН-1504) и с сердечником (АН-831) и др.

Заклепки взрывные (рис. 380, е) имеют в свободном конце стержня углубление (камеру), заполненное взрывчатым вещест­вом, которое защищено от проникновения атмосферной влаги слоем лака.

 

 

Взрывные заклепки изготовляются диаметром 3,5; 4; 5 и б мм из проволоки марки Д18П. Длина стержня взрывных заклепок от 6 до 20 мм, толщина склепываемого пакета от 1,6—2,5 до 14,1—15 мм.

Заклепки с сердечником (рис. 381) имеют полый стержень (пистон) 1, в который помещен сердечник 2 с утолщенной частью 3 на конце. При втягивании сердечника утолщенная часть «раздает» конец стержня заклепки,.образуя замыкающую головку, после чего сердечник «откусывается» инструментом.

Заклепки с сердечником изготовляют двух типов: с потайной и полукруглой головками. Наружный диаметр пистона от 3,5 до 5 мм. Этот тип заклепок применяют для соединения деталей, подвергающих­ся незначительной нагрузке.

Заклепки ЦАГИ, как заклепки с сердечниками, состоят из двух частей: пистона 1 (рис. 382) и сердечника 2 (из стали ЗОХМА), который закаливается. Пистон с сердечником вставляют в отверстие, а затем ударами молотка забивают сердечник в пистон, у которого при этом отгибаются разрезанные концы, образующие замыкающую головку 3.

 

Виды заклепочных соединений

Один или несколько рядов заклепок, расположенных в определен» ном порядке для получения неразъемного соединения, называется заклепочным швом (рис. 383).

 

 

Рис. 383. Заклепочные швы

 

В зависимости от характеристики и назначения заклепочного сое­динения заклепочные швы делятся на три вида: прочные, плотные и прочно-плотные

Прочный шов применяют для получения соединений повы­шенной прочности. Прочность шва достигается тем, что он имеет несколько рядов заклепок. Эти швы применяются при клепке балок, колонн, мостов и других металлических конструкций.

Плотный шов применяют для получения достаточно плот­ной и герметичной конструкции.

Рис. 384. Виды швов: а — однорядный внахлестку, б — одноряд­ный встык с одной накладкой, в — одно­рядный встык с двумя накладками, г — двухрядный с шахматным расположени­ем заклепок встык с одной накладкой

Соединения с плотным швом выполняют обычно холодной клепкой. Для достижения необходимой герметичности шва применяют различ­ного рода прокладки из бумаги, ткани, пропитанные олифой или суриком, или подчеканку шва. Эти швы применяют при изготов­лении резервуаров, не подвергаю­щихся высоким давлениям (откры­тые баки для жидкости), некото­рых других изделий.

 

Прочно-плотный шов применяют для получения проч­ного и вместе с тем непроницаемого для пара, газа, воды и других жид­костей соединения, например в па­ровых котлах и различных резерву­арах с высоким внутренним давле­нием.

Прочно-плотные швы выполня­ют горячей клепкой при помощи

клепальных машин с последующей подченканкой головок заклепок и кромок листов.

В каждом заклепочном соединении заклепки располагают в один, два и более рядов. В соответствии с этим заклепочные швы делятся на однорядные, двухрядные, многорядные, параллельные и шахмат­ные (рис. 384, г).

В зависимости от расположения соединяемых деталей различают: соединения внахлестку (рис. 384, а), в которых край одного листа накладывается на край другого;

 

Соединения встык, которые характеризуются тем, что соеди­няемые детали своими торцами плотно примыкают друг к другу и сое­диняются при помощи одной или двух накладок (рис. 384, б, в.);

Различают клепку ручную и механизированную, при которой применяют пневматические клепальные молотки, и машинную, вы­полняемую на прессах одинарной и групповой клепки.

При ручной клепке применяют слесарные молотки, поддержки, обжимки, натяжки и чеканки.

Слесарные молотки для клепки имеют квадратный боек. Вес мо­лотка выбирают в зависимости от диаметра заклепки:

Поддержки являются опорой при расклепывании стержня заклепок. Форма и размеры поддержек зависят от конструкции скле­пываемых деталей и диаметра стержня заклепки, а также от выбран­ного метода клепки (прямой или обратный). Поддержка должна быть в 3—5 раз тяжелее молотка.

Обжимки служат для придания замыкающей головке заклеп­ки после осадки требуемой формы.

Натяжка представляет собой бородок с отверстием на конце. Диаметр отверстия обычно делается на 0,2 мм больше диаметра стерж­ня заклепки.

Чекан представляет собой слесарное зубило с плоской рабочей поверхностью и применяется для создания герметичности заклепоч­ного шва, достигаемой обжатием (подчеканкой) замыкающей головки и края листа.

Рис. 386. Процесс клепки прямым методом:

 

а — сверление отверстия, б —осаживание склепываемых листов при помощи натяжки, в —осаживание стержня заклепки, г — придание формы замыкаю­щей головке при помощи молотка, д — окончательное оформление замыка­ющей головки при помощи обжимки;

1 — натяжка, 2 — поддержка, 3 — обжимка

 

__________________________________________________

 

«_____» _________________ 20___ г.