Як підібрати заклепку: види, розміри, довжина і товщина

 

Кріплення листів металу та інших матеріалів за допомогою заклепок — один з найстаріших і найнадійніших методів з'єднання конструкцій. Заклепка, підібрана з урахуванням навантажень і особливостей матеріалу, нерідко служить довше зварного з'єднання — особливо при вібраціях або змінному тиску. У цій статті розберемо види заклепок, їх розміри та правила вибору.

 

Що таке заклепка і як вона працює

 

Заклепка — кріпильний елемент у вигляді стрижневої або трубчастої деталі із закладною головкою на одному кінці. При встановленні протилежний кінець деформується, утворюючи замикальну головку, яка щільно притискає елементи, що з'єднуються. Демонтувати заклепочне з'єднання можна лише висвердливши кріплення — повторно воно не використовується.

 

Клепані з'єднання застосовуються там, де зварювання неможливе або небажане: при з'єднанні різнорідних матеріалів, на об'єктах з вібраційними навантаженнями, а також при складанні авіаційної та побутової техніки.

 

 

Види заклепок

 

Залежно від конструкції та способу встановлення виділяють кілька основних видів.

 

 

Витяжні (сліпі) заклепки

 

 

 

Найпоширеніший вид. Складаються з корпусу (гільзи) та відривного стрижня. Встановлюються заклепковим інструментом з одного боку — це головна перевага. Після встановлення стрижень відривається по лінії розлому. Довжина тіла — зазвичай від 6 до 28 мм.

 

За типом головки (бортика) бувають:

 

• Стандартний бортик — профіль у 2 рази ширший за діаметр корпусу, підходить для більшості матеріалів.

 

• Широкий бортик — збільшена притискна площа, для крихких і м'яких матеріалів.

 

• Потайний бортик — встановлюється врівень з поверхнею, забезпечуючи естетичний вигляд.

 

 

За типом кінця розрізняють:

 

• Відкриті (наскрізний отвір у корпусі) — стандартні, поширені повсюдно.

 

• Закриті (герметичні) — міцніші за відкриті приблизно на 20% та забезпечують водо- і газонепроникність.

 

 

Забивні заклепки (під молоток)

 

 

 

Класичний вид, що застосовувався при будівництві мостів, суден і металевих конструкцій. Потребують доступу з двох боків. Замикальна головка формується ударним інструментом — клепальним молотком і оправкою. З'єднання створюється внапуск.

 

 

Різьбові заклепки (заклепки-гайки)

 

 

 

Зовні схожі на витяжні, але мають збільшений діаметр корпусу та внутрішню різьбу. Після встановлення дозволяють з'єднувати елементи за допомогою болта або гвинта. Застосовуються для кріплення тонкостінних конструкцій товщиною від 0,3 мм. За формою бортика діляться на циліндричні та потайні, за поверхнею корпусу — рифлені (не провертаються) і гладкі.

 

 

Пелюсткові заклепки

 

 

 

При встановленні корпус розкривається на кілька «пелюсток», забезпечуючи більшу площу контакту. Створюють менше зусилля, не руйнуючи м'які та крихкі основи. Застосовуються для з'єднання пластику, ДСП, МДФ та аналогічних матеріалів.

 

 

Таблиця 1 — Види заклепок та їх застосування:

 

 

 

Матеріали виготовлення

 

Правило: матеріал заклепки має бути сумісним з деталями, що з'єднуються. Якщо матеріали різнорідні — можлива електрохімічна корозія в місцях контакту. Стрижень завжди має бути міцнішим за корпус (саме він деформує гільзу при встановленні).

 

 

Таблиця 2 — Матеріали заклепок:

 

 

 

Найміцнішими вважаються нержавіючі заклепки A2/A2 і A4/A4, у яких і корпус, і стрижень виготовлені з нержавіючої сталі. Сталь товщиною 10 мм може виявитися міцнішою за мідні заклепки діаметром 20 мм — важливо враховувати не лише матеріал, а й діаметр.

 

 

Розміри заклепок: діаметр і довжина

 

Маркування містить два числа: діаметр корпусу (D) і довжину тіла від нижньої частини бортика до торця (L). Наприклад: заклепка 4,8 × 12 мм — діаметр 4,8 мм, довжина тіла 12 мм. Виняток — потайні заклепки: їх бортик входить до довжини тіла.

 

Найпоширеніші діаметри: 3,2 мм; 4,0 мм; 4,8 мм; 6,4 мм. Діаметр стрижня в цілому буває від 1 до 36 мм, довжина — від 2 до 180 мм.

 

Отвір під заклепку свердлять перпендикулярно поверхні. Діаметр отвору має бути на 0,1–0,2 мм більшим за фактичний діаметр корпусу — це дозволяє вільно вставити гільзу, а при встановленні вона розширюється і щільно заповнює зазор.

 

 

Таблиця 3 — Стандартні розміри витяжних заклепок:

 

 

 

Як правильно вибрати довжину заклепки

 

Надто коротка заклепка не дозволить сформувати замикальну головку — з'єднання буде ненадійним. Надто довга дасть люфт і знизить щільність прилягання. Ідеально, якщо сумарна товщина пакету припадає на середину допустимого діапазону.

 

Для витяжних заклепок формула підбору довжини:

L = S + 1,5 × D

де L — мінімальна довжина заклепки, S — сумарна товщина матеріалів, що з'єднуються, D — діаметр корпусу.

 

З отриманого значення вибирають найближчий стандартний розмір з ряду виробника (вказаний на упаковці).

 

Важливо: виробники вказують на упаковці мінімальну (Emin) та максимальну (Emax) товщину пакету, що скріплюється. Не перевищуйте Emax — з'єднання не буде зафіксованим.

 

 

Розташування заклепок

 

При проєктуванні з'єднання дотримуйтесь таких мінімальних відстаней:

 

• Від краю матеріалу до найближчої заклепки — не менше 2 діаметрів гільзи.

 

• Між осями сусідніх заклепок — не менше 3 діаметрів гільзи (для забивних — P = 3d + 2 мм).

 

• Отвір свердлити строго перпендикулярно поверхні.

 

При роботі зі сталлю рекомендується перед свердлінням накернити точку встановлення — це запобігає зсуву свердла.

 

 

Стандарти

 

Підбір розмірів заклепок відповідно до інструменту регламентує ДСТУ ГОСТ Р ІСО 14588:2007. Конструкція та характеристики виробів — ГОСТ 10303-80, ГОСТ 12641-80. Витяжні заклепки виробляються також за DIN 7337 та ГОСТ Р ІСО 15973-2005.