7) Характеристика заклёпочных соединений. Расчёт заклёпочных швов

Заклепочное соединение относят к неразъемным. Детали крепятся посредством заклепки – стержня круглого поперечного сечения с головками на концах. Этот стержень устанавливается  в совмещенные отверстия соединяемых деталей и осаживается с одной стороны. Одна из головок, называемая закладной, выполняется на заготовке заранее (на рисунке 1 она снизу), а другая, называемая замыкающей, образуется в процессе клепки (на рисунке 1 – сверху).

Заклепка

Обычно заклепками соединяют листовые конструкции. Заклепки изготавливают на высадочных автоматах. Клепку могут выполнять холодным (для стальных заклепок диаметром до 10 мм и заклепок из латуни, меди и легких сплавов) или горячим способом. Клепку можно производить вручную или с помощью пневматических молотков, прессов. Отверстия в деталях под заклепку получают сверлением или продавливанием.

Заклепочное соединение

Заклепки позволяют создать прочное компактное соединение двух и более деталей, выполненных из любых материалов. К недостаткам заклепочного соединения можно отнести большой расход металла на заклепки, высокую стоимость, высокую трудоемкость сборки: все отверстия в соединяемых деталях должны выполняться в сборе, необходимо клепальное оборудование. Большое число отверстий под заклепки ослабляет конструкцию и создает значительную концентрацию напряжений.

Заклепочные соединения в последнее время в значительной степени вытеснены сварными. Применяются они в особо ответственных конструкциях, воспринимающих большие вибрационные и повторные нагрузки, и в некоторых специальных случаях: 1) соединения, в которых нагрев при сварке недопустим из-за опасности коробления деталей или отпускатермообработанных деталей  2) соединения несвариваемых материалов 3) соединения в самолетах 4) соединения в автомобилестроении для рам грузовых машин

Виды заклепок

Различают следующие виды заклепок: заклепки со сплошным стержнем,  заклепки полупустотелые, заклепки пустотелые. Наибольшее распространение получили сплошные стержневые заклепки. Диаметр отверстия под заклепки устанавливают на 0,1 мм больше стержня заклепки, который при клепке осаживается и заполняет отверстие. Полупустотелые заклепки заклепки используются в случаях, когда нежелательно или недопустимо заклепочные соединения подвергать ударам. Пустотелые заклепки применяют, чтобы использовать их отверстия в заклепочных соединениях, к примеру, для пропуска электрических, крепежных или других деталей.

Все эти заклепки могут быть с полукруглой  головкой (наиболее технологичные), с плоской головкой или с потайной головкой (на рисунке):

Заклепки со сплошным стержнем, полупустотелые, пустотелые

заклепки со сплошным стержнем c полукруглой головкой (ГОСТ 10299-80, ГОСТ 14797-85)

заклепки со сплошным стержнем с плоской головкой (ГОСТ 10303-80, ГОСТ 14801-85)

заклепки со сплошным стержнем с потайной головкой (ГОСТ 10300-80, ГОСТ 14798-85)

заклепки полупустотелые c полукруглой головкой (ГОСТ 12641-80)

заклепки полупустотелые с плоской головкой (ГОСТ 12642-80)

заклепки полупустотелые с потайной головкой (ГОСТ 12643-80)

заклепки пустотелые со скругленной головкой (ГОСТ 12638-80)

заклепки пустотелые с плоской головкой (ГОСТ 12639-80)

заклепки пустотелые с потайной головкой (ГОСТ 12640-80)

По назначению заклепочные соединения подразделяют на:

прочные (силовые)

прочноплотные (силовые плотные)

плотные (присутствуют не во всех классификациях)

Прочные заклепочные соединения воспринимают внешние нагрузки и применяются в металлических конструкциях машин и строительных сооружениях. Прочноплотные обеспечивают герметичность соединения при восприятии значительных усилий и применяются в некоторых паровых котлах, резервуарах и трубопроводах для газов и жидкостей с большим внутренним давлением. Плотные как и прочноплотные заклепочные соединения используются в резервуарах, но с небольшим внутренним давлением.

Материал заклепок

Заклепки изготавливают из стали (Ст2, Ст3, 09Г2, Сталь 10), латуни (Л63), меди (М3, МТ), алюминиевых сплавов (АМг5П, Д18, АД1) и других материалов. Материал заклепок должен быть достаточно пластичным для обеспечения возможности формирования головок и однородным с материалом соединяемых деталей во избежание электрохимической коррозии.

Расчеты заклепочных соединений

Расчет заклепок могут проводить: - на срез - на смятие - на растяжение (отрыв головок) Условия прочности на срез, смятие, растяжение:

, где F – сила, действующая на заклепку,  [ _ср] - допускаемое напряжение заклепок на срез, k – число плоскостей среза в соединении, d – диаметр стержня заклепки, [ _см] - допускаемое напряжение заклепок на смятие, n – количество заклепок (в односрезных заклепках n = k), s – наименьшая толщина соединяемых частей, [ _р] -  допускаемое напряжение на отрыв головок.