Разновидности заклёпок и их особенности Статья
Заклёпка – это особая группа крепёжных элементов, которые в основном используются для неразъёмных соединений. В отличие от резьбовых соединений, в которых фиксация это следствие трения и давления на резьбу, в заклёпках это обычно реализуется изменением её формы при монтаже. Проще говоря, после установки заклёпки она как бы «заперта» между двумя головками. Преимущества, по сравнению с рядом других крепежей, очевидны. Во-первых, это скорость установки, особенно если сравнивать с резьбовыми соединениями. Здесь ну нужно нарезать резьбу, к которой вдобавок могут быть очень высокие требования.
Во-вторых, соединение получается стабильным, не боится вибраций, колебаний температур и других нагрузок, от чего страдают те же резьбовые соединения. Вдобавок с помощью заклёпок можно соединять тонколистовые материалы, при этом риск их повреждения будет минимальным. Можно соединять и разнородные материалы. Вдобавок выбор заклёпок сегодня очень широк, их выпускают под разнообразные задачи и всегда можно подобрать подходящую. При этом они используются в разных сферах, от бытовых соединений до самолётостроения или даже Эйфелевой башни, при возведении которой использовалось очень много заклёпок.
Тем не менее, заклёпки не являются универсальным крепежом на все случаи жизни. Дело не только в том, что соединение получается неразборным (заклёпки можно извлечь, но нельзя использовать повторно). Например, процесс сборки конструкций хоть и быстрее, чем в случае с винтовыми соединениями, но проигрывает болтовым. В некоторых случаях используют соединения сваркой, которые могут быть даже более надёжным. Также установка заклёпок требует использования специальных инструментов и сопровождается сильным шумом. Тем не менее, заклёпки сегодня используются очень широко и будут использоваться в будущем. В этой статье мы расскажем, каких видов они бывают, чем отличаются друг от друга и как подобрать подходящую заклёпку.
Виды заклёпок по конструкции
В первую очередь заклёпки разделяют по конструкции, так как это является ключевым. Собственно, выбор заклёпки под конкретную задачу необходимо начинать именно с этого. Остальное уже подбирают исходя из условий эксплуатации и фактических нагрузок, но об этом мы поговорим ниже. Также тут отметим, что разные типы заклёпок могут требовать разного инструмента для их установки, всё как раз из-за их конструкции. От конструкции зависит не только способность заклёпки выдерживать нагрузки, но ещё и принцип формирования её замыкающей части.
Ударные заклёпки представляют собой классический и конструктивно самый простой тип заклёпок. Также на сегодняшний день их можно отнести к наиболее распространённым в некоторых сферах, где повышенные требования к прочности и надёжности. Их установка осуществляется за счёт прямого ударного воздействия, в результате которого стержень заклёпки деформируется и формирует замыкающую головку с обратной стороны соединения. Такие заклёпки требуют обязательного доступа к обеим сторонам соединяемых деталей и, как правило, значительного усилия при монтаже.
Исторически именно ударные заклёпки применялись при монтаже тяжёлых металлоконструкциях, судостроении и т.д., где на первое место ставилась прочность соединения, а не скорость или удобство монтажа. В современных условиях их использование ограничено, но в ряде ответственных сфер они по-прежнему остаются актуальными благодаря высокой устойчивости к срезу и вибрационным нагрузкам. К недостаткам ударных заклёпок можно отнести достаточно трудоёмкий монтаж и его невозможность при наличии доступа только с одной стороны. Из-за этого они не востребованны там, где заклёпок нужно устанавливать очень много и где их можно заменить другими разновидностями.
Вытяжные заклёпки стали логичным развитием предыдущей разновидности и сегодня являются самым распространённым типом заклёпочного крепежа. Их ключевая особенность заключается в возможности установки с одной стороны соединения, что обеспечивается за счёт наличия вытяжного сердечника. В процессе монтажа сердечник вытягивается специальным инструментом, деформируя корпус заклёпки и формируя замыкающую часть с обратной стороны соединяемых деталей. То есть, здесь процесс установки значительно проще и, что главное, быстрее.
После установки сердечник обрывается, а соединение считается завершённым. Универсальность, высокая скорость монтажа и отсутствие необходимости в доступе к обратной стороне сделали вытяжные заклёпки популярным решением в различных сферах. К недостаткам вытяжных заклёпок относится меньшая прочность по сравнению с ударными, а также зависимость качества соединения от исправности и точности инструмента. Далее речь пойдёт про разновидности вытяжных заклёпок. На самом деле, их очень много, мы расскажем лишь про наиболее распространённые. Между ними довольно много отличий именно с практической точки зрения.
Открытые вытяжные заклёпки – первая разновидность. Они являются наиболее простым и распространённым среди. В их конструкции после установки остаётся сквозное или частично открытое отверстие со стороны сердечника. Такая особенность не является недостатком для большинства задач, связанных с соединением металлоконструкций, профилей и листовых материалов в сухих условиях, но об этом чуть ниже. Вполне подходят для соединения изделий и деталей различной толщины.
Открытые вытяжные заклёпки отличаются минимальной стоимостью, простотой изготовления и широким ассортиментом размеров, что делает их базовым вариантом для массового применения. Основным минусом таких заклёпок является отсутствие герметичности, из-за чего они непригодны для использования во влажных средах, а также там, где нужна герметичность.
Закрытые вытяжные заклёпки конструктивно отличаются тем, что после установки отверстие со стороны сердечника полностью герметизируется. Это достигается за счёт специальной формы корпуса или сердечника, который заполняет внутренний объём заклёпки. Такая конструкция применяется в случаях, когда требуется герметичная защита соединения от влаги, пыли, агрессивных сред или утечек воздуха и жидкостей.
Закрытые вытяжные заклёпки широко используются в наружных конструкциях, вентиляционных системах и корпусных изделиях, где герметичность соединения имеет принципиальное значение. Недостатками являются более высокая стоимость и повышенные требования к точности подбора размера. Стоимость обуславливается как раз сложной конструкцией, такие заклёпки сложнее в производстве. Но, повторимся, если требуется герметичное соединение, то именно эта разновидность будет одной из лучших.
Следующая разновидность – усиленные вытяжные заклёпки. Точнее, это даже не разновидность, а просто общая особенность, которая может быть присуща разным видам. Из их названия понятно, что у них большая толщина стенок корпуса, прочнее сердечник (в том числе и за счёт использования более прочных металлов). При их установке требуются большие усилия для последующей деформации, они также косвенно дают большую нагрузку на соединяемые детали (впрочем, при правильно подборе это совершенно не критично). Применяют их там, где подразумеваются очень высокие нагрузки, при этом применение ударных заклёпок невозможно по тем или иным причинам.
Распорные вытяжные заклёпки отличаются характером деформации корпуса при установке. Вместо формирования компактной замыкающей головки корпус расширяется, создавая выраженное радиальное распирание внутри отверстия. За счёт этого увеличивается площадь контакта с материалом, что особенно важно при работе с мягкими, хрупкими или пористыми основаниями. Такие заклёпки позволяют надёжно фиксировать элементы в материалах, плохо воспринимающих точечные нагрузки, и обеспечивают более равномерное распределение нагрузки.
Например, их часто используют при производстве мебели. Для соединения деталей из твёрдых и прочных материалов почти не используются. Да, тут сразу можно упомянуть лепестковые вытяжные заклёпки. Они очень похожи, но вместо полного распирания корпуса, здесь раскрываются лепестки из гильзы. Но в целом принцип действия очень похож, такие заклёпки также широко используются для соединений рыхлых, мягких и хрупких материалов. Правда, у обоих видов есть повышенные требования к качеству отверстия и точности его диаметра, это тоже нужно учитывать.
Многозажимные вытяжные заклёпки разработаны для компенсации разброса толщины соединяемых материалов. Их конструкция позволяет формировать замыкающую часть в широком диапазоне толщин без потери прочности соединения. Это особенно важно там, где точная толщина деталей может варьироваться. Многозажимные заклёпки упрощают подбор крепежа и снижают риск неправильной установки, сохраняя стабильное качество соединения. Недостатком является более сложная конструкция, что отражается на стоимости и чувствительности к ошибкам монтажа – тут требуется определённый опыт и навык.
Рифлёные вытяжные заклёпки имеют продольные или спиральные насечки на поверхности корпуса. Эти элементы повышают сопротивление проворачиванию заклёпки в отверстии, что критично при их установке в мягкие материалы, особенно если есть постоянные нагрузки на соединение. Рифление позволяет улучшить фиксацию без увеличения диаметра заклёпки и без применения дополнительных элементов. Для установки в твёрдые материалы не используются.
Клеммные вытяжные заклёпки конструктивно ориентированы не только на фиксацию деталей, но и на обеспечение надёжного электрического контакта. Их форма и принцип деформации позволяют одновременно закреплять элемент и прижимать токопроводящие части с заданным усилием. Такие заклёпки имеют ограниченную сферу применения в электромонтаже и их можно отнести к узкоспециализированным разновидностям.
Следующий полноценный вид – резьбовые заклёпки, да, есть и такие. Корпус у них может быть цилиндрическим, лепестковым или шестигранным. Общее то, что у них есть втулка с внутренней резьбой. При установке корпус такой заклёпки деформируется и фиксируется в отверстии, после чего внутри образуется полноценная внутренняя резьба. Суть их в том, что они позволяют создать как два вида соединения. Первое – собственно заклёпочное, неразъёмное, второе – разъёмное, резьбовое. Для установки требуется доступ лишь с одной стороны. Их часто используют для соединения тонких материалов, где создание резьбы невозможно по объективным причинам.
Виды заклёпок по материалу
После того, как выбран собственно тип конструкции заклёпки, нужно обратить внимание и на материал, из которого она изготовлена. Это тоже ключевая характеристика, от которой зависит способность выдерживать нагрузки, срок службы, устойчивость к коррозии (да, условия эксплуатации также нужно учитывать). Вдобавок нужно отметить, что материал заклёпки влияет на её стоимость. Но это не значит, что дорогой вариант всегда будет лучше.
Заклёпки из алюминия можно отнести к наиболее распространённым. Устойчивы к коррозии, лёгкие, просты в монтаже так как не требуют большого усилия. Всё же алюминий не относится к твёрдым металлам, деформируется он достаточно легко. Правда за это приходится платить их меньшей прочностью и способностью выдерживать нагрузки. Чаще всего алюминиевые заклёпки применяют при монтаже конструкций из алюминий или тонколистовых, где нет больших нагрузок.
Следующий тип – стальные заклёпки, их выбирают тогда, когда нужна прочность и жёсткость соединения. Сорта стали бывают разными, основной недостаток – подверженность коррозии. Однако это решается наличием защитного покрытия, которое во время установки нужно стараться не повредить. Сам монтаж более сложный, так как сталь прочнее и требует большего усилия, особенно если это крупные и усиленные изделия.
Есть заклёпки из нержавеющей стали, их используют даже там, где достаточно агрессивная внешняя среда. Их стоимость несколько выше, зато в определённых сферах применения их можно назвать незаменимыми. В целом, стальные заклёпки можно назвать самыми распространёнными, они действительно используются очень широко и выпускаются в огромном ассортименте. Разумеется, при прочих равных самые дешёвые – это обычные стальные без защитных покрытий. Но они подходят только для использования в условиях невысокой влажности.
Реже используются заклёпки из латуни и меди. Медные ценятся из-за электропроводимости и устойчивости к коррозии. Латунь часто применяется при производстве и сборке мебели из-за своего внешнего вида. Оба этих металла не предназначены для высоких нагрузок, вдобавок они дороже аналогов, поэтому без явной нужды покупать их не стоит. В установке достаточно просты.
Отдельный класс – заклёпки из пластика. Сам пластик бывает разных видов, но в это мы углубляться не будем. Такие заклёпки предназначены для соединения лёгких конструкций (чаще всего из пластика). Они совершенно не боятся коррозии, но зато не могут похвастаться высокой прочностью. Вдобавок многие виды пластика не слишком устойчивы к перепадам температур (на морозе становятся хрупкими, на жаре – мягкими), а некоторые разрушаются под ультрафиолетовым излучением. Также встречаются комбинированные типы, в которых используются разные материалы.
Способы установки заклёпок
Коротко стоит поговорить и про способы установки заклёпок, их всего два, но каждый требует своего инструмента. Первый способ – ударный, он применяется при установке ударных заклёпок. Как мы писали выше, он требует доступа к двум сторонам, здесь удар деформирует заклёпку и фиксирует замыкающую головку. Чем больше заклёпка, тем большее механическое воздействие требуется, но, как мы писали выше, соединение тоже очень надёжное.
Второй способ – вытяжной, он наиболее распространён, так как чаще всего используются именно вытяжные заклёпки. Здесь вытягивают сердечник из-за чего деформируется корпус заклёпки. Деформирование может быть разным, об этом мы писали выше. Для установки заклёпки требуется доступ только с одной стороны. Усилие требуется меньшее, сам процесс быстрее. Инструмент может быть как ручным, так и автоматическим (пневмо или электро), который не требует мускульной силы. Как видно, между этими способами установки нет ничего общего, поэтому и инструменты требуются разные.
