Общие сведения о клепаных соединениях

Клепаные соединения получают расклепыванием выступающих стержней заклепок, вставляемых в совмещенные отверстия склепыва­емых деталей (рис. 3.1).

Отверстия под заклепки в деталях выполняют в сборе продавлива-нием или сверлением. При продавливании образуются мелкие трещины

 

по периферии отверстий, которые могут быть причиной разрушения соединения во время работы. Продавленные отверстия применяют в малоответственных конструкциях.

Сверление — процесс малопроизводительный и дорогой. Сверленые отверстия применяют в конструкциях, где требуется высокая надеж­ность. При больших диаметрах отверстий практикуют продавливание с последующим рассверливанием.

Для повышения циклической прочности соединения отверстия под заклепки после сверления развертывают или прошивают, а по краям отверстий делают фаски.

Для облегчения ввода стержня заклепки диаметр отверстия d_a в детали делают больше поминального диаметра d заклепки (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Диаметры отверстий под заклепки

Диаметр заклепки d, мм	Диаметр отверстия d{i, мм	Диаметр заклепки d, мм	Диаметр отверстия мм
машино- и станкостроение	грубая сборка	машино- и станкостроение	рубая сборка
8 10	6,5 8,5 10,5	6,7 8,7 11,0	12 16	13,0 16,5 21,0	13,0 17,0 21,0

 

Для образования замыкающей головки конец стержня заклепки (рис. 3.1, о) должен выходить из отверстия детали на длину l₀~1,5d_n.

Клепку — процесс образования замыкающей головки заклепки, про­изводят на клепальных машинах (прессах) или пневматическими мо­лотками. В начале клепки происходит осадка стержня, зазор между зак­лепкой и отверстием заполняется, после чего формируется замыкающая головка (рис. 3.1,6). Клепку стальных заклепок диаметром до 10 мм, а также заклепок из цветных металлов производят холодным способом.

При горячем способе стальные заклепки нагревают до светло-крас­ного каления. Этот способ обеспечивает более высокое качество зак­лепочного шва, так как при остывании заклепки укорачиваются и стягивают детали, создавая на стыке их поверхностей большие силы трения, препятствующие относительному сдвигу деталей при действии нагрузки.

 

Достоинства, недостатки и применение клепаных соединений

Достоинства.

1. Высокая надежность соединения.

2. Удобство и надежность контроля качества шва.

3. Хорошая сопротивляемость вибрационным и ударным нагрузкам. Недостатки.

1. Высокая стоимость, так как процесс получения клепаного шва состоит из большого числа операций (разметка, продавливание или сверление отверстий, нагрев заклепок, их закладка, клепка) и требует применения дорогостоящего оборудования (станки, прессы, клепаль­ные машины).

 

2. Большой расход материала из-за ослабления деталей отверстия­ми под заклепки. Применение накладок также приводит к увеличению расхода материала.

Применение. В современном машиностроении область применения клепаных соединений все более сокращается по мере совершенст­вования методов сварки. В настоящее время клепаные соединения применяют в тех случаях, когда сварные соединения недопустимы, а именно:

1. В конструкциях, воспринимающих значительные вибрационные и ударные нагрузки при высоких требованиях к надежности соедине­ния, например в соединениях деталей рам и колес автомобилей, в креп­лениях тормозных накладок, дисков к барабанам и др.

2. При изготовлении конструкций из несвариваемых материалов (дюралюминий, текстолит и др.), например в самолетостроении. В одном самолете свыше 2 • 10⁶ заклепок.

3. В соединениях окончательно обработанных деталей, в которых нагрев при сварке недопустим из-за их коробления и опасности изме­нения термообработки, например в соединении зубчатого венца коле­са с диском (см. рис. 11.29, в) и др.

Основные типы заклепок

Форма головки выбирается в зависимости от назначения клепа­ного соединения. Наибольшее применение имеют заклепки с полу­круглыми головками (рис. 3.2, а). Заклепки с потайными головками (рис. 3.2, б) применяют тогда, когда конструктивно недопустимы выступы головок, например в самолетостроении. Трубчатые заклеп­ки (рис. 3.2, г) применяют в слабонагруженных металлических со­единениях, а также в соединениях неметаллических материалов (фибра, текстолит и др.). Замыкающая головка трубчатой заклепки получается развальцовкой ее выступающего конца. Все заклепки стандартизованы.

 

Классификация клепаных швов

В зависимости от назначения клепаные швы бывают:

прочные, обеспечивающие основной критерий работоспособности — прочность. Применяют для деталей общего назначения, в металлокон­струкциях (рамы и др.), в самолетостроении;

прочноплотные, обеспечивающие прочность и герметичность. При­меняют в различных резервуарах. В настоящее время эти клепаные швы заменяют сварными соединениями.

В зависимости от взаимного расположения склепываемых деталей различают клепаные швы внахлестку (рис. 3.3) и встык, с одной (рис. 3.4) или с двумя (рис. 3.5) накладками.

 

В зависимости от числа рядов заклепок швы бывают однорядные (см. рис. 3.3) и многорядные (см. рис. 3.4 и 3.5). Для швов встык число рядов учитывается по одну сторону стыка.

В зависимости от расположения заклепок в рядах различают швы параллельные (см. рис. 3.4) и шахматные (см. рис. 3.5).

В зависимости от числа плоскостей среза одной заклепки швы делят на односрезные (см. рис. 3.3 и 3.4) и двухсрезные (см. рис. 3.5).