Оттяжные или сплошные заклёпки для соединения с односторонним доступом или неразъёмного соединения: тип, материал и форма головки

Если обратная сторона соединения недоступна, сплошные заклёпки исключаются

Сплошные заклёпки замыкают соединение, деформируя замыкающую головку на обратной стороне, а формирование выполняется поддержкой (bucking bar) или клепальным молотком, приложенными к тыльной стороне детали ¹⁵. Без доступа с обратной стороны опираться не на что, поэтому соединение вообще невозможно замкнуть. Оттяжные заклёпки работают наоборот: инструмент вытягивает сердечник сквозь полую втулку с лицевой стороны, и сердечник распирает втулку, образуя удерживающую головку на глухой стороне ¹⁵. Это весь механизм — крепёж формируется полностью с той стороны, до которой вы можете дотянуться. Силовые оттяжные заклёпки следуют тому же одностороннему принципу и поставляются для соединений, доступных только с одной стороны детали ¹⁶. Проверка доступа предшествует всему остальному: если вы достаёте до обеих поверхностей, сплошные заклёпки остаются доступны; если нет — выбор сужается до оттяжных заклёпок. Полупустотелые заклёпки не рассматриваются ни одним источником этого набора, поэтому их требование к доступу здесь установить нельзя.

Сначала решите, может ли соединение быть неразъёмным

Заклёпки создают неразъёмные соединения путём механической деформации, и силовые оттяжные заклёпки описываются так же — неразъёмные соединения для одностороннего доступа ¹⁵¹⁶. Ничто в этом процессе формирования не рассчитано на разборку. Болтовые соединения — рекомендуемая альтернатива там, где важен будущий доступ: они допускают осмотр, подтяжку и замену. Рекомендация гласит: везде, где к соединению придётся возвращаться, применяйте болты вместо гвоздей или заклёпок, включая сейсмические зоны, где требуется периодический осмотр ³. Если ваше соединение должно открываться для обслуживания, перетягиваться или проверяться по графику, это полностью уводит вас от заклёпок — а не просто к другому типу заклёпки. Если это разовое замыкание, неразъёмность — достоинство, а не недостаток. Ни один источник в этом наборе не описывает неразрушающее удаление заклёпки или процедуру высверливания, поэтому рассматривайте демонтируемость как открытый вопрос к поставщику, а не как предполагаемую способность.

Согласуйте материал заклёпки с соединяемым металлом

Заклёпка из металла, отличного от соединяемых деталей, при появлении электролита становится половиной гальванической пары, и менее стойкий металл быстрее корродирует в точках контакта ¹¹²². Практическое правило из источников: применять крепёж из того же материала, что и соединяемая деталь, либо из близкого по гальваническому ряду. Оцинкованная сталь с углеродистой сталью, нержавейка с нержавейкой, алюминий с алюминием ¹¹. Некоторые пары стоят в этом ряду далеко друг от друга и помечены как подлежащие исключению или изоляции: алюминий с нержавеющей сталью, углеродистая сталь с нержавеющей сталью, а также цинк с медью или медными сплавами ²¹. Крепёж из нержавеющей стали в углеродистой стали вызывает коррозию углеродистой стали в точках контакта. А оцинкованная деталь, соединённая с нержавеющей, быстрее расходует цинковое покрытие, после чего обнажившаяся сталь корродирует ускоренно ²². Насколько тщательно это контролировать, решает среда. Теоретически рискованная пара может вполне работать в сухой контролируемой среде, тогда как даже совместимая пара может страдать при воздействии солёной воды ²¹. Для влажного, морского или хлорид-содержащего соединения согласуйте материалы или предусмотрите меры изоляции ²¹²². Учтите, что коррозионная совместимость — лишь один из критериев выбора: осевая нагрузка, работа резьбы, вибростойкость и рабочая температура по-прежнему определяют, будет ли соединение работать ¹¹.

Выбирайте форму головки по поверхности и материалу

Форма головки отвечает на два разных вопроса: как должна выглядеть видимая поверхность и как нагрузка распределяется в соединяемом материале. Потайная головка даёт заподлицо или низкий профиль, но только если установлена в правильно подготовленное зенкованное отверстие ²⁴. Там, где опорная поверхность важнее плоскостности, выбирается непотайная головка ²⁵. На тонком или мягком материале более широкая опорная поверхность распределяет нагрузку вместо концентрации у отверстия: именно для этого у силовых оттяжных заклёпок предлагаются головки с широким фланцем ²⁴. Купольные головки — универсальный вариант для силового крепления, а набор доступных форм головок различается по продуктовым линейкам, поэтому нужной формы может не оказаться в каждой серии заклёпок ²⁴. Форма головки заклёпки выбирается и по аэродинамическим, эстетическим или габаритным требованиям, поэтому компромисс «заподлицо или опора» обычно решается сам собой, как только соединение известно ¹⁵. Головки truss, pan, плоские и модифицированные описаны в источниках для винтов, а не для заклёпок — не предполагайте, что они доступны у выбранной вами заклёпки ²⁵.

Стандартная или силовая оттяжная заклёпка — и вытянет ли её ваш инструмент?

Силовые оттяжные заклёпки рассчитаны на более нагруженные соединения, чем стандартные оттяжные, с повышенным сопротивлением срезу, прочностью на растяжение и вибростойкостью ¹⁶. Это продуктовое позиционирование поставщика, а не измеренное сравнение, и ни один источник в этом наборе не приводит стоящих за ним значений прочности. Разницу поэтому нужно подтверждать по данным поставщика на конкретную заклёпку. Следствие, которое реально затрагивает вашу конструкцию, — инструмент. Силовые оттяжные заклёпки могут требовать большего усилия установки, чем стандартные, и нуждаются в совместимом инструменте с правильным тяговым усилием и правильным носиком ²⁴. Инструмент, рассчитанный на стандартные вытяжные заклёпки (pop), может не закрыть силовую заклёпку. Поэтому сверьте тяговое усилие и носик с предполагаемой заклёпкой до того, как проектировать соединение под неё ²⁴. Если соединение слабо нагружено и ограничением является имеющийся у вас инструмент, может хватить стандартной оттяжной заклёпки. При вибрации или более высокой нагрузке силовая линейка — именно для этого и создана ¹⁶.

До выпуска заказа: захват, отверстие и документация

Диапазон захвата и размер отверстия названы критериями выбора, но ни один источник в этом наборе не даёт числовых значений. Эти проверки придётся закрывать по техпаспорту поставщика, а не по таблице из этой статьи.

• Убедитесь, что диапазон захвата заклёпки покрывает суммарную толщину соединяемых материалов.
• Убедитесь, что диаметр заклёпки соответствует размеру отверстия, толщине материала и ожидаемой нагрузке — заклёпка большего размера может дать большую прочность, но по-прежнему должна соответствовать применению.
• Убедитесь, что нужная форма головки действительно предлагается в выбранной серии заклёпок и диаметре.
• Убедитесь, что тяговое усилие и носик установочного инструмента подходят выбранной заклёпке.
• Убедитесь, что материал заклёпки идентичен соединяемому материалу или близок по гальваническому ряду, либо что предусмотрена изоляция.
• Попросите поставщика сохранять документацию о качестве термообработанного или покрытого крепежа в соответствии с применимым стандартом качества (ISO 9001, IATF 16949, AS9100).

Что запросить у поставщика до принятия обязательств

Источники решают логику типа, материала и формы головки, но останавливаются перед числами, которые нужны выпущенному чертежу. Вот позиции, которые нужно получить письменно, поскольку собранные здесь доказательства их не содержат.

• Значения прочности на срез и растяжение для конкретной заклёпки, материала и диаметра — ни один источник в этом наборе их не публикует.
• Являются ли полупустотелые заклёпки вообще вариантом — ни один источник здесь не охватывает их доступ, прочность или демонтируемость.
• Процедуру удаления или высверливания, если соединение когда-нибудь придётся открыть — ни один источник её не описывает.
• Марки материалов, специфичные для заклёпок, и данные о тепловом расширении для вашего диапазона температур, если они есть.
• Числовые диапазоны захвата, диаметры и допуски отверстий для заклёпки, которую вы собираетесь заказать.
• Стоимость инструмента, требования к мощности и любые пороги объёма для автоматизации установки.
• Какой стандарт или сертификация заклёпок применимы к вашему случаю и какая документация будет передана с партией.

Часто задаваемые вопросы

Связанные страницы

• Типы головок болтов и шлицев: что источники позволяют установить до выдачи спецификации
• Растяжение болта против контроля момента: точность предварительной затяжки и что устанавливают данные
• Слепой и самостопорящийся крепёж для соединений без тыльного доступа: сравнение резьбовых вытяжных заклёпок с гайкой, закладных гаек и самозакладного крепежа (self-clinching)
• Болты с полукруглой головкой и квадратным подголовком (с леской/шкантом) для деревянных и металл-дерево соединений: когда квадратный подголовок — правильное решение
• Какая шайба действительно нужна соединению — плоская, пружинная, тарельчатая или изолирующая?