Резьбовые заклепки: виды, размеры, приспособления, как установить

 В прошлом к наиболее распространенным крепежным элементам относились заклепки (особенно в середине XX в.). К настоящему времени они значительно вытеснены, но все же сохранили актуальность в некоторых случаях. Далее рассмотрен один из типов крепежных элементов – резьбовые заклепки: их общие особенности, классификация, сферы и технология применения.

Особенности

Заклепки представляют собой крепежные элементы в виде втулки либо стержня с закладной головкой с одного конца и с замыкающейся в процессе заклепки головкой с другого. От вытяжных заклепок резьбовые отличаются наличием резьбы. То есть они представляют собой шестигранные либо цилиндрические втулки с опорным бортиком в верхней части и резьбой в нижней. Верхняя часть выполнена в виде тонкостенной трубки без резьбы и нередко имеет продольную наружную насечку. В процессе монтажа она деформируется. Вертикальная насечка на верхней части обеспечивает равномерную деформацию и предотвращает разрыв материала.

К достоинствам резьбовых заклепок относят:

• простоту применения;
• прочное скрепление элементов из хрупких и тонких материалов вроде листового металлопроката без деформации;
• возможность односторонней фиксации в случае превышения совокупной толщиной соединяемых деталей длины крепежного элемента без потери прочности;
• сохранение прочности соединения с течением времени;
• механическая и химическая неагрессивность;
• сохранение целостности поверхности и лакокрасочного покрытия;
• возможность соединения элементов из различных материалов;
• отсутствие механических напряжений в конструкции;
• возможность демонтажа и повторной установки.

Несмотря на то, что в настоящее время в большинстве случаев вместо заклепок используются сварные или склеиваемые соединения, рассматриваемые крепежные элементы имеют ряд преимуществ в сравнении с ними, определяющих их незаменимость в некоторых узлах. Во-первых, резьбовые заклепки выдерживают термическое воздействие. Во-вторых, они не вызывают структурных изменений элементов при монтаже, в отличие от сварки, что особо актуально при соединении деталей из различных материалов, поведение которых может быть непредсказуемо. В-третьих, резьбовые заклепки обеспечивают сохранение подвижности.

Однако данные крепежные элементы имеют ряд недостатков:

• монтаж осложнен необходимостью предварительного проделывания отверстий;
• большинство резьбовых заклепок не обеспечивает герметичность швов;
• монтаж связан с высоким уровнем шума.

Виды

Ввиду многообразия резьбовых заклепок классификация их весьма сложна.

Так, по материалу их дифференцируют на:

• из углеродистой стали;
• из нержавеющей стали;
• алюминиевые;
• медные.

Кроме того, существуют полимерные модели (неопреновые). Чтобы их установить не требуются специализированные инструменты, ввиду чего их называют самоустанавливающимися.

По типу резьбы выделяют:

• гаечные – с резьбой на внутренней поверхности, создающие неразборное соединение (резьбовые заклепки-гайки);
• винтовые – резьба расположена на внешней поверхности, создают разборные соединения.

Кроме того, по форме головки резьбовые заклепки классифицируют на плоские и потайные, по профилю ножки – на круглые и шестигранные, по конфигурации борта – на открытые, потайные, малые, закрытые, большие.

К тому же данные крепежи выпускают под различные диаметры и шаг резьбы навешиваемых элементов. Для заклепок с внутренней резьбой обычно используются диаметры M4 – M8, для винтовых – M3 – M16.

Наконец, существуют резьбовые заклепки с дополнительными специфическими параметрами: электропроводящие, с увеличенной головкой, с виброизоляцией, с повышенным усилием, с метками, герметичные, с дюймовой резьбой и т. д.

Применение

Резьбовые заклепки подходят для любых соединений, однако наиболее уместны в случаях отсутствия доступа к обратной стороне по завершении сборки. Они применяются обычно для соединения листовых материалов. Резьбовые заклепки значительно проще прочих типов соединений: использовать их проще, чем осуществлять сварочные работы либо нарезать резьбу. Некоторые из них обеспечивают возможность дополнительного крепления с применением винтов либо болтов.

Сфера использования во многом определяется типом резьбовых заклепок. Так, элементы из цветных металлов востребованы, прежде всего, при декорировании ввиду хороших эстетических свойств. Нержавеющие и стальные заклепки применяются для узлов, рассчитанных на сложные эксплуатационные условия, ввиду того, что они обеспечивают повышенную прочность соединений и устойчивы к коррозии. Гаечные резьбовые заклепки целесообразны в условиях ограниченного пространства и при отсутствии доступа к обратной стороне узла. Шестигранные модели исключают возможность проворота. К тому же, как было отмечено, существуют варианты с дополнительными свойствами, рассчитанные на специфические эксплуатационные условия.

По принципу установки резьбовые заклепки аналогичны вытяжным. Работы включают несколько этапов.

• Наиболее объемным является подготовительный этап. Основными факторами для создания заклепочного соединения являются тип материала деталей и тип и диаметр резьбы навесного элемента. На основе этого подбирают клепку (с внутренней либо внешней резьбой, по диаметру и т. д.). Исходя из ее размеров выбирают сверло на 0,1 мм больше, чтобы легче поставить ее в отверстие.
• Прежде всего, требуется создать отверстие в точке соединения. Обычно для этого используется дрель. Шестигранные отверстия можно сделать пробойниками, однако они применимы только для тонкого материала. В случае большей толщины материала в сравнении с крепежным элементом следует сделать отверстие чуть больше по глубине, чем длина заклепки, однако сквозное отверстие не требуется.
• Далее на основе резьбы подбирают шток заклепочника и резьбовую заклепку накручивают на него.
• Инструмент монтируют в отверстие.
• Осуществляют сдавливание крепежного элемента путем сведения рукояток либо вращения болта до деформации его задней части. При этом не следует прилагать чрезмерные усилия во избежание срывания резьбы.
• Шток выкручивают из крепежного элемента и проверяют положение резьбовой заклепки.

• 

  

  
  

Следует отметить, что качество шва определяется, в том числе, рядностью. Нередко используют многорядное расположение заклепок по цепной либо шахматной схеме.

В качестве инструмента при монтаже резьбовых заклепок своими руками применяется заклепочник с ручным, гидравлическим либо пневматическим приводом, а также специализированный пресс и автоматическая система.
Долговечность соединения во многом определяется внешним диаметром крепежного элемента. Между данными факторами наблюдается прямая зависимость. То есть чем больше диаметр, тем выше прочность соединения и сопротивление его нагрузкам. Кроме того, прочность определяется такими параметрами резьбовых заклепок, как толщина стенок и отсутствие рифления. Однако данные характеристики также сказываются на сложности и удобстве работы.

Требуемую длину резьбовой заклепки определяют на основе толщины соединяемых элементов. Однако нужно учитывать, что такой крепеж рассчитан на листы толщиной 0,3-6 мм. Так, для узлов толщиной в 1 мм рекомендуется применять модели M3, для 1-3 мм – M6 либо M8, для более 4 мм – M10.

Материал определяет параметры и, следовательно, сферу применения резьбовых заклепок. Так, углеродистая сталь применяется для производства универсальных вариантов, рассчитанных на стандартные соединения. Для обеспечения коррозионной устойчивости изделия из данного материала нередко покрывают цинком. Нержавеющая сталь обеспечивает крепежным элементам устойчивость к термическому воздействию и влажности (то есть антикоррозийную). К тому же данные варианты обладают большей прочностью. Изделия из алюминия характеризуются антикоррозионными свойствами и малой массой. Бронзовые резьбовые заклепки отличаются минимальным искрообразованием. Последние два варианта применяют для скрепления деталей из тех же материалов. Они не рассчитаны на большие нагрузки.

Модели со стандартными бортиками используются для обычных резьбовых соединений. Крепежные элементы с уменьшенным бортиком рассчитаны на достижение наименьшего зазора между соединяемыми элементами. Для той же цели подходят варианты с потайным бортом. Однако они требуют предварительного зенкования отверстий. Кроме того, модели с потайным бортом актуальны для случаев одностороннего монтажа, когда общая толщина соединяемых деталей превосходит длину крепежного элемента. Следовательно, резьбовая заклепка не может обеспечить полноценное сжатие, и фиксация обеспечивается благодаря расширению ее в отверстии.

В случае применения механического заклепочника потребуется прилагать значительные усилия ввиду большого противодействия рассматриваемых крепежных элементов. Пневматическими инструментами пользоваться намного проще, но они весьма дороги.

К настоящему времени заклепки в значительной степени вытеснены сварными и болтовыми соединениями. Тем не менее они сохраняют актуальность в авиационной, судостроительной сферах, сборке мебели и оконных рам, монтаже вентиляционных систем и т. д. По прочности и надежности заклепочные соединения аналогичны сварным.

К тому же резьбовые заклепки актуальны в случаях, когда необходимо установить на поверхности детали при отсутствии возможности нарезания резьбы ввиду малой толщины либо при отсутствии доступа с обратной стороны для использования гайки.