Заклёпки многозажимные: для разнородных материалов
Заклёпки многозажимные: конструкция, компенсация температурных расширений и применение в многослойных конструкциях
Что такое многозажимная заклёпка и для решения каких задач она создана?
Многозажимная заклёпка (multi-grip blind rivet) — это вытяжная заклёпка с расширенным диапазоном толщин скрепляемого пакета, способная надёжно соединять материалы с существенно различающимися толщинами и физико-механическими свойствами. В отличие от стандартной заклёпки, имеющей узкий диапазон рабочих толщин (обычно 2–3 мм), многозажимная заклёпка перекрывает диапазон 4–8 мм и более, что позволяет использовать один типоразмер для различных узлов и компенсировать допуски на изготовление конструкций.
Конструкция многозажимной заклёпки
Особенности корпуса и стержня
Ключевое отличие многозажимной заклёпки — удлинённый корпус с зоной контролируемой деформации, имеющей переменную толщину стенки или специальные насечки. При установке корпус развальцовывается не в одной точке, а на протяжённом участке, формируя замыкающую головку, которая надёжно фиксирует пакет материалов в широком диапазоне толщин.
Стержень многозажимной заклёпки имеет удлинённую коническую часть, обеспечивающую постепенное расширение корпуса. Зона контролируемого разрыва расположена таким образом, чтобы обрыв происходил после полного формирования замыкающей головки независимо от толщины пакета.
Диапазоны рабочих толщин
| Диаметр, мм | Длина корпуса, мм | Диапазон толщин (станд.), мм | Диапазон толщин (многозажим), мм |
|---|---|---|---|
| 4,0 | 12 | 3,0–5,0 | 1,5–6,0 |
| 4,8 | 14 | 3,0–5,0 | 1,5–7,0 |
| 4,8 | 18 | 6,0–8,0 | 3,0–10,0 |
| 4,8 | 21 | 8,0–11,0 | 5,0–13,0 |
| 6,4 | 18 | 3,0–5,0 | 1,5–8,0 |
| 6,4 | 24 | 8,0–11,0 | 4,0–15,0 |
Компенсация разности температурных расширений
Проблема температурных деформаций в многослойных конструкциях
В фасадных и кровельных системах часто соединяются материалы с различными коэффициентами линейного температурного расширения (КЛТР). Например:
| Материал | КЛТР α, ×10⁻⁶ K⁻¹ |
|---|---|
| Алюминий | 23–24 |
| Нержавеющая сталь | 16–17 |
| Углеродистая сталь | 11–12 |
| ПВХ | 50–80 |
| Поликарбонат | 65–70 |
| Стеклопластик | 8–12 |
При перепаде температур ΔT = 80°C (от −40°C до +40°C) алюминиевый лист длиной 3 м удлиняется на:
ΔL = α · L · ΔT = 24·10⁻⁶ · 3000 · 80 = 5,76 мм
Стальная направляющая той же длины удлиняется на 2,88 мм. Разность удлинений составляет 2,88 мм, что создаёт значительные напряжения в жёстком соединении.

Механизм компенсации в многозажимной заклёпке
Многозажимная заклёпка компенсирует разность температурных расширений за счёт:
- Упругой податливости соединения — удлинённая зона развальцовки работает как пружина, допуская микроперемещения соединяемых элементов без потери несущей способности;
- Неполного обжатия пакета — в отличие от стандартной заклёпки, многозажимная не создаёт жёсткого защемления по всей толщине, оставляя возможность относительного скольжения слоёв;
- Распределённой замыкающей головки — контактные напряжения распределены по большей площади, что снижает риск фреттинг-коррозии при микроперемещениях.
Применение в многослойных конструкциях
Фасадные системы с разнородными материалами
При креплении алюминиевых кассет к стальной подконструкции многозажимные заклёпки компенсируют разность КЛТР алюминия (24·10⁻⁶ K⁻¹) и стали (12·10⁻⁶ K⁻¹). Это предотвращает коробление кассет и разрушение лакокрасочного покрытия в зоне крепления.
Кровельные сэндвич-панели
В кровельных сэндвич-панелях многозажимные заклёпки применяются для соединения внешней и внутренней обшивок с заполнителем. Различные температуры наружной и внутренней обшивок (градиент до 60°C) вызывают их относительное смещение, которое компенсируется податливостью многозажимного соединения.
Узлы с виброизоляцией
В конструкциях с виброизолирующими прокладками (резина, EPDM, неопрен) многозажимные заклёпки обеспечивают надёжное соединение при значительной толщине пакета, включающей сжимаемый материал. Стандартная заклёпка в таких узлах либо не обеспечивает достаточной длины, либо пережимает прокладку, снижая её виброизолирующие свойства.
Заключение
Многозажимные заклёпки — это универсальный крепёж для соединения материалов с различающимися толщинами и коэффициентами температурного расширения. Расширенный диапазон рабочих толщин (до 8 мм и более) позволяет унифицировать крепёж и компенсировать допуски на изготовление. Упругая податливость соединения обеспечивает компенсацию температурных деформаций без потери несущей способности, что особенно важно в фасадных и кровельных системах с разнородными материалами.
Нормативные документы
- СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции»
- СП 128.13330.2016 «Алюминиевые конструкции»
- СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции»
- СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»
- ГОСТ ISO 9223-2017 «Коррозия металлов и сплавов. Коррозионная активность атмосферы»
- ISO 15977:2002 «Open end blind rivets with break pull mandrel and protruding head — A/St»
- ISO 14589:2000 «Blind rivets. Mechanical testing»
- EN 1991-1-5:2003 «Eurocode 1: Actions on structures — Thermal actions»