Заклёпки вытяжные: классификация и подбор
Заклёпки вытяжные: классификация и подбор
Введение
Вытяжные заклёпки (blind rivets) являются одним из наиболее распространённых видов неразъёмного крепежа для соединения листовых материалов при одностороннем доступе. Они широко применяются в строительстве, машиностроении, автомобильной и авиационной промышленности. Правильный выбор типа, размера и материала заклёпки определяет прочность и долговечность соединения.
Как классифицируются вытяжные заклёпки и как их правильно подобрать?
Вытяжные заклёпки классифицируются по ГОСТ 10299-80 по форме бортика (плоский, потайной, широкий), материалу корпуса и стержня, а также по типу (стандартные, закрытые, лепестковые, многозажимные). Подбор заклёпки осуществляется по суммарной толщине соединяемого пакета, требуемой несущей способности на срез и растяжение, а также условиям эксплуатации.
Расширенный ответ
Классификация заклёпок по ГОСТ 10299-80
| Признак классификации | Типы | Обозначение по ГОСТ | Особенности |
|---|---|---|---|
| Форма бортика | С плоским бортиком | Тип А | Универсальное применение |
| С потайным бортиком | Тип В | Для гладких поверхностей | |
| С широким бортиком | Тип С | Для мягких и хрупких материалов | |
| Материал корпуса | Алюминий (АМг) | А | Лёгкие конструкции |
| Сталь оцинкованная | С | Общее применение | |
| Нержавеющая сталь | Н | Коррозионно-стойкие соединения | |
| Медь | М | Электротехника, декоративные | |
| Материал стержня | Сталь оцинкованная | Ст | Стандартное исполнение |
| Нержавеющая сталь | Нж | Повышенная прочность | |
| Алюминий | Ал | Лёгкие соединения | |
| Тип заклёпки | Стандартная (открытая) | — | Сквозное отверстие после установки |
| Закрытая (герметичная) | — | Герметичное соединение | |
| Лепестковая | — | Для мягких материалов (дерево, пластик) | |
| Многозажимная | — | Широкий диапазон толщин пакета |
Расчёт соединения на срез
Несущая способность заклёпочного соединения на срез определяется по формуле:
Nср = τв × A × nср × k
где:
- τв — предел прочности материала заклёпки на срез, МПа
- A — площадь поперечного сечения заклёпки, мм²
- nср — количество плоскостей среза (обычно 1)
- k — коэффициент, учитывающий тип соединения (0,7–0,8 для вытяжных заклёпок)
Площадь сечения заклёпки:
A = π × d² / 4
где d — диаметр заклёпки, мм.
| Материал корпуса | τв, МПа | σв на растяжение, МПа |
|---|---|---|
| Алюминий АМг5 | 180 | 300 |
| Сталь оцинкованная | 280 | 420 |
| Нержавеющая сталь AISI 304 | 350 | 520 |
| Нержавеющая сталь AISI 316 | 360 | 530 |
| Медь | 140 | 220 |
Пример расчёта: заклёпка алюминиевая Ø4,0 мм, одна плоскость среза:
A = 3,14 × 4² / 4 = 12,56 мм²
Nср = 180 × 12,56 × 1 × 0,75 = 1696 Н ≈ 1,7 кН
Таблица типоразмеров и материалов
| Диаметр d, мм | Диаметр отверстия, мм | Длина L, мм | Диапазон толщин пакета, мм | Nср (Al), кН | Nср (сталь), кН | Nср (AISI 304), кН |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2,4 | 2,5 | 4–10 | 0,5–5,0 | 0,6 | 1,0 | 1,2 |
| 3,0 | 3,1 | 6–16 | 1,0–9,0 | 1,0 | 1,5 | 1,9 |
| 3,2 | 3,3 | 6–20 | 1,0–12,0 | 1,1 | 1,7 | 2,1 |
| 4,0 | 4,1 | 8–25 | 1,5–16,0 | 1,7 | 2,6 | 3,3 |
| 4,8 | 4,9 | 10–30 | 2,0–20,0 | 2,4 | 3,8 | 4,7 |
| 5,0 | 5,1 | 12–35 | 2,5–24,0 | 2,7 | 4,1 | 5,1 |
| 6,0 | 6,1 | 14–40 | 3,0–28,0 | 3,8 | 5,9 | 7,4 |
| 6,4 | 6,5 | 16–45 | 3,5–32,0 | 4,3 | 6,7 | 8,4 |
Подбор длины заклёпки
Длина заклёпки выбирается в зависимости от суммарной толщины соединяемого пакета:
L = S + d
где:
- L — длина заклёпки, мм
- S — суммарная толщина соединяемых деталей, мм
- d — диаметр заклёпки, мм
Полученное значение округляется до ближайшего большего стандартного размера. Недостаточная длина приводит к неполному формированию замыкающей головки, избыточная — к нестабильному расклёпыванию.
Пример: соединение листов 1,5 + 2,0 = 3,5 мм, заклёпка Ø4,0 мм:
L = 3,5 + 4,0 = 7,5 мм → принимаем L = 8 мм.
Рекомендации по выбору материала заклёпок
| Условия эксплуатации | Рекомендуемый материал корпуса | Рекомендуемый материал стержня |
|---|---|---|
| Внутренние помещения, сухая среда | Алюминий, сталь оцинкованная | Сталь оцинкованная |
| Наружное применение, атмосфера C3 | Алюминий АМг5, сталь оцинкованная | Нержавеющая сталь |
| Агрессивная среда, атмосфера C4–C5 | Нержавеющая сталь AISI 316 | Нержавеющая сталь AISI 316 |
| Пищевое производство | Нержавеющая сталь AISI 304/316 | Нержавеющая сталь AISI 304/316 |
| Контакт с алюминиевыми конструкциями | Алюминий АМг5 | Алюминий / нерж. сталь |
| Электротехнические соединения | Медь | Сталь / медь |
Заключение
Вытяжные заклёпки являются универсальным и надёжным видом крепежа для соединения листовых материалов при одностороннем доступе. Правильный подбор заклёпки по диаметру, длине и материалу обеспечивает требуемую несущую способность соединения. Для ответственных конструкций, работающих в агрессивных средах, рекомендуется применение заклёпок из нержавеющей стали AISI 304 или AISI 316 с соответствующим стержнем. Расчёт соединения на срез выполняется по стандартной методике с учётом понижающего коэффициента 0,7–0,8 для вытяжных заклёпок.
Нормативные документы
- ГОСТ 10299-80 «Заклёпки с полукруглой головкой классов точности B и C. Технические условия»
- ГОСТ 10300-80 «Заклёпки с потайной головкой классов точности B и C. Технические условия»
- ГОСТ 10304-80 «Заклёпки. Общие технические условия»
- СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции»
- ГОСТ 4784-97 «Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки»
- ГОСТ 5632-2014 «Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки»
- ГОСТ 9.303-84 «ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические»
