Клепаные соединения

Рисунок 14.3 - Заклепки

Заклепочные соединения в конструкциях машин и сборочных единиц применяются там, где соединяются детали из плохо свариваемых материалов и экономически невыгодно использовать резьбовые детали. Различные типы заклепок, применяемых в узлах машин, показаны на рис. 14.3. Материал заклепок – сталь, медь. латунь и алюминиевые сплавы. В соединяемых деталях отверстия под заклепки сверлят заранее. Одновременное сверление двух деталей в сборе применяют при повышенной точности совпадения отверстий.

При установке заклепок отверстия соединяемых деталей должны быть совмещены с требуемой точностью, а диаметральный зазор D (см. рис. 14.3) между телом заклепки и соединяемыми деталями необходимо выдерживать равным 0,2 мм (при d < 6 мм), 0,25 мм (при 6 < d < < 10 мм) и 0,3 мм (при 10 < d и < 18 мм). В противном случае возможен изгиб стержня заклепки, смещение деталей, а при переменных нагрузках быстрый износ и разрушение соединения. Качество соединения зависит от длины заклепки – выступающая часть стержня должна быть в пределах 1,3...1,6 d в зависимости от формы головки. Для уменьшения смещений отверстий в соединяемых деталях клепку целесообразно выполнять не последовательно, а вразброс или одновременно.

Силу холодной клепки определяют по формуле

Р _кл= Kd^1,75 s_в^0,75

где К – коэффициент формы замыкающей головки, равный 28,6 для сферических (см. рис. 6.20, а); 26,2 для потайных (см. рис. 6.20, б); 15,2 для плоских (см. рис. 6.20, в) и 4,33 для трубчатых заклепок (см. рис. 6.20, г,д); d – диаметр стержня заклепки, мм; s_в – временное сопротивление материала заклепки, МПа.

При горячей клепке Р _кл составляет 65...80 кН (на 1 см² сечения стержня заклепки). Нагревают стальную заклепку до температуры 1050...1100 °С.

Заклепочные соединения выполняют на механических клепальных машинах и прессах. При работе на прессах время выполнения одного соединения равно 3 с. При горячей клепке усилие на прессах должно быть не менее 100 F, а при холодной – 250 F, где F – площадь поперечного сечения заклепки, мм.

Процесс клепки соединения хорошо автоматизируется (пробивка отверстий, подача заклепок в отверстия и обжим головки). Время выполнения соединения диаметром до 4 мм составляет 0,5 с.

Прочность заклепочного соединения зависит в значительной степени от размеров и формы замыкающей головки. Плоские головки заклепок контролируют по высоте и диаметру (рис. 14.4, а), а потайные – линейкой и щупом (рис. 14.4, б).

Рисунок 14.4 - Контроль качества заклепок

В конструкциях машин нередко встречаются неподвижные соединения, осуществляемые путем расклепывания одной из собираемых деталей. Сложность сборки заключается в необходимости точности взаимного положения собираемых деталей, поэтому в этих случаях нужно применять специальные сборочные приспособления. Выполнение таких соединений, особенно при больших диаметрах расклепываемой части детали, очень трудоемко и клепку часто заменяют на раскатку (рис. 6.22). Один конец такой оси-заклепки раскатывают в приспособлении, затем устанавливают в отверстие деталей и раскатывают второй конец. Раскатку выполняют специальной головкой (см. рис. 6.22, б) на сверлильном станке. Силу Р_о определяют по эмпирической формуле

где К – коэффициент, равный 4,5 для меди и 5,5 для стали; So – толщина стенки, мм; D и d – наружный и внутренний диаметры, мм; D₁ – диаметр развальцованного конца, мм; s_т – предел текучести материала, МПа.

Рисунок 14.5 - Раскатка

Скорость вращения раскатной головки 120...250 об/мин. По сравнению с клепкой трудоемкость раскатки на 35...40 % меньше.