и) к) л) и) н)

Рис. 23. Заклепки для холодного клепаина

обязательна совместная обработка отверстий под заклепки в соединяемых деталях. Заклепки целесообразно устанавливать в отверстия на посадках с натягом (для чего в большинстве случаев необходимо точно обрабатывать не только отверстия, но и стержни заклепок). При установке заклепок с зазором пластическая деформация должна быть достаточной для того, чтобы стянуть соединяемые детали и обеспечить расплющивание стержня до выбора зазора и плотного прилегания стержня к стенкам отверстия, особенно в плоскости стыка соединяемых деталей, поэтому выгоднее применять заклепки не с плоскими, сферическими и другими подобными головками (рис. 23, а, б), опирающимися на поверхности склепываемых деталей, а с головками впотай (виды в-ж), при которых сила расклепывания передается в значительной степени на стержень, раздавая его в поперечном направлении.

При холодном клепании рекомендуется применять потаи с углом 75-60° и даже 45° (виды д - ж) для облегчения раздачи стержня заклепки. Конические заклепки (вид з) запрессовывают в совместно развернутое в деталях гнездо и фиксируют расклепыванием с двух сторон.

Целесообразны заклепки с углублениями в головках (виды и-л) под пуансоны, уплотняющие центральную часть стержня.

Полые заклепки раздаются прошиванием отверстия пуансоном (вид л). Уменьшение в полых заклепках сечения, работающего на срез, вообще очень незначительное (если диаметр внутреннего отверстия < 0,5 диаметра заклепки), можно устранить применением уплотняющих пуансонов, оставляемых в заклепке (виды к, о).

При горячем клепании предпочтительнее головки с плоской опорной поверхностью или с углом потая более 75° (виды и, к). При малых углах в склепываемых деталях на участках потая возникают высокие напряже-

ния смятия и разрыва, .сила же стяжки уменьшается.

При холодном расклепывании благоприятное влияние на прочность соединения оказывает нагартовка заклепки силой расклепывания, сопровождающаяся упрочнением материала заклепки.

В машиностроении применяют преимущественно холодное клепание, так как главный смысл применения заклепочных соединений здесь состоит в устранении теплового воздействия и получении прочных соединений деталей без нарушения точности их размеров и взаимного расположения.

На заклепках крепят, например, противовесы к щекам коленчатых валов, венцы зубчатых колес к дискам, облицовочные листы к массивным деталям, фрикционные накладки к дискам сцепления и тормозным колодкам. Заклепками соединяют легкие листовые конструкции, например штампованные сепараторы шариковых подшипников.

Ввиду отсутствия теплового воздействия, простоты и высокой производительности холодное клепание во многих случаях вытесняет горячее даже при соединении листов и деталей больших сечений.

В соединениях, работающих при высоких температурах, холодное клепание нецелесообразно, так как высокие температуры снимают нагартовку и уменьшают силу стяжки, полученную при клепании.

МАТЕРИАЛ ЗАКЛЕПОК

Для горячеклепаных соединений общего назначения применяют заклепки из углеродистых сталей 30, 35 и 45. В специальных соединениях заклепки в зависимости от условий работы делают из коррозионно-стойких сталей, жаропрочных и жаростойких сплавов.

Заклепки для холодного соединения стальных деталей изготовляют из пластичных сталей 10, 20, а в ответственных соединениях - из сталей 15Х, 20Х, обладающих наря-

ду с пластичностью повышенной прочностью.

Для соединения цветных металлов, а также для присоединения мягких материалов к металлическим деталям применяют заклепки из меди, латуни, бронз, алюминия и алюминиевых сплавов. При повышенных требованиях к коррозионной стойкости заклепки делают из коррозионно-стойких сталей, монель-металла, никелевых и титановых сплавов.

Для склепывания силовых соединений из алюминиевых сплавов применяют заклепки из дюралюминия Д1, Д16.

Пользуясь свойством старения дюралюминия, заклепки ставят в свежезакалеииом состоянии (закалку производят в воду с температуры 500 - 520 °С), когда материал заклепок в течение 0,5 - 2 ч после закалки сохраняет пластичность. После выдержки в течение четырех-шести суток при f = 20°C {естественное старение) материал заклепок застаревает, приобретая повышенную прочность и твердость. Искусственное старение (выдержка при 150-175°Q сокращает продолжительность застаревания до 1-4 ч.

В массовом производстве консервируют большие партии закаленных заклепок в холодильных камерах с температурой около - 50°С, задерживающей старение практически на неограниченный срок.

Деформируемые сплавы ДШ, Д18, В65, В95 обладают достаточной пластичностью после старения и поддаются расклепыванию в этом состоянии.

В холодноклепаных соединениях не рекомендуется применять металлы с различным электрохимическим потенциалом, образующие гальванические пары и вызывающие коррозию. Как правило, заклепки делают из того же материала, что и склепываемые детали.

В соединениях с разнородными металлами (например, алюминиевые заклепки в деталях из магниевых и медных сплавов) необходимо антикоррозионное покрытие заклепок (кадмием или цинком).

ВИДЫ ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Заклепочное соединение целесообразно нагружать только на сдвиг, разгружая его от

действия изгибающих моментов, вызывающих односторонний изгиб стержней заклепок. Возникающие при изгибе напряжения разрыва, складываясь с растягивающими напряжениями, возникающими при склепывании, перегружают стержень и головки заклепки.

В соединениях по рис. 24, о, б под действием растягивающих сил возникает изгибающий момент, приблизительно равный произведению растягивающей силы на толщину материала (виды з, и). Этот момент отчасти погашается сопротивлением изгибу листов, а частично передается на заклепки.

В соединении с двумя накладками (вид в) изгибающий момент вследствие центрального приложения сил не возникает. Кроме того, это соединение двусрезное; благодаря удвоенному числу поверхностей трения сопротивление сдвигу здесь в 2 раза больше, чем в конструкциях а, 6.

Конструкция г с отбортованными кромками нерациональна, так как при растяжении заклепки подвергается изгибу.

В угловых соединениях (вид д) с отбортованной кромкой, применяемых иногда для присоединения днищ к обечайкам резервуаров, содержащих газы или жидкости под давлением, деформация стенок резервуаров вызывает изгиб заклепок.

Рациональнее соединения е, ж, где заклепки работают преимущественно на сдвиг и лишь в незначительной степени - на изгиб. Изгиб тем меньше, чем меньше деформация днища и ближайших к шву стенок обечайки под действием внутреннего давления, т. е. чем ближе заклепки расположены к углу жесткости системы (чем меньше расстояние / заклепки от плоскости днища).

Применяют однорядные (рис. 25, а, г), двухрядные (б, д) и многорядные (в) соединения. В двухрядных и многорядных швах заклепки, как правило, располагают в шахматном порядке с целью более равномерной нагрузки швов, а также для облегчения установки заклепок.

На рис. 25 приведены применяемые в конструкциях общего назначения эмпирические зависимости значений шага t и расстояний е, «1 ОТ диаметра заклепки d.

d=s*8

e,<7d

Рис. 25. Параметры заклепочных соединений

Вследствие ослабляющего влияния отверстий прочность заклепочных соединений меньше прочности целого материала.

Относительная прочность соединений, выраженная в долях прочности целого материала, приведена в таблице.

Увеличение числа швов свыше трех повышает прочность незначительно.

пример змейкой с обходом отверстий под заклепки.

В соединениях, работающих при высоких температурах, применяют силоксановые эмали с металлическими порошками (А1, Zn), выдерживающие температуру до 600 °С.

Другой способ уплотнения - установка на

По функциональному признаку различают прочные швы, применяемые в силовых конструкциях, и прочноплотные швы, обеспечивающие наряду с восприятием сил герметичность соединения и применяемые при изготовлении конструкций резервуарного типа. Для прочноплотных швов применяют заклепки с усиленными головками, обьмио с коническими подголовками, обеспечивающими герметичность посадки заклепки в отверстии. Заклепки в прочноплотных соединениях, работающих при высоких температурах, ставят в горячем состоянии независимо от толщины склепываемых деталей. Швы обычно, делают двух- или трехрядными.

Герметичность стыка обеспечивают дополнительными средствами, например, смазыванием поверхностей стыка перед склепыванием уплогнительными составами (сурик, разведенный на масле, мази на основе отверждаю-щихся синтетических смол и т. д.). Следует, однако, иметь в виду, что уплотняющие мази, уменьшая коэффициент трения на поверхности стыка, снижают прочность соединения на сдвиг, поэтому мазь лучше наносить не по всей поверхности стыка, а узкой полоской, на-

стыке тонких проволок из мягких металлов, расплющиваемых при клепании.

Хорошие результаты дает покрытие предварительно зачищенных поверхностей стыка пластичными металлами, наносимыми гальванически или газопламенным напылением. Наибольшей термостойкостью обладают покрытия медью и никелем.

Металлические покрытия увеличивают прочность соединения, так как при повышенной температуре и высоком давлении, существующих на поверхности стыка, происходит взаимодиффузия металлов покрытия с образованием металлического слоя промежуточной структуры

Иногда применяют подчеканку кромок соединения (рис. 26, о) со скосом кромок под углом 15 - 20°.

Подчеканенные швы сохраняют герметичность в эксплуатации лишь при условии достаточной жесткости соединения. При недостаточной жесткости герметичность соединения, особенно в условиях циклической нагрузки, быстро нарушается в результате периодической деформации стыка.

Практикуемый иногда способ герметизации путем подварки кромок соединения легким