Заклепочные соединения

1.1.           Назначение процесса клепки

     Клепка – это получение неразъемных соединений при помощи заклепок, применяемых при изготовлении металлических конструкций (фермы, балки, различного рода емкости и рамные конструкции). Заклепка представляет собой цилиндрический стержень из пластичного металла, на одном конце которого выполнена головка, называемая закладной. В процессе выполнения операции на второй стороне стержня, устанавливаемого в отверстия соединяемых заготовок, образуется вторая головка заклепки, которую называют замыкающей. Закладная и замыкающая головки  в основном бывают полукруглыми и потайными (рис.1.1.).

Рис.1.1. Заклепочные соединения:

а- с потайной головкой;  б - с полукруглой головкой;  1 - замыкающая головка;

  2 -стержень;  3 - закладная головка; l - длина заклепки;  d - диаметр заклепки;

l0 - длина заклепки под замыкающую головку;  S - толщина соединяемых деталей

Необходимость применения пластичного металла для изготовления заклепок связана с тем, что ее головки образуются в результате пластического деформирования стержня заклепки. При выполнении заклепочных соединений заклепки следует выбирать из того же материала, из которого выполнены детали, подлежащие соединению. Это предупреждает появление гальванических пар, приводящих к коррозии в месте соприкосновении заклепки и детали. Процесс клепки состоит из двух этапов – подготовительного и собственно клепки. Подготовительный процесс включает в себя сверление или пробивку отверстия под заклепку и формирование углубления в нем с помощью зенкования под закладную и замыкающую головки, если это необходимо. Собственно клепка включает в себя установку заклепки в подготовленное отверстие, натяжку склепываемых заготовок, формирование замыкающей головки и зачистку после клепки. В зависимости от характера заклепочного соединения клепка выполняется холодным (без нагрева) и горячим (с предварительным нагревом заклепки до температуры 1000…1100о С) способом. На практике горячая заклепка применяется в тех случаях, когда используются стальные заклепки диаметром свыше 12 мм.

1.2.           Типы заклепок и заклепочных швов

     Наиболее часто при монтажных работах применяются заклепки с полукруглой и потайной головкой. В связи с тем, что заклепки с потайной головкой недостаточно прочно соединяют детали в месте клепки, их применение ограничено. Такие заклепки используются в тех случаях, когда их головки  ко условиям эксплуатации конструкции не должны выступать над ее поверхностью. В зависимости от назначения и условий эксплуатации возможно употребление  заклепок и с другими  формами головок (рис. 1.2.)

Рис.1.2. Типы заклепок:

а, б - с полукруглой головкой;  в - с цилиндрической головкой;  г  - с потайной головкой; д - с полупотайной головкой;  е  - взрывная; ж - трубчатая  

     Выбор размеров заклепок зависит от толщины соединяемых клепкой деталей. Диаметр заклепки должен быть, как правило, равным суммарной толщине соединяемых деталей. Длина стержня заклепки определяется с учетом  образования замыкающей головки, усадки стержня в процессе клепки и необходимости заполнения зазора между стержнем заклепки и стенками отверстия под нее.

     Для обеспечения свободной, но достаточно плотной установки заклепки диаметр отверстия должен быть несколько больше диаметра заклепки:

     В случаях, если невозможно сформировать в соединении замыкающую головку, применяют взрывные заклепки (рис. 1.2. е). Такая заклепка, заполненная взрывчатым веществом, устанавливается в отверстие соединяемых деталей и осаживается легкими ударами молотка в холодном состоянии. После этого ее нагревают со стороны закладной головки каким-либо нагревательным прибором (например, паяльником), в результате чего происходит взрыв вещества, помещенного в стержне заклепки и его конец расширяется, образуя замыкающую головку.

     Для соединения тонких металлических листов  и деталей из неметаллических материалов используются трубчатые заклепки (рис. 1.2. ж), замыкающая головка которых образуется развальцовкой.

     Место соединения деталей при помощи заклепок называется заклепочным швом. В зависимости от характера соединения и его назначения заклепочные швы подразделяют на три вида: прочные, плотные и прочноплотные.

     Прочный шов применяется в тех случаях, когда необходимо получить соединение повышенной прочности. Как правило, эти соединения в различных несущих конструкциях: балки, колонны, подъемные сооружения и другие подобные конструкции.

     Плотный шов используется при клепке резервуаров и сосудов для жидкостей, трубных соединений для транспортировки газов и жидкостей под небольшим давлением.

     Прочноплотный шов служит для соединения деталей в устройствах и конструкциях, работающих под большим давлением, например в паровых котлах.

     По взаимному положению деталей соединения различаются два типа швов: встык и внахлестку (рис.1.3.). Соединение деталей встык осуществляется с помощью накладок. В соединении используется одна или две накладки. Заклепки при любом виде соединения можно располагать в один, два, три и более рядов. В зависимости от количества рядов заклепок в соединении различают одно-, дву- и многорядные  заклепочные соединения.

Рис. 1.3. Типы заклепочных швов в зависимости от расположения соединяемых заготовок:

а- внахлестку, б- встык с одной накладкой; в- встык с двумя накладками; t – шаг соединения; а- расстояние от края детали до центра отверстия под заклепку

     Расстояние между заклепками в соединении выбирается в зависимости от типа соединения (однорядное или двурядное). В однорядных швах расстояние между осями заклепок (шаг) должно быть равно трем диаметрам заклепки, а расстояние от края соединяемых деталей до оси заклепок в соединении должно составлять не менее полутора диаметров. При выполнении двухрядных швов это расстояние должно быть равно четырем диаметрам заклепки и полутора, как и в однорядном соединении. Расстояние между рядами заклепок в таких соединениях должно составлять два диаметра.

1.3.Инструменты и приспособления для ручной клепки

     Для ручной клепки применяются следующие инструменты: слесарный молоток (как правило, используется молоток с квадратным бойком), поддержка под закладную головку и обжимку.

     Молоток для выполнения клепки выбирается по весу, в зависимости от диаметра заклепки:

     Поддержка служит опорой  при расклепывании стержня заклепки; ее масса должна быть в 4…5 раз больше массы молотка. Поддержка, на которую опирается полукруглая закладная головка заклепки, должна иметь лунку с формой, соответствующей форме закладной головки  заклепки.

     Натяжка служит для осаживания листов, подлежащих клепке, вдоль стержня заклепки. По оси натяжки выполняется глухое отверстие, в которое входит стержень заклепки при осаживании листов, подлежащих соединению. Диаметр отверстия натяжки не должен превышать диаметра заклепки более чем на 1,0…1,5 мм.

Рис.1.4. Натяжка

     Обжимка представляет собой стержень, на конце которого выполнено углубление для формирования после осаживания бойком молотка замыкающей полукруглой  головки заклепочного соединения. Форма  этого углубления  должна соответствовать  форме замыкающей головки. Потайные замыкающие головки оформляются бойком молотка без обжимки.

Рис. 1.5. Обжимка 

     Пистонница представляет собой специальный инструмент для развальцовывания трубчатых заклепок. Заклепку 4 устанавливают в отверстие, под замыкающую головку подводят крючок 1 , пистонницей 2 осаживают заклепку, подтягивая детали друг к другу, и, вращая рукоятку пистонницы, развальцовывают замыкающую головку.

Рис.1.6. Пистонница:              

1 – крючок; 2 –пистонница; 3 –обжимка; 4 - заклепка

     Чеканы представляют собой зубило с плоской и закругленной частью; они применяются для создания герметичности заклепочного шва.

     С помощью этих инструментов ручная клепка осуществляется  двумя методами: прямым и обратным.

     Прямой метод характеризуется тем, что удары наносятся  по стержню заклепки со стороны замыкающей головки.

     При обратном методе удары наносятся по закладной головке через оправку, а формирование замыкающей головки осуществляется за счет поддержки и обжимки. Качество клепки при этом несколько ниже, чем при прямом методе, поэтому метод обратной клепки применяется только в тех случаях, когда прямой метод применить невозможно.

1.4. Механизация клепки

     При выполнении  клепки крупногабаритных деталей широко применяются ручные механизированные инструменты и стационарное клепальное оборудования.

     Наиболее распространенным механизированным инструментом для клепки являются пневматические клепальные молотки, имеющие различные конструкции. Они могут снабжаться гасителями вибраций, а могут и не иметь таких гасителей. Наиболее рациональным является применение клепальных молотков с гасителями вибрации, так как такие гасители предупреждают появление профессиональных заболеваний, связанных с постоянным воздействием на организм вибраций.

     Клепальный молоток 57КМП-4 (рис. 1.7.) состоит из корпуса 1 с рукояткой  11, в которую вмонтировано пусковое устройство и ниппель  15. На ниппель надевается шланг, при помощи которого молоток соединяется с централизованной сетью раздачи  сжатого воздуха. В корпусе устанавливается стакан  6, цилиндр 5  с поршнем и золотник 7  с крышкой 8 . Воздух из централизованной сети поступает через пусковой клапан 14 и золотник 7 в рабочую камеру, которая расположена над поршнем.

Рис.1.7. Клепальный молоток 57КМП-4:

1 - корпус; 2 – ударник; 3 – пружина; 4 –молоток; 5 – цилиндр; 6 – стакан; 7 – золотник; 8 – крышка; 9 – пружина; 10 – курок; 11 – рукоятка; 12 – рычаг; 13 - толкатель; 14 – пусковой клапан; 15 - ниппель

     Доступ воздуха в пусковой клапан обеспечивается при нажатии на курок 10 , который рычагом 12 воздействует на толкатель 13. При пуске сжатого воздуха молоток 4 с ударником 2, соединенный с поршнем, движется вперед и производит осадку заклепки. Золотник открывает отверстие для прохода воздуха в нижнюю часть цилиндра под поршень, заставляя его перемещаться вверх. Пружина 3 предохраняет от выпадения ударник 2 , который одновременно является обжимкой, обеспечивающей формирование замыкающей головки. Гашение возникающих при клепке вредных вибраций осуществляется при помощи пружины 9.

      Клепальные клещи (рис. 1.4.2.) широко применяются для соединения оцинкованной стали толщиной до 1,0 мм, а также изготовления изделий из них. При этом используются трубчатые алюминиевые заклепки диаметром от 3,0 до 6,0мм, которые поставляются в комплекте с плотно вставленными  в них  натяжными стержнями с головкой, изготовленной из мягкой стали (рис.1.8., а).

Рис.1.8. Клепальные клещи:

а – установка стержня; 1 – втулка; 2 – натяжной стержень; 3 – заклепка; б - формирование замыкающей головки

Исполнительным механизмом для процесса клепки являются клепальные клещи, на подвижном рычаге которых помещена втулка с вмонтированным в нее устройством для вытяжки и откусывания нижнего стержня заклепки. Втулка имеет сквозное отверстие, в которое входит натяжной стержень.

       Заклепка вставляется в просверленное отверстие, а натяжной стержень помещается в отверстие втулки клещей. При нажатии на подвижной рычаг клещей происходит вытягивание стержня, который своей головкой сминает  тело заклепки, образуя замыкающую головку с обратной стороны листов (рис. 1.8.б). Далее  при нажатии на рычаг наружная часть стержня откусывается. Применение таких клещей  целесообразно при необходимости соединения листов материала и изготовления изделий из него в неудобных для обычной клепки местах и условиях.

1.5.Обработка отверстий и нарезание резьбы в призмах

     Обработку отверстий осуществляют по следующей схеме:

      сверлят отверстия диаметрами d (под резьбу) и  d 1 (под рукоятки) с припуском на развертывание на настольном сверлильном станке (если для сверления отверстий использовать кондуктор, то разметки не требуется);

      нарезают резьбу на настольном сверлильном станке, применяя предохранительный патрон;

      развертывают отверстия под рукоятки;

      притупляют острые кромки;

      призму маркируют с указанием размера  a;

      производят термическую обработку, обеспечивающую твердость 40…45 HRC.

1.6. Общие правила безопасности труда при выполнении

слесарных работ

     Задачей техники безопасности является предупреждение несчастных случаев, создание таких условий, которые обеспечивали бы полную безопасность труда работающих и его производительность.

     Слесарь должен выполнять  правила внутреннего распорядка трудового дня. Слесарь обязан:

      выполнять только порученную ему работу;

      работать только исправным инструментом;

      уметь оказать помощь пострадавшему на производстве и сообщить об этом мастеру.

     Для обеспечения безопасного выполнения работ следует соблюдать ряд правил:

      работать только исправным и заточенным инструментом;

      при работе на заточных станках обязательно пользоваться защитными очками или защитным экраном с блокировкой. Не допускать биения заточных кругов. Следить за исправностью вытяжных устройств;

      рубку в тисках производить только при наличии на верстаке защитной сетки или экрана;

      работать в головном уборе и спецодежде;

      тяжелые детали поднимать только вдвоем. Не класть тяжелые детали на край верстака;

      не сдувать опилки, не смахивать стружку рукой, а использовать для этого щетку сметку;

      перед началом работы на станках и механизированным инструментом проверять их на холостом ходу и только после этого закреплять инструмент;

      работать только при хорошем освещении;

      при работе электрифицированными инструментами от сети напряжением свыше 36 В обязательно использовать резиновые перчатки и резиновый коврик;

      работать на станках только при наличии исправных ограждений движущихся частей;

      после работы с применением масел, смазывающе-охлаждающих жидкостей, кислот, щелочей, соды, флюсов, клеев и т.п. обязательно мыть руки горячей водой с мылом;

      при получении мелких травм обязательно обрабатывать  ранку йодом и накладывать бинт;

      работы с применением кислот, щелочей, флюсов и т.п., а также работы связанные  с выделением пыли, дыма, газов, необходимо выполнять в хорошо проветриваемом помещении или под вытяжным колпаком;

      не выходить на сквозняк в разгоряченном после работы состоянии;

      соблюдать при выполнении работы все правила безопасности труда, указанные в инструкциях и технологических картах.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….

1.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1.Назначение процесса клепки……………………………………………………

1.2.Типы заклепок и заклепочных швов……………………………………………

1.3.Инструменты и приспособления для ручной клепки…………………………

1.4.Механизация клепки…………………………………………………………….

1.5.Общие правила безопасности труда при выполнении слесарных работ…….

2.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1.Иготовить планшет «Типы заклепочных швов»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………….

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………..

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1999. - 559 с.

2. Беленький С.И. Лабораторный практикум по механической технологии текстильных материалов. – М.: Легкая индустрия, 1996. – 552 с.

3. Гельберг Б.Т., Пекелис Г.Д. Ремонт промышленного оборудования. – М.: Высшая школа, 1997. – 144 с.

4. Грановский Т.С. Ремонт и наладка текстильных машин. – М.: Легкая и пищевая  промышленность, 1994.  -  264 с.

5. Крупицкий Э.И. Справочник молодого слесаря по ремонту промышленного оборудования. – М.: Высшая школа, 1997. -  295 с.

6. Макиенко Н.И. Общий курс слесарного дела. – М.: Высшая школа, 1998. – 334 с.

7. Муценек К.Я. Автоматизация сборочных процессов. Л.: Машиностроение, 1999. - 224 с.

8.Новиков В.Ю. Слесарь – ремонтник. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 304 с.

9. Новиков Н.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. -5-е изд., испр. М.: Машиностроение, 1990. - 592 с.

10.Панов Я.В. Справочник по ремонту текстильного оборудования. – М.: Легкая индустрия, 1997. – 220 с.

11. Пирогов К.М. Нодель Г.М. Экономика, организация и планирование ремонтно – монтажных работ. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 2003. – 288 с.

12. Покровский Б.С., Скакун  В.А. Слесарное дело. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 320 с.

13. Покровский Б.С. Слесарно – сборочные работы. – М.:  Издательский центр «Академия», 2006. – 368 с.

14. Покровский Б.С. Производственное обучение слесарей. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 221 с.

15. Севостьянов А.Г. лабораторный практикум по механической технологии текстильных материалов. – М.: Легкая индустрия, 1996. – 552 с.

16. Труевцев Н.И. Технология и оборудование текстильного производства. – М.: Легкая индустрия, 1995. – 640 с.

17. Храбров A.C. Совершенствование процессов автоматизации сборочных работ. Л.: Машиностроение, 1999. - 226 с.

18. Худых М.И. Ремонт оборудования прядильного оборудования. – Легкая промышленность и бытовое обслуживание, 1996. – 272с.

19. Худых М.И. Ремонт и монтаж оборудования текстильной и легкой промышленности. - Легкая промышленность и бытовое обслуживание, 1997. – 144с.

20. Чирков Г.В. Технология заклепочного соединения // Технология машиностроения. 2005. - № 9. - С. 33.