Рекомендации по выбору типа заклёпок

1 2 3 4 5 6 7

Для соединения конструкций из алюминиевых сплавов используются заклёпки из специальных алюминиевых сплавов.

При температуре эксплуатации до 100⁰С для изготовления заклёпок используют сплавы:

- В65 – для соединения деталей из алюминиевых сплавов высокой и средней прочности (В95, Д16, …);

- Д18П – для соединения деталей из алюминиевых сплавов средней прочности (Д16, АК,…);

- АМг5П – для соединения деталей из алюминиевых сплавов низкой прочности (АЛ, АМг, АМц, …).

При температуре эксплуатации до 250⁰С используют заклёпки из сплава Д19П.

Применение стальных заклёпок для получения высокоресурных конструкций из алюминиевых сплавов весьма нежелательно, так как при осаживании стержня заклёпки в процессе образования замыкающей головки более прочный материал заклёпки разрывает поверхность отверстия в детали и приводит к появлению микротрещин, резко снижающих долговечность соединения. По этой же причине ограничено (до 8…10%) применение ударного способа образования замыкающей головки и применение заклёпок из алюминиевых сплавов большого (больше 8 мм) диаметра. В этих случаях целесообразно использовать болтовое соединение.

Отметим, что для заклёпочных соединений деталей и узлов из сталей и композиционных материалов предпочтительней использование стальных заклёпок.

При выборе типа заклёпок следует придерживаться следующих рекомендаций.

Для силовых швов, не находящихся на внешней поверхности самолёта, наилучшими являются заклёпки с полукруглой (рис.1.1) и плоской (рис.1.2) закладными головками.


Рис. 1.1	Рис. 1.2

Заклёпки с полукруглой головкой применяют для ручной клёпки, с плоской головкой – для клёпки на клепальных прессах.

Эти заклёпки позволяют создать более технологичное, прочное и дешёвое соединение, чем при использовании потайных заклёпок.

Для основной части внешней поверхности самолёта применяют потайные заклёпки с конусностью закладной головки 90⁰ (рис.1.3) и 120⁰ (рис.1.4).


Рис. 1.3	Рис. 1.4

Клёпка «впотай» требует дополнительной точной операции - зенковки отверстия под закладную головку. При этом западание головки недопустимо, а выступание над поверхностью детали не должно превышать 0,1 мм.

Существенный недостаток такого соединения - концентрация напряжений в точках а и b (рис.1.5) и, как следствие, снижение ресурса соединения.

Поэтому заклёпки подбирают так, чтобы высота закладной головки h была меньше толщины листа (рис.1.5.), т.е. для толстых обшивок используют заклёпки с конусностью закладной головки 90⁰, для более тонких обшивок () – заклёпки с конусностью 120⁰.


Рис. 1.5	Рис. 1.6

Для крепления листов толщиной менее 1 мм () можно применить подштамповку обшивки (рис.1.6).

Такой вариант существенно разгружает заклёпку от срезающих усилий, но ещё сложнее в производстве и дороже.

Если требования аэродинамики не очень жёсткие, можно использовать заклёпки с плоско – выпуклой закладной головкой (рис.1.7).

Повысить выносливость и герметичность соединения можно, создав хороший радиальный натяг в зоне перехода закладной головки в стержень и увеличив стяжку пакета. Возникающие в месте контакта соединяемых листов силы трения существенно разгружают заклёпки от срезающих усилий. Добиться этих эффектов можно, применяя заклёпки с компенсатором (рис.1.8).


Рис. 1.7	Рис. 1.8

Максимального эффекта можно достичь, используя клёпку стержнями (рис.1.9). В этом случае замыкающие головки образуются с двух сторон, стяжка пакета и радиальный натяг возрастают, долговечность соединения увеличивается в 7…10 раз по сравнению с традиционными заклёпками. Однако для получения качественного соединения стержень в отверстии должен быть очень точно выставлен, поэтому клёпка может выполняться лишь на специальных автоматических клепальных прессах.


Рис. 1.9	Рис. 1.10

Для ручной прессовой клёпки применяют так называемые универсальные заклёпки, представляющие собой стержень, частично осаженный с одного конца (рис.1.10).

Для клёпки с одной стороны применяют заклёпки с сердечником (рис.1.11) и другие специальные виды заклёпок.

Для получения высоконагруженных швов используют заклёпки с высоким сопротивлением срезу, титановые или стальные болт - заклёпки (рис.1.12) и другие виды крепежа, полную информацию о которых можно найти в соответствующих ОСТах.