Мы приглашаем вас связаться с нами, STEADY не только ваш надежный поставщик, но и ваш надежный деловой партнер.
+(86)-133 8863 9264
Гайки-заклепки — также называемые заклепками, резьбовыми вставками, вставками с глухой резьбой или гайками — представляют собой тонкостенные цилиндрические крепежные детали с внутренней резьбой, которые устанавливаются в предварительно просверленное отверстие только с одной стороны, без доступа к задней поверхности материала. После установки они обеспечивают прочную, постоянную точку резьбового соединения в материалах, которые слишком тонкие, чтобы самостоятельно удерживать полезную резьбу, в материалах, в которых нарезание резьбы не обеспечивает достаточную прочность на выдергивание, или в сборках, в которых задняя часть панели полностью недоступна после изготовления.
Принцип установки прост, но с механической точки зрения элегантен: заклепка вставляется в отверстие так, чтобы ее резьбовой корпус выступал с доступной стороны. Установочный инструмент входит в зацепление с внутренней резьбой и тянет шток, удерживая фланец, в результате чего задняя часть корпуса без резьбы сжимается и деформируется наружу, образуя выпуклость, которая зажимает обе стороны материала между выпуклостью и фланцем. В результате получается заклепка, невращающаяся резьбовая застежка, прочно закрепленная в отверстии. Установленная заклепочная гайка затем может принять стандартный болт или винт с доступной стороны, эффективно создавая гайку в месте, где иначе невозможно было бы удержать гайку.
Инженерная ценность заклепки-гайки наиболее очевидно при производстве листового металла, где тонкие стальные и алюминиевые панели требуют надежных резьбовых соединений для крышек, кронштейнов, ручек и монтажа оборудования без сварных гаек или использования закладных гаек, требующих доступа с обеих сторон. Они одинаково ценны в композитных панелях, полых профилях, пластиковых корпусах и любых конструкциях, где сочетание одностороннего доступа и прочного резьбового соединения в противном случае потребовало бы перепроектирования. Хорошо установленная заклепка-гайка из стального листа толщиной 2 мм может обеспечить выдергивающую нагрузку 3000–7000 Н и сопротивление крутящему моменту полосы 4–25 Н·м в зависимости от размера резьбы и материала — производительность, которой могут достичь сварные гайки, но с которой не может сравниться ни одна обычная нарезанная резьба в тонком листе.
Гайки-заклепки производятся с несколькими конфигурациями головок и профилями корпуса, которые влияют на то, как установленный крепеж располагается относительно поверхности панели, какой крутящий момент он может выдержать перед вращением и какой диапазон толщины панели он может выдержать. Выбор правильного типа корпуса так же важен, как выбор правильного материала и размера резьбы — использование заклепочной гайки с плоской головкой там, где требуется потайная головка, или гладкого корпуса, когда корпус с накаткой необходим для предотвращения вращения, приводит к тому, что установка не соответствует проектным требованиям, независимо от того, насколько точно она была установлена.
Плоская головка (также называемая большим фланцем или стандартным фланцем) является наиболее распространенным типом головки заклепочной гайки. Диаметр фланца больше диаметра отверстия, он выступает над поверхностью панели и прижимается к ней, распределяя зажимающую нагрузку. Заклепки с плоской головкой используются там, где установленная головка крепежа не должна быть заподлицо с поверхностью — внутри шкафов, на конструктивных кронштейнах и при скрытом монтаже. Большой диаметр фланца обеспечивает хорошую опорную поверхность относительно материала панели, что важно для более мягких материалов, таких как алюминиевый лист и пластик, где небольшой фланец может протянуться через отверстие при высоких нагрузках на болты.
Заклепочные гайки с потайной головкой имеют угловой фланец, предназначенный для установки заподлицо с поверхностью панели или под ней при установке в потайное отверстие. Это создает полностью ровную поверхность после установки, что важно для аэродинамических поверхностей, раздвижных механизмов, декоративных панелей и любых узлов, где выступающая головка крепежа была бы функционально или эстетически неприемлема. Угол потайной головки обычно составляет 90° или 120°, что соответствует геометрии стандартных зенковочных сверл. Заклепки с потайной головкой требуют дополнительной операции зенковки в отверстии перед установкой, что добавляет технологический этап, но получаемая в результате установка заподлицо часто является единственным приемлемым решением для требований применения.
Заклепочные гайки с уменьшенной головкой имеют меньший диаметр фланца, чем стандартные конструкции с плоской головкой, что позволяет устанавливать их в местах, где пространство между отверстием и соседним элементом ограничено — вблизи краев панели, рядом со сварными швами или в каналах, где полноразмерный фланец физически не помещается. Уменьшенная площадь опоры меньшего фланца означает меньшую способность к прорыву в мягких материалах, поэтому варианты с уменьшенной головкой лучше всего подходят для более твердых материалов, таких как стальной лист, где напряжение подшипника фланца ниже по сравнению с пределом текучести материала. В некоторых применениях также используется профиль внешнего корпуса с накаткой или шестигранником в сочетании с уменьшенными головками для предотвращения вращения под действием крутящего момента, компенсируя уменьшенное сцепление фланца меньшего диаметра.
Гайки-заклепки производятся из четырех основных семейств материалов, каждое из которых подходит для различных комбинаций основных материалов, воздействия окружающей среды и требований к нагрузкам. Выбор материала заклепки должен учитывать не только механические требования к соединению, но и гальваническую совместимость с основным материалом — установка стальной заклепки в алюминиевую панель в морской среде создает гальванический элемент, который разрушит окружающий алюминий в течение нескольких месяцев.
| Материал | Сила вытягивания | Коррозионная стойкость | Совместимые исходные материалы | Лучшие приложения |
|---|---|---|---|---|
| Сталь (оцинкованная) | Самый высокий | Умеренный (в помещении/сухой) | Сталь, железо, твердый пластик | Промышленные корпуса, машины, транспортные средства |
| Алюминий | Умеренный | Хорошо (на открытом воздухе) | Алюминий sheet, thin composites | Аэрокосмические панели, морское оборудование, кузова электромобилей |
| Нержавеющая сталь (А2/А4) | Высокий | Отлично | Сталь, нержавеющая сталь, алюминий (с изолятором) | Морское, пищевое, уличное оборудование |
| Латунь | Умеренный–High | Очень хорошо | Пластмассы, печатные платы, панели из цветных металлов | Корпуса для электроники, сантехника |
Стальные заклепки с цинковым гальваническим покрытием являются наиболее широко используемыми и обеспечивают самые высокие абсолютные значения выдергивания и крутящего момента, что делает их выбором по умолчанию для применения в листовой конструкционной стали в закрытых или сухих помещениях. Цинковое покрытие обеспечивает умеренную защиту от коррозии, достаточную для промышленного оборудования внутри помещений, но недостаточную для длительного воздействия на открытом воздухе или на берегу. Для наружного применения на стальных конструкциях заклепочные гайки из нержавеющей стали A2 (304) или A4 (316) обеспечивают необходимую коррозионную стойкость — класс A4 в морских средах с высоким содержанием хлоридов, где A2 может подвергаться риску щелевой коррозии под установленным фланцем.
Алюминиевые заклепки из алюминиевого основного материала являются идеальным гальванически идеальным выбором для алюминиевых конструкций и панелей. Их более низкий предел текучести по сравнению со сталью означает, что они создают более мягкую выпуклость при установке, что может быть полезно для тонких или хрупких исходных материалов, где установочное усилие стальной заклепки может деформировать зону отверстия. Алюминиевые заклепочные гайки не следует использовать там, где зажимной болт будет представлять собой крепеж из высокопрочной стали, затянутый до значений, которые превышают момент затяжки резьбы более мягкой алюминиевой вставки — в таких случаях требуется заклепочная гайка из стали или нержавеющей стали с соответствующими мерами по гальванической изоляции алюминиевой панели.
Заклепочные гайки доступны с размерами метрической резьбы от M3 до M16 и с унифицированными размерами резьбы от 6–32 UNC до 3/8–16 UNC, что охватывает весь диапазон размеров крепежа, используемого в легких листах металла и в конструкциях средних размеров. Диапазон захвата — диапазон толщины исходного материала, который может выдержать заклепочная гайка — так же важен, как и размер резьбы, потому что заклепка, установленная в материале за пределами диапазона захвата, либо не образует должного выступа (слишком толстый), либо чрезмерно деформирует и расколет корпус (слишком тонкий).
Каждая модель заклепочной гайки предназначена для определенного диапазона захвата, обычно охватывающего разницу в толщине материала в пределах 1,5–4 мм в пределах одного номера детали. Заклепочная гайка, рассчитанная на диапазон захвата 0,5–3,0 мм, будет правильно устанавливаться в любой листовой металл или панель в этом диапазоне толщины, образуя устойчивый выступ, обеспечивающий полную номинальную зажимную нагрузку. Установка заклепочной гайки с диапазоном захвата 0,5–3,0 мм в материал толщиной 4 мм является распространенной ошибкой, приводящей к установке, при которой корпус не деформируется достаточно, чтобы захватить заднюю поверхность материала — заклепочная гайка будет вращаться или вытягиваться при очень низких нагрузках.
Стандартные заклепочные гайки с открытым концом имеют корпус со сквозной резьбой, открытый как на фланцевом, так и на выступающем (глухом) конце. Это позволяет болту любой длины проходить через установленную вставку, но также означает, что жидкости, газы и загрязнения могут проходить через корпус заклепки-гайки в обоих направлениях. В тех случаях, когда требуется герметичность или герметизация под давлением в месте крепления (герметизированные корпуса, наружное оборудование, панели, содержащие жидкость), необходимо использовать заклепочные гайки с закрытым концом и герметичным глухим концом. Конструкции с закрытым концом имеют ту же внешнюю геометрию и метод установки, что и конструкции с открытым концом, но блокируют прохождение жидкости через корпус вставки, сохраняя целостность любой прокладки или герметика на стыке соединения, не требуя дополнительных мер по герметизации в отверстии для крепежа.
Стандартные заклепочные гайки с гладким корпусом основаны на трении между выпуклостью деформированного корпуса и материалом панели, чтобы противостоять вращению при затягивании или удалении ответного болта. В мягких материалах — тонком алюминии, пластике и композитных панелях — это сопротивление трения может быть недостаточным, в результате чего заклепочная гайка будет вращаться в отверстии, а не позволит затянуть или снять болт. Заклепочные гайки с накаткой имеют продольные зубцы или рифленый рисунок на внешней поверхности корпуса, который врезается в стенку отверстия во время установки, обеспечивая надежную механическую блокировку вращения, независимую от зажимного трения. Заклепочные гайки с накаткой подходят для любого применения, где основной материал достаточно мягкий, чтобы обеспечить вращение с умеренным крутящим моментом, или где болт будет часто сниматься и переустанавливаться в течение срока службы изделия.
Для правильной установки заклепочных гаек требуется установочный инструмент, который может применить точное сочетание силы натяжения и хода, необходимое для образования выпуклости, без перегрузки или недоустановки корпуса. Использование неправильного инструмента — или неправильное использование правильного инструмента — является единственной наиболее распространенной причиной слабой или неудачной установки запорных гаек. Выбор инструмента зависит от размера устанавливаемой резьбы, объема производства и доступности места установки.
В ручных инструментах для установки заклепочной гайки используется ножничный или рычажный механизм с двумя ручками, который создает тяговое усилие на резьбе оправки, образуя выпуклость за счет механического рычага. Они недороги, не требуют источника питания и подходят для периодического использования или ремонта в полевых условиях с резьбой небольшого размера — обычно от M3 до M8. Ограничением ручных инструментов является утомляемость оператора и непоследовательность при крупносерийном производстве, когда усилие установки варьируется между операторами и в течение смены. Для размеров M10 и более требуемое тяговое усилие превышает то, что большинство операторов могут надежно создать с помощью ручного инструмента, поэтому необходимы пневматические или аккумуляторные инструменты.
Пневматические инструменты для установки заклепочных гаек используют сжатый воздух для приведения в движение поршня, который прилагает необходимое усилие натяжения к оправке с резьбой, а затем поворачивает в обратном направлении, чтобы освободить оправку и вытолкнуть установочную вставку. Они обеспечивают постоянную силу установки независимо от усталости оператора или отклонений, что делает их стандартным выбором для использования на производственных линиях, где за смену устанавливаются сотни или тысячи заклепок. Доступны пневматические инструменты с регулируемым усилием тяги и настройками хода, которые можно откалибровать для конкретных размеров заклепок и материалов, обеспечивая стабильное качество установки на протяжении всего производственного цикла. Гидравлические инструменты используются для самых больших размеров (М12–М16), где одного пневматического давления недостаточно для создания необходимой установочной нагрузки 15–25 кН.
Доля инструментов для установки заклепок с батарейным питанием значительно выросла на рынке, поскольку технология литий-ионных аккумуляторов сделала беспроводные инструменты достаточно мощными, чтобы устанавливать заклепки M8–M12 с постоянной силой и без зависимости от пневматических инструментов от авиакомпании. Аккумуляторные инструменты идеально подходят для монтажных работ на месте, выездного обслуживания и производственных сред, где сжатый воздух недоступен или где важна мобильность инструмента. Ведущие производители, в том числе Stanley Engineered Fastening (бренд POP), Gesipa и Böllhoff, предлагают аккумуляторные заклепочные инструменты с настройками крутящего момента и хода, регулируемыми через интерфейс инструмента, что обеспечивает сопоставимость установки с пневматическими инструментами для размеров в пределах их диапазона мощности.
Правильно установленная заклепка-гайка требует точного исполнения на каждом этапе — подготовка отверстия, проверка выбора заклепочной гайки, калибровка установочного инструмента и проверка после установки. Сокращения на любом этапе приводят к тому, что соединения выходят из строя ниже номинальной нагрузки, а вид разрушения — вращение в отверстии или протягивание под нагрузкой — часто не очевиден до тех пор, пока соединение не будет проверено или не выйдет из строя в эксплуатации.
Гайки-заклепки используются в исключительно широком спектре отраслей и применений, объединенных общим требованием к прочному резьбовому соединению в месте, где доступна только одна сторона основного материала. Понимание конкретных требований каждого контекста применения помогает выбрать правильный вариант заклепочной гайки — материал, тип головки, профиль корпуса и размер резьбы — для обеспечения надежной работы в течение всего срока службы продукта.
В автомобильных кузовных панелях, дверных рамах, держателях приборной панели, аккумуляторных отсеках в электромобилях и кузовах прицепов широко используются заклепочные гайки для крепления кронштейнов, элементов отделки, оборудования для прокладки кабелей и механических компонентов к тонкому листовому металлу, который нельзя сваривать после покраски или который должен неоднократно принимать и отпускать компоненты в течение срока службы автомобиля. Заклепочные гайки из стали и нержавеющей стали размеров M5–M10 наиболее распространены в автомобильных кузовах, а алюминиевые заклепочные гайки используются в конструкциях транспортных средств с высоким содержанием алюминия, чтобы избежать проблем, связанных с гальванической коррозией. Высокие объемы производства в автомобилестроении отдают предпочтение пневматическим и роботизированным установочным инструментам, которые обеспечивают стабильное качество установки со скоростью сотен заклепок в час.
В электрических шкафах, серверных стойках, панелях управления и корпусах электронных устройств используются заклепочные гайки в качестве точек крепления для DIN-рейок, кронштейнов кабельных лотков, монтажных пластин для компонентов и распашных дверей в тонких стальных или алюминиевых панелях корпуса. В этих случаях заклепочная гайка часто служит заменой невыпадающей гайки, что устраняет необходимость в отдельной ослабленной гайке на недоступной внутренней поверхности панели корпуса. Латунные заклепочные гайки предпочтительны при монтаже печатных плат или чувствительной электронике, где магнитные свойства стали могут влиять на компоненты и где латунь обеспечивает как устойчивость к коррозии, так и отличное качество резьбы для винтов с мелким шагом, распространенных при сборке электроники.
В внутренних панелях самолетов, отсеках для авионики, хвостовых балках вертолетов и планерах беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) используются заклепочные гайки из алюминия и нержавеющей стали для создания точек резьбового крепления в тонкостенных алюминиевых обшивках и композитных панелях, где клепка не обеспечивает зацепление резьбы, а сварка либо непрактична, либо структурно неприемлема. В аэрокосмической отрасли запорные гайки соответствуют спецификациям NAS (Национальный аэрокосмический стандарт) или NASM с более строгими размерными допусками и требованиями к испытаниям, чем для продуктов из коммерческого каталога. Варианты с потайной головкой являются стандартными для аэродинамических поверхностей и обеспечивают плавный поток воздуха по поверхности панели.
Стальные и алюминиевые трубчатые мебельные рамы, стеллажи для витрин, системы перегородок и архитектурные облицовочные панели используют заклепочные гайки для крепления оборудования, соединительных кронштейнов, выравнивающих ножек и конструкционных соединителей к полым или тонкостенным секциям, где резьба основного материала будет недостаточной, а сварка нецелесообразна после порошкового покрытия или анодирования. Возможность установки заклепочных гаек после обработки поверхности является существенным производственным преимуществом — детали можно сначала обработать, а затем установить заклепочные гайки, не повреждая поверхность, в отличие от приварных гаек, которые необходимо устанавливать до отделки и защищать в процессе нанесения покрытия.
Даже при правильной спецификации продукта установка с заклепками и гайками выходит из строя, если не контролировать переменные процесса. Следующие проблемы являются причиной большинства сбоев в эксплуатации и отклонений качества продукции, и каждая из них имеет четкую основную причину и меры предотвращения.
EN 
英语
俄语
韩语
阿拉伯语
土耳其语