Механическое крепление-это не процесс сварки, мы согласны. Так почему же он должен найти свое место на веб-сайте по сварке Потому что это может быть полезным вариантом, когда сварка просто непригодна. В этих случаях это не только предпочтительно, но и крайне важно искать альтернативные решения.
Крепежные детали можно описать как устройства, выполняющие функцию передачи механических нагрузок. Они удерживают два или более элементов сборки в относительном положении, обеспечивая непрерывность, стабильность и механическую прочность по мере необходимости.
Механическое крепление может быть полезным альтернативным способом обеспечения соединения элементов. Это следует учитывать всякий раз, когда есть веские причины для этого вместо более традиционных процессов сварки или пайки.
Механическое крепление вместо сварки?
Какие могут быть для этого веские причины?
Ну, самым поразительным из них может быть возражение против использования тепла. Механическое крепление обычно выполняется без нагрева, за исключением, возможно, нескольких особых случаев (например, подгонка с натягом или горячие заклепки).
Известно, что все процессы сварки плавлением, а также некоторые другие, используют тепло для содействия плавлению и слиянию соединяемых металлических элементов. Высокая температура, необходимая для плавления, может оказать неблагоприятное воздействие на затронутые металлургические структуры, вплоть до ухудшения их механических свойств.
Другими причинами являются возможная необходимость легкой разборки для технического обслуживания, недоступная для сварных элементов. Или легкость соединения разнородных материалов, иногда проблематичная при сварке, но достижимая с помощью механического крепления, позволяющего обойти трудности при сварке.
Скорость и экономичность выполнения могут быть руководящим мотивом для выбора, а не более традиционных методов соединения, самопробивной клепки и клинчирования. Это методы механического крепления, которые в последнее время получили значительное развитие и прогресс.
Механическое крепление включает в себя различные типы соединительных устройств, таких как резьбовые крепежные детали, заклепки различных видов и соединение под давлением. Резьбовые крепежные элементы (болты и винты, гайки) применяются в сборках элементов станков для относительно толстых профилей. Их использование позволяет производить разборку и повторную сборку.
Необходимы отверстия, и может потребоваться двусторонний доступ, за исключением случаев, когда в материале обработана резьба или если перед сборкой к детали прикреплена гайка. Для сборки может быть задан определенный крутящий момент.
Следует учитывать релаксацию болтовых элементов, вызванную ползучестью при повышенной температуре. Напряжение соединения, вероятно, значительно уменьшится, если во время работы будет применяться тепло.
Если необходимо, чтобы во время эксплуатации всегда обеспечивалось напряжение на болтах (например, между сосудом и его болтовой крышкой), необходимо выбрать материалы болтов, устойчивые к ползучести.
Если вибрация является фактором, необходимо предусмотреть специальные положения для блокировки болтовых элементов, чтобы избежать их самоотвинчивания. Для обеспечения этого требования имеется несколько средств (например, фиксирующие провода и специальные шайбы). Саморезы можно использовать для соединения тонких листов.
Во всех этих случаях необходимо уделять должное внимание возможности гальванической коррозии, если различные материалы контактируют в присутствии влажности или электролита. Проблема должна быть решена путем правильного подбора материалов, подходящего покрытия или изоляции соединения надлежащими средствами.
Заклепки веками использовались для механического крепления конструкций (мостов, башен, кораблей) и сосудов, удерживающих жидкость, даже под давлением. Во всех случаях стык находится между перекрывающимися элементами. В этом случае для соединения двух или более пластин сначала необходимо просверлить отверстия на месте.
Стальные заклепки с одной головкой, сформированной на одной стороне хвостовика, нагреваются до красного цвета, затем вставляются с одной стороны через пластины, головка прижимается к подходящей массе и заклепывается с другой стороны, образуя вторую головку.
При охлаждении и усадке хвостовик заклепки оказывает значительное растягивающее усилие, обеспечивая мощные соединения, прочность которых основана на трении между элементами, а не на прочности заклепки на сдвиг.
Алюминиевые заклепки формируются холодными. Высокопрочные термообработанные заклепки из алюминиевого сплава достигают своего самого мягкого состояния при закалке от температуры растворения. Это время, пока материал еще мягкий, для формирования второй головки.
Но это метастабильное состояние, поскольку материал приобретает самые высокие механические свойства в результате осаждения или естественного старения при комнатной температуре в течение нескольких дней. Поэтому, чтобы замедлить старение, растворенные заклепки необходимо хранить в холоде, в морозильнойкамере, до времени заклепки. В противном случае, после затвердевания, они трескаются при клепке.
Глухие заклепки используются для механического крепления, когда доступ доступен только с одной стороны. После вставки специальной полой заклепки в отверстие для скрепления различных элементов сборки дно заклепки расширяется. Это делается головкой предварительно установленной оправки, которая проходит через полую заклепку, так как она оттягивается специальными плоскогубцами. Оправка ломается в выемкепосле завершения своей функции и выбрасывается. Таким образом можно соединять разнородные материалы.
Полые самопронизывающиеся заклепки прокалывают и скрепляют два или более листа вместе за одну операцию с помощью специальных инструментов и штампов. Заклепки имеют фирменную конструкцию. Работа может быть автоматизирована для быстрой производительности.
С помощью инструментов различной формы пластичные металлы можно соединять в нескольких местах путем скрепления или прессования. Это означает локальное вдавливание и деформацию обоих материалов для получения механически блокирующихся соединений без какого-либо внешнего устройства. Это делается путем нажатия пуансона для вдавливания или прокалывания листов в специальную матрицу, часто разъемного типа, для создания кнопки на нижней стороне, тем самым создавая механическую блокировку между листами.
Обратите внимание, что это отличается от холодной сварки, при которой производится металлургическое соединение. Самопробивные клепки и клинчирование все чаще применяются при высокоскоростной сборке листовых материалов в автомобильной и бытовой промышленности.
Эти методы позволяют использовать предварительно обработанные или окрашенные листовые металлы. Они также позволяют механически скреплять материалы, такие как алюминий и сталь, которые несовместимы для сварки плавлением. Для полноты картины следует сказать, что недавние разработки достигли этого подвига, который был немыслим еще совсем недавно.
Конструкционные клеи могут использоваться отдельно или в сочетании с возможностями точек соединения многих из этих методов, причем отверждение выполняется после механического крепления. См. Раздел Склеивание Клеем.
Прочность соединения любого отдельного соединительного элемента вышеуказанных систем механического крепления, как правило, ниже, чем у точечных сварных швов. Но компоновки разработаны с учетом требований, предъявляемых к соединению в целом.
Не существует общепринятых стандартов в отношении механического крепления, за исключением болтов и гаек с машинной резьбой. Многие из методов были разработаны для решения конкретных производственных проблем в определенных отраслях с общей целью повышения производительности при одновременном снижении потребностей в рабочей силе и затрат. Качество, как правило, обеспечивается визуальным осмотром, измерением деформированной толщины и случайными сечениями.
Настройки станка и мониторинг процесса выполняются путем регистрации давления и смещения по мере формирования соединений и проверяются с помощью статистического контроля процесса (SPC). Визуальное отображение графиков силы в зависимости от перемещения проверяется по эталонным кривым для обнаружения неисправной работы.
Существует большое количество конструкций и запатентованных систем, в основном подходящих для автоматизированных приложений. Поэтому выбор подходящего оборудования и инструментов для современного механического крепления должен осуществляться в рамках совместного проекта с поставщиками.
Разумные производственные цели и твердые бюджетные рамки должны быть установлены заранее.