Соединение металла в замок разновидность. Замковые соединения

Использование замковых соединений увеличивает скорость сборки, является экономически выгодным, поскольку необходимые знаки отливаются прямо с деталью (что устраняет необходимость использования крепежных элементов. Замковые соединения могут быть сконструированы таким образом, что их можно использовать многократно. Сборка с помощью замковых соединений характеризуется простотой и универсальностью.

Принцип действия замкового соединения не зависит от ее формы: выступающий элемент одной из детали, например, крючок, на короткое время отклоняется в процессе сборки, после чего возвращается в исходное положение за счет упругой релаксации. Прогиб в процессе сборки может быть довольно большим, но когда сборка завершается, напряжение пропадает (в отличие от фиксации с использованием прессового соединения).

Одним из серьезных недостатков использования замковых соединений является возможность разрушения деталей в процессе сборки или разборки изделия. Сборочные узлы с таким креплениями могут разрушиться из-за усталостных напряжений. Это особенно важно для сборочных узлов, изготовленных из хрупких и армированных волокнами пластмасс. Отремонтировать замки очень сложно или вообще невозможно. Другим недостатком замковых соединений является необходимость точного соблюдения допусков на детали. Контролируют геометрию замков и напряжение после сборки. Избыточный натяг или напряжение могут привести к разрушению соединения, а недостаток натяга может привести к неточному расположению деталей или ослабления их фиксации.

Типы замковых соединений

1) с помощью крючков (рис. 4);

2) с помощью кольцевых выступов и впадин (используются для сборки изделий цилиндрической формы) (рис. 5);

3) с помощью шаровой пяты и сферического углубления (рис. 6);

4) поворотные замковые соединения.

Кроме того, замковые соединения делятся на разъемные и неразъемные (рис. 7). Конструкцию соединения, позволяющую использовать повторную сборку и разборку называются разъемной. В разъемных соединениях используются установочные и обратные углы, что обеспечивает возможность введения одной детали в другую и их соединения. Неразъемное соединение самофиксируется, поскольку в нем обратный угол равен 90 град. Эти углы используются в качестве единственного средства для управления усилиями при надевании и съеме крышки с данной геометрии.

Рис. 4. Крючки, используемые для сборки пластмассовых изделий:

а – неразъемное; b – разъемное; с, d – с дополнительными элементами для облегчения разборки изделия

В разъемных соединениях используются установочные и обратные углы, что обеспечивает возможность введения одной детали в другую и их соединения. Неразъемное соединение самофиксируется, поскольку в нем обратный угол равен 90 град. Эти углы используются в качестве единственного средства для управления усилиями при надевании и съеме крышки с данной геометрией.

Рис.7. Разъемные и неразъемные замковые соединения

" onclick="window.open(this.href," win2 return false >Печать
E-mail

Подробности Категория: Тонколистовой металл

Соединение деталей из тонколистового металла.

Существует несколько способов соединения деталей из тонколистового металла. Простейший из них - это соединение фальцевым швом . Его получают следующим образом. На расстоянии 6...8 мм от края соединяемых листов размечают линии сгиба и сгибают листы под прямым углом (см.рис. слева а ). Затем подгибают края заготовок (см.рис. слева б ), соединяют их в замок (см.рис. слева в ) и подгибают листы вблизи шва с помощью деревянного бруска, как показано на рисунке г , чтобы соединение не разъединилось.

Соединение деталей фальцевым швом применяют при изготовлении ведер, водосточных и вентиляционных труб, консервных банок, а также при покрытии крыш домов кровельной сталью.

На заводах такая работа выполняется жестянщиками на фальцепрокатных станках . Варианты таких станков показаны ниже.

Кроме соединения фальцевым швом, детали из листового металла можно соединять с помощью заклепок .

Заклепки применяются для создания так называемого "неразъемного " соединения. Обычно с помощью заклепок соединяют тонкие металлические листы, крепят фасадные пластины, а также довольно тяжеловесные конструкции.

Заклепки в качестве крепежного элемента использовались буквально с незапамятных времен. Достаточно посетить любой археологический музей, чтобы воочию убедиться в этом. Например, древние воины носили доспехи, металлические пластины которых были соединены исключительно заклепками. А если вспомнить, что в качестве основного (практически единственного) крепежного элемента при постройке Эйфелевой башни и крейсера "Аврора" использовались именно заклепки, невольно проникаешься уважением к людям, которые изобрели столь привычный ныне крепеж.

Заклепки - это крепежные детали, состоящие из закладной головки и стержня . Их изготавливают из мягкой стали, меди, алюминия, латуни. Существуют заклепки с полукруглой (а ), потайной (б ), плоской (в ), полупотайной (г ) головками (см.рис.слева).

Для соединения деталей заклепками вначале размечают центры отверстий под заклепки. Затем пробивают отверстия пробойником или сверлят.

Размеры заклёпок зависят от толщины соединяемых деталей. Диаметр заклёпки рекомендуется брать равным двойной толщине более тонкой детали. Длина стержня заклёпки складывается из толщины соединяемых деталей и длины выступающей части(она равна 1,25-1,5 диаметра заклёпки), на которой образуют замыкающую головку.
Часто сверлят сразу две соединяемые заготовки, зажимая их струбциной или в тисках. Диаметр отверстия D должен быть на 0,1...0,3 мм больше диаметра заклепки d (см.рис. справа а ).
Заклепку вставляют в отверстие (рис. б ), причем длина выступающей части заклепки должна равняться (1,3... 1,6) d . Закладную головку размещают в углублении поддержки(2 ) (рис. в ) и ударами молотка по натяжке(1 ) сближают соединяемые детали одну с другой. Затем круговыми ударами молотка(3 ) расклепывают выступающую головку (рис. г ) и придают ей правильную форму с помощью обжимки(4 ) (рис. д ).

Выполняя заклёпочное соединение, надо проверить надёжность насадки молотка на ручку.
Заготовка должна быть надёжно закреплена в тисках.
Нельзя стоять за спиной работающего.

Заклепочные соединения применяют в самолетостроении, кораблестроении, для соединения деталей мостов, при изготовлении металлической посуды. В промышленности заготовки соединяют заклепками при помощи пневматических клепальных молотков или на специальных клепальных машинах.
Несомненно, заклепки имеют массу неоспоримых достоинств. Но стандартные, так называемые "полнотелые" заклепки имеют также довольно значительный недостаток - для создания действительно надежного соединения большое внимание необходимо уделять качеству работы с ними. Учитывая то, что заклепку необходимо при расклепывании плотно удерживать с другой стороны, это является довольно трудоемкой задачей. Впрочем, прогресс не стоит на месте. Развитие технологий заклепочных соединений привело к появлению вытяжных заклепок, которые решают эту проблему.

Установочный инструмент (см.рис. слева) для работы с вытяжными заклепками сравнительно недорог, а удобство их применения очень велико. Машиностроение, строительная индустрия, автомобильная и мебельная промышленность, предприятия отрасли производства электроники активно используют именно вытяжную заклепку, поскольку технология одностороннего скрепления однозначно удобнее и надежнее других способов крепления.

Односторонняя тяговая (вытяжная) заклепка состоит из двух частей: корпуса и стержня. Корпус заклепки изготавливается из различных материалов: алюминия, стали, нержавеющей стали, меди, сплава MONEL (Ni/Cu=70/30). Стержень вытяжных заклепок изготавливают из стали или нержавеющей стали.

Особенности конструкции : заклепка имеет выпуклую или потайную шляпку. Для установки заклепки требуется доступ только с одной стороны материала.
Монтаж : просверлить скрепляемые материалы, смонтировать заклепку, используя специальный инструмент.

Из характеристик вытяжных заклепок следует обращать внимание на геометрические размеры (диаметр и длина корпуса заклепки). Тип заклепки может быть обычный с буртиком (D головки=2D корпуса заклепки, рис. 1 ), с увеличенным буртиком (D головки=3D корпуса заклепки, рис. 2 ), потайной (рис. 3 ) и глухой с водогазонепроницаемым корпусом (рис. 4 ).

Главной задачей кровельного материала является защита других конструкций здания (стропильной системы, утеплителей и т.д.) от воздействия внешних факторов (снега, ветра, дождя, солнца, грязи). Кровельная жесть прекрасно справляется с этой задачей, да и срок службы у нее не маленький. Если вы хотите покрыть крышу своего дома именно этим материалом, читайте статью.

Что собой представляет кровля из жести? Это крыша, покрытая листовой сталью толщиною 0,5-1 мм, монтаж выполняется при помощи фальцевого соединения (подгиба кромок).

Различают два вида жести:

С цинковым покрытием (оцинкованная сталь). Срок службы 25-30 лет.
Без покрытия (черная сталь). Срок службы 20-25 лет.

Сразу хочется отметить, что данный стоит дороже, чем покрытие из мягких материалов (гибкая кровля, рулонная). Кроме этого понадобится постоянный уход (чистка, покраска), да и монтаж лучше доверить специалистам.

Несмотря на это данный материал пользуется спросом. К тому же у него есть и преимущества:

Легкость;
Несгораемость;
Универсальность (используется для крыш различной сложности);
Водонепроницаемость;
Долговечность.

Но если ваша имеет небольшие объемы, а конфигурация ее не очень сложная, то можно постараться выполнить все работы самостоятельно.

Начинают работы с заготовки листов (картин). Для этого понадобится следующие предметы:

Ветошь;
Горячая олифа;
Верстак с прибитым к краю металлическим уголком;
Кровельные клещи;
Кромкогиб (на будущие);
Киянка;
Кровельные молотки;
Линейка;
Чертилка.

Листы протираются от грязи, смазки, пыли, ржавчины. Затем с обеих сторон наносится два слоя горячей олифы. После этого из листов делаются картины.

Совет! Смазка с листов легко удаляется тряпкой, смоченной в бензине. В олифу желательно добавить краситель. Это поможет легко заметить пропуски на жести при ее нанесении.

Картины – элемент кровельного покрытия, кромки которого подготовлены для фальцевого соединения. Обычно для изготовления одной картины используют два листа железа (исключение составляют длинные листы 1,5-2 м).

Между собой их крепят одинарным лежачим фальцевым соединением. Делается это так: кромки верхнего листа загибают на 10мм, нижнего на 5мм (рис.2 а, б) под прямым углом. Далее кромки пригибаем к плоскости основного листа (рис.2 г).

Соединяем в замок (рис.2 д) и уплотняем киянкой. Последнее действие – подсечка фальца. Для этого понадобится деревянная планка и молоток. Укладываем планку вдоль фальца и простукиваем молотком (рис.2 е).

Кромки картины подгибаются следующим образом: с правой стороны на 35-50 мм, с левой на 20-25 мм. Это будет стоячее фальцевое соединение (смотрите рис.3). Верхние и нижние торцы загибаем, как указано выше, для одинарного лежачего фальцевого соединения.

Следующий этап подготовки – изготовление кляммеров. Это стальные полосы для крепления картин к обрешетке. Нарезаются они из тех же листов металла, из которых делают картины. Полосы должны быть шириною 20-25мм и длиною 120-130мм.

Монтаж картин

Теперь можно приступать к монтажу обрешетки. Изготавливают ее из обрезной доски 50х50 мм. Ее набивают перпендикулярно стропилам, с шагом 250 мм.

Если расстояние будет больше, металл может прогибаться, а это не желательно.

Совет! Если используется сплошная обрешетка, надо обязательно оставлять вентиляционный зазор между ней и листами железа.

Крепятся картины слева на права. При укладке первого ряда делается напуск: по фронтонному свесу – 20-30 мм, по карнизному свесу – 100 мм. Как было сказано выше, к обрешетке картины крепятся при помощи кляммеров.

Их отгибают на 20-30 мм и крепят к доскам гвоздями, с правой стороны листа. После чего загибают их по стоячему фальцу. Расстояние между кляммерами 60-70 мм.

Монтаж кровли производится вертикальными полосами от конька к свесам. Между собой их соединяют лежачими фальцами. Для этого удобнее всего использовать металлическую полосу шириною 50 мм, длиною 800 мм и толщиною 5 мм.

Лежачие фальцы должны идти строго горизонтально, относительно конька крыши. При этом рекомендуется при сплющивании промазывать их замазкой (герметиком).

Второй ряд картин монтируется следующим образом: картины приставляют к первому ряду. Получается, что кромка второго ряда будет меньше по размерам, чем первого.

Полосы скрепляют стоячими фальцами, их высота в готовом виде должна быть 20-25 мм. При этом лежачие фальцы желательно смещать на 15-20 мм по горизонтали, относительно друг друга.

Это облегчит монтаж стоячих фальцев. Для загиба можно использовать специальные клещи или молотки, кому как удобно. Все гребни должны быть одинаковыми по высоте, хорошо уплотнены.

Стыковка по коньку производится, когда все ряды картин смонтированы. Лишнюю жесть обрезают специальными ножницами по коньку, с одной стороны ниже, с другой выше, чтобы можно было сформировать стоячий фальц. Затем кромки загибают.

К сведению: все металлические элементы крыши (кляммеры, гвозди, болты) должны быть изготовлены из одного материала, того же что и покрытие. Иначе срок эксплуатации кровли будет определяться сроком эксплуатации этого элемента.

Жестяная кровля прослужит долго, если при монтаже учесть все нюансы. Поэтому остановимся на наиболее распространённых ошибках при устройстве крыши из жести.

Ошибки при монтаже:

Если угол уклона крыши составляет менее 14 0 С, обрешетку следует делать сплошной.
Вода может проникать через соединения. Чтобы этого избежать следует использовать вертикальный соединитель с лапками. При обжиме фальце желательно использовать силиконовый герметик (промазывать соединения), это повысить его водонепроницаемость. При использовании листов жести длиною более 10м, крепление к обрешетке выполняют при помощи плавающих кляммеров.
При монтаже металлических перекрытий следует исключить использование шурупов и болтов. Жесткое крепление не дает свободы движения, что приводит к деформации покрытия.
Со всей ответственностью надо подходить к обустройству вентиляции. Если конденсат будет собираться с обратной стороны кровельного покрытия, это приведет к появлению коррозии и преждевременному разрушению материала. Чтобы этого избежать, непосредственно под покрытие укладывают толь или рубероид. Весь кровельный пирог обустраивается таким образом, чтобы обеспечить хорошую вентиляцию подкровельного пространства и максимально уменьшить приток теплого воздуха изнутри дома. Для этого используют специальные барьеры и пароизоляции. Внимательно проверяются места крепления, так как обычно в них происходит утечка теплого воздуха.
Под воздействием температур может происходить расширение или сужение металла. Чтобы избежать деформаций следует использовать специальные соединительные элементы, которые рассчитаны на такие изменения.
При проектировании следует правильно рассчитать все нагрузки, в первую очередь это касается регионов, в которых выпадает много осадков, особенно в зимнее время.
При установке металлических фартуков вокруг шахт и в местах примыкания к вертикальным поверхностям стоит учитывать, что их монтаж путем плотного прижатия к вертикальной поверхности не обеспечивает должного соединения, вода все равно будет попадать под металл. Чтобы этого избежать, данные элементы устанавливаются в ниши или штробы. Причем это касается не только кровель из металла, а и других материалов (рулонных, гибких). Традиционные схемы монтажа примыканий показаны на рис.5.

Тонкие металлические листы соединяют по-разному. Наиболее распространено соединение фальцевым швом, предполагающим сгибание листов у кромок. Последовательность выполнения фальцевого шва представлена на рисунке 135.

Рис. 135. Последовательность выполнения фальцевого шва

Сначала листы подгибают у кромок под углом 90° на 6-8 мм (рис. 135, а). Для этого каждый лист укладывают на специальный, окантованный металлическим уголком стол со свесом (выступом) на 6-9 мм и постепенно, за несколько проходов, отгибают ударами киянки (рис. 136). Затем лист переворачивают и отогнутые края подгибают с зазором 2-3 мм (рис. 135, б). Листы заводят в замок (рис. 135, в) и надежно скрепляют ударами киянки через ступенчатый брусок (рис. 135, г). Выступ ступеньки на шве не позволяет листам разъединиться.

Рис. 136. Отгибание фальца: 1 - стол; 2 - упор; 3 - отгибаемый лист

Таким способом соединяют листы кровельной стали на крышах зданий, изготовляют вентиляционные и водосточные трубы, ведра, консервные банки и многие другие изделия.

Практическая работа № 40
Соединение тонких металлических листов фальцевым швом

Порядок выполнения работы

Разметьте и вырежите ножницами заготовки из жести для соединения фальцевым швом.
Разметьте у кромок линии сгиба под фальцевый шов.
На специально оборудованном столе (верстаке), соблюдая последовательность операций, выполните фальцевый шов.
Проверьте прочность соединения. Наденьте рукавицы и попытайтесь сдвигать скрепленные заготовки в различных направлениях.

Новые понятия

Фальцевый шов, замок.

Контрольные вопросы

Где встречаются соединения фальцевым швом и почему, на ваш ^ взгляд, они незаменимы?
Почему металлические листы отгибают постепенно, за несколько проходов?
За счет чего замок фальцевого шва прочно скрепляет листы?

Для самостоятельного изготовления трубы круглого сечения потребуется тонколистовая сталь чёрная или оцинкованная, толщиной 0,45 - 0,5 - 0,55 мм . Такой толщины материала достаточно при устройстве низконапорной или бытовой вентиляции, вытяжки от газового оборудования, водосточной системы. На листе металла острой металлической чертилкой с помощью длинной линейки начертить выкройку будущей трубы. Длину заготовки отмерить равной длине трубы. Если труба будет вставляться в следующую, то к длине заготовки прибавить длину "засова" (например, 7 см ). Ширину выкройки вычислить, умножив 3,14 на внутренний диаметр трубы в миллиметрах: D*3,14 (мм). К получившемуся размеру прибавить припуски на фальцевое соединение - по 14 мм с обеих сторон, или 28 мм к ширине выкройки с любой стороны. Итоговая формула ширины заготовки: 3,14D+28 (мм). Отчерченную заготовку вырезать из листа ручными ножницами по металлу.

По длине заготовки отчеркнуть и отогнуть в разные стороны две кромки для фальцевого соединения трубы. Ширина отгибаемых кромок 7 мм . Эти кромки можно отогнуть и косыми, например: для одного торца будущей трубы 7 мм , а для другого её торца - 9 мм (или 6 на 8 мм). Тогда трубы легко и достаточно плотно будут вставляться одна в другую. Последовательность подготовки фальцевого соединения показана на рисунке:

Чтобы придать прямому листу жести форму трубы, потребуется толстостенная металлическая труба диаметром 80 - 100 мм, подвешенная горизонтально к доске или к ровной стене в двух "хомутах" из полос тонколистовой стали, как показано на следующем рисунке. Выкройку трубы с подготовленными фальцами заправить в зазор между доской и подвешенной трубой, и постепенно прогинать вокруг трубы-оправки до нужной формы, после каждого прогиба продвигая (проталкивая) заготовку вниз:

Вынуть заготовку из приспособления, проверить, насколько правильно и равномерно она "прокатана" в форму трубы. Застегнуть фальцы в замок. Убедиться, что обе фальцевые кромки надёжно вошли друг в друга по всей длине соединения. Одеть прифальцованную заготовку (или часть её) на участок рельса, выдвинутого за пределы верстака. Уплотнить фальцевый шов трубы деревянной киянкой. Вдоль всего шва осадить материал, то есть подсечь краем молотка или киянки, создав таким образом дополнительный замок, который не даст фальцевым кромкам выдвигаться из соединения. Надёжность сборки можно подстраховать заклёпкой.

Неровности и возможную ребристость самодельной трубы выправить на рельсе деревянным молотком - киянкой. Листовую сталь для изготовления трубных изделий выбирайте такую, на поверхности которой не остаётся совсем, или остаётся малозаметный след при её сгибании-разгибании. Это свойство металла можно проверить, если слегка согнуть и тут же разогнуть жесть в уголке листа. Если для изготовления трубы используется рулонный материал, или оцинкованный лист, явно отрезанный от рулона, то раскраивать его следует так, чтобы направление гибки, проката заготовки совпадало с направлением свёрнутого рулона - это уменьшит проявление рёбер по линиям прогиба. Оптимальная длина трубы 1 м или 1,25 метра , что совпадает с поперечными размерами стандартных жестяных листов.

Механизированное изготовление труб из тонколистовой стали производится на станках, различными способами, которые кратко описаны на странице .