Нитове, плътни и слепи: дизайн, материали и приложения

Нитовете са постоянни, несменяеми крепежни елементи. Доскоро нитовете се смятаха за остарели и неикономични. През последното десетилетие обаче нитове са преоткрити и са въведени нитове като слепи нитове. В момента те се използват широко, например, в автомобилната индустрия. Намериха своето приложение, въпреки че в много отношения ограничени, нови нитове и в строителството.

Класически (плътни) нитове

Класическите нитове са най-старият и най-надежден вид механично закопчаване. Те изискват предварително подготвен отвор и достъп до фугата от двете страни. Преди монтажа, класическият нит се състои от цилиндрична опашка и глава в единия край

Често класическите нитове се наричат просто твърди нитове. Твърдите нитове се класифицират по форма на глава и форма на опашка. Най-често използваните плътни нитове с кръгла и плоска глава, а понякога и с потапяна глава. В допълнение към напълно здрави пръти, полутръбни и тръбни (кухи) нитове също се използват за намаляване на силите, необходими за формиране на втората глава. Характеристиките на нитовото съединение, включително здравината, зависят значително от вида на нита, неговия материал и форма.

Фигура 1 - Различни видове глави и шахти от плътни нитове

Когато е монтиран плътен нит, от неговия прът се формира втора глава чрез пластична деформация, която стяга материалите. Тъй като монтираният нит има глави от двете страни на съединението, той може да носи опънни натоварвания (по оста си), но предимно е проектиран да устои на срязващи натоварвания (перпендикулярно на оста). От друга страна, болтовете и винтовете са проектирани предимно да издържат на опън натоварвания [1].

Процесът на монтиране на нита зависи от типа на нита. Валът на плътен нит се разширява в отвора по време на занитване и го запълва напълно, което осигурява плътна и надеждна връзка (Фигура 2). В случай на полутръбен нит, задната част на пръта се разширява и създава сили, които компресират материалите заедно, докато диаметърът на пръта вътре в отвора остава практически непроменен. Следователно полутръбните и тръбните нитове често се използват за създаване на ос между елементи, които се въртят един спрямо друг.

В алуминиевите конструкции се използват почти изключително алуминиеви нитове със студена инсталация, тоест без предварителното им нагряване. Те се използват там, където се изискват надеждност и безопасност, например в носещи конструкции на въздухоплавателни средства, както и в критични автомобилни компоненти.

Фигура 2 - Монтаж на плътна нит

Слепи нитове

Видове слепи нитове

Основната характеристика на слепите нитове е, че тези крепежни елементи са монтирани и нитирани от едната работна страна с помощта на предварително пробит отвор. Дизайнът и методите за инсталиране на слепи нитове имат много възможности (Фигура 3). Само някои от тях обаче се използват за структурни, носещи връзки, останалите - за спомагателни, декоративни цели.

Фигура 3 - Различни видове слепи нитове

Стандартни (издърпващи се) нитове

Основният тип слепи нитове, които се използват като структурни крепежни елементи, са отлепващи се нитове. Ние ги наричаме "слепи нитове"

Стандарти и условия

В руската версия на международния стандарт ISO, GOST R ISO 14588-2005, официалното общо наименование за всички такива нитове е: „слепи нитове“ (Фигура 4). В английската версия на DIN 7337, вече заменена от европейските (международни) стандарти, този тип нитове е наречен „счупващи нитове на дорника“, тоест „слепи нитове с откъсваща сърцевина“. Американският индустриален стандарт IFI 114, който беше първият стандарт за такива нитове, ги нарича „счупващи нитове на дорника“, тоест „откъсващи се нитове“. На практика и често в техническата литература тези нитове се наричат „слепи нитове“.

Фигура 4 - Термини съгласно GOST R ISO 14588-2005:

1 - тяло на "слепия" нит, 2 - край на "слепия" нит,
3 - главата на "слепия" нит, 4 - пръчката на "слепия" нит,
5 - сляпа сърцевина на нит, 6 - сърцевина, 7 - сърцевина на главата,
8 - зона за разделяне на сърцевината, 9 - опашка на сърцевината, 10 - край на сърцевината.

Ползи от слепи нитове

Трите основни причини за използване на слепи нитове са:

Ниски разходи за монтаж. Други методи за свързване на материали - заваряване, винтове, болтове и гайки и плътни нитове - изискват повече човешки труд.

Колектор. Щори за нитове се предлагат в много видове, размери и комбинации от материали, за да отговорят на специфичните изисквания за дизайн.

Надеждност. Правилно подбраният и монтиран щорен нит е способен да издържа на високи механични натоварвания и тежки климатични влияния.

Ограничения на слепи нитове

Слепите нитове обаче имат своите ограничения:

Силата на нитовете е ограничена от якостните характеристики на използваните в нея материали и особеностите на кухата му форма.

Може да се използва само за съединяване на относително тънки материали.

Монтаж на слепи нитове

Нитове за изтегляне - монтират се в плътна дупка, която преминава през материалите, които ще се съединяват (стъпки 1 и 2) - Фигура 5. Инструмент за занитване, наречен нит, хваща опашката на сърцевината и я придърпва към себе си, докато задържане на нита на място (стъпка 3). Когато сърцевината се извади, тя деформира нита и оформя задната, сляпа глава на нита. В определен момент сърцевината се отчупва и част от нея, заедно с главата, остава в нита (стъпка 4). Главата на нита, оформена в задната част на съединението, притиска материалите една срещу друга.

Сила на разрушаване на сърцевината

Силата, необходима за разбиване на сърцевината, се определя от количеството деформация, необходимо за оформяне на задната глава на нита и диаметъра на браздата (прореза) в сърцевината. Силата на скъсване на сърцевината е настроена по такъв начин, че:

- първо, за да се избегне генерирането на твърде голяма сила на затягане, която може да повреди материалите, които трябва да се съединят, и

- второ, стойността му беше достатъчна за осъществяване на плътно свързване на материали.

Дебелина на фугираните фуги

Слепните нитове са проектирани да залепват материали заедно с дадена обща дебелина. Степента на деформация на тялото на нита, която възниква по време на утаяването му, зависи от тази дебелина (Фигура 6).

Фигура 6 - Прихващане на занитната става

Ако нитът е твърде дълъг, ще има твърде много материал за нитове на слепата страна на фугата и ще е необходима повече сила, за да се счупи сърцевината.

Ако нитът е твърде къс, може да няма достатъчно материал за нит на слепата страна на фугата, за да се осигури плътно свързване на материалите.

Типове глави за нит

Слепите нитове имат няколко вида глави (Фигура 7). Промивните глави са предназначени за приложения, при които нитовете не трябва да излизат извън повърхностната равнина. Широките глави се използват за закрепване на по-меки материали за увеличаване на контактната площ.

Фигура 7 - Основните видове глави

a - стандартен, b - таен, c - широк

Материали за пръти и сърцевина

Слепните нитове са спечелили своята популярност благодарение на лекотата на монтаж и разнообразието от използвани форми и материали. Използването на слепи нитове в голямо разнообразие от индустрии и строителство създава нужда от нитове от различни видове материали.

Обикновено решаващите фактори при избора на материали за компонентите на нита - самият нит и сърцевината - са здравина, устойчивост на корозия и материалите, които ще бъдат свързани от този нит.

Материали за пръти и сърцевина:

Алуминиево-магнезиеви сплави (серия 5xxx): AlMg2,5; AlMg3, AlMg5.

Поцинкована въглеродна стомана.

304 или 316 неръждаема стомана.

Галванична корозия на нитове

Когато разнородните метали са в контакт в присъствието на електролит, те претърпяват галванична корозия, като единият метал корозира по-бързо, а другият по-бавно.

Скоростта на корозия зависи от:

разлики в химичния потенциал на металите;

степента на електропроводимост на електролита и

относителните размери на зоните на контакт на метали.

Слепните нитове могат да се използват с различни материали като алуминий, неръждаема стомана, мека стомана, поцинкована стомана и мед. Когато се използват нитове във влажна, химически замърсена и морска среда, трябва да се вземат мерки за свеждане до минимум на галваничната корозия:

избягвайте образуването на съединение от разнородни метали, като изберете правилния материал за тялото на нита;

да се установи бариера между различни материали, например под формата на слой боя, пластмасова шайба или гумено уплътнение;

организира дренаж, за да може водата и другите електролити да излязат от конструкцията.

Галванична съвместимост на металите

Алуминиевите нитове могат да се използват без ограничения за закрепване на алуминиеви части и материали.

Нитовете от неръждаема стомана 304 и 316 се използват без ограничение за закрепване на неръждаеми стомани. Използването на неръждаеми нитове за свързване на части от алуминиеви сплави и поцинкована стомана е възможно само в селски райони и райони със сух климат и леко замърсена атмосфера.

Характеристики на използването на слепи нитове

"Стискане" на нита

Техническите характеристики на всеки слеп нит включват минималното и максималното сцепление на закрепващите се материали. На английски се нарича "grip". Максималното сцепление е най-дебелата комбинация от материали, която даден нит може да държи заедно. Минималното сцепление е дебелината, за която трябва да се използва по-къс нит от съществуващата гама нитове. Например, нит с минимално сцепление от 6 mm може да се използва за по-малка дебелина, повече корпус на нита ще остане от задната страна на нита, отколкото би трябвало да е за нит с нормален размер (Фигура 8, а) и b) ). Понякога тази прекомерна дължина може да попречи на съседните структурни части. Така наречените нитове "с много захват" са в този смисъл по-гъвкави и могат да работят в широк спектър от захвати (Фигура X, в)).

Така наречените нитове "с много захват" (Фигура 8, в) са в този смисъл по-гъвкави и могат да работят в широк диапазон на захващане, но са по-скъпи.

Размери на отвора за нит

Правилният отвор е много важен за постигане на максимална носеща способност на нита на щората. Дори малкото увеличение на размера може да доведе до рязко намаляване на носещата способност на нитовете, както при скъсване, така и при срязване. Следователно, когато се монтират нитове, се използват точно определени размери на свредлото и добър инструмент за пробиване, за да не се получи счупен отвор, както е показано на Фигура 9b.

Фигура 9 - a - нормално, b - не се допуска

Не занитвайте материалите

Подобно на много скрепителни елементи, нитовете не са проектирани да събират материали заедно. Те трябва да се използват, когато материалите, които ще бъдат залепени, вече са временно притиснати един по друг по един или друг начин. Ако се опитате да съберете материалите с помощта на нит, тогава нитът може да започне да образува задната глава между материалите, както е показано на фигура 10. Този дефект е много труден за отстраняване, така че за това трябва да пробиете нит, отстранете остатъците от нита между материалите, пробийте отвор с увеличен диаметър и монтирайте нов нит с увеличен диаметър.

1. EAA Алуминиево автомобилно ръководство - присъединяване. 8. Механично съединяване

3. Наръчник на Ajax Rivet

LLC "Alukom"
Москва, ул. Нагатинская, 16, сграда 9, офис 2-5

Производство и склад: Калужска област, Малоярославец, ул. Калужская, 64.