Ремонт клепаних з'єднань елементів металоконструкцій вантажопідіймальних кранів

Клепані з'єднання широко застосовувалися в металевих конструкціях до зварювання. Нині ще використовують клепані металоконструкції кранів. У сучасних конструкціях клепані з'єднання застосовують як монтажні для кранів великої вантажопідйомності і при виготовленні змішаних зварно-клепаних фермових конструкцій, в яких пояси ферм виконують зварними, а з'єднання розкосів з поясами та монтажні вузли - клепаними. У клепаном з'єднанні елементи пов'язані між собою заклепками, що створюють необхідну міцність з'єднання.
Заклепка є стрижнем з однією готовою головкою - заставною, друга головка, що утворюється в процесі клепки, називається замикаючою. Залежно від вимог до заклепки застосовують заклепки з різною формою головки. Найбільш поширені заклепки із напівкруглою головкою, вони є найбільш міцними. У деяких випадках, коли зовнішня поверхня заклепувальної сполуки не повинна мати виступів, застосовують заклепки з потайною головкою. Процес формоутворення замикаючої головки (клепка) може бути виконаний як у холодному, так і гарячому стані. Для всіх видів клепки стрижень повинен вільно входити в отвори деталей, що сполучаються, тому отвори виконують кілька більшого діаметру, ніж номінальний діаметр заклепки.
Діаметри отворів під заклепку такі:

При ремонті в умовах машинобудівних підприємств холодна клепка із застосуванням пневматичного молотка може бути здійснена за діаметром стрижня заклепки не більше 13 мм. При холодному клепанні стрижень спочатку осідає, заповнюючи отвір, потім утворюється замикаюча головка, а стрижень, продовжуючи осідати, трохи роздає отвір. Характерною особливістю холодної клепки є гарне заповнення отвору стрижнем заклепки та відсутність притискання склепаних елементів один до одного. Недоліком холодної клепки є наявність значних місцевих пластичних деформацій, що знижують працездатність конструкції. Тому застосування холодної клепки для ремонту несучих конструкцій кранів при тривалому терміні експлуатації не рекомендується.
Гаряча клепка виробляється з нагріванням заклепки до високої температури, за якої метал стає пластичним, що дозволяє значно зменшити зусилля, необхідні при склепуванні елементів. У перший період розклепування гарячий стрижень заклепки осідає, заповнюючи отвір, через значну пластичність металу, деформується виступаюча частина стрижня заклепки, по якій завдають ударів пневматичним молотком. Після утворення замикаючої головки заклепка починає остигати, стрижень її коротшає, стягуючи склепані елементи, одночасно трохи зменшується діаметр заклепки. Таким чином, при гарячій клепці, завдяки зменшенню довжини заклепки, між елементами, що склепуються, виникають значні сили тертя. Гаряча клепка є дуже надійним з'єднанням, яке допускає при правильному її виконанні тривалу працездатність з'єднання.
Марки сталі для заклепок вибирають в залежності від марки металу елементів, що склепуються. Для кранів, виготовлених до 1940, рекомендується застосовувати заклепки, виготовлені зі сталі Ст2 і Ст3. Допустимо застосування заклепок із сталі марки 09Г2. Заклепки з легованої сталі марки 09Г2 у процесі виготовлення маркують буквою Г на заставній головці. Заклепки зі Ст2 та Ст3 не маркують.
При заміні ослаблених заклепок одночасно можна замінити трохи більше 10% від загальної кількості заклепок. Якщо кількість заклепок у вузлі менше 10, то заклепки замінюють по одній. Ослаблене заклепування видаляють механічним способом. Для цього головку заклепки надрубають рубальним молотком навхрест, а потім кожну четвертушку зрубують і вибивають борідком стрижень заклепки шва. Необхідна особлива обережність при зрубуванні заклепки головки для того, щоб не пошкодити кромки отвору. Більш трудомістко, але забезпечує меншу ушкоджуваність елементів з'єднання спосіб висвердлювання головки на її висоту свердлом діаметром на 3-4 мм менше діаметра стрижня заклепки, після чого головку зрубують рубальним молотком або ламають за допомогою оправки і вибивають стрижень.
У конструкціях із вуглецевих сталей головку рекомендується зрізати газовим різаком. Цю операцію повинен виконувати висококваліфікований різьбяр, оскільки можуть бути порізи з'єднання.
Після видалення заклепки необхідно перевірити заклепувальний отвір. Розбіжність отворів (чорнота) в елементах, що склепуються, нерівність стінок і овальність отвору усувають розгорткою. При значних нерівностях або розбіжностях отворів їх розсвердлюють більший діаметр. З кромок отвору необхідно зняти задирки, виконавши фаску 0,5 мм. Заклепку з вуглецевих сталей нагрівають в нагрівальному пристрої до температури 1000-1150 ° С (світло-оранжевий колір) і з низьколегованої сталі до 1000-1100 ° С (темно-оранжевий колір) Заклепка повинна бути рівномірно нагріта по всій довжині. Недостатнє нагрівання заставної головки викликає тендітне руйнування, при якому заставна головка відлітає. Перед встановленням в отвір нагрітого заклепки необхідно видалити окалину. Для цього кліщі, що затискають заклепку, різко вдаряють об масивний предмет. Рекомендується робити цю операцію двічі, при знятті заклепки з горна і перед встановленням її в отвір. Поставлену в отвір заклепку підтискають підтримкою. Потім пневматичним молотком через обтискання формується головка, що замикає. При цьому стежать, щоб обтискання не збивала головку з центрального положення, тому обкатку (оздоблювальну операцію), при якій рукоятка молотка описує коло, здійснюють при готовій головці.
Клепка повинна бути закінчена, коли заставна головка набуде темно-червоного кольору (температура 600° С). Передчасне закінчення клепки, коли заставна головка нагріта понад 800° З, знижує якість клепки. У процесі клепки не допускається пошкодження поверхні деталі обтисканням. При переклепуванні довгого заклепувального шва (наприклад, заклепки верхнього пояса головної ферми) заклепки замінюють не поспіль, а поступово групами, що полегшує встановлення заклепок та покращує якість клепки. Слід зазначити, що при заміні ослаблених заклепок новими часто відбувається ослаблення сусідніх, пов'язане зі стяжкою пакета заклепкою, що знову поставлена. Це може призвести до заміни багатьох або всіх заклепок, які ослабли при постановці сусідніх.
У ряді випадків за відсутності фахівців або обладнання для клепки можуть бути використані болтові з'єднання.