Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 13
Текст из файла (страница 13)
1.4 (учитывая совпадение материалов в примере и таблице) назначаем болты М16. Глава 2 ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ $ 2.1. Конструкции, технология, классификация, области применения Заклепочное соединение неразъемное. В большинстве случаев его применяют для соединения листов и фасонных прокатных профилей. Соединение образуют расклепыванием стержня заклепки, вставленной в отверстие деталей (рис.
2,1, где 1— обжимка; 2 — прижим при машинной клепке; 3 — замыкающая головка; 4 †закладн головка; 5 †поддерж). При расклепывании вследствие пластических деформаций образуется замыкающая головка, а стержень заклепки заполняет зазор в отверстии. Силы, вызванные упругими деформациями деталей и стержня заклепки, стягивают детали. Относительному сдвигу деталей оказывают сопротивление стержни заклепок и частично силы трения в стыке. Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Отверстия в деталях продавливают или сверлят.
Сверление менее произ- 7 водитель но, но обеспечивает повышенную прочность (см. табл. 2.1). При г продавливании листы деформируются, а 4 ~4~ ЙФФ по краям отверстия появляются мелкие трещины, а на выходной стороне отверстия образуется острая кромка, которая может вызвать подрез стержня заклепки. Поэтому продавливание иногда сочетают с последующим рас- ф сверливанием. Клепку (осаживание стержня) мо- Х жно производить вручную или машинным (пневматическими молотками, прессами и т.
п.) способом. Ма- Рис. 2.1 шинная клепка дает соединения повышенного качества, так как она обеспечивает однородность посадки заклепок и увеличивает силы сжатия деталей, Стальные заклепки малого диаметра (до 10 мм) и заклепки из цветных металлов ставят без нагрева — холодная клепка. Стальные заклепки диаметром больше 10 мм ставят горячим способом — горячая клепка. Нагрев заклепок перед постановкой облегчает процесс клепки и повышает качество соединения (достигаются лучшее заполнение отверстия и повышенный натяг в стыке деталей, связанный с тепловыми деформациями при остывании).
В зависимости от конструкции соединения применяют различные типы заклепок, геометрические размеры которых стандартизованы. Основные типы заклепок изображены на рис. 2.2 (а — с полукруглой головкой; б — полупотайная; в— потайная; г — трубчатая). Если нет доступа к замыкающей головке (например, пустотелое крыло самолета), то применяют заклепки для односторонней клепки.
Например, на рис. 2.2,д замыкающая головка образуется при протягивании конической оправки через коническое отверстие заклепки и на рис. 2.2,е— взрывом заряда 1. Рис. 2.2 По конструктивному признаку различают заклепочные соединения внахлестку и встык, однорядные и многорядные, односрезные и многосрезные. На рис. 2.4; а — однорядный односрезный шов внахлестку; б— однорядный двухсрезный шов встык с двумя накладками. Заклепочные соединения применяют для деталей, материал которых плохо сваривается, и в тех конструкциях, где важно растянуть а) во времени развитие проиесса разрушения.
Например, разрушение одной или нескольких из тысяч заклепок крыла самолета еще не приводит к его разрушению, но уже может быть обнаружено и устранено Рис. 2.4 при контроле и ремонте. В сварных соединениях образование трещин сопровождается высокой концентрацией напряжений, что приводит к ускорению процесса разрушения. Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 По назначению заклепочные соединения разделяют на прочные (в металлоконструкциях); прочноплотные (в котлах и резервуарах с высоким давлением); плотные (в резервуарах с небольшим внутренним давлением).
Каждая заклепка имеет свою зону действия В (рис. 2,3), на которую распространяются деформации сжатия в стыке деталей. Если Рис 2З зоны действия соседних заклепок пересекаются, то соединение будет плотным. Для обеспечения плотности шва иногда выполняют чеканку (пластическое деформирование лиСтов, например, пневматическими молотками) вокруг заклепок и по кромкам листов. $ 2.2. Расчет на прочность элементов заклепочного шва Условия нагружения заклепок подобны условиям нагружения болтов, поставленных без зазора (ср.
рис. 2.4 и 1.21), Поэтому для заклепок остаются справедливыми расчетные формулы (1,21) и (1.22), которые определяют прочность по Ийр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 напряжениям среза т и смятия о„,„. При расчетах заклепочных соединений, нагруженных силой в плоскости стыка, допускают, что нагрузка распространяется равномерно между всеми заклепками шва, силы трения в стыке не учитываюг. На основные размеры заклепочных соединений выработаны нормы, которые рекомендуют выбирать И, е и о, в зависимости от толщины листов о или размеров прокатного профиля (см.
справочники ~1, 41). При этом расчет приобретает проверочный характер. Ниже рассмотрены некоторые особенности конструкции и расчета заклепочных соединений, В соединениях широких листов (рис. 2.4) за расчетную нагрузку принимают силу Г„действующую на фронте одного шага ~. При этом значение Р, обычно определяют по напряжениям растяжения о' в сечении листа а — а, не ослабленном отверстиями под заклепки, Напряжение о' полагают известным из основных расчетов конструкции (расчет прочности стенок котла, резервуара и т. п.): Е, = с~'Я.
Прочность листа в сечении Ь вЂ” о о = Р,/~(г — ы) ьД < ~аД. Отношение о'',~о=(г — И)/~ = ~р (2.1) называют коэффициентом прочности заклепочного шва. Значение ~р показывает, как уменьшается прочность листов при соединении заклепками. Например, для однорядного одно- срезного шва (рис. 2.4, а) при стандартных размерах ~р = О,б5, т. е. образование заклепочного соединения уменьшает прочность листов на 35%. Понижение прочности деталей — одна из главных отрицательных характеристик за- Г клепочного соединения.
Для увеличения значений ~р ирименяют многорядные и многосрезные швы (см. рис. 2.4,б и 2.5). На рис. 2.5 изображена конструкция прочноплотного трехряд- / ного шва с переменным шагом заклепок в рядах (правая поло- ,~вг О ~в~йМ~~~ вина шва симметрична и на рисун- гг ~~ Й ке изображена частично).
В этом шве на фронте основного шва расположено шесть заклепок. Рис 25 Ьйр:ИшгзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 Каждая заклепка передает нагрузку, равную (1/6)Г,. В соответствии с этим на рис. 2.5 даны эпюры продольных сил, возникающих в различных сечениях листов и накладок. Сечение листа по первому ряду заклепок нагружено полной силой Г,. Для того чтобы немного ослабить это сечение, в нем поставлена только одна заклепка (две половины заклепки). Сечение по второму ряду нагружено меньшей силой и, соблюдая условия равнопрочностей, в нем можно поставить большее число заклепок и т.
д. Малая нагрузка на каждую заклепку, а также две плоскости среза заклепки позволяют значительно уменьшить ее диаметр. Уменьшение диаметра приводит к увеличению коэффициента прочности шва [см. формулу (2.1)1, например для рассматриваемого шва ~рж0,9. Однако стремление получить высокое значение <р приводит к сложной и дорогой конструкции соединения.
На рис. 2.б изображена конструкция клепаного узла фермы, которая может служить примером прочного соединения, При Рис. 2.6 Рис. 2.7 разработке конструкции такого соединения учитывают условия, перечисленные ниже. 1. Стержни ~уголки или другие профили) следует располагать так, чтобы расчетные линии действия сил, проходящие через центры тяжести сечений стержней, пересекались в одной точке.
В противном случае в соединении кроме сил появляются моменты. 2. Число заклепок для каждого уголка должно быть не менее двух (иначе будет шарнир). 3. Заклепки следует размещать а~ ф возможно ближе к оси, проходящей через центр тяжести сечения стержня (например, уголка; рис. 2,7).
При смещении заклепки от этой оси в соединении возникают моменты, равные Г1, и Г1~. Устранить влияние этих моментов можРис. 2.8 но применением симметричных 62 Игдир:дКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 стержней (рис. 2.8), В соединении, показанном на рис. 2.8,а, устранен момент Я2, а в соединении на рис. 2.8,6 устранены оба момента.
$ 2.3. Материалы заклепок и допускаемые напряжения Заклепки изготовляют из стали, меди, латуни, алюминия и других металлов. Материал заклепок должен обладать пластичностью и не принимать закалки. Высокая пластичность материала облегчает клепку и способствует равномерному распределению нагрузки по заклепкам. При выборе материала для заклепок необходимо стремиться к тому, чтобы температурные коэффициенты линейного расширения заклепок и соединяемых деталей были равными или близкими. Таблица 2.1 Примечание. При переменных нагрузках допускаемые напряжения рекомендуют понижать в среднем на !0...20%.
В противном случае при колебаниях температуры в соединении появляются температурные напряжения. Особую опасность представляет сочетание разнородных материалов, которые способны образовывать гальванические пары. Гальванические токи быстро разрушают соединение. Такое явление наблюдается в химической промышленности и судостроении. Поэтому для скрепления алюминиевых деталей применяют алюминиевые заклепки, для медных — медные. Допускаемые напряжения для заклепок (табл.
2.1) зависят в основном от характера обработки отверстия (продавленные или сверленые) и характера внешней нагрузки (статическая, динамическая). Вопросы дли самоподготовки 1. Как образуется заклепочное соединение? 2. Что такое коэффициент прочности <р заклепочного соединения? 3. Какие конструкции швов применяют для увеличения коэффициента <р? 4. Как рассчитывают заклепочное соединение? 5.
Особенности конструкции заклепочных соединений ферм. 63 пйр:ИшгзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Глава 3 СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ~ 3.1. Общие сведения и применение Сварное соединение — неразъемное. Оно образуется путем сваривания материалов деталей в зоне стыка и не требует никаких вспомогательных элементов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
