Расчет заклепочных соединений при осевом нагружении

Допущения:

1) силы трения на стыке деталей не учитываются, считается, что вся нагрузка передается только заклепками;

2) расчетный диаметр заклепки равен диаметру отверстия под заклепку;

3) нагрузка между заклепками распределяется равномерно (рисунок 3.61).

Заклепки рассчитываются на срез (рисунок 3.61).

Условие прочности t_ср= F/(i×A_ср×n) £ [t]_ср,

i - число плоскостей среза одной заклепки;

n - число заклепок; необходимое число заклепок n ³ F/([t]_ср×i×A_ср)

А_ср= p d_о²/4 - площадь среза, мм²,

где d_о- диаметр заклепки, равный диаметру отверстия под заклепку, мм;

[t]_ср= 140 Н/мм²- допускаемое напряжение на срез.

Заклепки и детали проверяются на смятие (рисунок 3.62).

Под действием напряжений смятия образуется зазор между заклепкой и листом s_см= F/(А_см×n) < [s]_см; [s]_см» 280 Н/мм²; А_cм= d_о×h,

h - меньшая из толщин склепываемых деталей;

n ³ F/(d_о×h×[s]_cм).

Рисунок 3.61

Рисунок 3.62

Проверка на растяжение деталей, соединяемых заклепками (рисунок 3.63):

А_брутто= b×h, А_нетто= (b - d_о×n) h.

Условие прочности листов на растяжение:

s_max= F/А_нетто£ [s]_р; [s_р] » 150 H/мм²;

s_р= F/[(b - d_оn)h] £ [s_р].

На практике пользуются следующими соотношениями, полученными из совместных решений всех уравнений при условии равнопрочности всех элементов шва:

1) d_о» 2h 2) t = (3...6)d_o 3) C » 2 d_o- при продавленных отверстиях,

С = 1,65d - при сверленых поверхностях (рисунок 3.63, а).

4) a ³ 0,6 t 5) h₁ = 0,8h – толщина накладок.

Коэффициент прочности шва: j =(t - d_o)/t – число, показывающее во сколько раз прочность на растяжение детали с отверстиями под заклепки, меньше прочности на растяжение той же детали без отверстия.

Чем больше значение j, тем лучше использован материал склепываемых деталей.

Рисунок 3.63

3.15.2 Сварные соединения

Сварные соединения в настоящее время представляют собой основной тип неразъемных соединений. Образуются путем местного нагрева деталей в зоне их соединения. Наибольшее распространение получила электрическая сварка, основные виды ее: ручная дуговая сварка (РДС), аргонно-дуговая сварка (АДС), контактная сварка (КС), электрошлаковая сварка (ЭШС).

Достоинства:

1) невысокая стоимость соединения благодаря малой трудоемкости и простоты конструкции;

2) небольшая масса конструкции (на 20...25% меньше клепаной);

3) герметичность и плотность соединения;

4) возможность сварки толстостенных конструкций;

5) возможность автоматизации процесса сварки.

Недостатки:

1) при ручной сварке прочность сварного соединения зависит от квалификации сварщика;

2) коробление деталей из-за неравномерности нагрева;

3) недостаточная надежность при значительных вибрационных и ударных нагрузках.

Основными типами сварных соединений являются соединения: стыковые, нахлесточные, тавровые и угловые (рисунок 3.64).