Заклепочные соединения

Заклепочное соединение - один из древнейших способов соединения.

Достоинства: •простота технологии; •высокая прочность; •подвижность соединения, что предотвращает образование трещин.

Недостатки: •очень низкая производительность клепки; •большой расход материала; •ослабление детали отверстием; •недостаточная герметичность.

Клепка бывает ручная и машинная, холодная и горячая (при d > 12 -толь­ко горячая). Сварные швы бывают прочные, плотные и прочноплотные, одно­рядные (рис. 24, а) и многорядные (рис. 24, б).

Рис24

Заклепки бывают с полукруглой (рис. 25, а), круглой (рис. 25, 6) голов­кой, потайной (рис. 25, в) и трапецеидальной (рис. 25, г).

Рси.25

Головка формируется с помощью оправки. Высота заклепки под головку равна Х= 1,5d (рис. 26).

Рис.26

Швы бывают внахлестку (рис. 27, а) и встык, с одной (рис. 27, 6) или двумя (рис. 27, в) накладками.

Заклепочное соединение очень широко применяется в авиации.

Заклепка работает на срез и смятие, иногда - на отрыв головки. Диаметр заклепки выбирается по таблице в зависимости от толщины склепываемых листов или по соотношению

d =δ+ 6 мм.

Сначала проводится проверка заклепки на срез:

где F - усилие;

d - диаметр заклепки;

п - число заклепок;

i - количество срезов.

Обычно из этой формулы (если диаметр известен) определяется требуемое число заклепок:

, [τ_ср] =100÷110МПа

Рис.27

Далее проводится проверка заклепки на смятие. Смятие происходит по диаметральному сечению (рис. 28).

Рис.28

Уравнение прочности на смятие

После определения количества заклепок необходи­мо правильно сконструировать шов, чтобы отверстия под заклепки минимально ослабляли деталь (рис.29).

Расстояние между заклепками р = 3d.

Рис.29

Сварные соединения

Сваркой называется процесс соединения деталей путем расплавления кро­мок. Сварка пришла на смену заклепочному соединению. Сварка бывает элек­трическая и газовая. Электросварка бывает дуговая и контактная. Наиболее распространена электродуговая сварка.

Достоинства: •высокая прочность и плотность соединения; •высокая производительность сварки; •небольшой расход металла; •возможность ремонта и реставрации деталей.

Недостатки: • сложное оборудование для сварки; • высокая квалификация рабочего.

Сварные швы бывают стыковые (рис. 30, а) и валиковые (рис. 30, 6).

Для получения качественного шва необходимо отчистить детали от ма­сел, грязи, ржавчины, краски и выполнить разделку кромок. Разделка кро­мок бывает:

V-образная — при толщине свариваемых деталей до 12 мм;

Х-образная — при толщине до 20 мм;

U-образная — при толщине до 50 мм;

При толщине до 6 мм шов варится без разделки кромок.

Рис.30

Шов может быть одно- и многослойным.

Сварочный ток

I_св=(30÷50)d_эл

где d_эл — диаметр электрода.

Расчет стыкового шва. Стыковой шов работает на растяжение (рис. 31). Нагрузка, которую может нести шов,

F = [G_св]А,

где А — площадь шва.

Допускаемое напряжение сварного шва

[G_св] =(0,7÷0,9) [G_р],

где коэффициент зависит от технологического процесса, обусловленного маркой электрода (при Э-34 он равен 0,7; при Э-42 - 0,8; при Э-50 - 0,9).

Рис.31

Расчет валикового шва. Валиковый шов работает на срез (рис. 32). Срез происходит по биссектору (рис. 33).

Уравнение прочности шва

где К — высота катета;

L —общая длина шва.

Рис.32

Рис.33

Допускаемое напряжение среза сварного шва

[τ_св]= (0,5+0,7)[G_р],

где коэффициент зависит от марки электрода (при Э-34 он равен 0,5; при Э-42 - 0,6; при Э-50-0,7).

Шов, направленный параллельно нагрузке, называется фланговым. Шов, направленный перпендикулярно нагрузке, называется лобовым. Лобовые швы делать не рекомендуется.

Полная длина шва

(0,7 - это cos45°).

Длина лобового шва

l_л=b

Длина фланговых швов

l _ф= l-l_л,

l _ф= l _ф1 + l _ф2,

Для симметричного сечения (полоса, круг, швеллер)

l _ф1= l _ф1 = l _ф/2,