МУ по выполнению ПЗ № 2 ОП

Стыковые швы используют в основном в стыковых соединениях, бывают случаи применения в угловых, тавровых и нахлесточных соединениях. Стыковые швы могут быть односторонними, двусторонними, без скоса и со скосом кромок различных конструкций, могут выполняться на съемной или остающейся подкладке. Конструкция стыкового шва зависит от толщины свариваемых деталей.

Точечные швы применяют обычно только в нахлесточных соединениях. Угловые швы используют в тавровых, угловых и нахлесточных соединениях. Основной геометрический параметр углового шва — катет. Угловые швы выполняют с полным и частичным проплавлением, они бывают

сплошные и прерывистые, односторонние и двусторонние.

По форме получаемого при этом поперечного сечения углового шва

(рисунок 25) принято различать: усиленные (выпуклые), нормальные, ослабленные (вогнутые), специальный улучшенный.

Рисунок 25 – Формы сечения угловых швов:

а— нормальный; б — вогнутый; в — выпуклый; г — специальный улучшенный

Взависимости от толщины свариваемых деталей (рисунок 26) производят различную подготовку кромок деталей: при толщине металла до 8 мм сварку

производят без разделок кромок, при толщине до 26 мм производят V–образную разделку кромок, при толщине более 20 мм сваривают с криволинейным скосом кромок, при толщине металла более 12 мм рекомендуется двусторонняя

Х–образная разделка кромок.

41

–высокое качество сварных соединений и рациональное использование металла сделали сварку экономически выгодным процессом;

–экономия металла достигается отсутствием отверстий, ослабляющих сечение соединяемых листов, меньшему весу соединительных элементов. Экономия металла по сравнению с заклепочными соединениями составляет

10...20 %;

–по сравнению с заклепочными соединениями трудоемкость соединения ниже, а производительность выше.

Применение сварки вместо литья и обработки резанием также приводит к

экономии металла. Особенно выгодна сварка при единичном и мелкосерийном производстве.

Недостатки сварных соединений:

–термические деформации в зоне шва и околошовной зоне могут приводить к трещинам и снижению прочности;

–характерная форма швов приводит к концентрации напряжений;

–механическая, химическая, физическая и структурная неоднородность шва.

В целом сварные конструкции вытеснили клепаные из машиностроения, за

исключением некоторых специальных случаев.

4.2.1.2.3 Паяные соединения

Паянием называют процесс образования неразъемного соединения материалов при помощи расплавленного металла или сплава, называемого припоем 1 (рисунок 28).

Рисунок 28

43

От сварки паяние отличается тем, что кромки соединяемых деталей не расплавляются, а только нагреваются до температуры плавления припоя. Припои имеют более низкую температуру плавления, чем металлы, из которых изготовлены соединяемые детали 2. Припой расплавляется и затвердевает в зазорах между поверхностями соединяемых деталей.

Различают паяние легкоплавкими и тугоплавкими припоями.

Легкоплавкие припои имеют температуру плавления до 500°С и незначительную механическую прочность. В состав легкоплавких припоев входят олово и свинец.

Тугоплавкие припои имеют температуру плавления выше 500°С. Такими припоями можно получить прочность паяного соединения, близкую к прочности основного металла соединяемых деталей.

Тугоплавкие припои состоят из сплава меди, цинка, серебра, никеля, железа, кадмия и других металлов.

Чтобы повысить качество паяния, применяют флюсы, которые растворяют окислы на поверхности металлов и защищают нагретые детали и расплавленный припой от окисления.

4.2.1.2.4 Клеевые соединения

Склеивание как метод сборки неподвижных соединений основан на важнейшем свойстве любого клея — адгезии, то есть способности сцепляться с поверхностью любого материала. Адгезия бывает различная в зависимости от клея и характера склеиваемых поверхностей.

В настоящее время склеивание применяют для соединения не только неметаллических материалов, но и деталей из различных металлов, как между собой, так и с неметаллическими материалами.

Промышленность выпускает большое количество клеев. Созданы теплостойкие склеивающие составы, выдерживающие нагревание до температуры

50...300°С и выше.

44

Механическая прочность клеевого соединения зависит от вида и качества клея, качества склеиваемых поверхностей, толщины слоя клея и равномерности его распределения, а также от соблюдения температурных и других режимов.

Примером эффективного применения клеевого соединения является приклеивание термозащитных пластин на корпусе космических кораблей многоразового использования «Шатлл» и «Буран».

Внастоящее время большое распространение в различных отраслях промышленности нашли сочетания клея с другими видами соединений: клеезаклепочные, клеерезьбовые и клеесварные соединения.

Взаклепочном соединении передача сил от листа на стрингер (продольный элемент конструкции корпуса–каркаса летательного аппарата) происходит через заклепку (рисунок 29, а), при этом и в листе, и в профиле напряжения возрастают как из-за ослабления сечения отверстием под заклепку, так и в результате возникновения концентрации напряжений у края отверстия.

Рисунок 29

Клеевое соединение надежнее не только из-за отсутствия сверления в материале листа и профиля, но и вследствие более равномерной передачи сил через всю площадь клеевой пленки (рисунок 29, б).

Следовательно, в клееклепаном соединении (рисунок 29, в), благодаря склейке, можно значительно уменьшить число заклепок — концентраторов

45

напряжений, а потому, сократить площадь сечения, ослабленного отверстия под заклепки.

4.2.1.3 Разъемные соединения

4.2.1.3.1 Резьбовые соединения

При сборке машин и механизмов отдельные их детали в большинстве случаев соединяют друг с другом резьбовыми соединениями.

Резьбовые соединения — разъемные соединения, осуществляемые непосредственным свинчиванием соединяемых деталей, имеющих резьбу, без применения каких-либо дополнительных соединительных деталей. На рисунке 30 приведена краткая классификация основных видов резьбовых соединений.

Рисунок 30

По характеру использования и назначения сопряжения резьбовые соединения подразделяются на неподвижные и подвижные

(кинематические).

Неподвижные сопряжения имеют обычные крепежные и соединительные резьбовые соединения типа «болт–гайка», «труба–муфта» и т.д.

46

К подвижным резьбовым сопряжениям относят ходовые винты (микрометрические, грузовые и т.п.).

Основным элементом всех резьбовых соединений является резьба.

В машиностроении широко применяют детали, имеющие различные резьбы, каждая из которых наиболее полно отвечает назначению и условиям функционирования резьбового соединения.

Резьбы классифицируются по следующим признакам (рисунок 31). Резьбы, применяемые для неподвижных соединений, называются

крепежными.

Рисунок 31

Резьбы, применяемые в подвижных соединениях для передач заданного перемещения одной детали относительно другой, называются ходовыми

(кинематическими).

Резьба, образованная на цилиндрической поверхности, называется

цилиндрической резьбой, на конической поверхности — конической резьбой.

47

К крепежной резьбе относится дюймовая резьба с треугольным профилем (угол профиля 55°). Дюймовая резьба не стандартизована и для новых изделий не используется.

Для соединений труб применяется специальная трубная резьба — мелкая дюймовая крепежно-уплотнительная резьба.

При резьбовом соединении двух деталей одна из них имеет наружную резьбу (рисунок 32, а), выполненную на наружной поверхности, а другая внутреннюю, выполненную в отверстии (рисунок 32, б).

Рисунок 32

В машиностроении применяются стандартные цилиндрические и конические резьбы разных типов, отличающихся друг от друга назначением и параметрами: метрическая, трубная цилиндрическая, трубная коническая, трапецеидальная, упорная и др.

4.2.1.3.1.1 Профили резьб

Профили крепежных резьб треугольные. Основная треугольная резьба

— метрическая с углом профиля 60°. Номинальный профиль и размеры его элементов устанавливает ГОСТ 9150-81. На рисунке 33 изображен профиль метрической резьбы и его размеры.

48

Основные размеры трубной цилиндрической резьбы устанавливает

ГОСТ 6357-81.

В условное обозначение трубной цилиндрической резьбы должны входить:

буква G, обозначение размера резьбы и класса точности.

Пример условного обозначения трубной цилиндрической резьбы:

класса точности А: G 1½—А, левой резьбы класса точности В: G 1½LН—В.

Обозначение это условное, так как указывает не наружный диаметр резьбы, а отверстия в трубе.

Наружный диаметр трубной резьбы будет больше обозначенного на чертеже. Например, обозначение G 1¼—А соответствует трубной резьбе,

имеющей наружный диаметр d = 41,91 мм и предназначенной для трубы с внутренним диаметром 1¼.

Трубная цилиндрическая резьба одного и того же размера может быть выполнена на трубах с различной толщиной стенки и даже на сплошном стержне.

Трубная коническая резьба (рисунок 35) применяется в случаях,

когда требуется повышенная герметичность соединения труб при больших давлениях жидкости или газа.

Рисунок 35

Профиль конической резьбы (рисунок 35) — равнобедренный треугольник с углом 55° при вершине, биссектриса которого перпендикулярна к оси конуса.

ГОСТ 6211-81 распространяется на трубную коническую резьбу с конусностью 1:16, применяемую в конических резьбовых соединениях (рисунок 36, б), а также в соединениях наружной трубной конической резьбы с внутренней трубной цилиндрической резьбой (рисунок 36, а).

50