22. Заклёпочные соединения. Область применения, типы соединений. Расчёт на прочность.

З аклёпка – стержень круглого сечения с головками на концах, одну из которых выполняют на заготовке заранее (закладная головка), а вторую (замыкающая головка) формируют приклёпке.

1-закладная головка

2-обжимка

3-прижим

4-формируемая головка

5-поддержка

Стержень осаживается и за счёт пластической деформации происходит заполнение зазора между стержнем и стенками отверстия.

Заклёпочные соединения:

а) силовые прочные, используемые в металлических конструкциях

б) силовые плотные, используемые в котлах

Область применения:

1. Соединения, в которых нагрев при сборке не допустим из-за опасности отпуска термообработанных сталей.

2. Соединения не свариваемых деталей.

3. Соединения в авиа- и судостроении

Материалы заклёпок:

Эластичный, однородный с материалом соединяемых деталей, во избежание электрохимической коррозии. Обычно это стали: Ст2, Ст3, 15,092 C и др., сплавы алюминия и титана.

Типы заклёпочных соединений:

По конструкции:

а) соединения в нахлёстку

б) соединения с одной накладкой

в) соединения с двумя накладками

а и б – односрезные

в- двухсрезные

По числу рядов заклёпок соединения бывают однорядные и многорядные

В однорядном соединение d ≈ (1,8..2)S

В двухрядном соединение d ≈ (1,2..1,8)S

В однорядном шаг t ≈ 3d

В двухрядном шаг t ≈ (4..4,5)d

t1=t2=(1,5..2)d

Расчёт заклёпочных соединений:

Основные нагрузки – продольные силы, сдвигающие соединение детали

Расчёт ведут по условным напряжениям среза τ_ср

[τ]_ср=140 МПа

(*)

где F₁ – срезающая сила на одну закладку

A – площадь сечения стержня заклёпки

i – число срезов

[τ]_ср – условное допускаемое напряжение материала заклёпки на срез

Для Ст 0, 2, 3 → [τ]_ср=140 МПа

[σ]_сн=(280…320) МПа

Из условия (*), задавшись [τ]_ср, можно определить F₁

Далее заклёпки проверяют на снятие:

Где S - толщина соединяемой детали

d - диаметр заклёпки

Соединяемые детали проверяют на прочность в сечениях ослабленных заклёпками

(для стали [σ]_р= 160 МПа)

A_нетто = S(b - n₁∙d)

где n₁ – число заклёпок в одном ряду

d – диаметр заклёпки

b – ширина листа

23. Сварные соединения, достоинства и недостатки. Типы сварных швов. Расчёт стыковых швов.

Сварное соединение это наиболее рациональный и распространённый вид неразъёмного соединения. Наиболее широко распространена электрическая сварка.

Электрическая сварка:

• дуговая

• контактная

При дуговой электрической сварке в качестве электрода используется стальной стержень. Покрытие электродов обеспечивает устойчивое горение дуги и защиту металлошва от вредного воздействия окружающей среды.

Существуют электроды типа: Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А

Где буква А означает, что электроды повышенного качества. А цифра означает, например, Э50 (50*10σ_вр металлошва в МПа).

При автоматической дуговой сварке в качестве электрода используется стальная проволока. Сварка проводиться под слоем флюса. Автоматическая сварка приметно в 10-20 раз лучше ручной.

Контактная сварка основана на использование повышенного омического сопротивления в стыке детали. Через стык пропускается сварочный ток, металл нагревается, а затем сдавливается.

Достоинства сварных соединений:

• возможность получения изделий больших размеров

• снижение массы по сравнению с литыми деталями до 30…50%, склёпочными до 20%

• снижение стоимости изготовления сложных деталей в единичном и мелкосерийном производстве

• малая трудоёмкость, невысокая стоимость оборудования, возможность автоматизации

Недостатки сварных соединений:

• вероятность возникновения при сварке различных дефектов шва (непровары, шлаковые и газовые включения, трещины).

• необходимость проведения визуального контроля сварного шва, а для ответственных деталей необходимость проведения неразрушающего инструментального контроля (рентгеновский, ультразвуковой и др.)

• возникновение остаточных напряжений растяжения в металле шва от неравномерного нагрева

• изменение механических свойств металла в околошовной зоне

Типы сварных швов:

• Стыковые швы – являются наиболее рациональными, приближающие по форме и прочности соединяемой детали к целому изделию

• Угловые швы – образуются при сваривании деталей нахлёсточных, тавровых, угловых, кромки которых не имеют скосов

Расчёт стыковых швов:

Полный и бездефектный провар стыка обеспечивает равнопрочность сварного шва и соединяемых деталей. Для этого кромки деталей механически обрабатывают.

При маленьких толщинах δ≤1 (мм) – сварка с отбортовкой кромок

При средних толщинах δ=1…6 (мм) – сварка без скоса кромок

При больших толщинах δ≥6 (мм) –V-образная и X-образная сварка

Р асчёт стыковых швов проводят по σ_Е

Где σ_и – напряжение изгиба в опасном сечении

σ_р – нормальное напряжение растяжения

[σ’]_р – допускаемое напряжение для сварного шва

Если δ намного меньше D (δ = (D- δ)/2), то