Вопрос 40

Сварные соединения. Комбинированные соединения. Тавровые соединения.

Важнейшая задача проектирования сварных соединений – обеспечение равнопрочности шва и основного металла. В соединениях встык условие прочности на растяжение или сжатие сварного шва длиной l (в миллиметрах) имеет вид:

= <= (1)

Где - расчетное напряжение при растяжении (сжатии)для сварного шва МПа.

F- Растягивающая (сжимающая сила), Н. s – толщина соединяемых деталей, мм.

- допускаемое напряжение при растяжении шва ( )

Обычно = (0,9…1,0) и =[ ], где - допускаемое напряжение при растяжении основного металла, ориентировочно = ( 0,5…0,6) . Большие значения принимают при сварке качественными электродами Э42А и Э50А.

Расчет фланговых и комбинированных швов в соединениях внахлестку ведут по касательным напряжениям в опасной плоскости среза :

(2)

Где ] – соответственно расчетное и допускаемое касательное напряжение для сварного шва, МПа. – общая длина сварного шва.

Тавровые соединения , выполняемые как соединения встык, рассчитывают по формуле (1), тавровые соединения угловыми швами – по формуле (2)

Угловые соединения нагрузку не воспринимают.

Вопрос 46.

Болтовое соединение(болт установлен с зазором , без зазора). Методика расчета.

В соединении с зазором болт устанавливают с предварительной затяжкой. Во избежание сдвига деталей при наличии зазора сила трения на поверхностях стыка должна быть не меньше внешней сдвигающей силы F:

iF =iF

Или

Где i – число стыков в соединении

f - коэффициент трения

K – коэффициент запаса (K= 1.3…1.5 при статической и K= 1.8…2 при переменной нагрузке)

z – число болтов в соединении.

Болт в этом случае рассчитывают по силе затяжки, которая значительно превышает поперечную силу. Для разгрузки болтов от поперечной силы применяют различные устройства (напр: втулка,шпонка)

При установке болта без зазора предварительная его затяжка не требуется , но соединение сложнее в изготовлении. В этом случае отверстие калибруют разверткой и применяют болты повышенной точности. Стержень болта рассчитывают на срез, а при тонких деталях – и на смятие. Условия прочности:

,

Где - соответственно расчетное и допускаемое напряжения для материала болта на срез: = (0,2…0,3) ; - диаметр ненарезанной части болта; - соответственно расчетное и наименьшее допускаемое напряжения смятия (для материала болта или детали): для углеродистых сталей = (0,8…1,0) ; s- наименьшая толщина детали.

Вопрос 47

Резьбовые соединения. Профиль резьбы

Соединения деталей с помощью резьб являются наиболее распространенным видом разъемных соединений. Резьба образует выступы по винтовой линии на поверхности винта и гайки. Резьбовое соединение осуществляют с помощью крепежных деталей : винтов, шпилек, болтов , гаек, и т.д.

Достоинства резьбовых соединений: надежность, удобство и простота сборки , возможность создания больших сил затяжки, относительно невысокая стоимость.

Недостатки: повышенная концентрация напряжений в резьбе, снижающая прочность соединения , и быстрее изнашивание крепежных деталей при частой сборке и разборке.

Болт и винт –это стержни с головками и резьбовыми концами. Болтовое соединение применяется обычно для деталей сравнительно небольшой толщины, а также если материал деталей не обеспечивает прочности резьбы.

Винты используют , если соединение болтом невыполнимо конструктивно или нежелательно (затруднена сборка, ухудшается вид изделия).

Шпилька имеет резьбу на обеих концах. Соединения с помощью шпилек и гаек используют вместо винтовых в деталях, подвергаемых многократным разборке и сборке. В этом случае шпилька остается в детали, а отвинчивается и завинчивается только гайка.

Различают наружную резьбу у болта(винта) и внутреннюю- в отверстии гайки или детали. Резьбы бывают правые , если винтовая линия направлена вверх слева направо. И левые при направлении ее вверх справа налево. Чаще выполняют правые резьбы. По числу заходов различают однозаходные и многозаходные.

По форме профиля крепежные резьбы бывают треугольные и круглые; резьбы винтовых механизмов(ходовые резьбы) – трапецеидальные, упорные, прямоугольные.

Трапецеидальная резьба технологична, отличается высокой прочностью витков и является основной для винтовых механизмов.

Прямоугольная резьба сложна в изготовлении и применяется редко.

Упорная резьба имеет несимметричный профиль витков и выполняется на витках, воспринимающих значительную одностороннюю нагрузку.