3 Расчет на прочность клепанных соединений. Критерии работоспособности и виды разрушений.

49. Заклепочные соединения, классификация, материал

Заклёпочное (клёпаное) соединение - неразъёмное неподвижное соединение, образованное с применением специальных закладных деталей заклёпок, выполненных из высокопластичного материала.

Рис. 1. Заклёпочное соединение: а – в процессе сборки; б – в собранном виде

1, 2 – соединяемые детали; 3 – заклёпка; 4 – тело заклёпки; 5 – закладная головка; 6 -- замыкающая головка.

Заклёпочный шов  ряд заклёпок, соединяющих кромки двух или нескольких деталей.

Классификация заклёпочных соединений :

1) по функциональному назначению – а) прочные, предназначенные только для передачи нагрузки; б)плотные, обеспечивающие герметичное разделение сред, и в)прочно-плотные, способные выполнять обе названные функции;

2) по конструктивным признакам шва – а)нахлёсточное соединение (рис. 2, а); б) стыковое соединение, которое в свою очередь может быть выполнено с одной (рис. 2, б) либо с двумя (рис. 2, в) накладками;

3) по числу поверхностей среза, приходящихся на одну заклёпку, под действием рабочей нагрузки –а) односрезные; б)двухсрезные; и т.д.; в)многосрезные;

4) по количеству заклёпочных рядов в шве – а)однорядные; б)двухрядные; и т.д.; в)многорядные.

Рис. 2. Основные типы заклёпочных швов:

а – нахлёсточный; б – стыковой с одной накладкой; в – стыковой с двумя накладками.

Материалы для изготовления заклёпок

Требования к материалу заклёпки: 1) высокая пластичность и незакаливаемость при нагревании; 2) температурный коэффициент расширения, близкий таковому соединяемых деталей; 3) отсутствие гальванической пары с материалом соединяемых деталей.

Материалы: 1) стали малоуглеродистые – Ст0; сталь 10; сталь 20; сталь 10ГС и др.; 2) медь и её сплавы – медь 0; латуни (Л62 и др.): 3) алюминий и его сплавы (АД1, Д18П,ВАД23 и др.); 4) термопластичные пластмассы (полиамиды, этиленпласты и др.)

50. Конструирование заклепочных соединений.

Размещение заклепок в соединении должно производиться с учетом возможности их постановки и работы металла между заклепками..По условиям производства заклепки должны иметь простое расположение на прямых линиях — рисках, расположенных параллельно и перпендикулярно оси элемента. Прокатные элементы (уголки, двутавры и швеллеры) имеют нормированные риски. При двух или более рисках размещение заклепок может быть в рядовом или шахматном порядке. Расстояние между центрами заклепок по риске называется шагом.

Минимальные расстояния между заклепками, определяются возможностью их постановки и условием прочности основного металла, а максимальные — условиями устойчивости соединенных элементов в промежутке между заклепками при сжатии и плотностью соединения растянутых частей.

В рабочих болтовых и заклепочных соединениях следует назначать минимальные шаги, чтобы не расходовать лишнего металла на фасонки и накладки, в нерабочих соединениях (связующих, конструктивных), наоборот, максимальные, чтобы уменьшить количество сверленых отверстий, а также болтов и заклепок.

При конструировании заклепочных соединений надо стремиться к симметричной передаче усилий в соединении, что улучшает работу, заклепок и основного металла. При применении односторонних накладок или соединений внахлестку силовой поток в соединении перестает быть симметричным, искривляется и в соединении возникает дополнительный момент, поэтому число заклепок в таких соединениях следует увеличить против расчета на 10%.

Также ухудшается работа соединения, если усилие с одного элемента на другой передается не непосредственно, а через прокладки или дополнительные коротыши. В этом случае общее количество заклепок на коротышах увеличивают на 50% против расчета. В рабочих элементах конструкций число болтов и заклепок, прикрепляющих элемент в узле или расположенных по одну сторону стыка, желательно иметь не меньше двух независимо от действующего усилия.

В клепаных соединениях толщина пакета не должна превышать пяти диаметров заклепки для стальных конструкций и четырех диаметров для конструкций из алюминиевых сплавов.

В стальных конструкциях при толщине пакета более пяти, но менее семи диаметров заклепки можно ставить специальные заклепки с повышенной головкой и коническим стержнем; при еще большей толщине необходимо увеличивать диаметр заклепок или переходить на болты повышенной точности.

При конструировании заклепочных соединении следует стремиться к применению одного диаметра заклепок в пределах каждого конструктивного элемента и к наименьшему числу различных диаметров заклепок для всех элементов сооружения.