§ 4. Краткие сведения о клеевых соединениях

15.12. В настоящее время все шире применяют неразъемные соединения металлов и неметаллических материалов, получаемые склеиванием. Наиболь­шее применение получили клеевые соединения внахлестку (рис. 15.14), реже — встык. Клеевые соединения позволили расширить диапазон приме-

Рис. 15.14. Клеевое соединение внахлестку

нения в конструкциях машин сочетаний различных неоднородных мате­риалов — стали, чугуна, алюминия, меди, латуни, стекла, пластмасс, рези­ны, кожи и т. д.

Применение универсальных клеев типа БФ, ВК, МПФ и других (в на­стоящее время употребляют более ста различных марок клеев) позволяет довести прочность клеевых соединений до 80 % по отношению к прочно­сти склеиваемых материалов. На прочность клеевых соединений влияют характер действующих на соединение нагрузок, марка клея, конструкция соединения, технология склеивания, условия эксплуатации.

15.13. Достоинства и недостатки клеевых соединений.

Достоинства:

• простота получения неразъемного соединения и низкая стоимость работ по склеиванию;

• возможность получения неразъемного соединения разнородных ма­териалов любых толщин;

• отсутствие коробления получаемых деталей;

• герметичность и коррозионная стойкость соединения;

• значительно меньшая, чем при сварке, концентрация напряжений.

Недостатки:

• уменьшение прочности соединения с течением времени («старе­ние»); ^:

• низкая теплостойкость большинства марок клеев.

Можно ли надежно склеить такие материалы: сталь—сталь, сталь—алюминий, сталь—стеклотекстолит, сталь—мрамор, сталь—тек­столит?

15.14. Область применения. Клеевые соединения широко применяют в самолетостроении, при изготовлении режущего инструмента, электро- и радиооборудования, в оптической и деревообрабатывающей промышлен­ности, строительстве, мостостроении. В настоящее время созданы некото­рые марки клеев на основе полимеров, удовлетворительно работающих при температуре до 1000°.

Можно ли применить клеевые соединения для узлов, работающих при температуре 600 °С?

15.15. Расчет клеевых соединений на прочность. Соединения внахлестку. При действии растягивающей или сжимающей силы F (рис. 15.14) расчет производят на сдвиг (срез) по формуле

(15.7)

где τ_сд и [τ]_сд — расчетное и допускаемое напряжения на сдвиг; [τ]_сд= 10 ÷ 25 МПа для карбонильного клея, [τ]_сд = 4,5 ÷ 7,0 МПа для клея группы БФ; F — нагрузка, действующая на соединение; А_са — площадь сдвига (среза).

Чем отличается расчет клеевых соединений внахлестку и встык при дей­ствии растягивающей силы?

15.17. Ответить на вопросы контрольной карточки 15.2,

Контрольная карточка 15.2

Вопрос	Ответы	Код
При склеивании каких материалов легко обеспечивается условие: прочность соедине­ния больше, чем прочность склеиваемых ма­териалов?	Металлов Металла с неметаллом Неметаллов	1 2 3
Как рассчитывают сечение — (рис. 15.12) сварного углового шва?	На разрыв и на срез Только на срез Только на разрыв	4 5 6
Чему равно допускаемое напряжение для на-хлесточного шва при действии осевой растя­гивающей силы, выполненного ручной дуго­вой сваркой электродом марки Э50?		7 8 9 10
По какой формуле определяют длину фланго­вых сварных швов?		11 12 13
Назовите формулу проверочного расчета для стыкового клеевого соединения		14 15 16

Ответы на вопросы

15.2. Сварное соединение — неразъемное соединение деталей с помо­щью сварных швов. Сварной шов — затвердевший после сварки металл, соединяющий свариваемые детали.

15.3. Показанный на рис. 15.2, а сварной шов — стыковой (отсутствие накладок и выступающих головок заклепок снижает массу сварной конст­рукции по сравнению с клепаной); на рис. 15.2, б показан заклепочный стыковой шов.

15.4. Зубчатый венец колеса приваривается к ступице (рис. 15.3) с по­следующим фрезерованием.

15.5. Потолочный шов имеет сравнительно меньшую прочность ввиду того, что условия выполнения этого шва менее благоприятны, чем нижне­го, горизонтального, вертикального швов (потолочный шов расположен над электродами и руками рабочего).

Рис. 15.2, а — стыковое соединение; соединяемые элементы являются продолжением один другого (сварку производят по торцам);

Рис. 15.5 — нахлесточные соединения; боковые поверхности соединяе­мых элементов перекрывают одна другую;

Рис. 15.3, 15.7, а, б — тавровые соединения; соединяемые элементы перпендикулярны один к другому (один элемент торцом приваривается к боковой поверхности другого);

Рис. 15.7, в, г — угловые соединения; соединяемые элементы перпен­дикулярны (или наклонны) один к другому (свариваются по кромкам).

15.6. Стыковой шов без скоса кромок применяют при сварке деталей толщиной 5 до 8 мм.

15.7. Шов, показанный на рис. 15.7, б — угловой. Профиль нормально­го углового шва — равнобедренный треугольник. На рис. 15.12, в катет шва К=δ.

15.8. Для нахлесточного соединения и соединения с накладками лобо­вые и фланговые угловые швы применять можно.

15.10. При l_ш > b следует применять стыковой косой шов (см. шаг 15.6).

15.11. Исходная формула для определения расчетного напряжения для одностороннего лобового углового шва

(15.8)

где F — нагрузка, действующая на шов; А_ср — площадь опасного сечения углового шва.

Для данного случая (см. рис. 15.12) А_ср = hl_ш. Так как h = 0,7Кl_ш (см. шаг 15.11), то А_ср = 0,7К1_ш.

15.13. Можно.

15.14. Можно.

15.15. Клеевые соединения внахлестку рассчитывают по условию проч­ности на сдвиг, а соединения встык — на растяжение.

Коды правильных ответов на вопросы контрольных карточек

Введение

К.К. 0.1. Код- 5; 7 и 8; 11; 12 и 13; 17; 18