1. Проектирование и расчет заклепочных соединений

1.1. Расчет заклепочных швов

Рис.1.1.

Параметры заклепочного шва

Рис.1.1.

Параметры заклепочного шва.

Детали, соединяемые заклепками, в большинстве случаев находятся под действием сил, стремящихся сдвинуть одну деталь относительно другой. Разрушение заклепочного шва (рис.1.1) может произойти по следующим основным причинам: 1) срез стержня заклепки; 2) смятие стержня заклепок или стенок отверстия в листе; 3) разрыв листа по сечению, ослабленному отверстиями.

Расчет заклепочного шва заключается в определении диаметра поставленной заклепки d₀, числа заклепок z, шага заклепочного шва р (расстояния между центрами заклепок по длине шва), расстояния от центра заклепок до края соединяемой детали е, расстояния между рядами заклепок е₁ (для многорядных швов), толщины накладок ₁ (для швов с накладками). На основные размеры заклепочных соединений выработаны нормы, в соответствии с которыми рекомендуется выбирать значения d₀, p, e, e₁ и ₁ в зависимости от толщины соединяемых деталей  табл.1.1).

Таблица 1.1.

Основные параметры заклепочных швов

	Шов однорядный		Шов двухрядный шахматный
Параметры шва	Внахлестку	С двумя накладками	Внахлестку	С двумя накладками
d0	d0 = 2	d0 =(1,5 1,75)	d0 = 2	d0 =(1,5 1,75)
p	p = (3 5)d0	p = 3,5 d0	p = 4 d0	p = 6 d0
e	e =(1,5 2)d0	e = (1,5 2)d0	e = (1,5 2)d0	e = (1,5 2)d0
e1			e1 = (2 3)d0	e1 = (2 3)d0
1		1 = 0,7 d0		1 = 0,7 d0

Полученное из расчета значение диаметра заклепки округляют в большую сторону до ближайшего стандартного значения.

Промышленностью выпускаются заклепки общего машиностроительного применения с диаметром стержня от 1 до 36 мм классов точности В (нормальной точности) и С (повышенной точности), имеющие различную форму головки (табл.1.2 для заклепок с полукруглой головкой).

Таблица 1.2.

Размеры заклепок с полукруглой головкой (по ГОСТ 10299-80) и

отверстий под заклепки (по ГОСТ 11284-75)

Номинальный диаметр заклепки d, мм	Длина заклепки, мм	Диаметр отверстия под заклепку d0, мм
		1-й ряд	2-й ряд		3-й ряд
6	7 – 60	6,4		6,6	7,0
8	7 – 60	8,4		9,0	10
10	14 – 100	10,5		11	12
12	18 – 110	13		14	15
14	20 – 140	15		16	17
16	20 – 140	17		18	19
18	28 – 140	19		20	21
20	34 – 160	21		22	24
22	38 – 180	23		24	26
24	40 – 180	25		26	28
30	55 – 180	31		33	35
36	55 – 180	37		39	42

Примечание. 1. Длина заклепок нормальной точности (В), мм: принимается из ряда: 1 – 10 (через 1 мм); 12 – 42 (через 2 мм); далее 45; 48; 50; 52; 55; далее 60 – 100 (через 5 мм).

2. Первый ряд является предпочтительным, третий ряд не рекомендован к применению для заклепочных соединений.

Заклепки заклепочных швов рассчитывают на срез и на смятие, а соединяемые детали на смятие стенок отверстия и на разрыв по сечению, ослабленному отверстиями. Уравнения для расчета следующие:

1) на срез заклепки:

; (1.1)

2. на смятие заклепки или стенок отверстия:

; (1.2)

2. на разрыв соединяемых деталей по сечению, ослабленному отверстиями:

. (1.3)

Здесь - действующие напряжения на срез, смятие и растяжение, соответственно; - допускаемые напряжения для материалов заклепок и соединяемых деталей на срез, смятие и растяжение, соответственно (см. табл.1.3, 1.4); F - сдвигающая сила; d₀ - диаметр поставленной заклепки; n - число плоскостей среза у заклепки (n = 1 для шва внахлестку и шва с одной накладкой, n = 2 для шва с двумя накладками); z - общее число заклепок в заклепочном шве; z₁ - число заклепок в опасном сечении; _minтолщина соединяемых деталей или суммарная толщина накладок для шва с двумя накладками ( в расчетах необходимо наименьшее из этих значений); b - ширина рассчитываемой детали в опасном сечении.

Таблица 1.3.

Допускаемые напряжения для заклепок прочных швов стальных

конструкций из малоуглеродистых сталей (МПа)

Род	Обработка	Материал заклепок
напряжений	отверстий	Ст 0, ст 2	Ст 3
Срез	Сверление	140	140
	Штамповка	100	100
Смятие	Сверление	280	320
	Штамповка	240	280

Таблица 1.4.

Допускаемые напряжения для соединяемых деталей

стальных конструкций (МПа)

Род	Материал заклепок
напряжений	Ст 0, ст 2	Ст 3
Растяжение Сжатие Изгиб	140	160
Срез	90	100
Смятие	210	240