57. Заклепкові з’єднання

Заклепкове з’єднання здійснюється з використанням додаткової деталі – заклепки (рисунок 2.8, а). Форма та розміри заклепок стандартизовані. У деяких випадках при формуванні з’єднання на одній з деталей виконується суцільна або пустотіла (пістон) цапфа (рисунок 2.8, б). Заклепкові з’єднання розповсюджені в машинобудуванні, будівельних конструкціях і приладах. Для їх виготовлення застосовуються сталі марок 2, 3, 10, а також алюмінієві і мідні сплави.

У зрівнянні зі зварними з’єднаннями переваги заклепкових полягають у можливості з’єднання незварюваних деталей, менших руйнуваннях деталей при розбиранні, а також меншій концентрації напружень. Недоліки їх визначаються малою продуктивністю технологічного процесу, великими витратами металу, значною вартістю, підвищеним рівнем негативного впливу вібрацій на робітників.

До основних типів заклепкових з’єднань належать з’єднання внапустку (рисунок 2.9, а), з одною (рисунок 2.9, б) та двома накладками. Також застосуються однорядні, дворядні та ін. типи заклепкових з’єднань.

Заклепки в з’єднаннях, що підлягають осьовому навантаженню, розраховуються на зрізання і перевіряються на зминання.

Умова міцності при розрахунках на зрізання перевіряється за формулою

(2.13)

де Р₁ – навантаження на одну заклепку;

і - кількість площин зрізання.

Умова міцності при розрахунках на зминання перевіряється за формулою

(2.14)

де S – товщина деталей, що з’єднуються.

Величини допустимих напружень призначаються залежно від матеріалу заклепок і способу обробки отворів під них. Наприклад, для стальних заклепок (сталі марок 2, 3) при отворах, що отримують свердленням, приймаються [_ЗР]=140 МПа і [_ЗМ] = 300 МПа.

З’єднання з натягом

З’єднання цього типу забезпечує нерухоме скріплення деталей за рахунок сил тертя, що виникають між охоплюючою та охоплюваною поверхнями при складанні деталей за групою посадок з натягом. Такий спосіб з’єднання застосовують для складання деталей, навантажених значними зусиллями, або тих, що підлягають при роботі впливу вібрацій та ударів – для з’єднання валів із зубчастими колесами або бандажів черв’ячних коліс з маточинами. Окрім гладких, у таких з’єднаннях застосовують накатані деталі. Надійність з’єднання при цьому забезпечується за рахунок вдавлення зубців накатки в циліндричну поверхню сполученої деталі.

58. З’єднання деталей при зварюванні супроводжується місцевим нагріванням поверхонь, що з’єднуються, до розплавленого або пластичного стану. Зварюванням можна з з’єднувати як металічні, так і неметалічні деталі.

Зварне з’єднання вважається найбільш досконалим нероз’ємним з’єднанням. До його переваг належать рівноміцність щодо сполучених поверхонь, економія матеріалів і зменшення маси у порівнянні з заклепковими з’єднаннями, висока продуктивність і технологічність процесу зварювання. Недоліками з’єднання вважаються появлення температурних напружень і їх концентрація, а також жолоблення тонкостінних деталей.

Найбільш поширеними способами зварювання є електродугове, електроконтактне та газове (хімічне). Також застосовують нові способи зварювання – тертям, вибухом, ультразвуком та ін.

При електродуговому зварюванні під дією тепла електричної дуги оплавляються сполучені поверхні і їх метал разом з металом електрода , який обмазується захисним покриттям або під шаром флюсу, утворюють міцний шов. Таким способом зварюються конструкційні сталі будь-яких марок. Електродугове зварювання високолегованих сталей, а також сплавів на основі алюмінію, міді, молібдену проводиться в середовищі захисного газу – аргону або гелію. Метал практично необмеженої товщини дозволяє зварювати електрошлакове зварювання.

При газовому зварюванні розігрівання поверхонь, що з’єднуються, і прутка присаджувального матеріалу забезпечується згорянням газу (ацетилену) в струмені кисню. Таке зварювання застосовується для герметичного з’єднання деталей відносно малої товщини.

При електродуговому зварюванні залежно від взаємного розташування деталей відрізняються з’єднання встик (рисунок 2.7, а), внапустку (рисунок 2.7, б), таврові (рисунок 2.7, в) та кутові (рисунок 2.7, г). При цьому збільшення товщини деталей потребує додаткового розділування поверхонь.

При розрахунках для з’єднань встик, які навантажуються стискаючою (розтягуючою) силою Р, контролюється умова міцності

(2.11)

д е S – товщина зварюваних деталей;

l – довжина зварювального шва;

– допустиме нормальне напруження зварювального шва, приймається [] для матеріалу деталей.

При розрахунках для з’єднань внапустку, навантажених силою Р, контролюється умова міцності

(2.12)

де К – катет зварювального шва,

- допустиме дотичне напруження зварювального шва, приймається  0,65[].