Решение задач на тему «Заклепочные соединения»

Задача 1

Определить необходимое число заклепок в соединении внахлестку полосы толщиной δ = 10 мм с косынкой (рис. 10.11). Соединение нагружено постоянной осевой силой Р = 225 кН. Материал полосы и косынки – сталь Ст3. Материал заклепок – сталь Ст2; их диаметр d ≈ 2δ. Отверстия под заклепки сверленые.

Рис. 10.11

Решение

Ближайшие по ГОСТ 10299 – 68 диаметр заклепок d = 19 мм, диаметр отверстий d₀ = 20 мм.

Условие прочности полосы на растяжение в ослабленном сечении (при расположении заклепок в один ряд):

.

Для конструкции из стали Ст3 при действии статической нагрузки [σ]_p = 160 Н/мм².

Определяем требуемую ширину полосы:

округлив, принимаем b = 165 мм.

Определяем из расчета на срез требуемое число заклепок

где для заклепок из стали Ст 2 при сверленых отверстиях принято [τ]_ср = 140 Н/мм².

Проверяем заклепочное соединение на смятие при толщине косынки, равной толщине полосы δ_К = δ = 10 мм, и допускаемом напряжении на смятие [σ]_см= 320 Н/мм²:

.

Поскольку , то условие прочности выполняется.

Задача 2

Определить допустимую нагрузку заклепочного соединения (рис.10.12), если заклепки выполнены из стали Ст2, а соединяемые ласты и накладки из стали СтЗ. Диаметр заклепки d = 16 мм, отверстия под заклепки продавленные.

При силе Q, равной допускаемой, определить нормальные напряжения в сечениях I-I, II-II, III-III листов.

Рис. 10.12

Решение. Допускаемую нагрузку определим из расчета на срез и смятие заклепок, расположенных по одну сторону стыка. Диаметр отверстий d₀ = 16,5 мм. Допускаемые напряжения: [τ]_ср = 100 Н/мм²; [σ]_см = 280 Н/мм²; [σ]_р = 160 Н/мм².

Выражения для вычисления допускаемой нагрузки:

;

.

Подставив числовые значения, найдем:

.

Здесь z = 5 – число заклепок; i = 2 число плоскостей среза; δ_min = δ =15 мм < 2δ_н.

Окончательно принимаем [Q] = 200 кН.

Задание для самостоятельной работы «Расчет заклепочного соединения»

Задача 1

Определить необходимое число заклепок в соединении внахлестку полосы толщиной δ с косынкой (см. рис. 10.11). Соединение нагружено постоянной осевой силой Р. Диаметр заклепок d ≈ 2δ. Другие необходимые данные приведены в таблице 10.3.

Варианты заданий к задаче 1. Таблица 10.3

№ варианта	Р кН	δ мм	Материал полосы и косынки	Материал заклепок	Способ изготовления отверстий
1	230	5	ст.3	ст.3	Сверленые отверстия
2	300	6	Д18П	Д18П	Продавленные отверстия
3	350	12	Л62	Л62	Сверленые отверстия
4	330	7	ст.3	ст.3	Продавленные отверстия
5	260	8	В65	В65	Продавленные отверстия
6	156	5	Д18П	Д18П	Сверленые отверстия
7	180	8	Л62	Л62	Продавленные отверстия
8	205	11	ст.3	ст.3	Сверленые отверстия
9	335	10	В65	В65	Продавленные отверстия
10	245	15	Д18П	Д18П	Сверленые отверстия

Задача 2

Определить допустимую нагрузку заклепочного соединения (см. рис. 10.12). Диаметр заклепки d мм.

При силе Q, равной допускаемой, определить нормальные напряжения в сечениях I-I, II-II, III-III листов. Данные приведены в табл. 10.4.

Варианты заданий к задаче 2. Таблица 10.4

№ варианта	d мм	Материал полосы и косынки	Материал заклепок	Способ изготовления отверстий
1	2	3	4	5
11	10	ст.3	ст.3	Продавленные отверстия
12	12	Л62	Л62	Сверленые отверстия
13	24	Д18П	Д18П	Продавленные отверстия
14	14	В65	В65	Сверленые отверстия
15	16	ст.3	ст.3	Продавленные отверстия
16	27	В65	В65	Сверленые отверстия
17	16	Л62	Л62	Продавленные отверстия
18	22	Д18П	Д18П	Сверленые отверстия
19	20	ст.3	ст.3	Продавленные отверстия
20	30	Л62	Л62	Сверленые отверстия