1.Заклепочные соединения.
Заклепочные соединения неразъемное, так как для того чтобы разъединить детали, необходимо разрушить заклепки.
Причинами разрушения заклепочного соединения может быть: срез заклепок, снятие листов и заклепок, разрыв, листа в сечении, ослабленном отверстиями, разрушение кромки листа у отверстия под заклепку.
При расчете принимаются допущенные о равномерности распределения нагрузки между заклепками, об отсутствии концентрации напряжений у отверстии и о равномерности распределения давления по боковой поверхности заклепки.
Расчет на прочность элементов заклепочного шва.
Рассмотрим на примере однорядного, односрезного нахлестного шва. (рис 1)
Рис.1
Для данной конструкции может возникнуть четыре вида разрушения:
1.Срез заклепок (сечение 1-1)
τср
=
(1)
где: z – число заклепок; d – диаметр заклепок (мм); ί – число срезаемых плоскостей заклепок (шт); [τср] допустимое напряжение на срез (МПа).
Формулой (1) пользуются в том случае, когда диаметр закреплен (d) вычисляется в зависимости от допускаемого напряжения на срез заклепок.
Полученный по формуле (1) размер d округляется до ближайшего стандартного (таблица 1).
Таблица 1 – Диаметр отверстий для заклепок нормальной точности.
Диаметр заклепки d (мм) |
Диаметр отверстия d0 (мм) |
Диаметр заклепки d (мм) |
Диаметр отверстия d0 (мм) |
3 |
3.5 |
(14) |
15 |
(3,5) |
4,0 |
16 |
17 |
4 |
4.5 |
(18) |
19 |
5 |
5,7 |
20 |
21 |
6 |
6.7 |
22 |
24 |
8 |
8.7 |
(27) |
29 |
10 |
11 |
(27) |
29 |
12 |
13 |
30 |
32 |
Примечание: в скобках указаны не рекомендуемые диаметры заклепок. В случае, если диаметр заклепок не задан, его можно выбрать по эмпирическому соотношению:
d=(1.8…2.2)δ, где δ – толщина листа (мм);
Шаг заклепки (p) выбирают по соотношению:
P=(3…6)d
Расстояние от центра заклепки до края листа (ℓ) принимают:
ℓ=1.5d
2. Смятие заклепок (сечение 2-2)
(2)
где: σсм – рабочее напряжение на смятие (МПа);
[σсм] – допустимое напряжение на смятие (МПа);
δmin – минимальная толщина соединяемых элементов (мм).
При расчетах для соединяемых деталей допускаемые напряжения указаны в таблице 2.
Таблица 2 – Допускаемые напряжения для прочных швов при сверленых отверстиях под заклепку.
Элементы шва |
Род напряжения |
Допускаемые напряжения Н/мм2 |
Сталь 3 |
||
заклепка |
срез |
140 |
Основной материал (соединяемые листы, уголки и т.п.) |
растяжение [σр] срез [σсм] |
160 100 |
Заклепка и соединяемые листы |
Смятие [σсм] |
320 |
3. Разрыв листа (сечение 3-3)
(3)
где: p – шаг заклепок (мм);
d0 – диаметр отверстия под заклепку, мм (таблица 1).
4. Разрыв листа (сечение 4-4)
По длине: ℓ=d/2;
,
(4)
где: ℓ - расстояние от центра заклепки до края листа (обычно принимают ℓ=1,5d).