Соединения деталей машин.
Различают 2 вида соединений:
Неразъёмные соединения – это такие соединения, которые собираются 1 раз. К ним относятся: заклёпочные, сварные, клеевые и паяные соединения.
Разъёмные соединения – это соединения, которые можно многократно собирать и разбирать. К ним относятся: резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые.
Заклёпочные соединения.
Это неразъёмное соединение, получаемое при помощи заклёпок. Для их осуществления в соединяемых деталях изготавливаются отверстия вставляются заклёпки и пластически деформируются. Если соединяются металлические детали, то заклёпки изготавливаются в виде стержней со шляпками. В зависимости от шляпок различают 3 вида заклёпок:
а) С цилиндрической шляпкой
б) Со сферической шляпкой
в) С конической шляпкой
Рисунок 42. Виды заклёпок.
Если соединяются неметаллические детали, заклёпки изготавливаются в виде трубок, концы которых развальцовываются. Материалом для заклёпок служат углеродистые стали марок Ст3, Ст5, которые отличаются своей пластичностью.
Различают 2 вида заклёпочных соединений:
Внахлёстку.
Рисунок 43. Заклёпочное соединение внахлёстку.
Встык.
Рисунок 44. Заклёпочное соединение встык.
При проектировании заклёпочных соединений необходимо одновременно обеспечить 3 условия прочности:
Условие прочности заклёпок на срез.
-
рабочее нормальное напряжение среза.
-
нагрузка.
- площадь срезаемой поверхности.
- диаметр срезаемой заклёпки.
- число заклёпок (внахлёстку – общее число заклёпок; встык – количество заклёпок по одну сторону от стыка).
-
число срезов у одной заклёпки.
-
допускаемое напряжение среза.
Условие прочности боковых поверхностей отверстий на смятие. Напряжением смятия называется давление, возникающее между боковыми поверхностями заклёпок и отверстий.
-
рабочее нормальное напряжение смятия.
-
нагрузка.
-
минимальная расчетная толщина соединения
(выбирается сравнением толщин
и
в соединениях внахлёстку или
и
в соединениях встык).
-
допускаемое напряжение смятия.
Условие прочности соединяемых деталей на растяжение.
-
рабочее нормальное напряжение растяжения.
-
площадь опасного поперечного сечения.
-
число отверстий в поперечном сечении.
-
допускаемое напряжение растяжения.
-
для стальных деталей.
Лекция 01. Сварные соединения.
Сварное соединение – это неразъёмное соединение, получаемое при помощи сварки.
Сваркой называется процесс соединения деталей за счет оплавления их кромок (горячая сварка) или за счет диффузии (холодная сварка).
К горячим видам сварки относятся:
Электродуговая сварка.
Газовая сварка.
Электроискровая сварка.
Сварка трением.
К холодным видам сварки относятся:
Сварка давлением (контактная).
Сварка ультразвуком.
Лучевая сварка.
Соединение электродуговой сваркой.
Различают следующие виды соединений:
Внахлёстку.
Рисунок 45. Сварное соединение внахлёстку.
1 – Сварка лобовыми швами.
2 – Сварка фланговыми швами.
1+2 – Сварка комбинированным швом.
Перечисленные виды сварки возможны лишь в тех случаях, когда у свариваемых деталей разная ширина. При одинаковой ширине свариваемых деталей возможна сварка только лобовыми швами.
Сварной шов в поперечном сечении должен иметь форму равнобедренного прямоугольного треугольника.
Рисунок 46. Поперечное сечение сварного шва.
Основным параметром сварного шва является его катет. Его величина назначается в зависимости от толщины свариваемых деталей следующим образом:
при
толщине до 10мм катет приравнивается
минимальной толщине -
;
если
толщина более и равна 10мм, то катет равен
10мм -
.
При проектировании сварного соединения внахлёстку необходимо обеспечить прочность сварного шва по напряжению среза:
-
рабочее касательное напряжение в сварном
шве.
- нагрузка.
-
при сварке лобовыми швами.
-
при сварке фланговыми швами.
-
длина нахлёста.
-
при сварке комбинированным швом.
-
допускаемое касательное напряжение в
сварном шве.
Встык.
К сварным соединениям встык предъявляются следующие требования:
Размеры свариваемых деталей в зоне стыка должны быть одинаковыми.
Рисунок 47.
Кромки свариваемых деталей должны быть обработаны.
Различают следующие виды обработки кромок в зависимости от толщины:
Отбортовка
(
)
Вертикальная
подрезка (
)
V-образная
обработка кромки
(
)
U-образная
обработка кромки
(
)
В перечисленных случаях сварной шов считается односторонним.
Обработка
кромки при
В таком случае сварной шов считается двухсторонним.
При проектировании стыковых сварных соединений необходимо обеспечить прочность сварного шва в зависимости от типа деформации.
В частном случае при растяжении используется следующее условие прочности:
-
рабочее нормальное напряжение в сварном
шве.
- нагрузка.
-
площадь поперечного сечения шва.
- толщина свариваемых деталей.
-
длина шва.
-
односторонний.
-
двухсторонний.
-
допускаемое нормальное напряжение в
сварном шве.
Величины допускаемых напряжений в сварном шве определяются в зависимости от технологии электродуговой сварки, в долях от допускаемого напряжения на растяжение основного металла по следующей таблице:
Таблица 00. Технологии электродуговой сварки.
Технология |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
1я технология – автоматическая, полуавтоматическая, ручная, электродуговая сварка электродами повышенного качества.
-
электрод повышенного качества.
-
напряжение при разрыве.
2я технология – ручная электродуговая сварка электродами обычного качества.
3я технология – ручная электродуговая сварка тонкими электродами.
-
напряжение при разрыве <40.