- •СОДЕРЖАНИЕ
- •1.2. Обозначение швов сварных соединений
- •1.3. Расчет сварных соединений
- •1.3.1. Стыковые соединения
- •1.3.2. Соединения, выполненные при помощи угловых швов
- •1.3.3. Расчет швов точечного соединения
- •1.5. Примеры решения задач расчета сварных соединений
- •2. ПАЯНЫЕ И КЛЕЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •2.1. Паяные соединения
- •2.2. Клеевые соединения
- •2.3. Примеры решения задач расчетов паяных и клеевых соединений
- •3. ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Расчет прочных швов
- •3.3. Расчет прочноплотных швов
- •3.4. Примеры решения задач расчета заклепочных соединений
- •4. СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Расчет соединений с натягом
- •4.3. Расчет деталей соединения на прочность
- •4.4. Соединения посадкой на конус
- •4.5. Фрикционные соединения коническими кольцами
- •ЛИТЕРАТУРА
В соединении, изображенном на рис. 3.4, наибольшие усилия от момента действуют на заклепки 1, 5, 6, 10. Суммарное усилие FΣ, действующее на каждую из заклепок, равно геометрической сумме усилий FF и FM. Наиболее нагруженной заклепкой по рис. 3.4 является шестая заклепка. По определенным максимальным усилиям на заклепки (см. рис. 3.3 и рис. 3.4) выполняют
проверочные расчеты на срез и смятие. |
|
|
|
|
|
|
У |
||||||||||||
|
Степень ослабления соединяемых элементов заклепочными отверстиями |
||||||||||||||||||
называют коэффициентом прочности заклепочного шва. |
Т |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ϕ = |
|
t −d |
0 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
t . |
|
Б |
|
(3.12) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рекомендуется принимать [ϕ] = 0,6…0,85. |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
При проектном расчете площадь поперечного сечения А (брутто) детали, |
||||||||||||||||||
работающей на растяжение от |
силы F, расположеннойНпоперек шва, |
||||||||||||||||||
вычисляется по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
A = |
[ϕ] [σ |
p |
]. |
|
|
|
(3.13) |
||||||
|
|
|
|
|
|
определяется |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
детали, работающей на изгиб |
||||||||
|
Момент сопротивления сеченияW(брутто) |
|
|||||||||||||||||
от изгибающего момента М, |
|
|
|
|
ипо формуле: |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
т |
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
и |
|
W = |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
о |
[ϕ] [σи ] |
, |
|
|
(3.14) |
|||||||||||
|
|
з |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где [σр] и [σи] – соответственно допускаемые напряжения на растяжение и на |
|||||||||||||||||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
изгиб для рассчитываемой детали. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
п |
|
3.3. Расчет прочноплотных швов |
|
|
||||||||||||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
Для резервуаров с давлением p < 2,2 МПа толщина стенок определяется по |
||||||||||||||||||
: |
|
|
|
|
|
|
|
p D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
S = |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
2[ϕ][σр ] |
|
|
, |
|
(3.15) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где D – диаметр резервуара, мм;
p – давление в резервуаре, МПа;
56
[ϕ] – коэффициент прочности шва, определяемый в зависимости от типа продольного заклепочного шва (табл. З.5);
=1…3 мм – припуск на коррозию; [σр] – допускаемое напряжение при растяжении для листов.
Рекомендуется выбирать в зависимости от температуры стенки сосуда: при t°C < 250° [σр] следует брать в зависимости от предела прочности σв
материала листов по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[σр ]= |
σB |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nB |
; |
|
|
|
|
(3.16) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
при |
t°C = 250° ... 350 ° [σр] определяется в зависимости от предела |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
текучести σт материала листов при соответствующей температуре стенок |
|||||||||||||||||
|
сосуда по формуле |
|
|
|
[σр ] = σT |
|
Н |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nT , |
|
Б |
|
|
(3.17) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где nв и nт – коэффициенты запаса прочности. |
nт даны в табл. 3.5, 3.6 и 3.7. |
||||||||||||||||
|
|
Значения σв и σт и запасов |
|
|
|
nв |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Предел |
|
|
и |
|
|
Таблица 3.5 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
σв |
для листовой стали |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
прочности |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Марка |
|
|
|
2 |
Относительное |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
стали |
|
σв, Н/мм |
|
прочностиудлинение, % |
|
|
|
|
Назначение материала |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
Для деталей, подвергающихся |
|||||||
|
|
Ст 2 |
|
|
|
26 |
|
|
|
действию пламени (жаровые |
|
|||||||
|
|
|
330…412 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
трубы, огневые камеры и т.п.) |
|
||||||
|
|
|
|
з370…460 |
|
|
|
|
|
|
Листы, подвергающиеся бортовке |
|||||||
|
|
Ст 3 |
|
|
|
22 |
|
|
|
и штамповке (днища, крепления |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
внутри котла и т.п.) |
|
|
|
||
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
Листы, не подвергающиеся |
|
|||||
|
|
Ст 4 |
|
|
|
|
20 |
|
|
|
действию пламени и не |
|
|
|||||
|
|
|
412…20 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
проходящие огневой обработки |
||||||
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(корпуса и барабаны, дымовые |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
камеры и т.п.) |
|
|
|
||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
57
|
|
|
|
|
Предел текучести σт для листовой стали |
|
|
Таблица 3.6 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σт при температуре, °С |
|
|
|
|
|
||||||||
|
σв , Н/мм2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
250 |
|
|
|
275 |
|
|
|
300 |
|
|
|
325 |
|
350 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
370 |
|
|
170 |
|
|
|
160 |
|
|
|
150 |
|
|
|
140 |
|
130 |
|
||||
|
440 |
|
|
195 |
|
|
|
185 |
|
|
|
175 |
|
|
|
165 |
|
У |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2Таблица3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициенты nв и nт |
|
|
|
|
|
3.7 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Тип шва |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
nT |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ B |
|
|
||||
|
|
|
Внахлестку и с одной накладкой |
Б |
4,75 |
|
- |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Встык с двухсторонними накладками при однорядном и |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1,5-рядном расположении заклепок |
|
|
|
|
4.25 |
|
2.00 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р4F |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Для прочноплотного соединения характеристикой плотности шва служит |
|
|||||||||||||||||||||
|
коэффициент |
|
скольжения – сила сопротивления проскальзыванию листов, |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
площади |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.18) |
|
|||||
|
условно отнесенная к единице |
|
|
|
поперечного сечения заклепок: |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
≤ [ξ], |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
ξ = |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
приходящаяся |
|
πd |
2 Ki |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
i – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
заклепокповерхностей среза. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
где F0 |
– сила, |
|
|
|
на участок шва, равный шагу; |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
К – число |
|
шва по его длине, равной шагу; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Послеколичествоопределения толщины листов для каждого шва сосуда определяется |
|
|||||||||||||||||||||
|
[ξ] – допускаемое значение коэффициента скольжения определяется |
|
|||||||||||||||||||||
|
экспериментально; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
диаметр |
заклепок и размеры шва согласно рис. 3.1, 3.2, после чего проверяют |
|
|||||||||||||||||||||
|
коэффициентппрочности шва: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
ϕ = |
t − d0 |
|
≥ [ϕ]. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
(3.19) |
|
|||||||||
58
Таблица 3.8
Основные характеристики прочноплотных швов
|
|
|
PD |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поперечный |
|||||
|
|
|
2 , |
|
Продольный шов |
|
|
|
заклепки |
|
|
|
φ |
|
|
[ξ], МПа |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шов |
||||||||||||||||
|
Н/мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
500 |
|
нахлесточный: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,56 |
|
|
60…70 |
|
|
У |
|||||||
|
|
|
|
- однорядный |
|
|
|
|
|
|
|
S + 8 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
однорядный |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
350… |
|
- двухрядный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,70 |
|
|
60…65 |
|
|
внахлестку |
||||||||
|
|
|
950 |
|
- трехрядный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75 |
|
|
60 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
- однорядный с двумя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,67 |
|
|
47,5 … 57,5 |
|
|
||||||||
|
450… |
|
накладками |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
двухрядный |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
- двухрядный с двумя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2·(47,5… |
|
|
внахлестку |
|||||
|
1350 |
|
накладками |
|
|
|
|
|
|
|
S + 5 |
|
0,75 |
|
Б57,5)Н |
|
|
|||||||||||||
|
550... |
|
- трехрядный с двумя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
трехрядный |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,85 |
|
|
--- |
|
|
|||||||||||||
|
2200 |
|
накладками |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
внахлестку |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Заклепку |
проверяют по |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
условному расчету ее на срез по силе F0 , |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
действующей на одну заклепку, определяемой для заклепок продольного шва |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P D t |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F0 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
2 K . |
|
|
|
|
|
(3.20) |
||||||||||||
|
|
|
Для поперечного шва: |
оF = |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
P D t |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
заклепок |
|
|
|
|
0 |
|
|
4 K |
, |
|
|
|
|
|
(3.21) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
число |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
где К – |
|
шва по его длине, равной шагу. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
Проверка |
|
|
на срез осуществляется по формуле: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
п |
|
|
|
τ усл |
= |
|
|
|
F0 |
|
≤ [τ усл |
] |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
πd 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 i |
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
(3.22) |
||||||||||
|
|
|
i – число плоскостей среза заклепки; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
где[τусл] – допускаемое условное напряжение на срез (табл. 3.9). |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Если принятые размеры шва не удовлетворяют условиям ξ ≤ [ξ] и ϕ > [ϕ], то следует изменить размеры шва, а в случае необходимости и тип шва и повторить расчеты.
59
