Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1015 / 1 / заклепки.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
14.02.2023
Размер:
3.8 Mб
Скачать

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° р] следует брать в зависимости от предела прочности σв

материала листов по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[σр ]=

σB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nB

;

 

 

 

 

(3.16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

при

t°C = 250° ... 350 ° р] 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