книги из ГПНТБ / Лачинов, Н. В. Клепка и чеканка стальных конструкций учеб. пособие

Н а ж д а к — природный материал, представляющий собой зернистую массу обыкновенного корунда с приме­ сями железа и других веществ. Наждак можно пригото­ вить искусственным способом. Из наждака делают круги и бруски для заточки металлообрабатывающего и дере­ вообделочного инструмента и наждачную бумагу.

К а р б и д к р е м н н я — абразив, получаемый в элект­ ропечах путем спекания смеси кварцевого песка с углем при температуре около 2000° С. Карбид кремния приме­ няется для изготовления шлифовальных кругов, служа­ щих для заточки твердосплавного инструмента, и прити­ рочных порошков.

К а р б и д б о р д — абразив, обладающий исключи­ тельно высокой твердостью. Применяется как заменитель алмазной пыли при шлифовании и притирке очень твер­ дых материалов.

С т е к л о толченое применяется для притирки брон­ зовых кранов водопроводной арматуры.

Из абразивных паст широко применяются пасты ГОИ (Государственный оптический институт), применяемые для получения поверхности особо высокого качества — уплотнительных поверхностен арматуры.

§ 13. Смазочные, промывочные и охлаждающие вещества

С м а з к а применяется для уменьшения силы трения, которая возникает, когда одни детали машин перемеща­ ются по другим (суппорт по параллелям, вал в подшип­ нике и т. д.). При таком перемещении неровности одной поверхности задевают за неровности другой, и требуется некоторое усилие, чтобы осуществить движение. Если между поверхностями Находится слой смазки, то движе­ ние одной из них по другой будет происходить без пря­ мого контакта неровностей, которому будет препятство­ вать слой смазки, и фактически движение поверхностей будет происходить по слою смазки. Именно поэтому смазка предохраняет трущиеся поверхности от износа и резко уменьшает силу трения.

Смазка, нанесенная на чистую поверхность металла, является защитным покрытием от коррозии.

Смазывающие вещества по происхождению делятся на минеральные, растительные и животные.

40

М и и е р. а л ьн ьге м а с л а получают главным обра­ зом из нефти и каменного угля. Они имеют в промышлен­

китов, тюленей, дельфинов и др., для смазки они не при­ меняются.

Наиболее важные свойства смазки — это вязкость и липкость; смазка не должна содержать воды или кислот

жировые смазки, краску и другие покрытия, чтобы мож­ но было их быстро смыть с поверхности. Наиболее рас­ пространенной промывочной жидкостью является керо­ син, а для ответственных и весьма точно обработанных деталей — бензин и уайт-спирит. Последние жидкости ис­ пользуют для промывки подшипников качения.*

Наиболее рационально промывку керосином осу­ ществлять в ваннах, когда детали можно выдерживать в промывочной жидкости. Жидкость в ванне отстаивается и осадок (грязь) отводится через спускной кран.

О х л а ж д а ю щ и е ж и д к о с т и применяют для от­ вода тепла от трущихся деталей механизмов и от режу­ щего инструмента. Если этого не делать, то металл при нагреве потеряет твердость, т. е. снизится его стойкость.

Основные требования к охлаждающим жидкостям: достаточная способность смачивать металл, хорошо по­ глощать тепло (высокая удельная теплоемкость). Ох­ лаждающие жидкости, кроме того, не должны вызывать коррозии металлов.

Для охлаждения пользуются растворами соды и мы­ ла в воде, различными маслами и смесями масла с во­ дой, которые называются э м у л ь с и я м и . В состав раз­ личных эмульсий входят вода, масло, мыло, сода, а иног­ да и другие вещества, взятые в различных пропорциях.

* В промышленности широко применяют для промывки и обезжи­ ривания деталей ПАВы (поверхностно-активные вещества), т. е. син­ тетические моющие порошки (MJIi, МЛ2 и т. п.), которые более эф­

фективны и болре безопасны.

41

При сверлении и развертывании стали, латуни и лег­ ких сплавов охлаждение обязательно. Для охлаждения сталей рекомендуется эмульсия; для чугунного литья и бронзы — керосин или раствор буры в смеси с водой и глицерином.

ГЛАВА III.

ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРОДУПОВОЙ РУЧНОЙ СВАРКЕ

И РУЧНОЙ КИСЛОРОДНОЙ РЕЗКЕ

С в а р к о й называется способ соединения металли­ ческих частей при нагреве в месте стыка до расплавлен­ ного состояния.

Изобретение сварки является достоянием русской науки н техники. В 1802 г. русский академик В. В. Пет­ ров впервые описал явление, электрической дуги и ука­ зал на возможность ее применения для расплавления металлов. В 1882 г. русский инженер Н. Н. Бенардос впервые в мире разработал практическое применение сварки для промышленных целей, а в 1888 г. инженер Н. Г. Славянов изобрел электродуговую сварку плавя­ щимся электродом, принципы которой действуют и в на­ ше время.

Советские ученые академик Патон Б. Е., профессор Николаев Г. А., профессор Хренов К. К. внесли большой вклад в развитие теории сварочных процессов и способ­ ствовали совершенствованию технологии сварки и сва­ рочного оборудования.

Существует много различных видов и способов свар­ ки. Ниже рассматривается сварка, применяемая при монтаже стальных конструкций и сооружений, т. е. руч­ ная дуговая и газовая ацетилено-кислородная.

§ 14, Электродуговая ручная сварка

На рис. 4 показана схема электродуговой сварки по методу Славянова: от источника электрического тока 5 проведены два провода 4 и 6\ провод 6 присоединен к ос­ новному изделию 7, который сваривают с деталью 1. Дру­ гой провод 4 присоединен к электроду 2 через электрододержатель 3.

Если концом электрода 2 коснуться металла 7, то про­ изойдет короткое замыкание сварочной цепи (см. рис. 4)

42

i-i в точках касания электрод и свариваемый металл рас­ плавятся; теперь металл и электрод будет разделять расплавленный слой. В следующий момент электрод не­ сколько отводят (на 2—4 мм) от свариваемого металла, и жидкий слой некоторое время тянется за концом элект­ рода. Затем контакт электрода е жидким металлом об­ рывается и между электродом и свариваемым металлом возникает электрическая дуга, температура внутри ко­

торой доходит до 6000—7000° С.

Если далее к кромке металла / пристыковать кром­ ку детали 1, а электрод 2 приблизить к стыку, то воз­ никшая электрическая дуга 8 расплавит кромки деталей

электрода держать на определенном расстоянии от стыка, кромок, а так как конец электрода постепенно плавится, то его следует равномерно приближать к стыку кро­ мок.

Конец провода для присоединения к электроду 2 за- ' канчивается электрододержателем 3, в котором электрод прочно и надежно зажимается и может быть быстро за­ менен по мере его расплавления. Остаток электрода в злектрододержателе называется огарком.

Рабочий, выполняющий сваривание — сварщик — уп­ равляет электродом через электрододержатель, который он держит правой рукой. В левой руке сварщик держит щиток или она свободна, если сварщик надел маску, ко­ торая, как и щиток, защищает лицо и глаза от брызг рас­ плавленного металла и лучей сварочной дуги.

43

расплавленного электрода и незначительной части рас­ плавленных кромок свариваемых деталей. Поэтому по­ пятно значение качества стального стержня электрода для сварного шва. Электродуговая сварка всех конст­ рукций выполняется только качественными (т. е. толстообмазанными) электродами, которые завод-изготови­ тель снабжает паспортом (сертификатом).

трансформаторы изготовляются в одном корпусе с дрос­ селем.

В сварочном трансформаторе производится пониже­ ние напряжения электрического тока, а в дросселе — ре­ гулирование силы тока.

С в а р н ы е с о е д и н е н и я . В стальных конструкци­ ях применяются следующие соединения деталей под сварку: стыковые, угловые, тавровые и внахлестку.

С т ы к о в ы м называется такое соединение, при кото­ ром сварка происходит по площади поперечного сечения соединяемых элементов, причем поверхность одного эле­ мента является продолжением поверхности другого (рис. 5, а). Такое соединение является наиболее прочным, и распространенным.

Чтобы обеспечить прочный и доброкачественный свар­ ной шов, необходимо стыкуемые кромки специально под­ готовить: сделать фаски простой или фасонной формы, зачистить до блеска, снимая грязь, ржавчину, окалину, выровнять толщину деталей на стыке.

44

У г л о в о е соединение под сварку показано на рис. 5,6. По сравнению со стыковым угловое соединение име­ ет меньшую прочность. При этом соединении также тре­ буется зачистка до блеска стыковых кромок, а иногда и обработка их на фаску.

Т а в р о в о е сварное соединение представлено на рис. 5, в. Это соединение распространено главным образом в металлоконструкциях.

Соединением в н а х л е с т к у называется такое соеди­ нение, при котором один свариваемый элемент накла­ дывается на поверхность другого, а сварка производится

§ 15. Газовая ручная сварка и резка

Сущность Тазовой сварки состоит в нагревании кро­ мок металлических деталей на их стыке пламенем сва­

сительной камере горелки ацетилен и кислород 'Смешива­ ются и образуют горючую смесь, которая сгорает при вы­ ходе из горелки и дает сварочное пламя.

Газовая сварка сравнительно проста, не требует слож­ ного и дорогого оборудования, не нуждается в источнике энергии. Однако газовая сварка дает большее коробле­ ние изделий, малопроизводительна даже при средних толщинах свариваемых деталей, обходится дороже элек­

45

тродуговой аварки и более опасна в пожарном отноше­ нии.

дет нагрет до температуры, близкой к температуре плав­ ления. Температура плавления обычной стали около 1700° С, а температура нагрева для кислородной резки около 135(ГС (температура воспламенения),

Кислородная резка производится резаком, который совмещает в себе сварочную горелку с дополнительным каналом для подвода струн кислорода в головке резака. Дополнительная струя кислорода называется режущей.

Процесс резки начинается с нагрева участка ацетиле­ но-кислородным пламенем до температуры воспламене­ ния металла, а затем пускают струю режущего кислоро­ да на нагретое место и металл сгорает в струе кислоро­ да, образуя ери перемещении резака узкую сквозную щель.

Для .монтажных работ кислородная резка особо цен­ на тем, что позволяет быстро выполнять работы по реза­ нию, по сравнению с металлорежущими станками и при­ способлениями, а стоимость оборудования для резки и сам процесс резки значительно дешевле. При правильном ведении процесса резки поверхность получается чистой и не требуется дополнительная обработка мест реза.

ГЛАВА IV ,

ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ

§ 16. Общие сведения о заклепочных соединениях

Жесткое неразъемное соединение деталей, образован­ ное с помощью заклепок, называется заклепочным, а ме­ сто соединения — заклепочным (клепаным) швом.

З а к л е п к а представляет цилиндрический стержень с головкой на конце (рис. 7, а). Ее вставляют в отвер­ стия соединяемых деталей до упора головки и плотно прижимают последнюю к поверхности детали. Высту­ пающий конец стержня пневматическим молотком или давлением специальной машины через обжимку осажи­ вают и формируют его во вторую головку специальной формы (рис. 7, а—е). Процесс формирования второй го­ ловки называется клепкой. Склепанные детали оказыва­

4 6

лее сильной степени осаживается выступающая часть стержня (см. рис. 7, б, в), так как она не ограничена стенкой отверстия. В дальнейшем при расклепывании образуется замыкающая головка, стержень продолжает осаживаться в отверстии и последнее в какой-то степени раздается. Особенностью холодной клепки является хо­ рошее заполнение стержнем отверстия и отсутствие при­ жатия склепанных деталей друг к другу.

Таким образом, при холодной клепке материал стерж­ ня с усилием давит на стенку отверстия, несколько раз­ дает его и вызывает в стенке напряжения, соответствую­ щие пластическим деформациям. Следовательно, в кон­ струкции с холодной клепкой имеют место высокие мест­ ные напряжения, характеризуемые пластическими де­ формациями (заклепок и стенок отверстий). Естественно, что такие высокие напряжения снижают прочность и ра­ ботоспособность конструкций.

При очень большом количестве холодных заклепок влияние местных напряжений на конструкцию столь ве­ лико, что появляется заметное коробление и «хлопуиы» (отдельные местные выпуклости) в листах обшивки. Полностью исключить передачу напряжений с заклепок на конструкцию нельзя, но снизить эти напряжения не­ обходимо.

Исследования показали, что заклепочные отверстия деформируются в 1,5—2 раза больше при клепке много­

ные соединения, выполненные с помощью прессов, более

конусность отверстий и расклепанных заклепок в два ра­ за больше, чем при прессовой.

Г о р я ч а я к л е п к а . Для расклепывания стержней диаметром 25 мм и более необходим высокий нагрев заклепок, так как пластичность металла тем больше, чем выше его температура.

Высокий нагрев заклепки вызывает увеличение диа­ метра стержня, поэтому последний выполняют примерно на 1,0—1,5 мм менее диаметра отверстия, чтобы в нагре­ том состоянии заклепка могла войти в него.

Таким образом, если при холодной клепке величина зазора между стержнем заклепки и отверстием опреде­ ляется только удобством вставкц, то при горячей клепке

АЪ