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

к этому необходимо добавить увеличение диаметра стержня от нагрева.

В первый период расклепывания горячий стержень осаживается, в какой-то мере заполняет зазор в отвер­ стии, при этом более сильно утолщается выступающая часть стержня. Осаживание идет в большей степени там, где приложена нагрузка, так как нагретый материал весьма пластичен п в меньшей степени способен переда­ вать нагрузки вглубь. Следовательно, при горячей клеп­ ке отверстие обычно заполняется стержнем хуже, чем при холодной.

После формирования закладной головки заклепка на­ чинает остывать, диаметр и длина ее становятся меньше. Когда заклепка остынет, она окажется посаженной в от­ верстии с зазором, а склепанные детали — плотно зажа­ тыми между двумя головками. Последнее обстоятельство является основным достоинством горячей клепки, так как позволяет получить плотный шов.

Если горячая клепка выполнена правильно, то скле­ панные детали оказываются прижатыми настолько силь­ но, что возникающие между ними силы трения способны выдерживать значительные нагрузки в рабочих условиях.

Вопросы для повторения

1.Что такое заклепочное соединение, какова его характеристика?

2.Какие элементы имеет заклепка, какие виды заклепок приме­ няют при изготовлении стальных конструкций?

3.С каким видом обработки можно сравнить расклепывание, ка­ кие при этом наблюдаются деформации?

4.Какие существуют виды клепки, чем они схожи и чем разнятся?

5.Как протекают процессы холодной клепки и горячен клепки?

6.Как работают заклепка и элементы, склепанные горячей клеп­ кой (что испытывает стержень, головки, склепанные элементы)?

§17. Разновидности заклепочных соединений

иосновы их расчета

По н а з н а ч е н и ю заклепочные швы могут быть: прочные (от них требуется только прочность); такие швы делают в фермах стальных конструкций, клепаных

балках, колоннах и т. п.; плотные (они должны обеспечить герметичность);

такие швы делают в баках, резервуарах, где отсутствует давление;

50

прочно-плотные (они должны обеспечить герметич­ ность и вместе с тем должны быть прочными, так как в сосудах, резервуарах, баллонах, корпусах судов имеет место значительное внутреннее или внешнее давление)’.

По в з а и м н о м у р а с п о л о ж е и и ю с к л е п а н-

В)

при нагрузке шва растягивающими силами (рис. 10) между этими деталями возникнут силы трения тем боль­ ше, чем сильней сжатие заклепками. Следовательно, растягивающее усилие Р в какой-то мере воспринимает-

51

ся силами трения, не допускающими сдйиг& скольжения одного склепанного элемента по другому.

При расчетах прочности заклепочного (клепаного) шва не принимают во внимание силы трения склепанных деталей, так как цифровое определение их весьма затруд­ нительно. Условно допускают, что склепанные детали под нагрузкой сдвигаются одна относительно другой на

величину зазора стержня за­

Принимая, что нагрузка равномерно распределяется между заклепками шва, условие его прочности запишем

52

Рис. 14. Схема разрыва одной из склепанных де­ талей по сечению, проходящему через отверстия для заклепок, под нагрузкой Р

Рис. 15. Схема среза кромки одной из склепанных деталей под нагрузкой Р

Ь— толщина склепанной детали (если детали разной толщины, то в расчет принимают мень­ шую) ;

Сраз— допускаемое напряжение на разрыв склепан­ ных деталей;

я = 3,14.

53

Диаметр заклепок, которые одинаково прочны на срез и на смятие стенок отверстии, определяется из следую­ щего условия

flf = (l,8-*-2,2)&.

Шаг заклепок, одинаково прочный на разрыв детали и на срез расклепок, находят из следующего условия:

t= 2,57d,

практически принимают

Наконец, из условия равной прочности на срез закле­ пок и кромок деталей находят размер

e = (\,5-.-2)ci.

Ось заклепочных отверстий должна отстоять от кром­ ки на 1,5 диаметра заклепки, если не требуется гер'метичное уплотнение (зачеканнваипе) кромок, и на 1,75 диа­ метра заклепки, если необходимо зачекан1иванпе кромок; увеличение ширины полосы до кромки вызывается жела­ нием иметь запас материала для повторных зачеканиваний.

Опыт показывает, если заклепки расположить на рас­ стоянии 4d и более от кромки, то последняя начинает от­ ходить от листа, в щели проникает влага, появляется ржавчина. По той же причине шаг заклепок в листовых соединениях не должен превышать Ы.

Приведенные формулы действительны для односрез­ ных заклепок пли для одпосрезных швов (два листа сое­ диняются без накладок) (см. рис. 9, а, б). Когда заклепки срезаются по двум сечениям (см. рис. 9, в), швы называ­ ют двухсрезными; тогда формула (2) примет вид

т. е. двухсрезные швы выдерживают в два раза большие срезающие нагрузки.

Обычно для двухсрезных швов применяют заклепки, диаметр которых равен полуторной толщине одного из склепываемых листов, т. е. d = 1,56.

Если 'внешняя нагрузка направлена по оси заклепок, то последние работают на отрыв головок. В таком случае

54

внешняя нагрузка прибавляется к усилиям отрыва, кото­ рые возникают при остывании горячей заклепки. При рас­ четах таких заклепок по внешней нагрузке необходимо снижать допускаемые напряжения, т. е. внешние нагруз­ ки для таких случаев уменьшают.

Расчет заклепок на разрыв стержня или отрыв голов­ ки производится по следующей формуле:

метр заклепочной головки выполняют несколько больше; а именно:

/)=(1,5-ь- 1,7) а?.

В некоторых случаях, когда, кроме прочности соеди­ нения, требуется и его плотность (швы котлов, баков, ре­ зервуаров и т. п.), диаметр заклепочной головки увеличи­ вают до величины

D=2d.

Это делается для того, чтобы давление заклепки для прижатия склепываемых деталей распространить на воз­ можно большую площадь.

.5 5

Условие равной прочности головки заклепки на срез и на растяжение соблюдается, если высота (рис. 16, б) головки

быть больше, чем это требует прочность на срез, а именно:

Ло=0,51д1.

При расчете длины заклепочного стрежня, необходи­ мой для образования замыкающей головки (см. рис. 7, а), нужно учитывать явление усадки стержня и заполнение отверстия. При этом выступающий конец стержня не­ сколько уменьшается и может оказаться недостаточ­ ным для формирования полноценной прочной головки. Расчетом установлено, что для формирования полноцен­ ной полукруглой головки выступающий конец стержня заклепки должен составлять (1,50ч-1,75)d.

Для потайной замыкающей головки длина выступаю­ щего стержня заклепки должна быть равна 0,8Д

От величины шага заклепок назначаются и другие размеры для заклепочного шва.

Для однорядных швов внахлестку обычно принимают

(ом. рис. 9, а)

i ^ 3 d \ 8^с?/2; е > 1 ,5 d.

Толщина накладки для стыковых швов (см. рис. 9, в, е)

8 ^ (0,6-ч-0,7) 8.

Для двухрядных швов внахлестку (см. рис. 9, д) при­ нимают

tz z,A d \ 8=tf/2; е1>2,5<7;

е ^ 1,5йГ.

Число рядов более четырех не делают, так как нерав­ номерность распределения усилий между заклепками ста­ новится слишком велика.

Для заклепочных швов с одной накладкой ее толщину рекомендуется выбирать одинаковой с толщиной 6 скле­ пываемых листов, т. е. равной б, или на 10% больше, т. е.' равной 1,16. Дели накладок две, то толщина каждой н§

Ш

Должна быть менее 0,66; когда одна накладка предназна­ чена под потайную головку (накладка с раззенковкой), то ее толщину берут не менее 0,76, а вторую — под нор­ мальную головку делают толщиной 0,66.

Общая толщина склепываемых деталей не должна превышать 4d: при длинных заклепках невозможны усад­ ка стержня от ударов или давления и хорошее заполнение отверстия; кроме того, при остывании очень длинных за­ клепок продольные напряжения в стержне могут оторвать головку, особенно при отсутст­ вии плавного перехода стержня

в головку. В гл. VI указаны специальные заклепки, приме­ няемые для клепки пакетов толщиной более 4с/.

Длина стыковых планок на стыке уголков должна быть такой, чтобы на каждой полке каждого стыкуемого уголка

обжимки. Исходя из этого условия, минимальное расстоя­ ние отверстий от края в уголках определится (рис. 17, а) :

К0,5Z) -f- 8 -J-8 мм.

Обычно принимают следующее соотношение номи­ нальных размеров в миллиметрах:

Для головок, расклепываемых впогай, отверстия раззенковываются (рис. 17, б ):

для листов толщиной не более 12,5 мм на всю толщину с углом зенковки 60°;

для листов толщиной более 12,5 мм на 0,9 толщины с углом зенковки 45°.

57

ГЛАВА V,

СБОРКА КОНСТРУКЦИЙ ПОД КЛЕПКУ

§ 18. Общие сведения о подготовке производства конструкций

Сборке стальных конструкций предшествует целый ряд подготовительных операций, которые в целом назы­ ваются подготовкой производства стальных конструкций. Подготовка производства включает подбор технической документации (чертежей, технологических карт, графи­ ков работ), подбор материалов, проверку и наладку ра­ боты станков, приспособлений, подбор инструмента, про­ ведение мероприятий по технике безопасности.

Для изготовления металлических конструкций заво- ду-изготовителю передается заказ вместе с техническим проектом конструкций, который условно обозначают буквами КМ (конструкции металлические). По техни­ ческому проекту завод-изготовитель разрабатывает де­ тальный (рабочий) проект металлических конструкций, условно обозначаемый КМД (конструкции металличес­ кие деталировочные).

В процессе разработки чертежей КМД намечается технология изготовления, конструируются кондукторы и шаблоны, проектируются сборочные приспособления и выбираются способы производства клепальных работ. При этом уточняется спецификация на металл, сбороч­ ные и монтажные болты, заклепки.

Стальные изделия составляются Из конструктивных элементов. Каждый элемент состоит из отдельных дета­ лей, изготовленных из различных марок и профилей прокатной стали: листов, уголков, двутавров. Эти детали называют с б о р о ч н ы м и . '

При разработке чертежей какой-либо стальной кон­ струкции предусматривают разделение на части с тем, чтобы была возможность транспортировать изделие с завода-изготовителя на место установки.

Если изготовленную конструкцию можно перевести к месту установки целиком, то ее называют монтажным элементом, т. е. таким, который можно устанавливать на место без каких-либо дополнительных сборочных опе­ раций.

Если вследствие больших габаритов или массы изде­ лия его невозможно перевести целиком, то конструкцию

59