Расчет на прочность элементов заклепочного шва

Условия нагружения заклепок подобны условиям нагружения болтов, поставленных без зазора. При расчетах заклепочных соединений, нагруженных силой в плоскости стыка, допускают, что нагрузка распределяется равномерно между всеми заклепками шва.

На основные размеры заклепочных соединений выработаны нормы, которые рекомендуют выбирать d, t, e и s₁ в зависимости от толщины листов s или размеров прокатного профиля. При этом расчет приобретает проверочный характер.

Ниже рассматриваются некоторые особенности конструкции и расчета заклепочных соединений.

В соединениях широких листов (см.рис.3.4) за расчетную нагрузку принимают силу Р_t, действующую на фронте одного шага t. При этом величину Р_t обычно определяют по напряжениям растяжения  в сечении листа а-а, не ослабленном отверстиями под заклепки. Напряжение  полагают известным из основных расчетов конструкции (расчет прочности стенок котла, резервуара и т.д.).

Прочность листа в сечении b-b

.

Отношение

(1)

называют коэффициентом прочности заклепочного шва.

Величина  показывает, как уменьшается прочность листов при соединении заклепками. Например, для однорядного, односрезного шва (см.рис.3.4,а) при разме-

рах, взятых согласно стандартам,  равняется 0,65, т.е. образование заклепочного соединения уменьшает прочность листов на 35%.

Понижение прочности деталей является одной из главных отрицательных характеристик заклепочного соединения. Для увеличения значений  применяют многорядные и многосрезные швы (см.рис.3.4,б и 3.5)

Рис.3.5

Материалы заклепок и допускаемые напряжения

Заклепки изготовляют из стали, меди, латуни, алюминия и других металлов. Материал заклепок должен обладать прежде всего пластичностью и не принимать закалки. Высокая пластичность материала облегчает клепку и способствует равномерному распределению нагрузки по заклепкам.

При выборе материала для заклепок необходимо стремиться к тому, чтобы коэффициенты линейного расширения заклепок и соединяемых деталей были равными или близкими друг другу. В противном случае при колебаниях температуры в соединении появляются температурные напряжения.

Особую опасность представляет сочетание разнородных материалов, которые способны образовывать гальванические пары. Гальванические токи быстро разрушают соединения. Такое явление наблюдается в химическое промышленности и судостроении. Поэтому для скрепления алюминиевых деталей применяют алюминиевые заклепки, для медных – медные.

Допускаемые напряжения для заклепок (табл. 3.1) зависят в основном от характера обработки отверстия (продавленные или сверленные) и характера внешней нагрузки (статическая, динамическая).

Таблица 3.1

Допускаемые напряжения для стальных заклепок при статической нагрузке.

Род напряжения	Обработка отверстия	Допускаемые напряжения, кгс/см2
		Ст 0 и Ст 2	Ст 3
Срез Срез	Сверление Продавливание	1400 1000	1400 1000
Смятие Смятие	Сверление Продавливание	2800 2400	3200 2800

Примечания: 1. При переводе в систему СИ (МПа) данные уменьшить в  10 раз. 2. При действии переменных нагрузок допускаемые напряжения рекомендуют понижать на 10 – 20%