1.2. Класифікація заклепкових з‘єднань

За призначенням заклепкові з'єднання розділяють на:

1. міцні, що забезпечують достатню міцність з'єднання (вузли машин, конструкції споруд);

2. міцнощільні, які застосовуються в тому випадку, коли крім високої міцності від шва потрібна і герметичність (парові котли і резервуари з високим тиском);

3. щільні, що забезпечують необхідну герметичність з'єднання в тих випадках, коли не потрібна висока міцність шва (резервуари з невеликим внутрішнім тиском).

За взаємним розташуванням з'єднуваних деталей розрізняють шви внапуск (рис. 1.4, а) і встик. З'єднання встик виконують за допомогою однієї (рис. 1.4, б) або двох накладок (рис. 1.4, в).

Рис. 1.4. Види заклепкових швів

Більш надійний, хоча і більш складний конструктивно, шов із двома накладками. У цьому шві силами, що прагнуть зрушити листи, кожна заклепка зрізається по двох попе­речних перерізах, у той час як у шві внапуск з однією накладкою зріз кожної заклепки відбувається по одному перерізу. У залежності від числа зрізів шви називають дво­зрізними й однозрізними.

Кожний шов може бути ви­конаний одним або кількома рядами заклепок. У залежності від цього шви розрізняють однорядні (рис. 1.5, а), дворядні (рис. 1.5, б, г, д) і багаторядні (рис. 1.5, в). Кількість рядів більше трьох через нерівномірний розподіл навантаження на заклепки зустрічається рідко. За розташуванням заклепок дворядні і багаторядні заклепкові шви розрізняють ізрядовим (рис. 1.5, б, г) і шаховим (рис. 1.5, в, д) розташуванням заклепок.

Тип за­клепкового шва визначається призначенням конструкції і розрахунком шва на міцність. Відстань р між заклепками по довжині шва називається кроком заклепкового шва.

1.3. Міцність елементів заклепкового з‘єднання

Рис. 1.6. Розрахункова схема

заклепкового з‘єднання

При клепанні заклепкових швів між з'єднуваними деталями виникають сили тертя, що утримують останні від зсуву. Однак визначення цих сил тертя утруднюється великим числом факторів, які важко врахувати. Тому при роз­рахунку заклепкових швів приймають наступні допущення: навантаження роз­поділяється рівномірно між заклепками; сили тертя між з'єднуваними елемен­тами відсутні.

Розглянемо заклепковий шов, що складається із z заклепок, на який діє сила F.

Навантаження, що припадає на ділянку шва шириною р, рівною кроку шва (рис. 1.6):

. (1.1)

Розглянемо можливість руйну­ван­ня шва і запишемо умови міцності:

• на зріз стержня заклепки в площині з'єднуваних деталей

, (1.2)

де – допустиме напруження на зріз для заклепок;

– на зминання між заклепкою і листом

, (1.3)

де – допустиме напруження на зминання між заклепками і листами;

– на розтяг листа по перерізу 1–1

, (1.4)

де – допустиме напруження на розтяг для матеріалу з‘єднуваних листів;

• на зріз листа по перерізу 2–2 з припущенням, що зріз відбувається по довжині

, (1.5) де – допустиме напруження на зріз для матеріалу листів.

Визначимо співвідношення між параметрами заклепкового шва, виходячи з його рівноміцності перерахованим видам можливих руйнувань.

Із рівнянь (1.2) та (1.3) при =1,6виходить, що; із рівнянь (1.2) та (1.4) – при=іодержимо; із рівнянь (1.2) та (1.5) – при=0,8івидно, що.

На практиці для однорядного шва приймають: ,,. Аналогічно отримують співвідношення для визначеннядля інших типів міцних заклепкових швів.

Відношення напружень в неослабленому отворами перерізі 3-3 (рис. 1.6) до напруження в перерізі 1-1, ослабленому отворами, називають коефіцієнтом міцності заклепкового шва:

. (1.6)

Коефіцієнт міцності заклепкового шва характеризує міру ослаблення з‘єднуваних елементів отворами під заклепки. Для однорядного однозрізного шва при , тобто зменшення міцності з‘єднуваних деталей складає в цьому випадку 33%; при.

Збільшення коефіцієнта міцності шва може бути досягнуте застосуванням заклепкових швів інших конструкцій, а також збільшенням площі перерізу тієї області, яка ослаблена отворами під заклепки.