1.4. Розрахунок міцних заклепкових з‘єднань

Розрахунок заклепкового шва полягає у визначенні діаметра і числа заклепок. При розрахунку попередньо визначають розміри площі перерізу з'єднуваних заклепками деталей. У залежності від товщини цих деталей при­ймають діаметр заклепок, по якому обчислюють крок і інші розміри заклеп­кового шва. Необхідне число заклепок визначають з умови міцності на зріз і зминання.

При симетрично діючому навантаженні рівняння міцності на зріз має вигляд:

, (1.7)

звідки число заклепок:

, (1.8)

де k – кількість площин зрізу заклепок.

Рівняння міцності на зминання:

, (1.9) звідки

, (1.10)

де – найменша товщина з'єднуваних елементів.

З отриманих по рівняннях (1.8) і (1.10) значень слід прийняти більше.

2. Зварні з‘єднання

2.1. Загальні відомості

Зварне з'єднання утворюється зварюванням з'єднуваних деталей у зоні стику і не вимагає ніяких допоміжних елементів. Процес зварювання базується на використанні сил молекулярного зчеплення з'єднуваних деталей при сильному місцевому нагріванні їх до розплавленого (зварювання плавленням) або пластичного стану із застосуванням механічного зусилля (зварювання тиском). Затверділий після зварювання метал, що з'єднує зварені деталі, називається зварним швом. Зварювання – один із самих прогресивних і поширених способів одержання нероз‘ємних з'єднань. Зварне з'єднання краще інших наближає складові деталі до цілісних. У зварному з'єднанні простіше забезпечуються умови рівноміцності і зменшення маси виробу. Зварювання застосовують не тільки як спосіб з'єднання деталей, але і як технологічний спосіб виготовлення самих деталей (корпуси машин, рами, зубчасті колеса і шківи великих розмірів і т. п.). В даний час освоєно зварювання всіх кон­струкційних сталей, чавуну, алюмінієвих та інших сплавів кольорових металів, а також деяких пластмас.

У сучасному машинобудуванні з великої кількості існуючих видів зварювання найбільше поширення одержали ручне дугове зварювання електро­дом, що плавиться, автоматичне дугове зварювання електродом, що плавиться, під флюсом, електрошлакове і контактне зварювання.

Ручне дугове зварювання електродом, що плавиться, запропоноване в 1888 р. російським інженером М. Г. Славяновим. Цей вид зварювання засто­совують: для виготовлення конструкцій із короткими і незручно розташо­ваними зварними швами; у ремонтній справі; при зварюванні дрібних деталей і невеликому об'ємі виробництва.

Способи автоматичного швидкісного зварювання розроблені інститутом електрозварювання НАН України ім. Є. О. Патона і знайшли широке застосу­вання як у нашій країні, так і за рубежем. Автоматичне зварювання забезпечує одержання швів більш однорідних і міцних, ніж при ручному зварюванні, і виявляється особливо ефективним у масовому і крупносерійному виробництві.

У порівнянні з клепаними і литими зварні конструкції мають великі переваги:

1. простіше технологія підготовчих операцій;

2. процес зварювання значно продуктивніший і більш економічний за процес клепки;

3. можливість автоматизації робіт;

4. безшумність процесу зварювання;

5. можливість створення конструкцій великих розмірів і складної форми, здатних конкурувати по складності з литими деталями;

6. помітне зниження ваги конструкції й економія матеріалу на 15-20% (при заміні клепаної конструкції на зварну) і на 30-50% (при заміні литої конструкції на зварну).

До недоліків зварювання відносяться:

1. чутливість до вібраційних навантажень;

2. високі коефіцієнти концентрації напружень;

3. короблення деталей складної конфігурації;

4. складність контролювання якості шва у виробничих умовах.