- •Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
- •Isbn 5-7723-0716-9 Севмашвтуз, 2007
- •1 Основные понятия теории машин и механизмов
- •1.1 Основные понятия и определения
- •1.1.4 Общие рекомендации при проектировании
- •1.1.5 Особенности расчетов при проектировании
- •1.1.6 Порядок проектирования
- •1.2 Краткие сведения о машиностроительных материалах
- •1.3 Краткие сведения о стандартизации и взаимозаменяемости деталей машин, допусках и посадках
- •2 Соединения деталей машин
- •2.1 Резьбовые соединения
- •2.2 Заклепочные соединения
- •Достоинства заклепочных соединений:
- •Недостатки заклепочных соединений:
- •Область применения заклепочных соединений:
- •2.3 Сварные соединения
- •2.3.3 Достоинства сварных соединений:
- •2.3.5 Расчет сварных соединений
- •2.3.5.2 Угловые соединения
- •2.3.6 Допускаемые напряжения
- •2.4 Соединения с натягом
- •2.5 Шпоночные соединения
- •2.6 Шлицевые соединения
- •3 Винтовые механизмы
- •3.4 Расчет передачи «винт-гайка»
- •3.4.2 Проверка на самоторможение
- •3.4.4 Расчет прочности винта
- •3.4.5 Проверка винта на устойчивость
- •4 Задания на контрольную работу
- •4.1 Контрольная работа №1
- •4.2 Контрольная работа №2
- •Список литературы
- •Бабкин Александр Иванович
- •Сдано в производство 04.09.2007 г. Подписано в печать 19.09.2007 г.
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6.
2.3 Сварные соединения
2.3.1 Общие сведения
Сварные соединения – неразъемные соединения, основанные на использовании сил молекулярного сцепления и получаемые путем местного нагрева деталей до расплавленного состояния (сварка электродуговая, электрошлаковая и др.) или до пластичного состояния, но с применением механической силы (контактная сварка, сварка ковкой).
Сварное соединение является наиболее совершенным неразъемным соединением. Проще технология подготовительных операций. Сам процесс сварки производительнее и экономичнее клепки. Допускает широкое применение автоматизации, малошумен, обеспечивает герметичность соединения. Позволяет создавать изделия сложной формы и практически неограниченных размеров. Прочность сварных соединений приближается к прочности деталей из целого металла. Освоена сварка всех конструкционных сталей, цветных сплавов, пластмасс.
2.3.2 Типы сварки:
Наиболее распространенные типы сварки:
электродуговая – ручная, полуавтоматическая, автоматическая; в среде защитных газов, под флюсом, обмазанными электродами (наиболее перспективна – автоматическая, для длинных швов и в массовом производстве);
электрошлаковая (в шлаковой ванне; для сварки массивных деталей);
контактная – точечная, шовная (меньшее количество теплоты; широко применяется в серийном и массовом производстве);
газовая (низкое качество шва из-за пор);
сварка давлением – кузнечно-прессовая и трением (преимущественно для тел вращения);
Специальные виды сварки:
диффузионная (соединяет разнородные материалы, минимальное изменение свойств соединения по сравнению со свойствами основных материалов);
электронно-лучевая и лазерная (меньшее количество теплоты из-за его высокой концентрации, узкая зона проплавления, малые деформации; позволяет делать сварку закаленных деталей);
радиочастотная (производительный способ, преимущественно для сварки тонких труб);
ультразвуковая (в приборостроении, для деталей малой толщины из однородных и разнородных металлов);
сварка взрывом (преимущественно для нанесения покрытий);
плазменная (высокая производительность; кроме сварки применяется для резки).
Весьма эффективны наплавки, повышающие износостойкость в 3…10 раз. Возможна наплавка слоя практически любого металла или сплава на заготовку из обычной конструкционной стали. Широко применяют восстановительные наплавки (клапаны автомобильных двигателей и дизелей, лемехи, бандажи ж/д колес, прокатные валки).
2.3.3 Достоинства сварных соединений:
Невысокая стоимость соединения вследствие малой трудоемкости и простоты конструкции сварного шва.
Относительно малая стоимость оборудования.
Возможность автоматизации процесса сварки.
Возможность получения герметичных соединений.
Недостатки сварных соединений:
Нестабильность качества шва, зависящая от квалификации сварщика. Этот недостаток существенно уменьшается благодаря применению автоматической сварки.
Трудность контроля качества сварного шва.
Сильное термическое влияние, в результате – остаточные внутренние напряжения, коробление.
Невысокая прочность шва, особенно при переменных режимах нагружения. Снижение прочности металла сварного шва и околошовной зоны происходит за счет изменения структуры металла (укрупнение зерна, повышение хрупкости), выгорания легирующих элементов. Коэффициент прочности шва по сравнению с основным металлом – 0,9-1,0, при недостаточно совершенной технологии сварки (ручная дуговая) – от 0,8 и ниже. Коэффициент прочности можно повысить путем надлежащего подбора электродов и флюса, строгим соблюдением технологии сварки.
Большое влияние оказывает концентрация напряжений, обусловленная выпуклой формой шва. Она особенно сказывается при растяжении и срезе. Для уменьшения концентрации напряжений усиление шва снимают с плавным переходом к основному металлу или выполняют шов вогнутой формы.
Для повышения сопротивления усталости соединений сварные швы обрабатывают:
Термически (отжиг) – для снятия термических остаточных напряжений;
Упругопластическим деформированием – путем обдувки дробью, прокатки роликом или ультразвуковой виброобработкой для повышения прочности поверхностного слоя, сглаживания микронеровностей (повышения качества поверхности и снижения концентрации напряжений).
2.3.4 Виды сварных соединений
Сварные соединения по взаимному положению соединяемых элементов делятся на:
| |
| |
| |
|
Все перечисленные соединения могут быть: одно- и двухсторонними; без разделки или с различными видами разделок кромок.