Задача № 11

Полоса сечением 10010 мм из стали Ст2 приварена к косынке двумя фланговыми швами длиноймм. Сварка выполнена вручную электродами Э34. На соединение действует моментТ. Определить допускаемую нагрузку.

Решение

Условие прочности сварного соединения

Катет сварного шва принимаем равным толщине пластины мм.

Допускаемое напряжение среза (см. табл. 1.1)

МПа.

Условие прочности соединения

,

откуда кН·м.

Ответ: 8,8 кН·м.

Задача № 12

Пластина толщиноймм приварена к вертикальной стойке втавр с подготовкой кромок. Материал – сталь Ст3. На соединение действует растягивающая силакН. Определить ширину пластины, если сварка выполнена вручную электродами Э50.

Решение

Допускаемое напряжение (см. табл. 4.1)

МПа

Ширину пластины определяем из условия прочности

;

откуда мм.

Ответ: b = 139 мм.

Задача № 13

Ктрубе, приваренной к стойке, приложены изгибающийкН·м и вращающийкН·м моменты. Сварной шов угловой с катетоммм. Материал деталей – сталь Ст3. Сварка ручная электродами Э42. Подобрать трубу.

Решение

Допускаемое напряжение сварного шва (см. табл. 1.1)

МПа.

Из условия прочности сварного шва

определяем наружный диаметр трубы

мм.

Внутренний диаметр трубы находим из расчета трубы на прочность

.

Для стали Ст3 МПа [1].

Допускаемое напряжение МПа.

Эквивалентное напряжение

,

где .

Отсюда

.

Внутренний диаметр трубы мм.

Толщина стенки трубы

мм.

Подбираем трубу 95х10 по ГОСТ 8734-78.

Ответ: труба 95х10 по ГОСТ 8734-78.

Задачи для самостоятельного решения по разделу 1.1

Задача № 1

Подобрать трубы для полого вала, сваренного из двух частей, на который действует вращающий момент Т = 20 кН·м. Наружный диаметр вала d = 150 мм, материал – сталь Ст3, нагрузка статическая, сварка ручная электродами Э50.

Ответ: труба 150х7.

Задача № 2

Полоса сечением 150х8 мм из стали Ст4 приварена к косынке одним лобовым и двумя фланговыми швами. Соединение нагружено растягивающей силойF. Определить требуемую длину фланговых швов, если сварка выполнена вручную электродами Э42. Соединение должно быть равнопрочно привариваемой полосе.

Ответ: 104 мм.

Задача № 3

Полоса толщиноймм приварена к косынке двумя фланговыми швами и одним прорезным. Соединение нагружено растягивающей силойкН. Материал полосы – сталь Ст2. Сварка выполнена вручную электродами Э42. Катет швамм, ширина прорезимм. Длина фланговых швовмм. Определить требуемую ширину полосыи длину прорези.

Ответ: 298 мм; 204 мм.

Задача № 4

Проверить прочность сварного соединения пластины сечениеммм с вертикальной стойкой. К пластине приложена вертикальная силакН, вылет пластинымм, длина швовмм. Сварка ручная электродами Э42А. Материал деталей – сталь Ст3.

Ответ: соединение выдержит нагрузку.

Задача № 5

Проверить прочность сварного соединения швеллера №14 с вертикальной стойкой, изготовленной из стали Ст2. НагрузкакН приложена консольно и направлена под угломк вертикали. Длина вылета швеллерамм, ширина стойкимм. Сварка ручная электродами Э42.

Ответ: соединение выдержит нагрузку.

Задача № 6

Полоса толщиной мм и шириноймм, приварена к вертикальной стойке стыковым швом с обработкой кромок. Материал деталей – сталь Ст2. Сварка ручная электродами Э42А. На соединение действуют растягивающая силакН и изгибающий моменткН·м. Проверить прочность соединения.

Ответ: соединение выдержит нагрузку.

Задача № 7

Кронштейн из полосы толщиноймм приварен к вертикальной стойке втавр двумя угловыми швами. Определить величину катета сварного шва при действии моментакН·м. Материал деталей соединения – сталь Ст3. Сварка ручная электродами Э42.

Ответ: 5,6 мм.

Задача № 8

Пластина шириноймм и толщиноймм приварена втавр к вертикальной стойке двумя угловыми швами с катетоммм. На соединение действуют растягивающая силакН и изгибающий моменткН·м. Материал деталей – сталь Ст2. Сварка ручная электродами Э34. Проверить прочность соединения.

Ответ: соединение выдержит нагрузку.

Задача № 9

Труба диаметроммм крепится к плите путем обварки по контуру угловым швом с катетоммм. Материал деталей – сталь Ст5. Сварка автоматическая. Определить допускаемое значение растягивающей силы.

Ответ: 97 кН.

1.2. Заклепочные соединения

Заклепочное соединение – неразъемное. Оно образуется путем расклепывания стержня заклепки вставленной в отверстия деталей. При этом формируется замыкающая головка, а стержень заклепки заполняет зазор в отверстии. Силы, вызванные упругими деформациями деталей и стержня заклепки, стягивают детали. Стержень заклепки и силы трения в стыке препятствуют относительному сдвигу деталей.

В зависимости от конструкции соединения применяют различные типы заклепок: с полукруглой головкой, потайной и др. По конструктивному признаку различают заклепочные соединения встык и внахлестку, однорядные и многорядные, односрезные и многосрезные. Их применяют для соединения деталей, материалы которых плохо свариваются.

Прочность заклепочных соединений оценивают по напряжениям среза и смятия. При расчетах заклепочных соединений, нагруженных силой в плоскости стыка, допускают что нагрузка распределяется равномерно между всеми заклепками шва, силы трения в стыке не учитывают.

Геометрические размеры заклепок стандартизованы. Основные размеры заклепочных соединений выбирают в зависимости от толщины деталей. При этом расчеты являются проверочными.