3.2.5. Расчеты заклепочных соединений
Основными нагрузками для заклепочных соединений являются продольные силы, стремящиеся сдвинуть одну деталь относительно другой, которые могут привести к срезу заклепки.
Допустимая нагрузка, которую может выдержать одна заклепка, определяется по формуле
[τ]ср
(14)
где d – диаметр заклепки, мм; i – число срезов; [τ]ср – допускаемое напряжение среза, Па.
Количество заклепок, которые выдержат приложенную нагрузку, рассчитывают по формуле
, (15)
где z – количество заклепок, шт; F – общая сила, приложенная к соединению, Н; F1 – сила, которую может выдержать одна заклепка, Н.
Также в заклепочных швах проверяют сами детали, которые ослаблены отверстиями под заклепки. Прочность ослабленного сечения детали рассчитывают по формуле
, (16)
где А – площадь ослабленного сечения, мм2; F – сила, действующая на соединение, Н; [σ]р – допускаемое напряжение при растяжении, Па.
Таблица 3
Характеристики различных металлов при изготовлении заклепочных соединений вручную
Соединяемые материалы |
Толщина соединяемых деталей |
Диаметр заклепок, мм |
Диаметр отверстий, мм |
Нагрузка, которую выдержит одна заклепка, F, Н |
Прочность сечения, ослабленного заклепками, Па |
Давление при прессовании, Па |
Сталь |
|
|
|
|
|
|
Алюминий |
|
|
|
|
|
|
Медь (латунь) |
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Какие виды заклепок вы знаете?
2. Назовите типы заклепочных швов.
3. Какое оборудование и инструменты используются при ручной клепке?
4. Опишите технологию получения заклепочных соединений.
5. Назовите марки сталей и сплавов, рекомендуемых для изготовления заклепок.
6. Из каких частей состоит вытяжная заклепка?
7. Опишите способ изготовления соединения вытяжными заклепками.
8. Опишите принцип расчета заклепочных швов.
4. Лабораторная работа № 3
Изготовление паяных соединений
Цель лабораторной работы – закрепление теоретических знаний на практике, знакомство с оборудованием, материалами и технологией получения паяных соединений.
Часть 1. Изготовление паяного соединения
4.1. Материально-техническое обеспечение работы
Оборудование: паяльник, ножницы по металлу, напильник, тисы, молоток.
Инструменты: линейка металлическая ГОСТ 427–75, металлическая чертилка, припой оловянно-свинцовый, канифоль.
4.1.1. Общие сведения о паяных соединениях
Пайка – это сложный физико-химический процесс получения неразъемного соединения в результате взаимодействия твердого паяемого и жидкого присадочного металлов соединяемых деталей. Образующиеся в результате этого взаимодействия переходные слои на границах шва и соединяемых пайкой поверхностях деталей называются спаями. Для получения спая необходимо удалить с поверхности металлов окисную пленку и создать условия взаимодействия твердого и жидкого металлов. При кристаллизации вступившего во взаимодействие с материалом паяных деталей более легкоплавкого связующего (припоя) образуется паяное соединение. Пайка имеет сходство со сваркой плавлением, но между ними имеются принципиальные различия. Если при сварке основной и присадочный материалы находятся в сварочной ванне в расплавленном состоянии, то при пайке паяемый металл не плавится.
Формирование шва при пайке происходит путем заполнения припоем зазора между соединяемыми деталями, т. е. процесс пайки связан с капиллярным течением, что не имеет места при сварке плавлением. В отличие от сварки плавлением пайка осуществляется при температурах, лежащих ниже температуры плавления паяемого материала.
Одним из преимуществ пайки по сравнению со сваркой плавлением является возможность соединения в единое целое за один прием множества заготовок, составляющих изделие. Поэтому пайка, как ни один другой метод соединения, отвечает условиям массового производства. Она позволяет соединять разнородные металлы, а также металлы со стеклом, керамикой, полупроводниками, графитом и другими неметаллическими материалами, что весьма трудно осуществить сваркой.
При пайке не происходит расплавления кромок паяемых деталей, что дает возможность сохранить в процессе производства форму и размеры изделия. Применение низкотемпературной пайки, сохраняет неизменными структуру и свойства металла соединяемых деталей.
Важным преимуществом является разъемность паяных соединений, что делает пайку незаменимой при монтажных и ремонтных работах в приборостроении, а также многих других отраслях. В ряде случаев пайка обеспечивает в несколько раз более высокую надежность изделий, чем сварка.
Основные паяные швы представлены на рис. 24.
а
б в
г д
Рис. 24. Типы паяных соединений:
а – встык; б – вскос; в – внахлест; г – тавровое; д – соприкасающееся