Тема 7 Заклепочные соединения. (0,5 часа)

План лекции:

1. Общие сведения. Применение заклепочного соединения.

2. Расчет заклепочного соединения, нагруженного растягивающей силой и моментом в плоскости стыка

Заклепочное соединение образуют деформированием заклепки, свободно установленной в отверстия соединяемых деталей (рис. 15). Пластически деформируя, заклепку осаживают, заполняя зазор между стержнем заклепки и стенками отверстия, и формируют замыкающую головку. Закладную головку выполняют на заклепке заранее. Заклепочные соединения относят к неразъемным.

Рисунок 15 – Заклепочные соединения

Достоинства (в сравнении со сварными соединениями):

1. Стабильность качества соединения; возможность получения прочного плотного соединения.

2. Надежный и простой визуальный контроль качества.

3. Возможность соединения деталей из несвариваемых материалов.

4. Возможность соединения деталей, нагрев которых недопустим из–за коробления или отпуска термообработанных деталей.

5. Надежная работа при ударных и вибрационных нагрузках.

Недостатки:

1. Ослабление деталей отверстиями и в связи с этим повышенный расход металла.

2. Трудность автоматизации процесса склепывания.

3. Менее удобные конструктивные формы в связи с необходимостью наложения одной детали на другую или применения накладок.

4. Высокий уровень шума при работе с пневмоинструментом, используемым для деформирования заклепок.

В связи с развитием сварки заклепочные соединения в большинстве областей вытеснены сварными.

Применение:

• в авиа- и судостроении – обивка фюзеляжа, корпуса;

• в строительных сооружениях – мосты, фермы;

• в общем машиностроении – крепление зубчатых венцов к дискам колес, лопаток в турбинах, фрикционных накладок, соединение элементов рам грузовых автомобилей и составных сепараторов подшипников качения.

Отверстие в листах получают:

• продавливанием при толщинах до 25мм;

• продавливанием с последующим развертыванием;

• сверлением в ответственных соединениях.

Клепку (осаживание стержня) стальных заклепок при d ≤ 10мм, а также заклепок из алюминиевых сплавов, латуни и меди производят холодным способом, а стальных заклепок большего диаметра – горячим способом, с подогревом заклепки или ее конца до светло-красного каления (1000 ... 1100°С).

Клепку производят на клепальных машинах (прессах) или пневматическими молотками.

Основными для заклепочных соединений являются нагрузки в плоскости стыка, стремящиеся сдвинуть соединяемые детали одну относительно другой.

Рассмотрим расчет на примере двухрядного стыкового соединения (рис. 16). Определение силы, действующей на наиболее нагруженную заклепку, выполняем по аналогии с расчетом болтового соединения: находим отдельно составляющие от каждого силового фактора, а затем их геометрически суммируем.

Составляющая на i –й заклепке от момента Т:

, (28)

где z₁, z₂, z₃, …, z_i …– число заклепок, расположенных на расстоянии ₁, ₂, ₃, …,_i … от центра масс заклепочного соединения.

Рисунок 16 – Заклепочное соединение, нагруженной растягивающей силой

Составляющая на i–й заклепке от центрально приложенной силы F_p в предположении равномерного распределения сил между заклепками:

, (29)

где z = z₁ + z₂ + ... + z_i + ... – общее число заклепок в соединении.

Суммарная сила на i –й заклепке:

, (30)

По рис. 16 наиболее нагружены заклепки 1 и 8: составляющие F_Ti, от момента наибольшие (заклепки расположены на наибольшем удалении от центра масс) и угол между векторами и острый.