7.2 Розрахунок клепаних з’єднань

Розрахунок клепаного шва полягає у визначенні діаметра клепки , числа клепок , кроку клепаного шва , відстань клепок до краю з'єднувальної деталі l.

а б

Рисунок 7.6 – Розрахункова схема

Умова міцності на зріз

, (7.6)

де – поперечна сила;

– число площин зрізу однієї заклепки;

– число заклепок;

– діаметр стержня у небезпечному перетині;

– допустиме напруження на зріз для заклепок, Н/мм².

Умова міцності на зминання:

, (7.7)

де – товщина самої тонкої що склепується деталі;

– допустиме напруження на зминання для заклепочного з’єднання, Н/мм².

Геометричні параметри заклепочного шва визначають за емпіричними формулами

– крок клепаного шва залежно від числа рядів

. (7.8)

(для однорядного шва внахлестку ; дворядного – ; од-норядного шва з двома накладками ; дворядного ).

Таблиця 7.5 – Допустиме напруження для інших сталевих заклепочних швів при статичному навантаженні [2]

Елемент шва	Вид деформації і напруження	Спосіб виготовлення отвору	Допустиме напруження, Н/мм2
			Ст. 2	Ст. 3
Деталі, що зклепуються	Розтяг [σ]p	–	140	160
	Зріз [τ]зр	–	90	100
Заклепки	Зріз [τ]зрз	Продавленням	100	100
		Свердлінням	140	140
	Зминання [σ]змз	Продавленням	240	280
		Свердлінням	280	320

відстань від центру заклепки до краю деталі (листа) для:

свердлильних отворів ,

продавлених отворів ;

– товщина що склепуються листів орієнтовно ,

– товщина накладок і дорівнюють ;

– відстань між рядами заклепок .

Міцність листів, що з’єднуються, перевіряють:

– на відстані у перетині 1-1 (рисунок 7.б) за формулою

, (7.9)

де і – розрахункове і допустиме напруження на розтяг для з’єднувальних листів:

– на зріз краю деталі (листа) одночасно по двох перетинах ab і cd по формулі (рисунок 7.6, а)

, (7.10)

де – розрахункове і допустиме напруження на зріз для з'єднувальних листів (табл. 7.5).

При конструюванні заклепочних з’єднань необхідно:

– прагнути до такого розміщення заклепок, щоб ослаблення з’єднувальних елементів було мінімальним;

– застосовувати для всіх з’єднань даної конструкції, як правило, заклепки тільки одного діаметра;

– прагнути до того, щоб уникнути вигинання заклепки, щоб заклепки були розташовані якнайближче до осі прикріплюваного елементу або симетрично щодо нього; кожний елемент конструкції прикріплювати не менше ніж двома заклепками, навіть якщо з розрахунку достатньо однієї;

– діаметр заклепок рекомендується приймати в однорідних швах приблизно рівним подвоєній товщині більш тонкого із склепуваних елементів;

– якщо прийняти відстань від центру першої заклепки до краю смуги рівним подвоєному діаметру заклепки, тоді міцність краю смуги на зріз (виколювання) забезпечений і спеціальний розрахунок не потрібний;

– необхідно мати на увазі, що кожна заклепка передає зусилля F/z (рисунок 7.7)

Рисунок 7.7 – Епюра розподілу зусиль

Задача 1. Яке навантаження можна допустити на клепальне з’єднання з двома накладками (рисунок 7.7). Матеріал Ст3, діаметр заклепок мм, отвори висвердлені. Перевірити міцність листа в січеннях І-І і ІІ-ІІ.

1. Визначаємо допустиму силу зрізу

Р,

де МПа.

2. Допустима сила на зминання

Н,

де МПа.

Приймаємо силу, яку може витримати з’єднання – Н.

3. Перевіряємо лист при навантаженні Н.

В січенні І-І діє сила, рівна , і це є найслабше січення. Визначаємо нормальні напруження розтягу для цього січення

МПа МПа.