Розрахунок заклепкових з’єднань

Нижче розглянемо основні принципи розрахунку міцних заклепкових швів, що використовуються у сучасних конструкціях. Оскільки основні розмірні параметри заклепкового шва (діаметр заклепок, їхній крок, відстань між рядами) попередньо можуть бути вибрані за рекомендаціями, розрахунок на міцність заклепкових з’єднань виконується як перевірний або у результаті розрахунку визначають потрібне число заклепок у з’єднанні.

Деталі, що з’єднуються заклепками, здебільшого знаходяться під дією сил, що намагаються зсунути одну деталь відносно іншої. Цьому зсуву чинять опір сили тертя у стику з’єднаних деталей та самі заклепки. Оскільки оцінити силу тертя у заклепковому з’єднанні неможливо, при розрахунках допускають, що все зовнішнє навантаження сприймається стержнями заклепок. Така умовність розрахунку до певної міри компенсується відповідним вибором допустимих напружень.

Заклепкові з’єднання конструюють так, що лінія дії зовнішнього навантаження проходить через центр ваги поперечних перерізів заклепок у площині стику з’єднаних деталей. У такому разі можна припустити, що всі заклепки навантажуються рівномірно. Як приклад розглянемо розрахунок заклепкового шва з одним рядом заклепок (рис.3) при напускному з’єднанні деталей. Деталі з’єднання навантажені зовнішньою силою , що лежить у площині стику і проходить через центр ваги перерізів заклепок. Для визначеності припустимо, що , а розміри попередньо вибрані.

У заданій схемі навантаження виконують такі види розрахунків на міцність заклепкового з’єднання:

1. Перевірка міцності заклепок на зріз

,

де – число заклепок у шві.

2. Перевірка міцності заклепок та з’єднуваних листів на зминання

.

Тут записана умова міцності на зминання для меншої поверхні навантаженого контакту заклепок і листа, бо .

3. Перевірка міцності листа на розтяг в ослабленому перерізі А – А

.

Рисунок 3. Заклепкове 4. Перевірка міцності на зріз листа одночасно у

напускне з’єднання двох площинах 1-1 за умови, що зріз відбувається на довжині

.

За усіма умовами міцності можна виконати перевірний розрахунок заклепкового з’єднання з відомими розмірами. Якщо не виконуються умови , то треба збільшити число заклепок або їхній діаметр .

Допустимі напруження у розрахунках заклепкових з’єднань

Допустимі напруження для деталей заклепкового з’єднання залежать від їх матеріалів, способу виконання отворів у деталях та характеру дії на з’єднання зовнішнього навантаження (постійне чи змінне).

У розрахунках міцних заклепкових швів сталевих конструкцій, що знаходяться під дією постійного навантаження, допустимі напруження для сталевих заклепок і з’єднуваних деталей беруть за таблицею.

Якщо заклепкове з’єднання працює в умовах знакозмінних навантажень, то допустимі напруження для маловуглецевих сталей зменшують множенням на коефіцієнт , який визначається за формулою

Таблиця. Допустимі напруження для заклепок і деталей заклепкового з’єднання, МПа

Вид деталей
Сталеві заклепки при виконанні отворів: Свердлінням	140*	280*	-	-	-
	140*	320*	-	-	-
Продавлюванням	100*	240*	-	-	-
	100*	280*	-	-	-
Деталі заклепкового з’єднання	-	-	140*	90*	210*
	-	-	160*	100*	240*