Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Различают 2 вида соединений:

1. Неразъёмные соединения – это такие соединения, которые собираются 1 раз. К ним относятся заклёпочные, сварные, клеевые и паяные соединения.

2. Разъёмные соединения – это соединения, которые можно многократно собирать и разбирать. К ним относятся резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые.

 

ЛЕКЦИЯ 23. Заклёпочные соединения.

В заклёпочных соединениях функцию соединительных элементов выполняют заклёпки – стержни круглого поперечного сечения с головками по концам, если соединяются металлические детали. Непоставленная заклёпка имеет одну головку той или иной формы (рисунок 2), называемую закладной; вторую головку, образуемую в процессе клёпки, называют замыкающей.

а)

б)

в)

 

                         

 

а) с цилиндрической б) со сферической в) с конической

Рисунок 2. Виды головок у заклёпок.

Если соединяются не металлические детали, заклёпки изготавливают в виде трубок с последующей развальцовкой торцев.

Материалом для заклёпок служат углеродистые стали марок Ст3, Ст5, которые отличаются своей пластичностью.

Различают 2 вида заклёпочных соединений (рисунок 3):

1. Внахлёстку; 2. Встык

Рисунок 3. Заклёпочные соединения.

При проектировании заклёпочных соединений необходимо одновременно обеспечить 3 условия прочности:

1) Условие прочности заклёпок на срез. Деформация срез возникает в тех случаях¸ когда на брус действуют две равные, противоположно направленные, параллельные, перпендикулярные оси бруса сосредоточенные силы, расстояние между линиями действия которых мало (рисунок 4).Деформацию срез испытывает не весь брус, а только его часть, заключённая между линиями действия внешних сил. Эта часть называется областью среза. В поперечных сечениях области среза возникает один внутренний силовой фактор – поперечная сила Q . Внутренние силы распределяются по поперечным сечениям области среза равномерно. Следовательно, рабочие касательные напряжения среза определяются по формуле:

Рисунок 4. Деформация       , где А_ср- площадь срезаемой поверхности.

                     срез.             Условие прочности заклёпок на срез имеет вид: 

 - рабочее нормальное напряжение среза.

- нагрузка.

 - площадь срезаемой поверхности.

 - диаметр срезаемой заклёпки.

 - число заклёпок (внахлёстку – общее число заклёпок; встык – количество заклёпок по одну сторону от стыка).

 - число срезов у одной заклёпки.

 - допускаемое напряжение среза.

2) Условие прочности боковых поверхностей отверстий на смятие. При работе на срез заклёпочных соединений между боковыми поверхностями заклёпок и отверстий возникает давление, которое называется напряжением смятия. Условие прочности на смятие имеет вид:

 - рабочее нормальное напряжение смятия.

 - нагрузка.

площадь сминаемой поверхности;

 - минимальная расчетная толщина соединения (выбирается сравнением толщин  и  в соединениях внахлёстку или  и  в соединениях встык).

 - допускаемое напряжение смятия.

3) Условие прочности соединяемых деталей на растяжение.

 

 площадь опасного поперечного сечения соединяемых деталей (рисунок 5);;

 - рабочее нормальное напряжение растяжения.

, мм² площадь опасного поперечного сечения.

 - число отверстий в поперечном сечении.

        b, мм – ширина соединяемых деталей;

        t, мм – толщина соединяемых деталей;

 - допускаемое напряжение растяжения.

Рисунок 5. Опасное поперечное сечение

               соединяемых деталей.

Таблица 1.        Допускаемые напряжения для заклёпочных соединений [4].

 

Вид напряжения.	Способ изготовления отверстий под заклёпки.	Допускаемые напряжения для конструкций из стали.
Растяжение соединяемых деталей , Н/мм2	Не имеет значения.	160
Срез. , Н/мм2	Сверление, рассверливание.	140
	Штамповка.	100
Смятие , Н/мм2	Сверление, рассверливание.	320
	Штамповка	280

 

Таблица 2. Диаметры заклёпок и отверстий под заклёпки нормальной точности [4].

 

Диаметр заклёпки  мм	6	8	10	12	(14)	16	(18)	20	22	24	27	30
Диаметр отверстия под заклёпки dо, мм	6,5	8,5	10,5	13	15	16,5	18,5	21	23	25	28	31

 

ПРИМЕРЫ РАСЧЁТОВ ЗАКЛЁПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

ПРИМЕР 1. Определить допускаемое значение нагрузки для заклёпочного соединения из условий прочности заклёпок на срез, боковых поверхностей отверстий на смятие и соединяемых деталей на растяжение. Допускаемые напряжения: на срез Н/мм², на смятие Н/мм², на растяжение Н/мм².

 

РЕШЕНИЕ.

 

  Заклёпочные соединения рассчитывают на прочность при соблюдении одновременно трёх условий прочности: заклёпок на срез, боковых поверхностей отверстий на смятие и соединяемых деталей на растяжение. В данном примере необходимо выполнить три раза расчёт определение допускаемой нагрузки: .                                                 

1. Из условия прочности заклёпок на срез: , где , мм² - площадь срезаемой поверхности. В этой формуле:

d, мм – диаметр заклёпки;

z – расчётное число заклёпок. В соединениях в нахлёстку это общее число заклёпок, а в соединениях в стык это число заклёпок, расположенных по одну сторону от стыка;

k – число плоскостей среза у одной заклёпки.

2. Из условия прочности боковых поверхностей отверстий на смятие: , где

, мм² – площадь сминаемой поверхности.

, мм – минимальная расчётная толщина заклёпочного соединения. В соединениях в нахлёстку  выбирается сравнением толщин соединяемых деталей, а в соединениях в стык сравнением толщины соединяемых деталей с суммарной толщиной накладок.

1- Из условия прочности соединяемых деталей на растяжение: , где

, мм² – площадь опасного поперечного сечения соединяемых деталей (рисунок 4).

Задача для самостоятельного решения. По данным таблицы 3 определить допускаемую нагрузку для заклёпочного соединения, показанного на рисунке 6, если допускаемые напряжения Н/мм², Н/мм², Н/мм².

Рисунок 6. Заклёпочные соединения для примера 1.

Таблица 3.                          Варианты задания 2.4. пример 4.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Ширина листов b, мм	200	180	240	220	260	250	280	180	210	230
Толщина листов t, мм	8	8	10	12	12	12	10	8	8	10
Диаметр заклёпок d, мм	17	17	20	20	23	23	23	20	20	17
№ схемы (рис.53)	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
Вариант	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Ширина листов b, мм	220	210	200	180	170	160	140	120	150	240
Толщина листов t, мм	12	12	12	14	14	14	8	10	10	16
Диаметр заклёпок d, мм	23	23	23	17	17	17	15	15	15	25
№ схемы (рис. 53)	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1
Вариант	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Ширина листов b, мм	240	250	280	300	310	150	180	220	260	190
Толщина листов t, мм	10	12	12	12	15	8	10	12	14	15
Диаметр заклёпок d, мм	20	20	23	20	23	15	15	23	23	20
№ схемы (рис.53)	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1

ПРИМЕР 2. Растянутый элемент (стержень) фермы состоит из двух фасонных прокатных профилей швеллеров. Нагрузка на стержень F = 700 кН. Определить требуемый номер профиля и рассчитать заклёпочное соединение стержня с фасонным листом узла фермы толщиной t_ф = 15 мм. Материал стержня сталь Ст.3. Отверстия под заклёпки продавленные, а затем рассверленные. Спроектировать равнопрочное заклёпочному сварное соединение электродуговой сваркой.  

 

 

РЕШЕНИЕ.

1. Требуемую площадь опасного поперечного сечения стержня определим из условия прочности на растяжение: , где Н/мм² - допускаемое напряжение на растяжение по таблице 1. мм². Требуемая площадь одного швеллера мм². Ориентировочно принимаем, что отверстия под заклёпки составляют 15% от площади опасного поперечного сечения. Следовательно, полная площадь швеллера должна быть А_ШВ = 1,15А_О1 = . По таблице 55 сортамента подбираем швеллер, у которого площадь поперечного сечения ближайшая большая - №20а с площадью поперечного сечения А_ШВ = 25,2 см².

2. Назначаем предварительно диаметр заклёпок несколько большим, чем толщина фасонного листа, и с учётом стандарта на заклёпки (таблица 2) d = 18 мм., диаметр отверстий под заклёпки d_ОТВ = 18,5 мм.

3. Принимая по таблице 1 допускаемые напряжения на срез Н/мм² и на смятие Н/мм², определим допускаемые нагрузки для одной заклёпки:

Н =71,25кН, где k – число срезов одной заклёпки.

Н = 61,518кН, где t_MIN = 10,4 мм – удвоенная толщина стенки швеллера, т. к. она меньше толщины фасонного листа.

За фактическую допускаемую нагрузку принимаем наименьшую и определяем требуемое число заклёпок: . Окончательно принимаем число заклёпок z = 12, располагаем их в два ряда по шесть в каждом. Расстояние между центрами отверстий под заклёпки в ряду принимаем равным удвоенному диаметру отверстий, т. е. 40 мм.

4.Проверим окончательно стержень на прочность:

Н/мм²< 160 Н/мм².

Прочность обеспечена.

                                                                                                                               

40            40 5 = 200                       40   

Рисунок 7. Заклёпочное соединение.

Задача для самостоятельного решения. Спроектировать заклёпочное соединение стержня, поперечное сечение которого состоит из двух швеллеров с листом для восприятия нагрузки F. Данные взять из таблицы 6.

Таблица 6.                        Варианты задания 5.1. пример1.

 

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12		13	14	15
F, кН	120	140	150	160	180	200	210	220	240	260	280		300	320	340	350
Технология сварки	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3		1	2	3
Вариант	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27		28	29	30
F, кН	360	380	400	420	440	450	460	480	500	520	540	550		580	600	620
Технология сварки	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3		1	2	3