Недостатки заклепочных соединений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Тольяттинский Государственный Университет

Кафедра “ Промышленное и гражданское строительство ”

Расчётно-лабораторная работа № 1

По дисциплине «Строительные машины»

Тема: «Заклепочные соединения деталей машин

И расчет их на прочность»

Методическое руководство по выполнению работы

Тольятти, 2008

Цель работы: изучить устройство заклепочных соединений, области их применения и получить навыки расчетов заклепочных соединений на прочность.

Информация о заклепочных соединениях деталей машин

Заклепочные соединения применяют для соединения деталей машин и строительных конструкций, выполненных из трудносвариваемых или разнородных материалов, а также в случаях действия больших ударных и знакопеременных нагрузок, при которых сварное соединение работает недостаточно удовлетворительно.

Достоинства заклепочных соединений.

1. Стабильность и контролируемость качества соединения.

2. Меньшая повреждаемость соединяемых элементов конструкций в случае

необходимости их разборки (по отношению к сварным или клеевым

соединениям).

3. Высокая устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам.

Недостатки заклепочных соединений.

1. Повышенная трудоемкость и стоимость изготовления.

2. Специализация конструктивных форм соединения заклёпками и повышенная

материалоёмкость изделия.

3. Необходимость изготовления специальных соединительных деталей –

заклепок.

4. Необходимость выполнения отверстий в соединяемых деталях.

Заклепочные швы по назначению подразделяют на 2 группы:

- прочные швы, предназначенные для восприятия рабочих внешних нагрузок

(мостовые фермы, стрелы кранов, рамы-шасси автомобилей и т.п.);

- плотные швы, применяемые для изготовления сосудов, работающих под

давлением (паровые котлы, емкости для хранения сжатого газа и т. п.).

Наибольшее применение при изготовлении прочных швов строительных металлоконструкций нашли заклёпки с полукруглой головкой (рис. 1), выполняемых по ГОСТ 10299-88 диаметром в пределах d = 1…36 мм и длиной в пределах L = 3…180 мм (в соответствии с рядом: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 58, 60, 65, 70, …)

Длину заклепок L определяют по формуле:

и округляют до ближайшего стандартного значения:

d

L

Рис. 1

В зависимости от взаимного расположения склепываемых листов различают заклёпочные швы внахлест (рис. 2 и 3) или швы встык с накладками (рис. 4).

Заклепки в соединении могут располагаться в один или несколько рядов по отношению к направлению действующей нагрузки P.

Р

Р

d

b

Р t Р

c a

Рис. 2. Заклёпочное соединение внахлёст (однорядное)

Р

Р

d

b

t

Р Р

c a

Рис. 3. Заклёпочное соединение внахлёст (двухрядное)

В стальных металлоконструкциях для швов внахлестку диаметр заклепки принимают:

,

где δ –толщина соединяемых листовых деталей.

Для швов с накладками диаметр заклепки:

.

Толщина накладок:

.

Шаг заклёпок в ряду:

.

Расстояние между рядами заклёпок (шаг рядов):

.

Р Р

d

b

Р Р

t

а с

Рис. 4. Заклёпочное соединение встык с накладками (однорядное)

Ширина соединяемых листовых деталей:

,

где – число (наибольшее) заклёпок в ряду.

Продольные расстояния от осей заклёпок до краёв соединяемых деталей:

;

.

В заклепочных соединениях, подверженных действию продольных сил, распределение усилий на заклепки принимается равномерным.

По плоскости разъёма соединения деталей заклёпки подвергаются действию напряжений среза.

На контактных поверхностях заклёпок и отверстий под них в однорядных соединениях могут действовать напряжения смятия большой величины, определяющих прочность заклёпочного соединения. Расчётную площадь смятия условно определяют, как площадь прямоугольника со сторонами, равными диаметру заклёпки и толщине соединяемой детали (пластины).

В сечении соединяемых деталей, проходящем по осям заклёпок крайнего ряда, действующие напряжения растяжения могут достигать так же опасной величины и определять прочность заклёпочного соединения. Кроме того, в однорядных заклепочных соединениях внахлест возникает опасность среза материала соединяемых деталей телом заклёпок.