Основным критерием работоспособности и расчёта соединений является прочность. Введение

Узлы, а также машины, приборы и аппараты в целом собирают из деталей в определенном взаимном положении. Образующиеся при этом связи можно разделить на подвижные и неподвижные. Наличие подвижных связей в машине обусловлено её кинематической схемой. Например, в редукторе такими связями обладают зацепления, подшипники.

Неподвижные связи обусловлены целесообразностью расчленения машины на узлы и детали для того, чтобы упростить производство, облегчить сборку, ремонт, транспортировку и т. п. Неподвижные связи в технике называют соединениями. По признаку разъёмности все виды соединений можно разделить на разъёмные и неразъёмные.

Разъёмные соединения позволяют разъединять детали без их повреждения. К ним относятся резьбовые, шпоночные, шлицевые, штифтовые и другие соединения. Неразъёмные соединения не позволяют разъединять детали без их разрушения или повреждения поверхностей. К этой группе соединений относятся: сварные, клёпанные, прессовые, паяные, клеевые.

Соединениями в технике называются неподвижные связи в сборочных единицах.

Соединения являются важными элементами конструкции. Многие отказы в работе машин и сооружений обусловлены неудовлетворительным качеством соединений.

Основным критерием работоспособности и расчёта соединений является прочность.

Сварные соединения получают за счёт формирования межатомных свя-зей в свариваемых деталях, возникающих в результате нагрева деталей до жидкого или тестообразного состояния. На практике применяют свыше 60 способов сварки. Приоритет многих из них принадлежит русской науке. Благодаря открытию в 1802 году Петровым Н. П. явления электрической дуги Бенардос Н. Н. в 1882 году предложил способ электродуговой сварки неплавящимся электродом. В 1888 году Славянов Н. Г. использовал в спо-собе Бенардоса Н. Н. плавящийся электрод. Этот способ широко применяется и в наши дни.

Сварные соединения почти полностью вытеснили заклёпочные из многих областей машиностроения, в том числе в судо- и котлостроении, кроме следующих случаев:

а) вибрационная нагрузка (авиастроение и мостостроение);

б) опасность коробления деталей при сваривании;

в) соединение деталей из не свариваемых друг с другом материалов.

В сравнении с заклёпочными соединениями сварные соединения имеют следующие достоинства:

1) высокая технологичность;

2) высокая производительность;

3) экономия металла за счет отсутствия накладок;

4) возможность образования равнопрочного соединения.

Замена сваркой других технологий, в частности литья, позволяет:

а) упростить производство (отсутствие моделей, форм);

б) снизить массу до 40% за счет уменьшения толщины стенок.

В условиях индивидуального и мелкосерийного производства сварка экономически выгоднее, чем литьё.

Недостатки сварных соединений:

1) термические деформации и наличие остаточных напряжений;

2) высокая чувствительность к переменным нагрузкам;

3) высокая концентрация напряжений при сварке угловыми швами;

4) сложность и трудоёмкость контроля качества.

В машиностроении почти исключительно в сварном исполнении изготовляются следующие изделия:

а) резервуары, котлы и сосуды высокого давления;

б) металлоконструкции подъёмно-транспортных машин (фермы, балки, колонны);

в) рамы, тележки, части кузовов автомобилей и подвижного состава железных дорог;

г) зубчатые колёса, шкивы больших размеров, барабаны лебёдок ГПМ;

д) корпуса редукторов;

е) станины.

Сварные соединения являются наиболее распространённым и совершенным видом неразъемных соединений. Почти исключительно в сварном исполнении изготавливают резервуары, котлы и сосуды высокого давления, металлические конструкции подъёмно-транспортных машин, рамы, тележки и части кузовов транспортных машин. Сваркой соединяются рельсы бесстыкового пути, металлическая обшивка вагонов и локомотивов, многооборотные металлические контейнеры.

В зависимости от расположения свариваемых деталей различают следующие виды соединений: стыковые, нахлёсточные, тавровые, угловые.

В стыковых соединениях свариваемые детали соединяются своими торцами; они имеют прочность, близкую к прочности основного металла, и применяются, в основном, в ответственных конструкциях. В зависимости от толщины деталей сварку выполняют односторонним или двухсторонним стыковым швом, а также при необходимости производят подготовку кромок (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Стыковые соединения

В нахлёсточных соединениях боковые поверхности одной детали частично перекрывают боковые поверхности другой (рис. 9.2). Соединение осуществляется угловыми швами.

В тавровых соединениях торец одной детали соединяется с боковой поверхностью другой детали (рис. 9.3).

Угловые соединения являются частным случаем тавровых соединений (рис. 9.4). Последние два вида соединений осуществляются двумя видами швов: стыковыми и нахлёсточными, поэтому приняты две методики расчёта.

Рис. 9.2. Нахлёсточное соединение

Рис. 9.3. Тавровое соединение Рис. 9.4. Угловое соединение