Заклёпочным называют неразъёмное соединение деталей (обычно листовых) с помощью заклёпки – сплошного или полого стержня с закладной головкой. Основные типы заклёпок показаны на рис. 10.
Достоинства и недостатки. Достоинствами заклёпочных соединений (по сравнению со сварными) являются возможность соединения несвариваемых деталей,меньшие повреждения соединяемых элементов при разборках. Они хорошо работают при вибрационных и ударных нагрузках. Недостатками являются большая трудоёмкость и большой расход металла, малая производительность и высокая стоимость.
Конструкции заклёпочных швов. Различают три основных типа заклёпочных соединений: внахлёстку (рис. 11 а), с одной накладкой (рис. 11б) и двумя накладками (рис. 11 в); однорядные, двухрядные и многорядные (но не более шести рядов). Количество рядов считается по одну сторону стыка в перпендикулярном ему направлении. В зависимости от числа склёпываемых слоев металла (в том числе и накладок) шов имеет различное число срезов заклёпок.
|
|
Так, шов внахлёстку или встык с одной накладкой (рис. 11 б) будет односрезным, шов в стык с двумя накладками (рис. 11 в) – двухсрезным.
Расчёт заклёпочных соединений. Основными параметрами заклёпочных швов являются (рис. 11а) шаг t, диаметр заклёпок d (диаметр отверстия), толщина склёпываемых деталей δ1 и δ2 и количество заклёпок z. Заклёпочное соединение может разрушиться в результате следующих видов деформации (рис. 12):
− среза заклёпок в плоскости соединения деталей;
− смятия заклёпок соединяемыми деталями и смятия материала листа под заклёпками;
− разрыва деталей по наиболее опасному их (ослабленному отверстиями) сечению I-I;
− среза листа заклёпками (по линиям m – n и m1 – n1), если расстояние l до края детали и между рядами будут малы.
При расчётах на прочность заклёпочных соединений принимают некоторые допущения. Считают, что в швах все заклёпки нагружаются равномерно силой F/z. При этом полагают, что напряжения в поперечных сечениях деталей распределяется так же равномерно.
Условие прочности заклёпки на срез определяется по формуле
, (14)
где i – число срезов в соединении (в стыковом соединении с двумя накладками (рис. 11в) i = 2).
Условие прочности заклёпок и материала листа на смятие определяется по формуле:
; (15)
Условие прочности деталей по опасному сечению определяется по формуле
(16)
|
. (17)
|
|
где (l – 0,5d) – длина опасного сечения.
В формулах (14)…(17) принимают допускаемые напряжения: на срез [τср]=(0,5…0,6)[σр], на смятие – [σсм]=(2…2,5)[σр], где допускаемое напряжение при растяжении принято [σр]=(0,4…0,5)σ Т, (σ т – предел текучести материала рассчитываемой детали (заклёпки или листа). Для продавленных отверстий допускаемые напряжения принимают меньшие значения, а для сверленых или рассверленных (после продавливания) отверстий – большие значения.
В формулах (15), (16) и (17) δ – меньшая толщина соединяемых листов.
Диаметр заклёпки d выбирается в зависимости от толщины склёпываемых листов. Затем по формулам (14) и (15) определяют количество заклёпок, их взаимное (рядовое или шахматное) расположение, шаг заклёпочного шва и расстояние заклёпок от краёв листов, используя формулы (16) (17).
Заклёпки изготовляются из сталей различных марок, из сплавов цветных металлов (алюминия, меди и др.), а также жароупорных и специальных сплавов. При выборе материала заклёпок стремятся исключить образования гальванических пар и гальванических токов в соединениях.