В прочных швах герметичность соединений не требуется, поэтому силы, действующие на соединяемые детали могут быть больше сил трения, развиваемых между этими деталями. Таким образом, при работе прочного шва возможен и допустим сдвиг одной детали относительно другой. Поэтому заклёпки прочных швов рассчитываются на срез и на смятие.
Для данного заклёпочного шва можно записать следующие условия прочности (Рис. 3.5).
Рис. 3.5. Расчетные схемы односрезного (а – б);
двухсрезного (в) заклепочного соединения
На срез заклёпки:
; (3.1)
На смятие между заклёпкой и листом:
; (3.2)
На растяжение (разрыв) листа в сечении, ослабленном отверстиями под заклепки:
; (3.3)
На срез листа одновременно по двум сечениям до кромки листа, в предположении, что срез происходит по длине :
; (3.4)
здесь: F1 – сила, действующая на участок шва шириной t;
– допускаемое напряжение на срез для листов.
Из уравнений (а) и (б) при scp.= 1,6 τcp . получим:
D = 2s = 2
Из уравнений а и в при
[s]cp.= [τ]cp.; d = 2S;
следует, что
t = 2,6d;
Принимают t = 3d
|
|
Из уравнений (а) и (г) при [τ’]cp = 0,8 [τ]cp; получим
ℓ ≈ 1,5d;
Принимают
ℓ ≈ (1,5…2)d;
Аналогично получаются подобные соотношения параметров для других типов швов. Зная размеры заклёпочного вала, надо проверить заклёпки на срез
и на смятие
.
Здесь: F1 – сила, действующая на одну заклёпку; n – число срезов заклёпки.
При симметрично действующей силе F необходимое число заклёпок (z) определяется из соотношения:
;
Полученное число заклёпок Z проверяют расчётом заклёпок на смятие:
;
При действии на заклёпочный шов знакопеременных нагрузок, допускаемые напряжения для низкоуглеродных сталей ст. 2, ст. 3, сталь 10, сталь 20 понижают умножением на коэффициент γ:
где: pmin и pmax – соответственно минимальное и максимальное значение нагрузки, взятое со своим знаком.
Действительные напряжения в листе, в сечении, ослабленном отверстиями под заклепки равно:
;
а в неослабленном сечении по основному металлу:
;
Отношение называется коэффициентом прочности шва.
;
Так как расчёт соединяемых заклёпками деталей производится по сечению, ослабленному отверстиями, то при этом следует учитывать коэффициент φ.
Например, площадь поперечного сечения (брутто) детали, работающей на растяжение от силы F
;
здесь: [φ] – допускаемый коэффициент прочности шва.
Величиной [φ] задаются в пределах 0,6…0,85; затем устанавливается тип шва.
Определяют его параметры d, t и f.
Если окажется, что предварительно принятая величина [φ] значительно отличаются от действительной величины φ, то расчёт уточняется.
3.5. Условное изображение заклепочных швов
на чертеже
|
|
Изображение большой группы заклёпок на чертёже достаточно трудоёмко. Можно значительно снизить сложность применяя на чертежах условные изображения согласно ГОСТ 2.313-68. Примеры условных изображений соединений, получаемых клёпкой, приведены в таблице 1.
Таблица 1
Вид соединения | Изображение | Условное изображение | |
В сечении | На виде | ||
Заклёпкой с полукруглой, плоской, скруглённой головкой и с полукруглой плоской, скруглённой замыкающей головкой | |||
Заклёпкой с потайной головкой и с полукруглой плоской, скруглённой замыкающей головкой | |||
Заклёпкой с потайной головкой и с потайной замыкающей головкой | |||
Заклёпкой с полупотайной головкой и с потайной замыкающей головкой |