З’єднання. Загальні відомості. Заклепочні з’єднання.

З'ЄДНАННЯ
Загальні відомості

З'єднаннями в машинобудуванні називають вузли, утворені з деталей, зв'язаних між собою. З'єднання дозволяють скласти з окремих деталей та вузлів машину.

За можливістю розбирання з'єднання поділяються на не рознімні та рознімні. До перших належать зварні, паяні, заклепочні та клейові з'єднання. їх неможливо розібрати, не руйнуючи який-небудь із елементів з'єднання. До рознімних з'єднань належать шпонкові, шліцьові, нарізні, клемові, клинові, штифтові та з'єднання з натягом.

Заклепочні з'єднання

Заклепочним називається не рознімне з'єднання, як правило, листових де­талей, за допомогою заклепки-стержня з головками на кінцях. Одну з головок, яка називається закладною, виготовляють на заклепці раніше, а другу (замикаючу) формують при клепанні (рис. 9.8,а). Заклепочні з'єднання застосо­вують у тих випадках, коли недопустиме нагрівання деталей або для з'єднання незварюваних деталей (елементи літальних апаратів, металоконструкцій тощо) Матеріал заклепок повинен бути достатньо пластичний (для формування зами­каючої головки) і міцний. Для виготовлення заклепок застосовують сталі Ст2, СтЗ, 09Г2, а також сплави В65, Д15 тощо.

Рис. 9.8. Основні типи заклепок

Рис. 9.9. Види заклепочних з'єднань: а - внапуск; б - з однією накладкою; в - з двома накладками

У практиці машино- і приладобудування застосовують різні види заклепок: з напівкруглою головкою (ГОСТ 10299-80, рис. 9.8,а) - для силових швів; з по­тайною головкою (ГОСТ 10300-80, рис. 9.8,6) - коли недопустимий виступ час­тин за межі з'єднаних деталей; з плоскою головкою (ГОСТ 14801-85, рис. 9.8,г) - для роботи в корозійних середовищах. Існують також напівпорожнисті та по­рожнисті (ГОСТ 12638-870 - ГОСТ 12640-80, рис. 9.8,д) заклепки.

Листи з'єднують між собою заклепками внапуск (рис. 9.9,а) і встик з однією (рис. 9.9,6) і двома (рис. 9.9,в) накладками. Недоліками заклепочних з'єднань є великі витрата металу і вартість з'єднання.

Досвід експлуатації конструкцій, які мають заклепочні з'єднання, показав, що можливі такі види руйнувань заклепочного з'єднання:

- руйнування стержня заклепки;

- зминання стінок отворів і стержня заклепки;

- руйнування листів, ослаблених отворами.

Узаклепочному з'єднанні при дії сили F (рис. 9.10) у тілі заклепки виника­ють напруження зрізу:

(9.6)

де А_зр - площа зрізу; d - діаметр стержня заклепки; Z - кількість заклепок; допустимі напруження зрізу. Необхідно враховувати, що для з'єднання з двома накладками площа зрізу збільшується вдвічі.

При проектуванні з'єднання з умови (9.6) визначається діаметр заклепки:

(9.7)

Напруження змішання на стер­жні заклепки і стінках отворів:

(9.8)

де А_зм - мінімальна площа зминання; 8 - мінімальна товщина листів; [ _зм]-допустимі напруження зминання.

Якщо прийняти достатньо вели­ку кількість заклепок, тобто крок t заклепок буде малий, виникне мож­ливість руйнування листів по ослаб­леному перерізу 1-1. Умова міцності в цьому випадку матиме вигляд:

(9.9)

де А_нетго - площа нетто-перерізу по лініі 1-1; - довжина з'єднання; [ _р] -допустимі напруження розриву для матеріалу листів. У випадку, коли заклепки розміщені достатньо близько до краю листів,

тобто відстань є (рис. 9.10) мала, можливе руйнування з'єднання по лініі 2-2.

де - площа зрізу листа; є - відстань до краю листа; - допустимі напру­ження зрізу для матеріалу листа.При проектуванні заклепочного з'єднання рекомендується досягати рівноміцності його за всіма критеріями, бо в цьому випадку забезпечується мінімальна металоємкість з'єднання. Наведемо співвідношення для умови рівноміцності заклепки на зріз і зминання в зоні контакту заклепки і отвору, яку можна отримати з умов (9.7) і (9.8):

ЛІТЕРАТУРА

13. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительньїх и механических специальностей вузов.- 4-е изд., перераб. и доп.- М- Машино-строение, 1989.-496 с.

14. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов вьісш. техн. учеб. заведе­ний.- 5-е изд., перераб.- М.: Вьісш. пік., 1991.- 383 с.

15. Заблонский К.И. Детали машин.- К.: Вища шк. Головное изд-во, 1985.-518 с.

16. Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Маслов Г.С. Прикладная механика: Учеб. для вузов/ Под ред. Г.Б.Иосилевича. - М: Вьісш. шк., 1989. - 351 с.

17. Эрдеди А.А., Эрдеди Н.А. Техническая механика. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец, техникумов. - М.: Вьісш. шк., 1992. - 272 с.

18. Прикладная механика: Учеб. пособие для вузов/ Руков. авт. кол. проф. К.И.Заблонский. - 2-е изд., перераб. и доп.- К.,: Высшая шк. Головное изд-во, 1984.-280 с.

Лекція 4