Заклепочные соединения

Основные сведения и область применения

 Заклепочное соединение, чаще всего, используют для соединения листов или профилей. Они широко распространены в машиностроении, строительных конструкциях и приборах.

 Заклепочное  соединение производится с использованием дополнительной детали – заклепки (а). Форма и размеры заклепок стандартизированы. Для уменьшения массы малонагруженных соединений используют пустотелые заклепки  (пистоны, б). Для изготовления заклепок применяются стали марок 2, 3, 10, а также алюминиевые и медные сплавы.

Преимущества

Преимущества по сравнению со сварными соединениями

• возможность соединения несвариваемых и плохо свариваемых  деталей,
• меньшие разрушения деталей при разборке,
• меньшая концентрация напряжений.

Недостатки

• малая производительность технологического процесса,
• повышенные затраты материалов и габариты,
• значительная стоимость,
• повышенный уровень негативного воздействия вибраций на рабочих.

Основные типы заклепок

По конструкции:

• с полукруглой головкой,
• полупотайная;
• потайная;
• трубчатая;
• с замыкающей головкой, образованной протягиванием конической оправки через коническое отверстие заклепки (при отсутствии доступа к замыкающей головке), д;
• заклепка взрывом (при отсутствии доступа к замыкающей головке).

По назначению:

• прочные (для металлоконструкций);
• прочноплотные (в резервуарах под давлением);
• плотные (в резервуарах под небольшим давлением).

Основные типы заклепочных соединений

К основным типам заклепочных соединений принадлежат соединение

• внахлестку,
• встык.

По числу плоскостей среза:

• односрезные;
• многосрезные:

По числу рядов заклепок:

• однорядные;
• многорядные

 Заклепочные соединения применяются с одной  и двумя накладками.

 При конструировании соединения нужно располагать заклепки симметрично по отношению к действующей нагрузке.

Расчеты на прочность

 Заклепки в соединениях, нагруженных осевой нагрузкой, рассчитываются на срез и проверяются на смятие.

 Под действие силы листы стремятся сдвинуться относительно друг друга, при этом на каждую заклепку от листов передаются две равные и противоположно направленные силы. В сечении каждой из заклепок возникает поперечная сила. Это допущение эквивалентно предположению об абсолютной жесткости листов,  что условно. Опыты показывают, что на упругой стадии одни заклепки нагружаются больше, чем другие. Однако в дальнейшем материал перенагруженных заклепок начинает «течь»,  за счет чего происходит донагружение остальных заклепок и к моменту разрушения усилия практически выравниваются.

 Кроме среза, поверхность заклепки испытывает напряжения смятия, а отверстия под заклепки ослабляют прочность сечения листа.

 Напряжения смятия возникают в результате контакта листов и заклепки. Они располагаются по цилиндрической поверхности стержня заклепки по сложному закону. Для упрощенного расчета принимают, что нормальные напряжения смятия     равномерно распределены по площади диаметрального сечения заклепки, равной произведению диаметра заклепки   на толщину листа  .

 Величина допустимых напряжений назначается в зависимости от материала заклепок и способа обработки отверстий под них.

 Отверстия под заклепки уменьшают площадь поперечного сечения листа. Продольная сила изменяется по длине соединения, так как каждый ряд заклепок снимает часть нагрузки с одного листа и передает ее на другой.

Соединение с натягом

 Соединение с натягом обеспечивает неподвижное соединение деталей за счет сил трения, возникающих между охватывающей и охватываемой поверхностями. Такой вид соединения применяют для соединения деталей, нагруженных значительными усилиями, или работающих с вибрациями и ударами – для соединения валов с зубчатыми колесами или бандажей червячных колес со ступицами. Кроме гладких, в таких соединениях используют накатанные поверхности деталей. Надежность соединения при этом обеспечивается за счет вдавливания зубьев накатки в цилиндрическую поверхность соединяемой детали.

 Паяные соединения

 При паянии детали машин (из чугуна, стали, цветных металлов и сплавов) соединяются расплавленным припоем. Такие соединения широко применяются в электрических машинах, приборах, радиоаппаратуре.

Преимущества

• герметичность,
• относительная простота и  технологичность процесса,
• малые остаточные деформации. 

Недостатки

• невысокая механическая и термическая прочность,
• высокую стоимость припоев и флюсов.

Типы припоев

 Отличают легкоплавкие (мягкие) припои с температурой плавления до 3000 С и тугоплавкие (твердые) припои с температурой плавления больше 500⁰ С.

 Распространенными мягкими припоями являются сплавы олова и свинца - ПОС (с содержанием олова 18...90%; например, припой ПОС-60 содержит 60% олова и около 40% свинца); олова, свинца и кадмия - ПОСК; олова, свинца и висмута – ПОСВ. Такие припои применяют для паяния меди, сплавов, постоянные.

 Твердые припои применяются для паяния меди, сталей, нержавеющих сталей в деталях машин. В состав твердых припоев могут входить такие составные: серебро, медь, кадмий (ПСр50Кд34); медь и никель (ПН25) и др. Такие припои обеспечивают швы с относительно высокой механической и термической прочностью.
Для получения качественных паяных соединений поверхности деталей машин очищают от окислительных пленок путем применения флюсов - канифоли, раствора спирта, а также химически активных флюсов - буры, хлористого цинка и др.

Клеевые соединения

 Соединение конструкционных материалов склеиванием широко используется в разных областях машиностроения.

Преимущества 

• герметичность,
• возможность склеивания разнородных металлических и неметаллических материалов в разных соединениях.

Недостатки

• низкая теплостойкость (60⁰С для большинства клеев и 250⁰С для теплостойких клеев),
• невысокая прочность.

Виды клея

 Выбор клея осуществляется в зависимости от вида материалов, которые склеиваются, и рабочих температур в деталях машин. Так, клей марок БФ-2 и БФ-4 (растворы синтетических смол в спирте или ацетоне) применяются для склеивания металлов и сплавов между собой и неметаллическими материалами. Эпоксидные клеи ЭД-5, ЭД-6 используются для склеивания стали, меди, алюминия и его сплавов, пластмасс. В электро- и приборостроении  используются эпоксидный К-8 и феноло-винилацетатный ВК-20 токопроводящие клеи.

Формат: pdf

Язык: русский, украинский

Размер: 415КВ