Зварні з’єднання. З’єднання паянням, запресуванням, заформуванням. Різьбові з’єднання

де  - число зрізів однієї заклепки;  - діаметр отвору під заклепку, трохи більший діаметра непоставленої заклепки;  - число заклепок по одну сторону стику;

б)   на зминання між  заклепками і елементами, що з’єднуються

,

де  - мінімальна товщина  елементів, що з'єднуються; для з'єднання у стик із двома накладками підставляють меншу з величин  (товщина елементів, що з'єднуються,) і  (подвоєна товщина накладки); 

в)   на розтягування елементів, що з'єднуються, і накладок

,

де  N - подовжня   сила, що виникає в перетині, що   перевіряється;

 - площа цього перетину з урахуванням ослаблення його отворами під заклепки;

г)   на зріз заклепкою краю листа

,

де е - відстань від центра заклепки до краю листа (звичайно   приймають ).

У випадку, якщо діаметр заклепок не заданий, його можна вибрати по емпіричному співвідношенню .

Шаг заклепок вибирають по співвідношенню .

Приклад 3.1  Визначити число заклепок і розміри шва для з'єднання у стик (мал. 3.3) двох смуг товщиною  мм за допомогою двох накладок товщиною  мм, якщо  сила, що розтягує, кН. Матеріал заклепок і листів - сталь Ст3. Діаметр отворів під заклепки  мм, ширина смуг  мм.

Рішення:

1.   За умовою задачі тип заклепувального шва і діаметр заклепок задані, тому можна перейти до визначення числа заклепок.

2.   Вибираємо допустимі напруження, за таблицею 3.1.

МПа;   МПа;   МПа.

3.   Визначаємо  число  заклепок з умови міцності на зріз (число площин  зрізу ):

.

Приймаємо п'ять заклепок.

Рис. 3.3

4. Перевіряємо міцність заклепувального шва на зминання. У даному випадку напруження зминання між заклепками і листами менше, ніж між заклепками і накладками, тому що :

 МПа.

5.   Вибираємо конструкцію шва і його розміри.

Приймемо дворядне шахове розташування заклепок: дві заклепки у першому ряді, три заклепки у другому ряді (мал. 3.3); тоді шаг заклепок

 мм.

Відстань центрів першого ряду заклепок від краю листа

 мм;

відстань між рядами

 мм.

Таблиця 3.1  Допустимі напруження для міцних швів при

                      свердленних  отворах під заклепки

6.   Перевіряємо міцність смуги на розтягання по перетину І-І;

 МПа МПа..

Якщо поміняти місцями ряди заклепок, тобто  у першому ряді поставити три, а в другому - дві заклепки, то напруження розтягання у перетині І-І зростуть:

МПа.

Отже, прийняте розташування заклепок раціональніше. Рекомендується визначити напруження розтягання у небезпечному перетині накладок при двох зазначених варіантах розташування заклепок.

3.2   Зварні з’єднання

У сучасному машинобудуванні і будівництві широке застосування одержали нероз'ємні з'єднання, здійснювані за допомогою зварювання. Винахідниками електрозварювання є російські інженери Н. Н. Бенардос (1882 р.) і Н. Г. Славянов (1888 р.).

Науково обґрунтували методи електрозварювання академіки В. П. Нікітін, Е. О. Патон і проф. В. П. Вологдін. Автоматичне зварювання створене акад. Е. О. Патоном (1870-1953 р.). Роботи Е. О. Патона з величезним успіхом продовжує його акад.  Б.  Е. Патон.

Зварювання - процес з'єднання металевих частин шляхом застосування місцевого нагрівання з доведенням  ділянок, що зварюються, до тістоподібного пластичного або рідкого стану. У першому випадку з'єднання  частин, що зварюються, досягається при їх здавлюванні.

Основні переваги зварювання в порівнянні з заклепувальними з'єднаннями:

§  економія матеріалу і полегшення конструкції в звареному з'єднанні   завдяки:   а)  кращому   використанню   матеріалу елементів, що  з'єднуються, (листів, косинців), тому що їхні робочі  перетини не послабляються отворами під заклепки і при тих же  діючих силах для елементів, що зварюються, можна приймати  менші перетини, чим для тих, що склепуються, б) можливості застосування стикових швів, що не вимагають накладок; в) меншій масі елементів, що з’єднуються  при  зварюванні.(маса заклепок більше маси зварних швів);

§  зменшення трудомісткості  в зв'язку з виключенням операцій  розмітки  і  свердління   (пробивання)  отворів; склепування значно більш трудомістке, ніж зварювання; зварювання може бути автоматизоване;

§  можливість   з'єднання   деталей   із   криволінійним   профілем;

§  щільність і непроникність з'єднання;

§  безшумність  технологічного  процесу.

Основними видами зварювання є: електродугове, електромеханічне (контактне),  хімічне  (газове).

3.2.1 Електродугове зварювання.

При цьому методі зварювання метал розплавляється теплом електричної дуги, утвореної в місці зварювання між металевим електродом і  деталями, що зварюються. Метал електроду (присадочний метал), розплавляючись, заповнює  проміжок між   деталями, що  зварюються.