Учебно-методическое пособие "Заклепочные соединения"

Предпросмотр материала:

Министерство образования Красноярского края

Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Красноярский политехнический техникум»

 

 

 

Губич Т.А.

 

 

ЗАКЛЁПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Учебно-методическое пособие

 

 

 

 

 

           

 

 

           

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  

КРАСНОЯРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

 

 

 

 

 

 

 

Губич Т.А.

 

 

ЗАКЛЁПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

 

Учебно-методическое пособие

 

специальность 15.02.12 Монтаж техническое обслуживание и ремонт промышленного оборудования (по отраслям)

 

 

 

Издание первичное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2023

           

 

ББК  

34.441

 

Г93

 

 

 

Губич, Татьяна Александровна. 

Г93

Заклепочные соединения: учебно-методическое пособие для СПО / Т.А. Губич. – Красноярский политехнический техникум, 2023. – 56 с. – Текст: непосредственный.  

 

 

 

Учебно-методическое пособие рассмотрено на заседании методического совета КГБПОУ «Красноярский политехнический техникум», рекомендовано к использованию в учебном процессе, самостоятельной работы. 

 

 

 

Учебно-методическое пособие «Заклепочные соединения» содержит теоретический материал, практические задания и контрольные материалы по теме, составлено в соответствии с программой дисциплины «Детали машин» и предназначено студентам специальности 15.02.12 Монтаж техническое обслуживание и ремонт промышленного оборудования (по отраслям), обучающихся по очной и заочной форме.

 


Оглавление 

 

Введение............................................................................................................. 4

Общие сведения о заклепочных соединениях.................................................... 5

Достоинства и недостатки заклепочных соединений......................................... 5

Способ получения заклепочного соединения..................................................... 6

Область применения заклепочных соединений.................................................. 7

Классификация заклепочных соединений и заклепок........................................ 7

Основные типы заклепок.................................................................................... 8

Материалы.......................................................................................................... 9

Расчет заклепочных швов и проверка прочности соединяемых деталей......... 10

Приложение А (обязательное) Задачи для самостоятельного решения ........ 166

Приложение Б (обязательное) Задачи к контрольным работам........................ 19

Приложение В (обязательное) Методические указания к решению задач........ 29

Приложение Г (обязательное) Обозначение на чертежах................................. 31

Приложение Д (обязательное) Тестовые задания............................................. 33

Приложение Е (обязательное) Экзаменационные вопросы.............................. 52

Приложение Ж (справочное)............................................................................ 53

Список литературы........................................................................................... 56

 

 Введение

 

Заклепочные соединения применяют в конструкциях, воспринимающих большие вибрационные и повторные нагрузки, а также для соединения деталей из несвариваемых материалов и не допускающих сварку из-за коробления или отпуска термообработанных деталей.

На практике широко используют заклепки повышенной технологичности, в том числе с возможностью клепки с односторонним подходом к шву: болт - заклепки, имеющие стержень с кольцевой резьбой, обжимаемой кольцом, с помощью специального пистолета; взрывные заклепки: заклепки с пистонами и т.д. При переменных нагрузках применяют заклепки с диаметральным натягом, создаваемым при сборке.

Наиболее распространены сплошные стержневые заклепки общемашиностроительного применения с закладной головкой различной формы. Чаще применяют заклепки с полукруглой головкой, как наиболее технологичные.

В процессе изучения дисциплины «Детали машин» обучающиеся получают теоретические знания по разновидностям, областям применения, расчету и конструированию встречающихся в практике различных механизмов. Полученные знания закрепляются выполнением расчетно-графических заданий, в которых обучающиеся на практике выполняют прочностные и проектировочные расчеты. 

Учебно-методическое пособие «Заклепочные соединения» содержит краткие сведения о видах, особенностях работы заклепочных соединений. Пособие содержит практические задания по подбору и расчету заклепочных соединений. Приведены тестовые задания для самопроверки и вопросы к экзамену по теме.

В рассмотренных решениях показаны основные методы, правила и нормы проектирования деталей машин, обеспечивающие выбор наиболее рациональных для них материалов, форм, размеров. В приведенных примерах достаточно подробно изложена последовательность расчета, приведены ссылки на литературные источники, в некоторых случаях даны соответствующие пояснения, в приложениях приведены необходимые справочные материалы. 

Самостоятельная работа с настоящим учебным изданием позволит освоить методы решения конкретных проблем, возникающих при проектировании некоторых видов соединений и деталей, получить навыки самостоятельного подбора заклепок, расчета заклепочных соединений на прочность под действием нагрузки.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 15.02.12 «Монтаж техническое обслуживание и ремонт промышленного оборудования (по отраслям)» дневной и заочной форм обучения, в т.ч. для самостоятельной работы. Может быть использовано при курсовом и дипломном проектировании, для подготовки к экзамену по дисциплине. 

В процессе выполнения заданий формируются следующие общие и профессиональные компетенции:

ОК 1 Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам

ОК 2 Использовать современные средства поиска, анализа и интерпретации информации и информационные технологии, для выполнения задач профессиональной деятельности;

ОК 9 Пользоваться профессиональной документацией на государственном и иностранном языках

ПК 1.1 Осуществлять работы по подготовке единиц оборудования к монтажу.

ПК 1.2 Проводить монтаж промышленного оборудования в соответствии с технической документацией.

ПК 1.3 Производить ввод в эксплуатацию и испытания промышленного оборудования в соответствии с технической документацией   

Общие сведения о заклепочных соединениях

 

Заклепочные соединения состоят из двух или нескольких листов или деталей, соединяемых (склепываемых) в неразъемную конструкцию с помощью заклепок (рис. 1).

 

 

 

Рисунок. 1 -  Заклепочные соединения

 

Заклепкой называют круглый стержень, имеющий сформированную закладную головку (рис.2) на одном конце и формируемую в процессе клепки замыкающую головку на другом его конце. При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение. Заклепочным швом называют соединение, осуществляемое группой заклепок (рис. 3).

 

 

 

Рисунок 2 - Формирование заклепочного                Рисунок 3 - Однорядное заклепочное

                                     соединения                                                соединение

 

 

Достоинства и недостатки заклепочных соединений

 

По сравнению с другими видами неразъемных соединений заклепочные соединения обладают:

Достоинства:

-                       высокая надежность соединения;

-                       удобство контроля качества клепки;

-                       повышенная сопротивляемость ударным и вибрационным нагрузкам;

-                       возможность соединения деталей из трудносвариваемых металлов, например из алюминия;

-                       неизменность физико-химических свойств материалов соединяемых деталей в процессе клепки.

-                       не дают температурных деформаций; - детали при разборке не разрушаются.

Дополнительно отметим, что, так как заклепки изготовляют из высокопластичных материалов, их разрушению предшествуют значительные остаточные деформации, которые в некоторых случаях как бы сигнализируют об опасности разрушения, что и позволяет принять предупредительные меры. При разборке соединения (разрушении заклепок) соединяемые детали обычно почти не повреждаются и могут быть использованы повторно.

Клепаная конструкция с большим количеством заклепок вместо сварки (авиация, котлы, мосты) хотя и создает высокую концентрацию напряжений вблизи отверстий соединяемых деталей, при возникновении трещины не позволяет ей распространяться на всю ширину детали, а лишь от одного отверстия до другого. Недостатки:

-                       высокая стоимость, так как процесс получения заклепочного шва состоит из большого числа операций (разметка, продавливание или сверление отверстий, нагрев заклепок, их закладка, клепка) и требует применения дорогостоящего оборудования (станки, прессы, клепальные машины).

-                       повышенный расход материала для этого соединения (из-за ослабления соединяемых деталей отверстиями под заклепки требуется увеличение их толщины, применение накладок и т. п.). Вес заклёпок составляет 4% от веса конструкции (вес сварных швов – 1,5%).

-                       детали ослаблены отверстиями;

-                       высокий шум и ударные нагрузки при изготовлении;

-                       нарушение плотности швов при эксплуатации;

-                       невозможность соединения деталей сложной конфигурации.

-                       соединение деталей встык требует применения специальных накладок, что приводит к дополнительному увеличению массы конструкций.

-                       заклепки и соединяемые детали должны быть однородными (в местах соединений разнородных металлов возникают гальванические токи, разрушающие соединение) с одинаковым температурным коэффициентом линейного расширения. Указанные недостатки весьма существенны, поэтому они привели к резкому сокращению применения заклепочных соединений и замене их сварными, паяными и клеевыми соединениями.

 

 

Способ получения заклепочного соединения 

 

Отверстия под заклепки в деталях продавливают или сверлят. При продавливании образуются мелкие трещины по периферии отверстий. Трещины могут быть причиной разрушения заклепочного шва во время работы. Продавленные отверстия применяют в малоответственных конструкциях. Сверление – процесс малопроизводительный и дорогой. Сверленые отверстия применяют в конструкциях, где требуется высокая надежность. При больших диаметрах отверстий практикуют продавливание с последующим рассверливанием.

Клёпку проводят вручную или машинами. При машинной клёпке отверстие заполняется металлом лучше, что благоприятно сказывается на работе заклёпочного соединения. В отверстия соединяемых деталей вставляют заклепки (рис. 2). Под закладную головку устанавливают инструмент-поддержку. Специальной клепальной машиной или вручную (ударами молотка, кувалды) выступающий конец заклепки (l1≈1,5d3) осаживают обжимкой в замыкающую головку. Для стальных заклепок с d3≤12 мм производят клепку вхолодную, то же относится к заклепкам из цветных металлов и сплавов; с d3≥12 мм с нагревом заклепки до светло-красного каления (1000-1100°С). Этот способ обеспечивает более высокое качество заклепочного шва, так как заклепки укорачиваются при остывании и стягивают детали, создавая на стыке их поверхностей большие силы трения, препятствующие относительному сдвигу деталей при действии нагрузки.

Диаметры отверстий под заклепки d выбирают по стандарту в зависимости от диаметра заклепки, можно рекомендовать формулы расчета диаметра отверстий для холодной клепки (1), для горячей клепки (2). 

 

d = d3 + 0,05d3,  

 

(1)

d = d3 + 0,ld3

(2)

 

где       d3диаметр устанавливаемой заклепки.

 

Каждая заклепка имеет свою зону действия, на которую распространяется деформация сжатия в стыке деталей. Если зоны действия соседних заклепок пересекаются, то соединение будет плотным. Вследствие пластических деформаций в процессе клепки стержни заклепок заполняют отверстия и заклепки стягивают соединяемые детали. В результате относительному сдвигу склепанных деталей оказывают сопротивление, как стержни заклепок, так и силы трения, возникающие на поверхности стыка.

Для обеспечения плотности шва иногда выполняют чеканку (пластическое деформирование листов, например, пневматическими молотками) вокруг заклепок и по кромкам листов.

Заклепки поставляются как готовые изделия.

 

 

Область применения заклепочных соединений

 

В настоящее время в связи с бурным развитием сварки заклепочные соединения имеют ограниченное применение (в конструкциях, для которых методы сварки и склеивания еще недостаточно разработаны или малоэффективны, а также в соединениях, работающих при больших вибрационных или ударных нагрузках при высоких требованиях к надежности соединения). Также в соединениях окончательно обработанных деталей, в которых применение сварки недопустимо из-за их коробления при нагреве. Особенно широко употребляются заклёпки для соединения разнородных или нагортованных (подвергнутых холодной деформации) материалов (сталь – алюминиевые сплавы; холоднокатаный лист; соединение металла с неметаллом).

Большой объем клепально-сборочных работ производится при изготовлении летательных аппаратов. Некоторые самолеты имеют более миллиона заклепок. Заклепочные соединения находят применение в подъемно-транспортных машинах, в строительстве железнодорожных мостов, котлостроении и т. п.

 

 

Классификация заклепочных соединений и заклепок

 

Заклепочные швы классифицируют:

-                      по назначению:

-                      прочные (силовые) швы, обеспечивающие прочность соединения, рассчитанные только на восприятие и передачу силовых нагрузок (мостовые и крановые фермы, самолеты и т. д.), 

-                      прочноплотные рассчитанные восприятие силовых нагрузок и герметичность соединения (в котлах и резервуарах с высоким давлением), 

-                      плотные, (герметичные) (обеспечивают герметичность конструкций в резервуарах с невысоким давлением);

-                      по взаимному расположению склепываемых деталей – швы встык с одной или двумя накладками (рис. 1) и швы внахлестку (рис.3);

-                      по числу рядов (для швов встык число рядов учитывается по одну сторону стыка) — однорядные (рис. 3) и многорядные (рис. 4, 5);

-                      по расположению заклепок в рядах  параллельные (рис. 4) и шахматные (рис. 5) швы;

-                      по условиям работы (по числу плоскостей среза) — односрезные швы — с одной плоскостью среза в каждой заклепке (рис. 5) и многосрезные — с несколькими плоскостями среза каждой заклепки (двухсрезные — см. рис. 1; 6).

 

 


            

Рисунок 4 - Стыковое     Рисунок 5 - Нахлесточное двухрядное заклепочное         трехрядное заклепочное

соединение с параллельным           соединение с щахматным швом      односрезным швом

 

 

Основные типы заклепок

 

 

Рисунок 6 – Заклепочное соединение с щахматным двухсрезным швом


Разнообразие заклепочных соединений порождает соответственно большое число разновидностей самих заклепок. Выбор формы закладной головки зависит от назначения заклепочного шва. 

В швах, требующих большой прочности и плотности, применяют заклепки с полукруглой головкой ГОСТ 10299-80, 14797-85 (рис. 7,а).

 

 

а) полукруглая головка; б) потайная головка; в) полупотайная головка; г) бочкообразная головка; д) широкая головка; е) трубчатая заклепка; ж) взрывная заклепка

Рисунок 7 - Основные типы заклепок

 

Заклепки с потайной или полупотайной головкой ГОСТ 10300-80, 14798-85 (рис. 7, б, в) используют в том случае, когда выступающие закладные головки заклепок мешают перемещению каких-либо деталей или в случае больших гидродинамических и аэродинамических сопротивлений (в судостроении и самолетостроении).

Заклепки с бочкообразной головкой (рис. 7, г) применяют там, где они омываются горячими газами, в топках парового котла и т.п.; в процессе эксплуатации головки обгорают и приобретают полукруглую форму, сохраняя необходимую прочность.

Заклепки с широкой головкой (рис. 7, д) применяют для соединения тонколистовых (до 1,5 мм) материалов.

Трубчатые заклепки (пистоны) ГОСТ 12638-80, 12640-80 (рис. 7, е) - в слабонагруженных металлических соединениях, а также в соединениях неметаллических материалов (фибра и др.). Трубчатые заклёпки применяются также для того, чтобы использовать их отверстие в заклёпочном соединении для пропуска электрических проводников, крепёжных или других деталей. Полупустотелые заклёпки применяются в тех случаях, когда нежелательно или недопустимо заклёпочные соединения подвергать ударам.

В случае невозможности образования замыкающей головки обычными способами (в труднодоступных - «узких» местах) применяют взрывные заклепки (рис. 7, ж).

Большая часть типоразмеров заклёпок стандартизована. Обозначение заклёпки в конструкторской документации обычно включает номер стандарта, диаметр стержня и длину тела заклёпки, выбираемую из ряда нормальных линейных размеров с учётом запаса длины на формирование замыкающей головки.

 

 

Материалы

 

В качестве склепываемых материалов могут быть углеродистые и легированные стали, цветные металлы и их сплавы, неметаллические материалы, применяемые в общем машиностроении. Заклепки изготовляют из низкоуглеродистых сталей Ст2, СтЗ, Ст2кп, СтЗкп, 10, 15, Юкп, 15кп, легированной стали 12Х18Н9Т, меди МЗ, латуни JT63, алюминиевых сплавов АД1, Д18, АМг5 и др. Материал заклёпки должен быть достаточно пластичным.

К материалу заклепки предъявляются требования:

1.                   Высокая пластичность для облегчения процесса клепки.

2.                   Одинаковый коэффициент температурного расширения с материалом деталей во избежание дополнительных температурных напряжений в соединении при колебаниях температуры.

3.                   Однородность с материалом склепываемых деталей для предотвращения появления гальванических токов, сильно разрушающих соединения.

При выборе материала заклепок должно быть такое сочетание материалов, которое бы исключало образование гальванических пар и гальванических токов в соединении. Во избежание химической коррозии в соединениях заклёпки ставят из того же материала, что и соединяемые детали. Для стальных деталей применяют только стальные заклепки, для дюралюминиевых – алюминиевые, для медных – медные.

 

 

             

Расчет заклепочных швов и проверка прочности соединяемых деталей

 

Расчет заклепочного шва заключается в определении диаметра и числа заклепок, шага заклепочного шва, расстояния заклепок до края соединяемой детали и расстояния между рядами заклепок.

После клепки шва соединенные детали оказываются сжатыми заклепками. При этом заклепки работают на растяжение, а между соединенными деталями возникают силы трения. Для отсутствия сдвига деталей и, следовательно, обеспечения необходимой герметичности при работе прочноплотного заклепочного шва силы, действующие на соединенные детали, должны целиком восприниматься силами трения. Так как при проектировочном расчете прочноплотного шва силу, растягивающую заклепку и одновременно сжимающую соединенные детали, а соответственно и силу трения, возникающую между этими деталями, определить невозможно, то заклепки прочноплотных швов условно рассчитывают на срез. При этом расчете герметичность шва обеспечивается выбором соответствующего допускаемого условного напряжения на срез для заклепок. В прочных швах герметичность соединения не требуется, поэтому силы, действующие на соединенные детали, могут быть больше сил трения, развиваемых между ними. Таким образом, при работе прочного шва возможен и допустим сдвиг одной соединяемой детали относительно другой. Поэтому заклепки прочных швов рассчитывают на срез и на смятие.

Методику определения основных соотношений размеров прочных швов рассмотрим на примере однорядного шва внахлестку, нагруженного поперечной силой Fr (рис. 8).

 

 

 

Рисунок 8 - К расчету соединений заклепками

 

Введем обозначения: d3 - диаметр заклепки; d =dз + (0,2 …2) мм – диаметр отверстия под заклепку:

δ1 и δ2 - толщина склепываемых деталей (листов);  δн – толщина накладок;

t - расстояние между заклепками в ряду (или шаг заклепок);

е - расстояние от центра заклепки до края детали (листа); z - число заклепок в ряду.

 

1)                  При расчете на прочность силы трения на стыке деталей не учитывают (принимают, что нагрузка передается только заклепками); считают, что нагрузка между заклепками распределяется равномерно, а диаметр заклепки равен диаметру отверстия

(d3 = d).

2)                  Касательные напряжения среза распределены по поперечным сечениям заклепок равномерно.

3)                  Напряжения смятия в каждой точке поверхности контакта заклепки и стенки отверстия нормальны к этой поверхности и по модулю одинаковы.

4)                  Разгружающее влияния сил трения, действующих на поверхности контакта, не учитывается и считается, что усилие полностью передается заклепками.

В нахлесточных и стыковых соединениях с одной накладкой, называемых односрезными, заклепки работают на срез и изгиб из-за несовпадения плоскостей действия сил Fr, то есть под действием момента M=Fra (рис. 9). Момент возрастает с увеличением толщины листов; он воспринимается стержнем и головками заклепки, вызывая их деформации (сдвиг и изгиб). В результате контактные напряжения σk между листами и стержнем заклепки, уравновешивающие силы Fr, будут неравномерно распределяться по высоте заклепки и в окружном направлении, концентрируясь вблизи стыка листов.

 

Рисунок 9 – К расчету на срез

 

Характер распределения нагрузки по высоте заклепки будет зависеть от соотношения изгибных податливостей головки и стержня. При податливой головке нагрузка по длине соединения распределяется так, что часть изгибающего момента воспринимается головкой. В заклепке с очень податливой головкой последняя не воспринимает изгибающего момента. Изгиб головки вызывает концентрацию напряжений в зоне сопряжения её со стержнем, а также концентрацию контактных напряжений на опорных поверхностях. Это создает угрозу усталостного обрыва головки (опасное сечение показано волнистой линией) и возникновения фреттинг-коррозии и трещин в зонах контакта. Отверстия в соединяемых листах являются источником значительной концентрации напряжения (ασ = σmax/σH = 2÷3 в точке В) и причиной возникновения усталостных трещин и разрушения листов (опасное сечение показано волнистой линией).

Виды разрушения заклепочного соединения:

срез заклепок в плоскости соединения деталей (рис. 8, б);  смятие заклепок и листов (рис. 8, в); 

разрыв листов в сечении I-I, ослабленном отверстиями (рис. 8, г); 

срез кромки листа (в сечении ab и cd) у отверстия под заклепку (рис. 8, д).

 

Расчетные формулы на прочность клепаного соединения имеют следующий вид:

 

1. Прочность заклепок на срез

Диаметр заклепки определяют из условия ее прочности на срез 𝜏ср ≤ [𝜏ср]

Допускаемые напряжения [𝜏ср] назначаются в зависимости от прочностных показателей материала заклёпок и склёпываемого металла, от качества подготовки соединения под клёпку (чистота и точность обработки отверстий, точность их совмещения, прилегание склёпываемых деталей и т.п.), от характера рабочей нагрузки (статическая, отнулевая, знакопеременная), а также от внешних условий, в которых должно работать соединение (температура, агрессивность среды и др.).

В конструкциях из легких сплавов клепку выполняют в холодном состоянии, поэтому сила сжатия соединяемых деталей,  следовательно, и сила трения в заклепочном соединении невелики. Заклепки при этом в основном работают на срез. Допускаемое напряжение в заклепках, МПа определяется формулой (3)  

 

                [𝜏ср]= (0,4...0,5)σт,                                                                                     (3)

 

где       σт - предел текучести материала соединяемых деталей.

Предполагая равномерное распределение осевого усилия между всеми заклепками, условие прочности определяется по формуле (4)

 

                 ,                                                                                    (4)

 

где                         Fr - поперечная сила, действующая на заклепки, Н; 2

- площадь (среза) опасного сечения заклепки, мм2

d - диаметр отверстия под заклепку, мм;  i - число плоскостей среза одной заклепки;  z - число заклепок (задается конструкцией шва);

[𝜏ср] - допускаемое напряжение на срез для заклепок, МПа.  Отсюда условие прочности 

 

                ,                                                                                    (5)

 

где       𝑑з -; диаметр заклепки, мм.

 

По формуле (6) определяем диаметр заклепки, мм

 

                                                                                                                                                       (6)

 , 

 

В соединениях с двумя накладками, соединение может разрушаться путем среза по двум сечениям, совпадающим с плоскостями контакта накладок с соединяемыми деталями. Такие соединения называют иногда двухсрезными. При их расчете принимают, что сила, приходящаяся на одно сечение, вдвое меньше общей силы.

Полученный по формуле (6) размер d3 округляют до ближайшего большего стандартного значения.

Допускаемые напряжения для заклёпок из малоуглеродистой стали, работающих при статической нагрузке можно также принять в соответствии с таблицей 1. Для швов, работающих при пульсирующей нагрузке, допускаемое напряжение должно быть снижено на 10…20%, а для швов, нагруженных знакопеременной (циклической) нагрузкой – на 30…50%.

 

Таблица 1 - Допускаемые напряжения для заклёпок из малоуглеродистой стали, МПа

Вид напряжений

Характер обработки отверстия и материал заклёпки

Пробитое отверстие

Сверлёное отверстие

Стали 10 и 20

Сталь Ст3

Стали 10 и 20

Сталь Ст3

Срез [𝜏ср]

100

240

140

100

Смятие [𝜎см]

240

280

280

320

Разрыв [𝜎р]

120

125

90

70

 

2. Прочность соединения на смятие

Расчет на срез обеспечивает прочность заклепок, но не гарантирует надежность соединения в целом. Если толщина соединяемых элементов (листов) недостаточна, то давления, возникающие между стенками их отверстий и заклепками, получаются недопустимо большими. В результате стенки отверстий обминаются и соединение становится ненадежным (рис. 8,в). Давления, возникающие между поверхностями отверстий и соединительных деталей, принято условно называть напряжениями смятия и обозначать σсм. Заклепочное соединение проверяют на смятие из условия формулы (7): 

 

                 ,                                                                                   (7)

 

где  Асм= d δ,  - условная  площадь смятия, равная площади диаметрального сечения сминаемой части детали, мм2;  d - диаметр отверстия под заклепку, мм;  δ - толщина самой тонкой склепываемой детали, мм;  z - число заклепок; 

[𝜎см] – допускаемое напряжение смятия (таблица 1).

 

3.  Прочность соединяемых деталей на разрыв

Расчет на разрыв листов в сечении I-I, ослабленном отверстиями (рис. 8, г) определяется по формуле (8):

 

                 ,                                                                                 (8)

 

где       𝛿 - меньшая из толщин соединяемых деталей, мм; t - расстояние между заклепками в ряду, мм;  dз - диаметр заклепки, мм;  z - число заклепок; 

𝜎р- допускаемое напряжения на растяжение для соединяемых деталей (таблица 1).

 

4.  Прочность соединяемых деталей на срез

Расчет на срез кромки листа (в сечении ab и cd) у отверстия под заклепку (рис. 8, д) проводится по формуле (9)

 

                ср' ,                                                                          (9)

 

где       e - расстояние от центра заклепки до края детали, мм;

 𝛿 - меньшая из толщин соединяемых деталей, мм;  z - число заклепок;  d – диаметр отверстия под заклепку, мм.

 

Расчет заклепочного шва заключается в определении d3, t и е. Расчет ведется по эмпирическим соотношениям, полученным из условия равнопрочности заклепок и соединяемых листов, с последующей проверкой листов на прочность и уточнением коэффициента прочности шва.

На практике геометрические параметры заклепочного шва (рис. 8) определяют по эмпирическим формулам.

Диаметр заклепок для стальных металлоконструкций  dз=(1,5 …2)δ, толщина накладок δн =0,8 δ (при одной накладке δн =1,25 δ).

В конструкциях из легких сплавов формирование замыкающей головки происходит в холодном состоянии, поэтому силы сжатия соединяемых деталей и силы трения в заклепочном соединении небольшие. В связи с этим заклепки в основном работают на срез. Поэтому рекомендуется рассчитывать диаметр заклепки dз=1,5δ +2 мм.

Минимальный шаг t (мм) размещения заклепок определяется из условия удобства формирования замыкающей головки. Максимальный шаг заклепочного соединения определяется условием плотного соприкосновения листов и зависит от жесткости соединяемых элементов. Обычно он изменяется в пределах t = (3÷6)d3

-          для однорядного шва внахлестку t=3d3 (для двухрядного (t = 4d3); 

-          для однорядного шва с двумя накладками t= 3,5d3 (для двухрядного (t = 6d3). Расстояние от центра заклепки до края детали (мм): для отверстий, полученных сверлением e=1,5d3 ,для продавленных отверстий е = 2d3. Расстояние между рядами заклепок a≥0,6t.

 

Коэффициент прочности шва

 

Отверстия под заклепки снижают прочность соединяемых деталей на растяжение. Число, показывающее во сколько раз прочность на растяжение детали с отверстиями под заклепки меньше прочности на растяжение той же детали без отверстий, называют коэффициентом прочности шва и обозначают буквой φ, определяют по формуле (10):

 

                ,                                                                                                 (10)

 

Коэффициент прочности шва φ всегда меньше единицы. Чем больше значение φ, тем лучше использован материал склепываемых деталей. Значения коэффициента φ зависят от конструкции шва.

Для однорядного шва внахлестку φ = 0,65;

Для двухрядного шва внахлестку φ = 0,75; Для однорядного шва с двумя накладками φ = 0,71; Для двухрядного с двумя накладками φ = 0,84.

Для повышения значения φ уменьшают dз и увеличивают t, т.е. применяют многорядные двухсрезные швы.

 

Рекомендации по конструированию заклепочных швов

 

Заклепки в шве располагают так, чтобы ослабление соединяемых деталей отверстиями было наименьшим.

Во избежание возникновения изгиба соединяемых деталей заклепки по возможности располагают на оси, проходящей через центр тяжести склепываемых деталей или симметрично относительно этой оси (рисунок 10).

 

 

 

Рисунок 10 - Расположение заклепочных швов

 

Не рекомендуется в одном шве применять заклепки разных диаметров.

Для предотвращения поворота соединяемых деталей относительно друг друга число заклепок в шве принимают не менее двух, то есть z > 1.

Следует симметрично располагать плоскости среза относительно линии действия сил, чтобы избежать отрыва головок.

При выборе материала для заклепок необходимо стремиться к тому, чтобы температурные коэффициенты линейного расширения заклепок и соединяемых деталей были равными или близкими.

Особую опасность представляет сочетание разнородных материалов, которые способны образовать гальванические пары. Гальванические токи быстро разрушают соединение.

Отверстия под заклепки в соединяемых деталях следует обрабатывать одновременно. Несовпадение отверстий резко ослабляет соединение.

Следует избегать расположения заклепок в узких местах. Вокруг заклепок должно быть оставлено место, достаточное для подвода инструмента. Расстояние от оси заклепки до ближайших вертикальных стенок и других элементов конструкции, мешающих подводу клепального инструмента, должно быть: не менее l = (2,0...2,5)d при пневматической клепке и l= (1,5... 2,0)d при гидравлической клепке.

 

             

Приложение А 

(обязательное) 

Задачи для самостоятельного решения

 

 

-   Дано: d=6 мм, количество заклепок z=5, F=104 Н; обработка отверстия – продавливание, материал – сталь 2. Определить прочность соединения на срез. Дать оценку конструкции.

 

 

-   Определить силу F, которую может передавать соединение из условия его прочности на сжатие. Дано: d=10 мм,   количество заклепок z=4; обработка отверстия – сверление, материал – сталь 2.

 

 

-   Определить прочность соединения на смятие. Дать оценку конструкции. Дано: d=4 мм,   количество заклепок z=10, F=104 Н; обработка отверстия - продавливание, материал – сталь 2.

 

 

-   Определить минимальное значение толщины листа  из условия прочности соединения на сжатие. Дано: d=4 мм, количество заклепок z=6, F=104 Н; обработка отверстия - сверление, материал – сталь 2.

 

 

-   Определить коэффициент прочности      заклепочного соединения.   Дано: d=3  количество заклепок z=10, F=103 Н, шаг t=10 мм,  

 

 

-   Определить число заклепок. Дано: d=5 мм, δ=4 мм, шаг t=12 мм, коэффициент прочности заклепочного соединения φ = 300 

 

 

-   Определить прочность соединения на смятие. Дано: d=6 мм,  количество заклепок z=10, F=104; обработка отверстия – сверление, материал – сталь 2.

 

 

-   Определить необходимое количество заклепок из условия прочности на смятие. Дано: d=5  F=10 Н; обработка отверстия – продавливание, материал – сталь 3.

 

 

-   Определить необходимый диаметр заклепок из условия прочности на сжатие. Дано:  количество заклепок z=4, F=104 Н; обработка отверстия – продавливание,

материал – сталь 2.

 

 

-   Дано: d=5 мм, δ=4 мм, количество заклепок n=10, F=104 Н, коэффициент прочности  Определить шаг t в соединении деталей.

 

-   Дано: d=6 мм, δ= 3 мм, количество заклепок z=4, шаг t=20 мм, коэффициент прочности заклепочного соединения . Определить силу F, передаваемую соединением.

 

 

-   Определить прочность соединения на срез. Дано: d=6 мм, F=104 Н; количество заклепок z=3; обработка отверстия – сверление, материал – сталь 2.

 

 

-   Определить число заклепок из условия прочности соединения на срез. Дано: d=3 мм, F=104 Н, обработка отверстия – сверление, материал – сталь 3.

 

 

-   Определить силу F, которую может передавать соединение из условия прочности на срез. Дано: d=5 мм, количество заклепок z=4; обработка отверстия – сверление, материал – сталь

2.

 

 

-   Определить диаметр заклепки. Дано: количество заклепок z=10, F=104 Н; обработка отверстия – сверление, материал – сталь 3.

 

 

           

Приложение Б  (обязательное) Задачи к контрольным работам

 

 

Задача 1  

Элемент стальной конструкции, несущей сжимающую нагрузку Р, выполнен из двух полос сечением в х h, соединен встык с двумя накладками (таблица Б.1). Материал полос – сталь Ст.3, заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленные. Число заклепок z, диаметр d. Проверить прочность соединения.

 

Таблица Б.1 - Исходные данные для задачи 1

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

в, мм

120

140

160

180

200

210

240

230

255

230

h, мм

5

5

5

6

6

6

8

8

8

8

Р, кН

40

50

60

60

65

70

70

70

60

80

d, мм

8

8

10

10

10

12

12

16

15

17

 

 

Задача 2

Определить диаметр и количество заклепок в соединении встык с двумя накладками (рисунок Б.1), а также проверить прочность полос на растяжение по ослабленному сечению, если нагрузка F (таблица Б.2) приложена статически. Полосы и накладки изготовлены из стали Ст 3, заклепки - из стали Ст 2 , отверстия сверленые.

 

 

 

Рисунок Б.1 - Заклепочное соединение встык с двумя накладками

 

Таблица Б.2 - Исходные данные для задачи 2

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

25

40

50

60

30

50

80

50

90

90

b, мм

150

200

160

200

120

140

200

220

200

320

l, мм

150

180

200

250

200

400

300

250

240

300

, мм

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

 

 

             

Задача 3

Рассчитать заклепки, изготовленные из стали Ст2, крепящие скобы A к косынке B и косынку со швеллером C. Все детали соединений выполнены из стали Ст3. Сила, действующая на блок, 2F (рисунок Б.2). Толщина листов скобы и косынки δ (таблица Б.3).

 

Рисунок Б.2 - Заклепочное соединение косынки со швеллером

 

Таблица Б.3 - Исходные данные для задачи 3

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

25

20

25

30

15

30

35

25

20

45

5

6,5

8

10

12

14

16

18

20

22

, мм

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

 

 

Задача 4

Рассчитать заклепочное соединение: определить число и диаметр заклепок, соединяющих косынку 1 со швеллерной балкой 2; высоту косынки а (рисунок Б.3). Материал косынки, швеллера и заклепок - сталь Ст3. Данные для расчета приведены в таблице Б.4.

 

Рисунок Б.3 - Заклепочное соединение косынки со швеллером

 

Таблица Б.4 - Исходные данные для задачи 4

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

35

30

25

20

15

25

30

35

20

40

10

12

14

16

18

20

22

24

27

30

l, мм

500

450

400

600

650

500

550

700

650

600

b, мм

34

44

56

60

70

80

90

110

130

160

, мм

4,0

4,0

5,0

5,0

6,0

6,0

7,0

7,0

8,0

8,0

Задача 5

Определить диаметр и число заклепок, крепящих равнобокий уголок № к косынке толщиной δ, а также указать размещение заклепок, если уголок воспринимает усилие F, действующее по оси симметрии соединения (рисунок Б.4, таблица Б.5). Материал уголка, косынки и заклепок - сталь Ст3, отверстия сверленые. Проверить также напряжение в уголке по ослабленному сечению.

 

 

 

Рисунок Б.4 - Заклепочное соединение косынки с уголком

 

Таблица Б.5 - Исходные данные для задачи 5

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

25

20

35

50

15

30

40

25

20

45

№ уголка

4,5

5

5,6

6,3

7,5

8

9

10

11

12,5

, мм

4

4

6

6

8

8

10

10

12

12

 

 

Задача 6

Элемент стальной конструкции, несущий растягивающую нагрузку Р, выполнен из двух полос сечением в х h, соединенных заклепками внахлестку (рисунок Б.5, таблица Б.6). Число заклепок z. Проверить прочность соединения. Материал полос – сталь Ст.3, заклепок

– сталь Ст.2. Отверстия сверленные, расположение заклепок  - шахматное.

 

 

 

Рисунок Б.5 - Заклепочное соединение

 

Таблица Б.6 - Исходные данные для задачи 6

 

Варианты

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

100

120

80

80

160

140

60

70

70

50

в х h, мм

160х8

180х8

150х6

150х7

150х9

120х6

130х6

120х6

120х8

100х6

z, шт.

5

6

6

5

7

7

6

6

5

5

Задача 7

Элемент стальной конструкции, несущий растягивающую нагрузку Р, выполнен из двух полос сечением в х h, соединенных заклепками внахлестку (рисунок Б.6, таблица Б.7). Число заклепок z, расположение рядное: по три заклепки в ряд. Проверить прочность соединения. Материал полос – сталь Ст.3, заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленные.

 

Рисунок Б.6 - Заклепочное соединение

 

Таблица Б.7 - Исходные данные для задачи 7

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

240

250

250

150

180

300

180

320

250

200

b х h, мм

310х6

280х8

320х7

220х6

240х7

300х9

270х8

150х10

250х10

250х9

z, шт.

15

9

12

9

9

9

12

12

6

6

 

 

Задача 8

Косынка крепится к швеллеру заклепочным швом (рисунок Б.7, таблица Б.8). Проверить прочность заклепочного соединения. Материал заклепок сталь Ст.0.

 

Рисунок Б.7 - Заклепочное соединение косынки к швеллеру

 

Таблица Б.8 - Исходные данные для задачи 8

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

8

9

10

12

15

20

5

6

13

18

d, мм

10

12

15

16

20

25

8

10

18

22

t, мм

50

60

75

80

100

125

40

60

90

110

l, мм

300

250

300

250

200

180

200

300

350

350

δ, мм

5

6

5

8

8

10

5

6

12

16

№ швеллера

10

12

14

14

16

16

16

10

8

20

 

 

Задача 9

Косынка крепится к швеллеру №10 заклепочным швом (рисунок Б.8, таблица Б.9). Число заклепок z=4. Диаметр заклепок d. Материал заклепок – сталь Ст.2. Проверить прочность соединения.

 

  

 

Рисунок Б.8 - Заклепочное соединение косынки к швеллеру

 

Таблица Б.9 - Исходные данные для задачи 9

 

 

 

 

 

Вариант

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

d, мм

8

10

10

12

14

14

16

16

20

20

t, мм

40

50

60

60

70

70

90

90

100

120

l, мм

200

300

350

350

300

350

300

350

350

250

δ, мм

5

5

6

8

8

10

10

12

16

16

α, град

20

30

35

40

30

45

50

60

30

55

 

 

Задача 10  

Косынка крепится к швеллеру заклепочным швом (рис.Б.10, таблица Б.10). Определить диаметр заклепок. Материал заклепок – сталь Ст.3. Отверстия сверленые. Толщина косынки δ равна толщине полки швеллера.

 

 

 

Рисунок Б.9 - Заклепочное соединение косынки к швеллеру

 

Таблица Б.10 - Исходные данные для задачи 10

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

α, град

20

30

30

20

45

60

30

25

30

45

l, мм

300

300

250

200

250

300

350

300

250

200

t, мм

40

60

80

80

90

110

150

160

180

190

№ швеллера

8

10

12

14

16

18

20

20

22

24

 

 

Задача 11

Косынка крепится к швеллеру заклепочным швом (рисунок Б.10, таблица Б.11). Определить число и диаметр заклепок, размеры швеллера и косынки. Материал деталей – сталь Ст.3. Отверстия сверленные.

 

 

 

Рисунок Б.10 - Заклепочное соединение косынки к швеллеру

 

Таблица Б.11 -  Исходные данные для задачи 11

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Q, кН

50

80

100

120

140

180

200

220

260

300

δ, мм

4

5

4

5

6

6

8

8

10

10

 

 

Задача 12.

Венец зубчатого колеса крепится к ступице заклепочным швом (рисунок Б.11, таблица Б.12). Определить диаметр и число заклепок. Материал колеса Сталь 45. Материал заклепок сталь Ст.0. Отверстия сверленые. Крутящий момент, передаваемый колесом, М, нм.

 

 

Рисунок Б.11 - Заклепочное соединение венца к ступице зубчатого колеса

 

Таблица Б.12 - Исходные данные для задачи 12

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

М, нм

400

600

800

1000

1200

500

1400

1600

1800

900

d, мм

150

180

200

220

240

130

250

280

300

250

d1, мм

200

260

280

200

320

200

350

150

400

350

δ, мм

5

6

5

8

8

10

10

15

15

8

 

 

Задача 13  

Тормозная стальная лента крепится к рычагу заклепочным швом (рисунок Б.12, таблица Б.13). Определить число и диаметр заклепок. Шкив чугунный. Материал заклепок сталь Ст.3. Ширина ленты В=200 мм, толщина ленты δ=1 мм.

 

 

 

Рисунок Б.12 - Заклепочное крепление тормозной ленты к рычагу

 

Таблица Б.13 - Исходные данные для задачи 13

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

D, мм

150

200

170

180

220

250

280

300

320

350

Q, кН

0,05

0,08

0,1

0,12

0,13

0,14

0,04

0,06

0,1

0,06

l1, мм

150

180

170

160

200

230

280

300

320

300

l2, мм

300

400

350

350

380

400

400

450

480

500

α, град

180

200

180

200

220

190

220

200

190

210

 

 

Задача 14  

Стальная штанга соединена с деревянным бруском заклепочным швом (рисунок Б.13, таблица Б.14). Определить диаметр и число заклепок. Допускаемое напряжение на смятие для дерева []=60 МПа.

 

 

 

Рисунок Б.13 - Заклепочное соединение стальной штанги с деревянным бруском

 

Таблица Б.14 - Исходные данные для задачи 14

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

10

15

25

20

25

30

33

36

40

50

δ, мм

3

3

3,5

3

4

4

5

5

5

6

l, мм

40

30

40

50

40

50

30

40

45

50

 

 

Задача 15

Проверить прочность заклепочного соединения (рисунок Б.14, таблица Б.15). Материал листов и заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленые.

 

 

 

Рисунок Б.14 - Заклепочное соединение

 

Таблица Б.15 - Исходные данные для задачи 15

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Q, кН

9

4

5

6

7

8

1

2

1,5

3,5

l, мм

300

350

400

300

250

300

400

350

350

300

a, мм

100

150

200

250

300

200

100

150

200

150

δ, мм

5

5

6

8

8

6

5

5

8

10

d, мм

8

8

10

10

12

12

12

15

16

12

 

 

Задача 16.

Проверить прочность заклепочного соединения (рис.Б.15, таблица Б.16). Материал листов и заклепок – сталь Ст.2. Отверстия продавленные.

 

 

 

Рисунок Б.15 - Заклепочное соединение

 

Таблица Б16 - Исходные данные для задачи 16

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

3

4

5

6

7

8

1

2

1,5

2,5

l, мм

300

350

400

300

250

300

400

350

350

300

a, мм

100

150

200

150

200

180

150

100

150

100

δ, мм

5

5

4

6

6

6

8

8

6

10

d, мм

8

8

10

10

12

12

15

12

14

12

 

 

Задача 17  

Элемент стальной конструкции, несущей растягивающую нагрузку Р, выполнен из двух полос сечением в х h, соединен заклепками внахлестку (таблица Б.17). Определить число заклепок и минимальные габариты заклепочного шва. Материал полос – сталь Ст.3, заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленные.

 

Таблица Б.17 - Исходные данные для задачи 17

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

в х h, мм

100х3

120х5

140х5

125х6

140х6

160х6

180х6

200х6

170х7

200х7

 

 

Задача 18  

Элемент стальной конструкции, несущей сжимающую нагрузку Р, выполнен из двух полос сечением в х h, соединен заклепками встык с одной накладкой (таблица Б.18). Определить число заклепок и размеры накладки. Материал полос – сталь Ст.3, заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленные.

 

Таблица Б.18 - Исходные данные для задачи 18

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р, кН

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

в х h, мм

140х5

160х5

180х5

160х6

180х6

200х6

200х7

180х8

200х8

220х8

 

 

Задача 19  

Элемент стальной конструкции, несущей растягивающую нагрузку Р, выполнен из двух полос сечением в х h, соединен заклепками внахлестку (таблица Б.19). Число заклепок z, диаметр заклепок d. Материал полос – сталь Ст.3, заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленные. Заклепки расположены в шахматном порядке. Определить нагрузку, которую может выдержать заклепочный шов.

 

Таблица Б.19 - Исходные данные для задачи 19

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

в, мм

150

150

180

180

150

150

200

200

180

200

h, мм

5

6

5

6

7

8

6

7

9

10

z, шт

8

7

10

8

5

5

9

8

7

9

d, мм

10

12

10

17

14

16

12

14

16

18

 

 

Задача 20  

Элемент стальной конструкции, несущей сжимающую нагрузку Р, выполнен из двух полос сечением в х h, соединен встык с двумя накладками (таблица Б.20). Материал полос – сталь Ст.3, заклепок – сталь Ст.2. Отверстия сверленные. Число заклепок z, диаметр d. Проверить прочность соединения.

 

Таблица Б.20 - Исходные данные для задачи 20

 

 

 

 

 

Варианты

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

в, мм

120

140

160

180

200

210

240

230

255

230

h, мм

5

5

5

6

6

6

8

8

8

8

Р, кН

40

50

60

60

65

70

70

70

60

80

d, мм

8

8

10

10

10

12

12

16

15

17

 

 

             

Приложение В (обязательное) Методические указания к решению задач

 

Последовательность расчета заклепочных соединений.

I. Расчет прочных заклепочных швов 

1)                  Определяют диаметр заклепки dз и параметры шва: шаг многорядных швов t и расстояние от оси заклепок до кромок e.

2)                  Допускаемые напряжения. На практике при расчете прочных заклепочных швов силу трения не учитывают, используя более простой расчет по условным напряжениям среза [τ ] СР.

Для заклепок из сталей Ст 0, Ст 2, Ст 3 принимают [τ ] СР = 140 МПа, [σ] СМ = 280… 320 МПа при просверленных отверстиях в соединяемых листах; при изготовлении отверстий продавливанием и при холодной клепке допускаемые напряжения понижают на 20… 30%.

3)                  Максимальную нагрузку на одну заклепку определяют из условия среза.

4)                  Количество заклепок z в шве определяют исходя из приложенной нагрузки. Для исключения возможности поворота соединяемых деталей число заклепок принимают z ≥ 2.

5)                  Разрабатывают конструкцию заклепочного шва (при этом уточняют параметры шва t, e.

6)                  Спроектированный заклепочный шов проверяют на растяжение деталей и на срез детали.

 

Пример  

Рассчитать и сконструировать заклепочное соединение внахлестку двух полос с размерами в сечении b× = 150×6 (рис.Б.1); сила F, действующая на соединение, приложена по оси симметрии листов и равна 80 кН. Материал листов сталь Ст 3, заклепок - сталь Ст 2.

 

 

Рисунок Б.1 - Заклепочное соединение в нахлестку с двумя швами

 

Решение.

1. Расчет ведем для прочного заклепочного соединения.

Определим диаметр заклепок

 

d  = (1,8... 2)·δ = (1,8... 2)·6 = 10,8...12 мм.

 

Примем d =12мм.

             

2.  Определим максимальную нагрузку на одну заклепку из условия среза

 

Fʹ=Ak[τ]ср = 113 *1* 140 = 15820 Н;

 

где:

 

3.  Необходимое число заклепок

 

z=F/Fʹ= 80000/15820 = 5.05

 

Принимаем число заклепок z = 6 .

 

Чтобы уменьшить влияние изгиба на прочность соединения, располагаем заклепки в

2 ряда по 3 в каждом (см. рис. Б.1).

 

4.                   Определим расстояние от оси заклепки до края листа – e и шаг p между заклепками в ряду

 

p = 3 ∙d0 = 3 ∙12 = 36 мм ,  принимаем p = 50 мм e = 2 ∙d0 = 2 ∙12 = 24 мм,  принимаем e = 25 мм.

 

5.                   Проведем проверку по напряжениям смятия

 

,

 

уточнив при этом нагрузку, приходящуюся на одну заклепку F1=F/z=80000/6=13300 H.

 

6.                   Проверим прочность листов по ослабленному заклепками сечению А – А

 

 

 

Условие прочности выполнено.

 

           

Приложение Г (обязательное)  Обозначение на чертежах

 

При выполнении чертежей заклепочного соединения ГОСТ 2.313-82 «Условные изображения и обозначения неразъемных соединений» (таблица Г.1) допускает применять упрощения. Размещение заклепок указывают на чертеже условным знаком «+». Все конструктивные элементы и размеры шва клепаного соединения указывают на чертеже (см.

рисунок Г.1).

 

Таблица Г.1 - Условные изображения соединений, получаемых клепкой (ГОСТ 2.313-82)

Вид соединения

Изображение

Условное обозначение

в сечении

на виде

1. Заклепка с полукруглой головкой и с полукруглой замыкающей головкой

 

 

2. Заклепка с потайной головкой и с полукруглой замыкающей головкой

 

           

 

3. Заклепка с потайной головкой и с потайной замыкающей головкой

 

 

 

4. Заклепка с полупотайной головкой и с потайной замыкающей головкой

 

 

 

5. Заклепка специальная

(вытяжная)

 

 

 

 

Если предмет, изображенный на чертеже, имеет ряд однотипных соединений с заклепками одного типа и с одинаковыми размерами, то заклепки, входящие в соединение, следует показать условно в одном-двух местах каждого соединения, а в остальных – центровыми или осевыми линиями (см. рисунок Г.1).

 

 

Рисунок Г.1 - Условное изображение на чертеже однотипных заклепок

 

Если на чертеже необходимо показать несколько групп заклепок различных типов и размеров, то рекомендуется отмечать одинаковые заклепки одним и тем же условным знаком (рисунок Г.2, а ) или одинаковыми буквами (рисунок Г.2, б).

 

 

                                                 а)                                                                              б)

 

Рисунок Г.2 - Условное изображение на чертеже разнотипных заклепок

 

Условное обозначение заклепки приводят в технических требованиях чертежа или на полке линии-выноски, проведенной непосредственно от изображения заклепки, записью по типу: «Заклепка 2 × 8 ГОСТ 10299–80», которая указывает, что заклепка с полукруглой головкой имеет диаметр стержня d = 2 мм и длину L = 8 мм.

 

           

Приложение Д (обязательное) Тестовые задания  

 

-  Где применяются заклепочные соединения? 1) В корпусах судов

2)  В фермах железнодорожных мостов

3)  В авиастроении

4)  В автомобилестроении

 

-  Покажите на рисунке закладную головку заклепки

 

1)  Поз. 1

2)  Поз. 2

3)  Определить нельзя

 

-  Как называется заклепочный шов, показанный на рисунке?

 

1)  Односрезный, двухрядный, встык с одной накладкой, шахматный

2)  Двусрезный, двухрядный, встык с одной накладкой, шахматный 3) Односрезный, двухрядный, внахлестку, шахматный

4) Односрезный, четырехрядный, встык с одной накладкой, шахматный

5. Односрезный, двухрядный, встык с одной накладкой, параллельный

 

-  Покажите на рисунке заклепку с полупотайной головкой

 

1)  а

2)  б

3)  в

 

-  Выберите материал заклепок для ответственных металлоконструкций мостов

1)  СтЗ

2)  Ст5

3)  40ХН

4)  Д18

 

-  На какой вид деформации рассчитывают заклепку?

1)  На срез, растяжение и сжатие

2)  На срез и смятие

3)  На срез и растяжение

 

-  Холодным способом производят клепку заклепок из…..

1)  меди

2)  алюминиевых сплавов

3)  стали любых диаметров 4) стали диаметром до 10 мм

 

-  Горячим способом производят клепку заклепок из…..

1)  меди

2)  алюминиевых сплавов

3)  стали диаметром до 10 мм 4) стали диаметром боле 10 мм

 

-  Недостатками заклепочных соединений являются…..

1)  ослабление деталей отверстиями

2)  невозможность соединения деталей из несвариваемых материалов

3)  повышенный расход металла 4) высокая стоимость

 

-Пустотелые заклепки применяют…..

1)  в силовых соединениях

2)  в плотных соединениях

3)  для соединения тонких листов и неметаллических деталей

4)  для соединения толстых листов

 

-  Заклепки в соединениях рассчитывают на…..

1)  срез и смятие

2)  сжатие

3)  изгиб 4) кручение

 

-  Диаметр заклепок определяется из условия прочности при…..

1)  срезе

2)  смятии

3)  растяжении

4)  кручении

 

-  Проверочный расчет заклепочного соединения производят из условия прочности при…..

1)  срезе

2)  смятии

3)  растяжении

4)  кручении

 


При увеличении диаметра заклепок в заклепочном соединении в 2 раза прочность соединения по напряжениям среза заклепок…..

1)  увеличивается в 2 раза

2)  увеличивается в 4 раза

3)  уменьшается в 2 раза

4)  уменьшается в 4 раза

 

-  При выборе материала заклепок необходимо…..

1)  чтобы коэффициенты линейного расширения материалов заклепок и соединяемых деталей были близкими друг к другу

2)  чтобы коэффициенты линейного расширения материалов заклепок и соединяемых деталей значительно отличались друг от друга

3)  чтобы материалы заклепок и соединяемых деталей были разнородными 4) чтобы материалы заклепок и соединяемых деталей были однородными

 

-  Более нагруженной является заклепка …..

 

1)  1

2)  2

 

-  Большей нагрузочной способностью из условия прочности при срезе при одинаковом поперечном сечении заклепок обладает конструкция на рисунке…

 

1)  А 2) В

 

-  По какой формуле определяют шаг однорядного шва внахлестку, если известно значение диаметра заклепки?

1)  1,65d3

2)  2,0d3

3)  0,5d3

4)  3d3

5)  6d3

 

-  По каким формулам рассчитывают прочность склепываемых листов в заклепочном шве?

1)     

2)      

3)     

4)     

 

-  От каких параметров зависит коэффициент прочности шва φ?

1)  Толщины листов δ

2)  Диаметра заклепки d3

3)  Шага t

4)  Расстояния между заклепками а

5)  Действующей нагрузки F

 

-  По какой формуле следует рассчитывать число заклепок в шве?

1)    

2)   

 

-  В какой из перечисленных областей применения заклепочные соединения почти полностью вытеснены сваркой?

1)  Соединения деталей, не допускающих нагрева.

2)  Соединения, требующие герметичности.

3)  Соединения неметаллических деталей.

4)  Соединения, работающие в условиях вибрационных нагрузок.

 

-  Какая запись сделана неверно?

1)  Создать прочное заклепочное соединение холодной клепкой.

2)  Создать прочное заклепочное соединение горячей клепкой.

3)  Создать прочноплотное заклепочное соединение холодной клепкой.

4)  Создать прочноплотное заклепочное соединение горячей клепкой.

 

-  Выберите материал заклепки для горячей клепки:

1)  Ст. 3

2)  Ст. 4

3)  Ст. 5 4. Ст. 6

 

-  При одинаковом диаметре и количестве заклепок, какое из соединений имеет большую нагрузочную способность?

1)  Внахлестку

2)  С одной накладкой.

3)  С двумя накладками.

4)  Равноценны.

 

-  Стандартные заклепки отличаются друг от друга по форме головки:

1)  Полукруглая головка.

2)  Потайная.

3)  Полупотайная.

4)  Плоская.

 

Какие заклепки применяют для работы в коррозионных средах?

 

Если прочное заклепочное нахлесточное соединение заменить соединением с одной накладкой (общее число заклепок возросло в два раза), как изменится его нагрузочная способность?

1)  Не изменилась.

2)  Уменьшилась в два раза.

3)  Увеличилась в два раза.

4)  Увеличилась в четыре раза.

 

-  Прочное центрально-нагруженное заклепочное нахлесточное соединение должно передавать сдвигающую силу F=1200Н. Сколько заклепок диаметром 2 мм из ст.0 ([τ]ср=100 МПа) нужно поставить в таком соединении? 1) Две.

2)  Три.

3)  Четыре.

4)  Пять.

 

-  Соединение с одной накладкой заменили соединением с двумя накладками (толщины накладок и детали одинаковые). Как изменится его нагрузочная способность по прочности тела заклепки на смятие?

1)  Уменьшилась в два раза.

2)  Не изменилась.

3)  Увеличилась в два раза.

4)  Увеличилась в четыре раза.

 

-  С точки зрения прочности соединяемых деталей как следует расположить 24 заклепки.

1)  В один ряд (24 шт.).

2)  В два ряда (по 12 шт.).

3)  В три ряда (по 8 шт.).

4)  В четыре ряда (по 6 шт.).

 

-  Что такое коэффициент прочности заклепочного шва?

1)  Отношение площади отверстий под заклепки в опасном сечении детали к площади оставшегося сечения.

2)  Отношение площади отверстий под заклепки к площади всего сечения.

3)  Отношение площади оставшегося сечения к площади всего сечения.

4)  Отношение площади всего сечения к площади оставшегося сечения.

 

-  Достоинством заклепочных соединений по сравнению со сварными является …

1)  способность выдерживать долговременные вибрационные нагрузки

2)  существенная экономия металла

3)  низкая трудоемкость процесса изготовления

4)  разъемность соединения

 

-  Заклепочным называют ... соединение, образованное с применением специальных закладных деталей - заклепок:

1)  разъемное подвижное 

2)  неразъемное подвижное 

3)  неразъемное неподвижное 

4)  разъемное неподвижное 

5)  разъемное условно подвижное 

 


Заклёпочные соединения применяют для ...

1)  обеспечения неподвижности деталей

2)  повышения прочности

3)  облегчения сборки разборки

4)  экономии материалов

 

-  Основным недостатком прочных заклепочных соединений является …

1)  высокая стоимость изготовления

2)  требование пониженной шероховатости поверхностей соединяемых деталей

3)  требование повышенной точности установки соединяемых деталей

4)  неспособность выдерживать долговременные вибрационные нагрузки

 

-  Из приведенных ниже утверждений выберите являющееся достоинством заклепочных соединений:

1)  высокий расход металла на образование соединения

2)  высокая трудоемкость, а значит, и стоимость соединения

3)  ослабление прочности соединяемых деталей отверстиями под заклепки

4)  могут использоваться для соединения разнородных материалов

5)  нарушение плотности швов в процессе эксплуатации

 

-  В заклепочном соединении прочность заклепки проверяется по напряжениям:

1)  на срез

2)  на смятие

 

-  В заклепочном соединении прочность соединяемых листов проверяют:

1)  на срез

2)  на смятие

 

-  На какой вид деформации рассчитывают заклепку?

1)  Срез, растяжение и сжатие

2)  Срез, смятие

3)  Срез, растяжение

 

-  Заклепки для заклепочных соединений стараются изготовить из:

1)  стали

2)  меди

3)  бронзы

4)  того же материала, что и соединяемые детали

 

-  Поставленную заклепку рассчитывают на:

1)  срез

2)  изгиб

3)  кручение

4)  растяжение

 

Основным критерием работоспособности заклепочных соединений является:

1)  прочность

2)  жесткость

3)  виброустойчивость

4)  износостойкость

5)  устойчивость

 

По функциональному назначению заклепочные соединения бывают:

1)  плотные

2)  неплотные

3)  прочные

4)  прочно-плотные

5)  прочно-неплотные

6)  прочно-жесткие

 

-  Число деталей в заклепочном соединении не может быть меньше:

1)  2

2)  3

3)  4

4)  5

5)  1

 

-  Головка заклепки, изготавливаемая одновременно со стержнем, называется …

1)  замыкающей

2)  закладной

3)  поддерживающей

4)  установочной

 

-  Головка заклепки, получающаяся в процессе клепки, называется …

1)  замыкающей

2)  закладной

3)  поддерживающей

4)  обжимной

 

-  Для обеспечения герметичности прочноплотных заклепочных швов выполняют…

1)  нагрев и обжатие соединяемых листов

2)  нанесение на соприкасающиеся поверхности деталей слоя герметика

3)  подчеканку кромок соединяемых листов

4)  покраску соединения

 

-  Расстояние между заклепками по длине заклепочного шва носит название …

1)  заклепочный интервал

2)  ход заклепочного шва

3)  шаг заклепочного шва

4)  период заклепочного шва

 

-  Ошибки, допущенные при конструировании заклепочного соединения, могут привести:

1)  к срезу заклепок по сечению в плоскости стыков

2)  разрыву соединяемых листов по ослабленному заклепками сечению

3)  разрыву заклепок вдоль оси стержня заклепок

4)  срезу замыкающих головок заклепок

5)  смятию боковых поверхностей стержня заклепок

 

-  К материалу заклепок предъявляются следующие требования:

1)  должен быть непластичным

2)  должен быть пластичным

3)  должен совпадать по наименованию с материалом соединяемых деталей

4)  прочность материала заклепок должна быть выше прочности соединяемых деталей

5)  в качестве материала заклепок используют только стали

 

-  Если заклепочное соединение заменить сварным, это приведет к:

1)  снижению массы изделия за счет отсутствия накладок

2)  снижению массы изделия за счет отсутствия заклепок

3)  снижению массы изделия за счет отсутствия заклепок и накладок

4)  повышению стоимости изделия

5)  повышению способности соединения сопротивляться ударным и вибрационным нагрузкам

 

-  При проектировании заклепочных соединений диаметр заклепки определяют в зависимости от:

1)  толщины соединяемых деталей

2)  значения приложенной нагрузки к соединяемым деталям

3)  результатов проектного расчета на смятие стержня заклепок

4)  результата проектного расчета на срез стержня заклепок

5)  нет правильного варианта ответа

 

-  Какие действия можно предпринять, если не выполняется условие прочности на смятие при проектировании заклепочных соединений:

1)  назначить более прочный материал для заклепок

2)  назначить более прочный материал для соединяемых деталей

3)  увеличить число рядов заклепок

4)  повысить прочность заклепок их термической обработкой

5)  увеличить шаг заклепок

 

-  На рисунке приведена заклепка:

 

1)  с потайной головкой

2)  полупотайной головкой 3) полукруглой головкой

4)  цилиндрической головкой

5)  это не заклепка, это штифт

 

-  На рисунке показано ... соединение:

 


1)  однорядное стыковое

2)  двухрядное нахлесточное

3)  однорядное нахлесточное

4)  двухрядное стыковое

5)  штифтовое

 

-  На рисунке приведены крепежные детали. Какие детали являются заклепками:

 

1)  1, 2, 3

2)  1 и 3

3)  1, 3, 4, 5

4)  1 и 2

5)  1, 3, 5

 

-  Изображенный на рисунке заклепочный шов носит название…

 

1)  нахлесточный многорядный

2)  стыковой однорядный

3)  нахлесточный однорядный

4)  стыковой с одной накладкой однорядный

 

Изображенный на рисунке заклепочный шов носит название…

 

1)  нахлесточный многорядный

2)  стыковой однорядный

3)  нахлесточный однорядный

4)  нахлесточный двухрядный

 

-  Изображенный на рисунке заклепочный шов носит название…

 

1)  нахлесточный многорядный

2)  стыковой однорядный

3)  нахлесточный однорядный

4)  нахлесточный двухрядный

 

Изображенный на рисунке заклепочный шов носит название…

 

1)  нахлесточный многорядный

2)  стыковой с одной накладкой однорядный

3)  нахлесточный однорядный

4)  нахлесточный двухрядный

 

-  Изображенный на рисунке заклепочный шов носит название …

 

1)  стыковой с двумя накладками однорядный

2)  стыковой с одной накладкой однорядный

3)  стыковой с двумя накладками двухрядный

4)  нахлесточный двухрядный

 

Изображенный на рисунке заклепочный шов носит название …

 

1)  стыковой с двумя накладками однорядный

2)  стыковой с одной накладкой двухрядный

3)  стыковой с двумя накладками двухрядный

4)  нахлесточный двухрядный

 

-  В однорядном односрезном         нахлесточном           заклепочном             шве с диаметром поставленной заклепки dз шаг заклепочного шва следует принять равным…

1)  2dз

2)  3dз

3)  4dз

4)  6dз

 

-  В       двухрядном   односрезном нахлесточном заклепочном           шве     с          диаметром поставленной заклепки dз шаг заклепочного шва следует принять равным…

1)  2dз

2)  3dз

3)  4dз

4)  6d3

 

-  В однорядном односрезном нахлесточном заклепочном шве толщина соединяемых деталей равна δ. Диаметр поставленной заклепки d0 следует принять равным…

1)  δ

2)  1,5δ

3) 

4) 

 

Для изображенного на рисунке заклепочного шва должно выполняться условие…

 

1)

2)

3)

4) 

 

-  Для изображенного на рисунке заклепочного шва (δ1< δ2) число заклепок из условия прочности равно …

 

1)

1)

3)

4) 

 

-  Для изображенного на рисунке заклепочного шва должно выполняться условие…

 

1) 

2)


3)  

4)  

 

-  Для изображенного на рисунке заклепочного шва условие прочности на срез имеет вид…

 

 

1)  

2)

3) 

4)

 

-  Конструкция, изображенная на рисунке, состоит из косынки и двух уголков. Сила, приложенная к уголкам, F=80 кН, толщина косынки и полок уголков δ=8 мм. Диаметр поставленной заклепки dз=16мм. Материал деталей соединения – сталь Ст3

([τс]=140 МПа, [σсм]=320 МПа). Требуемое число заклепок z равно…

 

1)  2

2)  3

3)  4

4)  5

 

Конструкция, изображенная на рисунке, состоит из косынки и двух уголков. Момент, приложенный к уголкам, М=5 кН∙м, толщина косынки δ=8 мм, шаг заклепочного шва p=48 мм. Сила, действующая на наиболее нагруженную заклепку, равна…

 

1)  104166 Н

2)  52083 Н

3)  40000 Н

4)  10417 Н

 

-  В конструкции, изображенной на рисунке, сила F=100 кН, толщины косынки B и стенки швеллера С равны 8 мм. Диаметр поставленных заклепок dз=16мм. Материал деталей соединения – сталь Ст3 ([τс]=140 МПа, [σсм]=320 МПа). Требуемое число заклепок в двухрядном нахлесточном шве с рядовым расположением заклепок, крепящих косынку В к швеллеру С, равно…

 

1)  5

2)  6

3)  7

4)  8

 

В изображенной на рисунке конструкции сила F=100 кН, толщины косынки B и скоб А равны 8 мм. Диаметр поставленной заклепки dз=16мм. Материал деталей соединения – сталь Ст3 ([τс]=140 МПа, [σсм]=320 МПа). Требуемое число заклепок в однорядном шве, крепящем скобы А к косынке В, равно…

 

1)  2

2)  3

3)  4

4)  5

 

-  Для соединения заклепками детали располагают …

1)  перпендикулярно

2)  наложением одной на другую

3)  встык без накладок

4)  наложением одной на другую с прокладкой

 

-  При формировании замыкающей головки заклепки удары наносить ...

1)  через обжимку по стержню

2)  по соединяемым деталям

3)  непосредственно по стержню

4)  оперев стержень по закладной головке

 

-  Диаметр заклепки выбирают в зависимости от …

1)  числа заклепок

2)  толщины соединяемых деталей с увеличением в 1,2-2 раза 3) длины соединения

4) толщины соединяемых деталей с уменьшением в 1,2-2 раза

 

-  Рекомендуемый диапазон шага t установки заклёпок диаметром составляет … 1) (3…5)dз 2) (5…10) 3) /2 4) (1…2)

 

Для формирования замыкающей головки заклёпки диаметром её стержень должен выступать над поверхностью детали на длину .

1)  (2…3)dз

2)  (1,4…1,7)dз

3)  (0,5…0,6)dз

4)  (0,7…1,0)dз

 

-  Внутренний диаметр работающего под давлением p0=0,5МПа цилиндрического сосуда           равен D=600мм.       Допускаемый           коэффициент            прочности     продольного однорядного заклепочного шва [φ]=0,6. Материал деталей соединения – сталь Ст3 ([σр]=160 МПа). Добавка на коррозию металла ∆=3мм. Допускаемая минимальная толщина стенки цилиндрического сосуда равна …

1)  4 мм

2)  5 мм

3)  6 мм

4)  7 мм

 

-  В прочноплотном k-срезном заклепочном шве, соединяющем листы толщиной δ, проверку прочности заклепки диаметра dз, нагруженной поперечной силой F, выполняют по формуле 

1)

2) 

3)

4)

 

-  Расчетные напряжения смятия, действующие на стержень заклепки, в однорядном нахлесточном соединении, нагруженном растягивающей силой, составляют 80 МПа. Если число заклепок удвоить, чему будут равны значения напряжений смятия:

1)  40 МПа

2)  160 МПа

3)  80 МПа

4)  320 Мпа 5) 20 МПа

 

-  Расчетные напряжения среза, действующие на стержень заклепки, в однорядном стыковом соединении с одной накладкой, нагруженном растягивающей силой, составляют 30 МПа. Если число накладок удвоить, чему будут равны значения напряжений среза:

1)  30 МПа

2)  15 МПа

3)  60 МПа

4)  90 МПа 5) 120 МПа На рисунке показан фрагмент заклепочного соединения. К пластинам приложена сила F = 20 кН. Диаметр заклепок 8 мм, диаметр отверстий под заклепку 8,2 мм. Найти напряжения среза, действующие на заклепку:

 

1)  94,7 МПа

2)  99,5 МПа

3)  199 МПа

4)  189,4 МПа

5)  112,3 МПа

 

-  Приведенное заклепочное соединение:

 

1)  двухрядное стыковое

2)  однорядное стыковое

3)  двухрядное нахлесточное

4)  однорядное нахлесточное

5)  четырехрядное нахлесточное

 

На рисунке показан фрагмент заклепочного соединения. К пластинам приложена сила F = 20 кН. Диаметр заклепок 8 мм, диаметр отверстий под заклепку 8,2 мм. Найдите напряжения смятия, действующие на заклепку:

 

1)  304,9 МПа

2)  152,4 МПа

3)  609,8 МПа

4)  76,2 МПа 5) 101,6 МПа

 

             


Приложение Е  (обязательное) Экзаменационные вопросы

 

1.      Что понимают под неразъемным соединением?

2.      Каковы достоинства и  недостатки клепаных соединений? Область их применения.

3.      Как образуется клепаное соединение? Типы клепаных соединений.

4.      Какие конструкции швов применяют для увеличения коэффициента φ?

5.      Как рассчитывают заклепочное соединение?

6.      Особенности конструкции заклепочных соединений ферм?

7.      Что такое коэффициент φ прочности клепаного соединения? Какие типы соединений применяют для увеличения коэффициента φ?

8.      Почему за расчетный диаметр заклепки принимают диаметр отверстия d0.

9.      Где и когда применяются заклёпочные соединения?

10.  Каковы критерии прочностного расчёта заклёпок?

11.  Перечислите достоинства и недостатки заклепочных соединений. Кратко обоснуйте перечисленные недостатки.

12.  Охарактеризуйте область применения заклепочных соединений.

13.  Какие требования следует предъявлять к материалам заклепок?

14.  По каким напряжениям рассчитывают заклепки прочных швов?

15.  Какое состояние называется растяжением (сжатием)?

16.  Какова формула для определения нормальных напряжений при растяжении (сжатии)?

17.  Как распределяются нормальные напряжения при растяжении-сжатии по сечению?

18.  Какое напряжение называется допускаемым?

19.  Какое напряжение называется опасным?

20.  Что показывает коэффициент запаса прочности?

21.  Какой вид имеет условие прочности при растяжении (сжатии)?

22.  Какие задачи решаются по условию прочности при растяжении (сжатии)?

23.  Какое состояние называется срезом?

24.  Какой вид имеет условие прочности при срезе?

25.  Какие задачи решаются по условию прочности при срезе?

26.  Как рассчитывается необходимое число заклепок из условии прочности на срез?

27.  Какое состояние называется смятием?

28.  Какой вид имеет условие прочности при смятии?

29.  Какие задачи решаются по условию прочности при смятии?

30.  Как рассчитывается необходимое число заклепок из условии прочности на смятие?

31.  Как рассчитывается толщина фасонного листа из условия прочности на смятие?

32.  Какие бывают виды заклепочных соединений?

33.  Какие допущения принимаются при расчетах на срез и смятие?

34.  Как определить ширину фасонного листа?

             

Приложение Ж  (справочное)

 

Таблица Ж.1 -Рекомендуемые диаметры заклепок в зависимости от толщины листов, мм

 

 

 

 

Из стали

 

 

s

до 1,5

1,5…2

2,5...3

3,5...4,5

5...6

7...9

d

4

6

8

10

13

16

s

10...12

13...17

18...22

23...28

29...31

≥32

d

19

22

25

28

31

34

 

 

Таблица Ж.2 - Рекомендуемые диаметры заклепок в зависимости от толщины листов, мм

 

Из алюминиевых сплавов

smin

d

smin

d

рекомендуемое

допускаемое

рекомендуемое

допускаемое

1,0

2

2...3

5

10

8...13

1,5

3

2...4

7

10

10... 13

2,0

4

3...5

10

16

10...16

2,5

5

4...6

15

19

13...19

3

6

5...8

20

22

19...22

4

8

7...10

  

Прочные заклепочные соединения с угловыми профилями

 

 

 

Таблица Ж.3 - Геометрические параметры заклепочных соединений с угловым профилем,  мм

d

Однорядное соединение

Двухрядное соединение

 

шахматное

параллельное

 

профиль

а

профиль

а

t

профиль

а

t

8

35× 35×4

20

50 × 50 × 5

20

15

60 × 60 × 5

24

21

10

40 × 40 × 5

22

60 × 60 × 5

24

18

65 × 65 × 6

22

25

13

50 × 50 × 6

27

75 × 75 × 6

28

24

90 × 90 × 8

31

34

16

60 × 60 × 8

32

90 × 90 × 8

32

29

100 × 100 × 8

33

39

19

75 × 75 × 10

40

120 × 120 × 10

38

47

120 × 120×10

38

47

22

90×90×12

50

130 × 130 × 12

46

44

150 × 150 × 12

50

58

25

90 × 90 × 14

46

150 × 150×14

55

50

180×180×14

60

70

28

-

-

150 × 150 × 16

51

50

180 × 180 × 16

55

73

           

Прочноплотные заклепочные соединения

 

Таблица Ж.4 - Геометрические параметры, мм

 Эскизы

Параметры заклепочного соединения

Нахлесточные соединения

 

Однорядный шов. d = s +8мм;

t = 2d + 8мм; l = 1,35d

 

 

Двухрядные швы:

а - параллельный; б - шахматный. d = s +8мм;

t = 2,6d + 15мм; l = 1,35d; l1 = 0,8t

 

Трехрядный шов. d = s + 6...8мм;

t = 3d +22мм; l = 1,35d; l1 = 0,5d

 

                 

Продолжение таблицы Ж.4 

Эскизы

Параметры заклепочного соединения

Стыковые соединения

 

 

Однорядный шов. d = s + 8мм;

l = 2d + 8мм;

l = (1,35...1,7);

s1 =(1,0... 1,25)s,

s1— толщина накладки

 

 

Двухрядный шов шахматный. d = s + 8мм;

t = 2,6d + 15мм;

s1 = (1,0... 1,25)s; l = 1,35d;

l1 = 0,6t; l2 = 3d

 

 

Трехрядный с двумя накладками. d = s + 5мм;

t = 3d + 10мм; s1 = 0,8s;

l = 1,35d;

l1 = 0,75t; l2 = 3d

           

Список литературы

 

1.             Детали машин : учебник для вузов / [Л. А. Андриенко, Б. А. Байков, М. Н. Захаров и др.]; под ред. О. А. Ряховского. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. — 465 с. : ил.

2.             Иосилевич, Г.Б., Детали машин.- М.: Машиностроение, 1988.- 368 с. : ил.

3.             Детали машин : Словарь-справочник / А. Ф. Крайнев. - М. : Машиностроение, 1992. -

479 с. : ил.

4.             Детали машин и основы конструирования: учебник / А.Т. Скойбеда, А.В. Кузьмин,

Н.Н. Макейчик; под общ. ред. А. Т. Скойбеды. - 2-е изд., перераб. - Мн. : Выш. шк., 2006. - 560 с. : ил.

5.             Шелофаст, В.В., Основы проектирования машин / В.В. Шелофаст - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Москва : Изд-во АПМ, 2005. - 471 с. : ил.

6.             Эрдеди, А.А., Детали машин : Учеб. для студентов учреждений сред. проф.

образования, обучающихся по машиностроит. специальностям / А.А. Эрдеди,

Н.А. Эрдеди. - 2. изд., испр. и доп. - М. : Высш. шк. : Academia, 2001. - 285 с. : ил.

7.             ГОСТ 10299-80 Заклепки с полукруглой головкой классов точности В и С. Технические условия

8.             ГОСТ 10300-80 Заклепки с потайной головкой классов точности В и С. Технические условия

9.             ГОСТ 10301-80 Заклепки с полупотайной головкой классов точности В и С . Технические условия

10.         ГОСТ 10302-80 Заклепки с полукруглой низкой головкой классов точности В и С. Технические условия

11.         ГОСТ 10303-80 Заклепки с плоской головкой классов точности В и С. Технические условия

12.         ГОСТ 12641-80 Заклепки полупустотелые с полукруглой головкой. Технические условия

13.         ГОСТ 12643-80 Заклепки полупустотелые с потайной головкой. Технические условия

14.         ГОСТ 12644-80 Заклепки пустотелые и полупустотелые. Общие технические условия

15.         ГОСТ 12639-80 Заклепки пустотелые с плоской головкой. Технические условия

16.         ГОСТ 12640-80 Заклепки пустотелые с потайной головкой. Технические условия

17.         ГОСТ 12638-80 Заклепки пустотелые со скругленной головкой. Технические условия и размеры

18.         ГОСТ 14797-85 Заклепки с полукруглой головкой (повышенной точности). Конструкция и размеры

19.         ГОСТ 14798-85 Заклепки с потайной головкой (угол 90 градусов) (повышенной точности). Конструкция и размеры

20.         ГОСТ 14799-85 Заклепки с потайной головкой (угол 120 градусов) (повышенной точности). Конструкция и размеры

21.         ГОСТ 14800-85 Заклепки с плосковыпуклой головкой (повышенной точности). Конструкция

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ учебно-методическое пособие

специальность 15.02.12 Монтаж техническое обслуживание и ремонт промышленного оборудования (по отраслям)

 

Краткое описание материала

Учебно-методическое пособие «Заклепочные соединения» содержит теоретический материал, практические задания и контрольные материалы по теме, составлено в соответствии с программой дисциплины «Детали машин»

Учебно-методическое пособие "Заклепочные соединения"

    PDF

Файл будет скачан в формате:

    PDF

Краткое описание материала

Учебно-методическое пособие «Заклепочные соединения» содержит теоретический материал, практические задания и контрольные материалы по теме, составлено в соответствии с программой дисциплины «Детали машин»

Автор материала

Губич Татьяна Александровна

преподаватель

  • На сайте: 11 лет
  • Всего просмотров: 67897
  • Подписчики: 1
  • Всего материалов: 16
  • 67897
    просмотров
  • 16
    материалов
  • 1
    подписчиков

Настоящий материал опубликован пользователем Губич Татьяна Александровна.
Инфоурок является информационным посредником. Всю ответственность за опубликованные материалы несут пользователи, загрузившие материал на сайт. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете на материал.

ИИ для создания материалов

Создавайте материалы с ИИ

Если готовые материалы не подошли — помогут нейросети

Конспекты, тесты, презентации, рабочие листы и другие материалы по ФГОС — под ваш урок, класс и цели занятия за пару минут.

Попробовать бесплатно

Выберите инструмент

~170

Нейросети могут ошибаться. Обязательно проверяйте ответы.

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы: