Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
3 Батурин 1235.
34
ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Пусть, например, требуется скрепить заклепочным швом две полосы сечением b X б, несущие растягивающую негрузку Q (фиг. 12).
Примем однорядный шов внахлестку и напишем условия прочности заклепок и полос.
Как известно из предыдущего (§ 4), силы Q, растягивающие полосы, воспринимаются силами трения F, действующими в плоскости стыка деталей и препятствующими скольжению полос. Допуская, однако, мысленно сдвиг полос на величину зазора между телом заклепки и стенкой отверстия, можем условно принять, что
прочность шва зависит от работы заклепок на срез.
1. Если число заклепок обозначить через і и принять, что все они нагружены одинаково и напряжения распределены по сечению равномерно, то допускаемое усилие из условия прочности на срез
і Ж I
[Ql
—7- 1LT \cpi
Фиг. 12.
где d — диаметр отверстия (заклепка после ее постановки почти полностью заполняет все отверстие) .
Для одной заклепки уравнение примет
вид
[QiU =
[Qk
nd2
[T]
ср-
(1)
2. При допущенном условно скольжении листов каждая заклепка будет сминаться по поверхности полуцилиндра высотой, равной толщине листа б. Конечно, одновременно будут работать на смятие и стенки отверстий. Однако вместо полуцилиндрической поверхности смятия берут ее проекцию на плоскость, перпендикулярную к направлению действующей силы Q, на которой и считают напряжения смятия равномерно распределенными. Допускаемое усилие из условия прочности на смятие для одной заклепки будет
[QxU =
[Qk
= db [а]с
(2)
Если склепываются полосы разной толщины, то в уравнении (2) под б следует понимать меньшую толщину.
3. При недостаточном расстоянии между центрами заклепок (шаг і) может произойти разрыв листа по сечению, проходящему
прочные швы и их расчет
35
через центры заклепок. Допускаемое усилие на один шаг из условия прочности на растяжение в этом случае будет
[qi]p= Ml = (i-d)o[a]P. (3)
4. Если, наконец, размер е от края листа до линии центров будет • недостаточен, то заклепка срежет край листа по плоскостям тп и mim, и допускаемое усилие на одну заклепку из условия прочности края листа на срез будет иметь вид j
[QiU = ¦^h = (*)
Написанные четыре уравнения содержат пять неизвестных г, d, 6, t и е; задаваясь одним из неизвестных и решая совместно четыре уравнения (т. е. приравнивая значения lQi]cP, IQi]cm и т.д.) с четырьмя остальными неизвестными, можно определить их значения.
Допускаемые напряжения для заклепочных швов металлических конструкций устройств и сооружений промышленного значения выбирают по соответствующим техническим условиям и нормам 1. В случае если для рассчитываемых конструкций нормы не выработаны, допускаемое напряжение на растяжение склепываемых деталей выбирают по общей методике, изложенной в § 2.
Что касается выбора допускаемых напряжений на срез [х]ср или на смятие заклепок [о]см, то их принято брать в зависимости от допускаемого напряжения на растяжение основного металла кон-, струкции по следующим соотношениям:
[т]№ = (0,7 «- 0,9) [о]р;
He* = (1,7 ^ 2,0UajP.
Меньшие значения принимаются при продавленных или пробитых отверстиях. Как указано выше, все параметры, определяющие конструкцию шва, могут.быть определены теоретически по уравнениям (1)—(4); округляя результаты, получают соотношения, которыми пользуются на практике. Так, при склепывании полос одинаковой толщины принимают d 26.
Если полосы имеют разную толщину, то 6 представляет толщину более тонкого листа, причем при установлении диаметра заклепки - его надо согласовать с ГОСТ, понимая под d диаметр отверстия.
Шаг принимают по соотношению
*=(Зт6)І
1 См. Энциклопедический справочник «Машиностроение», т. 2, глава V или «Справочник машиностроителя», т. IV, глава XIX.
а
3*
\
36
ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
При двухсрезномшвс принимают d = 1,56, толщину накладок — бі ~ 5/s6. В случае приклепывания равнобоких уголков b X b X б ^ принимают:
фиг. 13, а — при Ь < 10 см; d
~ b о 0 фиг. 13, б — при b >
о—ф
>10ом ds
-, где е — рас-
CZJ.
/С
стояние между рядами заклепок, равное l,5d.
Если заклепки приходится ставить в два ряда (каждый ряд имеет направление, перпендикулярное к направлению действующего усилия), то при проверке прочности полосы по второму ряду заклепок необходимо учесть, что часть Qi общего усилия передана первым рядом заклепок, а потому разрывающая сила по второму ряду
будет Q — Qi, где Q = Q~ ; F — сумма площадей поперечных
сечений всех заклепок; Fi — то же заклепок первого ряда.
S)
Фиг. 13.
§ 7. ПРОЧНО-ПЛОТНЫЕ ШВЫ
В прочно-плотных швах, кроме достаточной прочности, необходимо обеспечить и герметичность.
Расчет на прочность в основном не отличается от рассмотренного в S 6, проверка же на отсутствие скольжения делается по уравнению
где [R] —допускаемое удельное сопротивление скольжению в кГ/слА.
В этом расчете принимается, что сила трения между листами пропорциональна сумме площадей сечений заклепок и что коэффициентом пропорциональности является величина R.
Допускаемая величина удельного сопротивления скольжению [R ] очень неопределенна и зависит от ряда факторов: конструкции шва. коэффициента тре-пия / между листами, температуры окончания процесса образования замыкающей головки и пр., поэтому и расчет на скольжение будет более или менее надежным лишь в том случае, если значение [R ] установлено экспериментально для данной конструкции шва. Указанное обстоятельство вызывает необходимость в разработке типовых конструкций прочно-плотных швов и лабораторном испытании их, как это практикуется в конструкциях котельных швов, рассматриваемых ниже.