Отдельные части, из которых состоят механизмы и машины, называются деталями машин. Деталью машины считают часть, состоящую из целого куска материала, т.е. которую изготавливают без сборочных операций. Группа деталей, объединенных общим назначением и работающих в комплексе, называется сборочной единицей. Сборочная единица — это изделие, составные части которого в процессе сборки соединяются между собой свинчиванием, сочленением клейкой, сваркой, пайкой, опрессовкой и т. д., например станок, редуктор, башня башенного крана, маховичок из пластмассы с металлической арматурой и т. д.
Некоторые детали можно встретить в любой машине (болт, гайка, шпонка, вал). Другие же применяются только в одном или нескольких типах машин (ковш, поршень, шатун, крюк). Первые из них называют деталями общего назначения, вторые — специального назначения.
В отношении возможности разборки соединения подразделяются на разъемные и неразъемные.
Разъемными называются соединения, которые допускают разборку деталей машин без разрушения, соединяющих или соединяемых частей, называются разъемными.
К разъемным соединениям относятся:
— резьбовые,
— шпоночные,
— шлицевые,
— штифтовые,
— профильные,
— штыковые.
Разъемные соединения применяются в тех случаях, когда по условиям работы соединения периодически (в определенное или неопределенное время) требуется разборка и сборка его частей.
Неразъемными называются соединения, допускающие разборку деталей машин только после их полного или частичного разрушения, называются неразъемными.
К неразъемным относятся соединения:
— заклепками,
— сваркой,
— пайкой,
— склеиванием,
— замазкой,
— прессовые,
— развальцовкой,
— гибкой,
— заформовкой.
Неразъемные соединения применяются в тех случаях, когда в разборке их нет необходимости.
Не все из указанных на схеме соединений применяются одинаково широко. Многие из них имеют большое количество подтипов. Рассмотрим только важнейшие и наиболее интересные из них.
Рис. 1. Общая классификационная схема соединений
Заклепкой называется сплошной или полый цилиндрический стержень с заранее сформированной закладной головкой на одном конце.
В настоящее время в приборо - и машиностроении наиболее распространены стандартные заклепки с полукруглыми, полупотайными, потайными головками, и пустотелые заклепки, которые, в свою очередь, могут быть как со скругленной головкой и с потайной.
Размеры стандартизованных заклепок приводятся в таблицах сортамента заклепок. Заклепки изготовляют из пластичных материалов: малоуглеродистых сталей, низколегированных малоуглеродистых сталей, меди, латуни, алюминиевых сплавов, а также жароупорных и специальных сплавов. Заклепочные соединения образуются с помощью заклепок, поставленных в специально просверленные или пробитые отверстия в соединяемых деталях. При клепке на другом конце стержня формируется вторая головка, называемая замыкающей головкой.
Для облегчения сборки диаметр отверстий do назначают несколько больше диаметра стержня заклепок: do = d + 0,1 мм.
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 нагрева деталей. Кроме того, заклепочные соединения широко применяют для соединения нескольких деталей в один пакет.
Например, при изготовлении металлоконструкций мостов кроме сварного соединения в некоторых случаях применяют заклепочное соединение (рис. 392).
Заклепка представляет собой стержень круглого сечения, имеющий с одного конца головку, форма головки бывает различной.
На рис. 393, а показано соединение двух деталей при помощи заклепок с полукруглой (сферической) головкой. В соединяемых деталях выполняются отверстия, диаметр которых несколько больше диаметра непоставленной заклепки.. Заклепка вставляется в отверстия в деталях, и ее свободный конец расклепывается обжимками клепального молотка или машины. Длина стержня заклепки L выбирается так, чтобы выступающая из детали часть была достаточной для придания ей в процессе расклепки необходимой формы. При расклепке происходит осаживание стержня, который заполняет отверстия, выполненные в соединяемых деталях. В зависимости от диаметра заклепки она расклепывается в холодном или предварительно нагретом состоянии. Заклепки со сплошным стержнем в продольном разрезе изображаются нерассеченными (рис. 393, б и в). Заклепочные швы выполняются внахлестку (рис. 393, б) или встык с накладками (рис. 393,в).
По расположению заклепок в соединениях различают однорядные (рис. 393, б) и многорядные (рис. 393, в) заклепочные швы. Расположение заклепок в рядах может быть шахматное и параллельное.
Шагом размещения заклепок называется расстояние между осями двух соседних заклепок, измеренное параллельно кромке шва (рис. 393, в).
Заклепки нормальной точности с полукруглой (сферической) головкой, получившие широкое распространение, выполняются по ГОСТ 10299—80 (СТ СЭВ 1019—78).
Условное обозначение заклепки диаметра стержня d=6 мм и длиной L= 24 мм: Заклепка 6x24 ГОСТ 10299—80
Помимо заклепок с полукруглой головкой находят применение заклепки с потайной [ГОСТ 10300—80 (СТ СЭВ 1020—78)], полупотайной [ГОСТ 10301—80 (СТ СЭВ 1022—78)] и с плоской головкой (ГОСТ 10303— 80).
Соединения деталей из мягких материалов (кожи, картона, полимеров — пластмасс и т. п.), не требующие повышенной точности, могут выполняться с помощью пустотелых (трубчатых) заклепок, изображенных на рис. 393, г. Размеры и параметры таких заклепок приведены в ГОСТ 12638—-80 — ГОСТ 12644—80.
Сварные соединения являются наиболее прочными и наименее затратными среди неразъемных соединений и могут быть получены на автоматах и автоматических линиях, в силу чего они и получили среди
Основными недостатками сварных соединений являются: наличие остаточных напряжений из-за неоднородного нагрева и охлаждения и возможность коробления деталей при сваривании (особенно тонкостенных), возможность существования скрытых (невидимых) дефектов (трещин, непроваров, шлаковых включений), снижающих прочность соединений.
Выбор способа сварки определяется следующими факторами:
— маркой свариваемого материала;
— требуемыми свойствами сварного соединения;
— конструкцией сборочной единицы.
Сварные соединения широко применяются в технике, особенно в машиностроении.
При помощи сварки соединяются детали машин, металлоконструкции мостов и т. п.
На рис. 391 показано соединение деталей, выполненное при помощи сварки. На чертеже при изображении разреза сварной конструкции свариваемые детали должны быть заштрихованы тонкими линиями в разных направлениях