Классификация заклепочных соединений.

а) по назначению:

прочные соединения (металлоконструкции);

прочноплотные (резервуары высокого давления);

плотные (емкости с небольшим давлением).

б) по конструктивному признаку:

соединения нахлесточные одно-, двух- и многорядные (рис. 2.1.2);

соединения встык (рис. 2.1.3).

Критерии работоспособности и их расчет. Опыт эксплуатации конструкций показал, что нарушения соединений вызываются обрывом головки с разрушениями стержней, смятием стенок отверстий и стержней, а также разрушением соединяемых листов, ослабленных отверстиями. Следовательно, основными критериями работоспо­собности являются прочность заклепок и листов соединений.

 

 

 

Рисунок 2.1.3 - Заклепочные соединения встык.

а – односрезные заклепочные соединения: б — двухсрезные заклепочные соединения; в - двух срезные заклепочные соединения с шахматным расположением заклепок.

 

При расчете прочных швов предполагается, что нагрузка F распределя­ется между заклепками шва равномерно, а сила трения, возникающая меж­ду соединенными деталями, в расчете не учитывается.

В нахлесточном соединении (рис. 2.1.3, а) внешние нагрузки F образуют пару сил, момент которой мал в связи с малым плечом.

Расчетные формулы на прочность следующис:

1. Условие прочности заклепок на срез (рис.2.1.3, в):

 

где

,

 

i — число плоскости среза среза (на рис. 2.1.3, а i = 1, на рис. 2.1.3, б i = 2); z — число заклепок шва; табл. 1.5.

 

Условие прочности соединяемых деталей на смятие (рис. 2.1.4).

 

где

 

— меньшая из толщины соединяе­мых деталей;

z — число заклепок в ряду.

 

Рисунок 2.1.3

 

Условие прочности соединяемых деталей на растяжение:

 

где

 

p – шаг заклепочного соединения принимаем р =(3…6) d;

d – диаметр заклепки.

 

 

Таблица 1.5 – Выбор допускаемых напряжений

 

Вид напряжений	Обработка отверстий	Допускаемые напряжения, МПа
Ст0 и Ст2	Ст3
Срез Срез		Сверление
Продавливание
Смятие Смятие		Сверление
Продавливание

Примечание. При переменных нагрузках допускаемые напряжения рекомендуют понижать в среднем на 10...20 %.

 

 

ПРИМЕРЫРЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

 

Задача 1. Проверить прочность изображенного на рис. 2.2.1 заклепочно­го соединения, если F = 87 кН. Допускаемые напряжения на растяжение листов = 140 МПа, на смятие 280 МПа, на срез заклепок 100 МПа. Толщина листов , соединяемых встык деталей равна 10 мм, толщина накладок „ каждой равна 6 мм. Диаметр заклепок d = 17 мм, ширина листов b =150 мм.

 

 

Рисунок 2.2.1 - Конструкция клепанного узла фермы

 

Решение.

1.1. Проверка прочности листа на растяжение в сечении, ослабленного отверстиями под заклепки:

 

МПа

 

МПа.

 

1.2. Проверка прочности заклепок на срез, учитывая, что в данном со­единении заклепки двухсрезные.

 

где z — число заклепок на половине стыка, z = 2.

1.3. Проверка прочности листов на смятие (рис. 2.2.1);

 

 

Итак, проверка прочности листов на растяжение, заклепок на срез и листов на смятие проведена, прочность листов и заклепок обеспечена.

 

Задача 2. Две полосы соединены внахлест­ку пятью заклепками (рис. 2.2.2). Определить напряжения в сечении II - II, ослабленном от­верстиями пол заклепки. Толщина каждого листа = 7 мм. Проверить прочность заклепок СтЗ, диаметр заклепок d = 14 мм, допускаемое напряжение на срез 140 МПа (табл. 1.5), нагрузка на соединение F = 90 кН.

 

Рисунок 2.2.2 – Рациональное размещение заклепок

 

Решение.

2.1. Определить напряжения в сечении II - II листа. Полоса работает на растяжение.

 

 

2.2. Проверить прочность заклепок на срез:

 

 

здесь z — общее число заклепок:

 

МПа.