 |
Расчет прочных заклепочных швов
|
|
|
|
14.9. Методику определения основных соотношений размеров прочных швов рассмотрим на примере однорядного шва внахлестку, нагруженного поперечной силой Fr (рис. 14.10).
Рис. 14.10. К расчету соединений заклепками
Введем обозначения: d3 — диаметр заклепки; δ1 и δ2 — толщина склепываемых деталей (листов); t — расстояние между заклепками в ряду (или шаг заклепок); е — расстояние от центра заклепки до края детали (листа); z — число заклепок в ряду.
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 = d0TB).
Параметр d3 определяется из расчета на прочность.
Причинами разрушения заклепочного соединения могут быть следующие: срез заклепок в плоскости соединения деталей (см. рис. 14.10, б); смятие заклепок и листов (см. рис. 14.10, в); разрыв листов в сечении, ослабленном отверстиями (см. рис. 14.10, г); срез кромки листа (в сечении ab и cd) у отверстия под заклепку (см. рис. 14.10, д).
Расчет заклепочного шва заключается в определении d3, t и е. Расчет ведется по эмпирическим соотношениям, полученным из условия равно-прочности заклепок и соединяемых листов, с последующей проверкой листов на прочность и уточнением коэффициента прочности шва.
Какую деформацию испытывают заклепки и соединяемые листы прочного однорядного шва внахлестку (рис. 14.10, a)?
14.10. Расчет параметров заклепки.
Диаметр заклепки определяют из условия прочности на срез (τср ≤[τ]ср) по формуле проектировочного расчета
(14.2)
где Fr — поперечная сила, действующая на заклепки, Н; i — число плоскостей среза одной заклепки; для заклепки, показанной на рис. 14.10 i = 1; Z — число заклепок (задается конструкцией шва); [т]срз — допускаемое напряжение на срез для заклепок, МПа (табл. 14.1).
|
|
|
Таблица 14.1. Допускаемые напряжения для прочных стальных заклепочных швов при статической нагрузке
| Элемент шва | Вид деформации, напряжение | Способ изготовления отверстия | Допускаемые напряжения, МПа | |
| Ст2 | СтЗ | |||
| Склепываемые детали Заклепки | Растяжение [σ]р Срез [τ]ср Срез [τ]ср.3 Смятие [σ]См | - - Продавливание Сверление Продавливание Сверление |
Полученный по формуле (14.2) размер йг округляют до ближайшего большего стандартного значения (табл. 14.2). Затем заклепочное соединение проверяют на смятие по формуле
(14.3)
(14.4)
где σсм и [σ]см — расчетное и допускаемое напряжения на смятие для заклепочного соединения, МПа (см. табл. 14.1): 8 — толщина самой тонкой склепываемой детали, мм.
Таблица 14.2. Размеры (мм) заклепок с полукруглой головкой (см. рис. 14.7, а)
| D | Н | R | г, не более | / | |
| 3,6 | 0,4 | 10-42 | |||
| 12,8 | 4,2 | 0,4 | 14-50 | ||
| 4,8 | 7,5 | 0,4 | 16-60 | ||
| 0,5 | 16-85 | ||||
| 0,5 | 22-100 | ||||
| 9,5 | 26-110 | ||||
| И | 32-150 | ||||
| 38-180 | |||||
| 52-180 | |||||
| 23,5 | 1,5 | 55-180 |
В формуле (14.3) [σ]см принимают для менее прочного из контактирующих материалов (заклепок или соединяемых листов).
14.11. Вывод формулы диаметра заклепки.
Условие прочности на срез одной заклепки для рассматриваемой расчетной схемы (см. рис. 14.10):
Здесь А — площадь опасного сечения заклепки, мм2. Отсюда
получим (см. 14.2)
14.12. Расчет параметров заклепочного шва и проверка прочности соединяемых деталей (листов).
1. Геометрические параметры заклепочного шва (см. рис. 14.10) определяют по эмпирическим формулам.
Шаг заклепочного шва в зависимости от числа рядов
|
|
|
(14.5)
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 (листа):
для отверстий, полученных сверлением,
e1,65d3;
для продавленных отверстий
е = 2 d3. (14.6)
Толщина накладок (см. рис. 14.6)
(14.7)
Толщина склепываемых деталей (листов) (см. рис. 14.6)
(14.8)
Расстояние между рядами заклепок (см. рис. 14.5)
(14.9)
2. Прочность соединяемых деталей (листов) проверяют: на растяжение в сечении /—/(см. рис. 14.10, г) по формуле
(14.10)
где σр и [σ]р — расчетное и допускаемое напряжения на растяжение для соединяемых деталей (листов) (см. табл. 14.1).
Коэффициент прочности шва равен отношению прочности на растяжение заклепочного шва к прочности на растяжение целого листа:
Ф всегда меньше единицы. Для однорядного шва внахлестку φ = 0,65; для двухрядного с двумя накладками φ = 0,84.
|
|
|
