Энергетика
Физика
Электротехника
Курсовой
Реакторы
Математика
Лабораторные
Дизайн

Информатика

Задачи
Сопромат
Термех
Геометрия
Конспекты
Графика
На главную

Курс «Детали машин»

Соединения деталей машин

При изготовлении машины некоторые ее детали или узлы соединяют между собой с помощью неразъемных или разъемных соединений.

Неразъемными называют соединения, которые невозможно разобрать без разрушения или повреждения деталей. К ним относят клепаные, сварные, паяные, клееные соединения, а также соединения с натягом.

Разъемными называют соединения, которые можно разбирать и вновь собирать без повреждения деталей. К разъемным относят резьбовые, шпоночные и шлицевые соединения.

 

Клепаные соединения

Общие сведения о клепаных соединениях

Клепаные соединения получают расклепыванием выступающих стержней заклепок, вставляемых в совмещенные отверстия склепываемых деталей (рис. 3.1).

Отверстия под заклепки в деталях выполняют в сборе продавлива-нием или сверлением. При продавливании образуются мелкие трещины

по периферии отверстий, которые могут быть причиной разрушения соединения 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.

Для повышения циклической прочности соединения отверстия под заклепки после сверления развертывают или прошивают, а по краям отверстий делают фаски.

Для облегчения ввода стержня заклепки диаметр отверстия da в детали делают больше поминального диаметра d заклепки (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Диаметры отверстий под заклепки

Диаметр заклепки d, мм

Диаметр отверстия

d{i, мм

Диаметр заклепки d, мм

Диаметр отверстия

мм

машино- и станкостроение

грубая сборка

машино- и станкостроение

рубая сборка

6

8 10

6,5

8,5

10,5

6,7

8,7

11,0

12 16

20

13,0 16,5 21,0

13,0 17,0 21,0

Для образования замыкающей головки конец стержня заклепки (рис. 3.1, о) должен выходить из отверстия детали на длину l0~1,5dn.

Клепку — процесс образования замыкающей головки заклепки, производят на клепальных машинах (прессах) или пневматическими молотками. В начале клепки происходит осадка стержня, зазор между заклепкой и отверстием заполняется, после чего формируется замыкающая головка (рис. 3.1,6). Клепку стальных заклепок диаметром до 10 мм, а также заклепок из цветных металлов производят холодным способом.

При горячем способе стальные заклепки нагревают до светло-красного каления. Этот способ обеспечивает более высокое качество заклепочного шва, так как при остывании заклепки укорачиваются и стягивают детали, создавая на стыке их поверхностей большие силы трения, препятствующие относительному сдвигу деталей при действии нагрузки.

3.2. Достоинства, недостатки и применение клепаных соединений

Достоинства.

Высокая надежность соединения.

Удобство и надежность контроля качества шва.

Хорошая сопротивляемость вибрационным и ударным нагрузкам. Недостатки.

1. Высокая стоимость, так как процесс получения клепаного 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).

2. Большой расход материала из-за ослабления деталей отверстиями под заклепки. Применение накладок также приводит к увеличению расхода материала.

Применение. В современном машиностроении область применения клепаных соединений все более сокращается по мере совершенствования методов сварки. В настоящее время клепаные соединения применяют в тех случаях, когда сварные соединения недопустимы, а именно:

В конструкциях, воспринимающих значительные вибрационные и ударные нагрузки при высоких требованиях к надежности соединения, например в соединениях деталей рам и колес автомобилей, в креплениях тормозных накладок, дисков к барабанам и др.

При изготовлении конструкций из несвариваемых материалов (дюралюминий, текстолит и др.), например в самолетостроении. В одном самолете свыше 2 • 106 заклепок.

В соединениях окончательно обработанных деталей, в которых нагрев при сварке недопустим из-за их коробления и опасности изменения термообработки, например в соединении зубчатого венца колеса с диском (см. рис. 11.29, в) и др.

3.3. Основные типы заклепок

Форма головки выбирается в зависимости от назначения клепаного соединения. Наибольшее применение имеют заклепки с полукруглыми головками (рис. 3.2, а). Заклепки с потайными головками (рис. 3.2, б) применяют тогда, когда конструктивно недопустимы выступы головок, например в самолетостроении. Трубчатые заклепки (рис. 3.2, г) применяют в слабонагруженных металлических соединениях, а также в соединениях неметаллических материалов (фибра, текстолит и др.). Замыкающая головка трубчатой заклепки получается развальцовкой ее выступающего конца. Все заклепки стандартизованы.

3.4. Классификация клепаных швов

В зависимости от назначения клепаные швы бывают:

прочные, обеспечивающие основной критерий работоспособности — прочность. Применяют для деталей общего назначения, в металлоконструкциях (рамы и др.), в самолетостроении;

прочноплотные, обеспечивающие прочность и герметичность. Применяют в различных резервуарах. В настоящее время эти клепаные швы заменяют сварными соединениями.

В зависимости от взаимного расположения склепываемых деталей различают клепаные швы внахлестку (рис. 3.3) и встык, с одной (рис. 3.4) или с двумя (рис. 3.5) накладками.

В зависимости от числа рядов заклепок швы бывают однорядные (см. рис. 3.3) и многорядные (см. рис. 3.4 и 3.5). Для швов встык число рядов учитывается по одну сторону стыка.

В зависимости от расположения заклепок в рядах различают швы параллельные (см. рис. 3.4) и шахматные (см. рис. 3.5).

В зависимости от числа плоскостей среза одной заклепки швы делят на односрезные (см. рис. 3.3 и 3.4) и двухсрезные (см. рис. 3.5).

3.5.  Краткие сведения о материалах клепаных соединений

Основными материалами склепываемых деталей являются низкоуглеродистые стали марок СтО, Ст2, СтЗ, цветные металлы и их сплавы. К материалу заклепки предъявляются следующие требования:

Высокая пластичность для облегчения процесса клепки.

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

Однородность с материалом склепываемых деталей для предотвращения появления гальванических токов, сильно разрушающих соединения. Для стальных деталей применяются только стальные заклепки, для алюминиевых — алюминиевые, для медных — медные.

Заклепки изготовляют на высадочных автоматах из прутков низкоуглеродистых сталей марок Ст2, СтЗ, 10, Юкп, 15, 15кп, из сплавов цветных металлов марок Л63, М2, Д18 и др.


Информатика

ТОЭ