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: d 3диаметр 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 ( d 3 = d 0 TB ).

Параметр d 3 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 d 3 , 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 Frпоперечная 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 140 90 100 140 240 280 160 100 100 140 280 320

 

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 /
6 11 3,6 6 0,4 10-42
7 12,8 4,2 7 0,4 14-50
8 14 4,8 7,5 0,4 16-60
10 16 6 9 0,5 16-85
13 21 8 11 0,5 22-100
16 25 9,5 13 1 26-110
19 30 И 16 1 32-150
22 35 13 18 1 38-180
25 40 15 21 1 52-180
28 45 17 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 = 3 d 3 (для двухрядного (t= 4 d 3 )); для од­норядного шва с двумя накладками t = 3,5 d 3 (для двухрядного ( t = 6 d 3 ).

Расстояние от центра заклепки до края детали (листа):

для отверстий, полученных сверлением,

e1 ,65 d3 ;

для продавленных отверстий

е = 2d 3 .                                               (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.


Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 432; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!