Неразъёмные соединения. 
Конструкция автомобилей и тракторов

Неразъёмными называются соединения, при разборке которых нарушается целостность составных частей изделия.

Заклёпочные соединения. Заклёпочным называется соединение деталей с применением заклёпок. Заклёпка — это крепежная деталь из высокопластичного материала. Она состоит из стержня 1 (рис. 78,1) и закладной головки 2.

Конец стержня расклепывается для образования замыкающей головки 3.

Заклёпочные соединения применяются для изделий из листового, полосового или профильного проката при небольших толщинах соединяемых деталей, для скрепления деталей из разных материалов, несвариваемых или не допускающих нагрева материалов.

По конструкции заклёпочные соединения бывают нахлёсточные и стыковые с одной или двумя накладками. Ряды поставленных заклёпок образуют заклёпочный шов, который может быть однорядным и многорядным; односрезным и двухсрезным. На рис. 78, II показаны: двухрядный односрезный нахлёсточный шов (рис. 78, II, а), однорядный односрезный стыковой шов с одной накладкой (рис. 78, II, б), однорядный двухсрезный стыковой шов с двумя накладками (рис. 78, II, в).

Рис. 78. Заклепочные соединения: / -заклепка; //- конструкция заклепочного соединения: а — двухрядный односрезный нахлёсточный шов; 5- однорядный односрезный стыковой шов с одной накладкой; в — однорядный двухсрезный стыковой шов с двумя накладками.

Заклёпки могут быть: с полукруглой, потайной, полупотайной, плоской и другими головками.

Заклёпки изготавливают из низкоуглеродистых сталей, цветных пластичных металлов или их сплавов (латунь, алюминиевые сплавы). Диаметр заклёпок d зависит от толщины соединяемых деталей 8 и равен: d^s (1,5… 2,0)6, а толщина накладок 8″: при одной накладке 6″ = 1,256, при двух накладках 6″ = 0,86. В зависимости от диаметра d заклёпки и точности сборки диаметр d₀ отверстия под заклёпку принимают d_Q=d+(0>2…2,0) мм, а длину L ориентировочно принимают L — 1,5d.

Расчет заклёпочных соединений заключается в расчётах на прочность как основного критерия работоспособности таких конструкций.

Разрушение заклёпочного соединения, нагруженного силами, действующими параллельными плоскости контакта, происходит вследствие:

• — среза заклёпок по сечению 1−1 за счёт касательных напряжений (рис. 79, а);
• — смятия отверстий, соединяемых деталей и заклёпок под действием напряжений смятия (рис. 79, а);
• — разрыва соединяемой детали по сечению, ослабленному отверстиями под заклёпки (рис. 79, б, сеч. 1−1);
• — срез соединяемых деталей по двум сечениям 2−2 (рис. 79, б).

Расчётные формулы на прочность имеют следующий вид:

1. Прочность заклёпок на срез (рис. 79, а)

aside class="viderzhka__img" itemscope itemtype="http://schema.org/ImageObject">

Рис. 79. Расчет заклепочного соединения: а — на срез; б — на смятие.

где Пер — число заклёпок шва; к — число плоскостей среза; d₀ — диаметр отверстия под заклёпку.

2. Прочность соединения на смятие.

где Псм — число заклёпок шва;

§ min — меньшая из толщин соединяемых деталей.

Как известно из сопромата, в этом случае в расчёт вводится условная площадь смятия, равная площади диаметрального сечения сминаемой детали, то есть

3. Прочность соединяемых деталей на растяжение (рис. 79, б)

где п — число заклепок шва;

р — расстояние между заклёпками (шаг) в заклёпочном шве.

4. Прочность соединяемых деталей на срез.

где е — расстояние от края соединяемой детали до оси заклёпочного шва.

В данном случае длина сечения 2−2 уменьшена на 0,5d₀, так как сначала материал сминается на эту величину, а затем происходит срез.

Из условия равнопрочности соединений принимают шаг заклёпок р * (3… 6)d. Расстояние между рядами заклёпок берется равным (2… 3)d.

Сварные соединения. Сварным называется неразъёмное соединение, выполненное путем установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании или пластическом деформировании, то есть сваркой.

Существуют две группы видов сварки: плавлением и давлением. Металл соединяемых сваркой деталей называется основным, а металл, предназначенный в дополнение к расплавленному основному, называется присадочным.

Сварные соединения бывают следующих основных видов: стыковое (рис. 80, а), нахлёсточное (рис. 80, б), угловое (рис. 80, в, I), тавровое (рис. 80, в_у П). Шов стыкового сварного соединения называется стыковым, а швы нахлесточного и таврового соединений — угловыми. Сварные швымогут быть непрерывными и прерывистыми, имеющие промежутки между швами. По форме поперечного сечения сварные швы могут быть нормальными (рис. 80, б), выпуклыми (рис. 80, а; в, I) и вогнутыми (рис. 80, в, II).

Рис. 80. Сварные соединения: а — стыковое; б — нахлесточное, в I — угловое; в II — тавровое.

Металл шва, наплавленный за один проход, называется валиком. Различают лобовые швы, расположенные перпендикулярно линии действия нагрузки (рис. 80, а) и фланговые швы, расположенные параллельно линии действия нагрузки, комбинированные швы, расположенные перпендикулярно и параллельно линии действия нагрузки (рис. 80, б) и косые швы, расположенные под углом к линии действия нагрузки.

Расчёт сварных соединений заключается в расчётах на прочность, являющимся основным критерием работоспособности сварных соединений.

Расчёт стыковых соединений производится по нормальным напряжениям растяжения или сжатия по номинальному сечению соединяемых деталей без учёта выпуклости шва, то есть.

где 6 — толщина соединяемых деталей;

L — длина шва;

[а']- допускаемое напряжение материала шва для принятой технологии.

Допускаемое напряжение материала шва принимают в зависимости от допускаемых напряжений на растяжение для основного материала, то есть.

Основным геометрическим и расчетным параметром угловых швов является катет К (рис. 80, б, в). Расчет угловых швов производится по касательным напряжениям сдвига в опасном сечении 1−1 = И, расположенном в биссектрисной плоскости прямого угла (рис. 80, в, 1) без учёта выпуклости g или вогнутости Д шва, то есть.

где И — расчётная высота шва;

[т'] - допускаемое напряжение материала шва;

Lot — общая длина шва.

Для угловых швов высота шва рассчитывается по формуле.

Допускаемое напряжение сдвига для материала шва принимают в зависимости от допускаемых напряжений на растяжение для основного металла, то есть

Общая длина шва в зависимости от типа шва рассчитывается по формулам:

— для флангового шва

— для комбинированного шва

Учитывая дефекты при сварке (непровар в начале шва и кратер в конце шва), длину шва следует увеличить на 5−10 мм по сравнению с расчетной.