1.2. Примеры расчета заклепочных соединений

Пример 1. Рассчитать заклепочное соединение полосы с косынкой (рис.1.2). На соединение действует растягивающая сила F = 120 кН, ширина полосы b = 100 мм, толщина полосы  = 10 мм, число заклепок z = 3. Материал полосы и заклепок ст.3. Отверстия сверленые.

Рис.1.2.

Решение.

1. Пользуясь соотношениями, приведенными в табл.1.1, определяем значение диаметра поставленной заклепки:

d₀ = 2 10 = 20 (мм).

Принимаем номинальный диаметр заклепки d = 20 мм (см. табл.1.2). Тогда диаметр поставленной заклепки d₀ = 21 мм.

2. Проверяем заклепки на срез по формуле (1.1). Шов нахлесточный односрезный, число плоскостей среза n = 1.

,

прочность обеспечена.

3. Проверяем заклепки и полосу на смятие по (1.2):

,

для полосы = 240 10 ⁶ Па, для заклепки = 320 10 ⁶ Па. Прочность соединения по напряжениям смятия обеспечена.

4. Проверяем напряжения в сечениях полосы, ослабленных отверстиями.

В сечении I. ,

прочность обеспечена.

В сечении II. Так как усилие между заклепками распределено равномерно, то усилие, действующее в сечении II будет .

, прочность обеспечена.

Соединение удовлетворяет всем критериям прочности, следовательно, прочность заклепочного соединения обеспечена.

Рис.1.3.

Рис.1.3.

Пример 2. Рассчитать заклепочное соединение мостового раскоса, нагруженного растягивающей силой F. Соединение встык с двумя накладками. F = 165 кН,  = 10 мм, _ = 6 мм, материал заклепок и полосы сталь ст.3, отверстия сверленые.

Решение.

I. Расчет заклепок.

1. Пользуясь табл.1.1 определяем значение d₀. d₀ = 1,5 10 = 15 (мм). Согласуем со стандартным значением (табл.1.2), принимаем d = 16 мм, d₀ = 17 мм.

2. Рассчитаем количество заклепок, исходя из предположения, что действующее напряжение в поперечном сечении каждой заклепки равно допускаемому. Тогда из (1.1) получим

,

здесь принято n = 2, т.к. шов двусрезный. Принимаем z = 3.

3. Проверяем заклепки и материал полосы на смятие по (1.2):

.

Прочность соединения не обеспечена, поскольку для материала полосы не выполняется условие (1.2).

4. Возможно два пути решения задачи: первый - увеличить диаметр заклепок (но при этом не будет соблюдено рекомендуемое соотношение, т.е. d₀ > 1,75; второй - увеличить число заклепок.

5. Принимаем z = 4 и рассчитываем заклепки и полосу на смятие:

.

Считаем, что прочность обеспечена, т.к. превышение допускаемого напряжения составляет . (Обычно разрешается превышение допускаемого напряжения не более чем на 5 %).

6. Выбираем конструкцию шва. С точки зрения рационального использования материала предпочтение отдается швам с шахматным расположением заклепок (как показано на рис.1.3).

II. Расчет полосы.

1. Определяем ширину полосы в сечении I, полагая что действующее здесь напряжение равно допускаемому. Из (1.3) при z₁ = 1 получаем:

.

Принимаем b = 120 мм.

2. Проверяем напряжение в сечении II. Здесь действует сила .

,

в сечении II прочность полосы обеспечена.

3. Определяем напряжение в сечении III. Здесь .

,

прочность в сечении III обеспечена.