9.4. Тавровые соединения

В тавровых соединениях элементы расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Эти соединения выполняют двумя видами швов: стыковым с разделкой кромок, как в стыковом соединении, или угловыми без разделки кромок, как в нахлёсточном соединении). Втавр сваривают полосы прямоугольного сечения, трубы, фасонный прокат (швеллеры, двутавры и др.)

При сварке угловыми швами полосы прямоугольного сечения (рис. 9.7) расчёт ведут по касательным напряжениям, возникающим от нагрузок F, Q и М, по формулам, аналогичным (9.7)…(9.9) с учётом двух швов:

; ; .

Рис. 9.7 Приварка полосы угловыми швами

Результирующее напряжение определяется геометрическим суммирова-нием напряжений.

Пример 16. Проверить прочность таврового сварного соединения полосы к стенке угловыми швами (рис. 9.7) при постоянных нагрузках F = 11 кН и Q = 12 кН. Сварка ручная электродуговая. Ширина листа b = 55 мм, толщина листа  = 8 мм, катет шва k = 5 мм, марка материала – сталь Ст2, марка электрода Э50.

Решени.

Допускаемое нормальное напряжение для стали Ст2 [σ] = 120 МПа (табл. 9.1), допускаемое касательное напряжение для сварного шва для электрода Э50 (табл. 9.2) – формула (9.1):

[τ]ʹ = 0,6·120 = 72 МПа.

Касательное напряжение напряжение от продольной силы F – формула (9.7):

МПа.

Касательное напряжение от поперечной силы Q – формула (9.8):

МПа.

Результирующее касательное напряжение - формула (9.10):

МПа > [72 МПа].

Вывод: прочность недостаточна.

Тавровое соединение полосы стыковым швом (рис. 9.8) рассчитывают с допущением, что сечение шва соответствует сечению основного материала. Стыковой шов с разделкой кромок заполняется расплавленным металлом электрода. Напряжения от нагрузок (см. п. 9.1):

; ; ,

где b - ширина полосы, мм; δ - толщина, мм.

Рис. 9.8. Приварка полосы стыковым швом

Пример 17. Проверить прочность таврового сварного соединения полосы к стенке стыковым швом (рис. 9.8) при постоянных нагрузках F = 33 кН и Q = 17 кН. Сварка ручная электродуговая. Ширина листа b = 65 мм, толщина листа  = 7 мм, марка материала – сталь Ст0, марка электрода Э50.

Решение:

Допускаемое нормальное напряжение для стали Ст3 [σ] = 120 МПа (табл. 9.1), допускаемое нормальное напряжение для сварного шва для электрода Э50 (табл. 9.2) [σ]ʹ = 0,9[σ] = 0.9·120 = 108 МПа.

Нормальное напряжение от продольной силы F – формула (9.2):

МПа.

Касательное напряжение от поперечной силы Q – формула (9.3):

МПа.

Приведенное нормальное напряжение - формула (9.5):

МПа < [108 МПа].

Вывод: прочность достаточна.

10. Резьбовые соединения

10.1. Классификация резьб

Соединение деталей при помощи резьбы является одним из старейших и наиболее распространённых видов разъёмных соединений - около 60% деталей машин имеют резьбу. Резьбовая поверхность образуется путем вращения по винтовой линии геометрической фигуры абв, называемой профилем, относительно оси ООʹ так, чтобы плоскость профиля проходила через эту ось (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Резьбовая поверхность

Принята классификация по следующим признакам:

1) по форме профиля различают: треугольные, прямоугольные, трапецеидальные и круглые резьбы;

2) по числу профилей различают резьбы: однозаходную, двухзаходную, трехзаходную;

3) по направлению винтовой линии: правую и левую резьбы;

4) по форме основной поверхности: цилиндрические и конические резьбы; наиболее распространена цилиндрическая резьба, коническую резьбу применяют для плотного соединения труб, маслёнок, пробок и т.п.;

5) по расположению относительно основной поверхности различают наружные и внутренние резьбы;

6) по назначению: крепёжные и ходовые.