Заклепочные соединения – назначение, виды клепки, горячая клепка, холодная клепка, классификация заклепочных швов и заклепок. Меры повышения прочности заклепочных соединений.
Основным скрепляющим элементом заклепочных соединений является заклепка. Она представляет собой короткий цилиндрический стержень дли-ной L, диаметром d, на одном конце которого находится головка диаметром d, высотой Н, а для некоторых видов – с углом конуса .
Головки заклепок могут иметь сферическую, коническую или коническо-сферическую форму. В зависимости от этого различают головки полукруглые (рис. 17.9, а), потайные (рис. 17.9, б), полупотайные (рис. 17.9, в) и плоские (рис. 17.9, г).
Достоинства заклепочных соединений в сравнении со сварными:
1. Стабильность качества соединения. Надежная работа при ударных и вибрационных нагрузках.
2. Надежный и простой визуальный контроль качества.
3. Возможность соединения деталей из несвариваемых или подвержен-ных короблению материалов.
Недостатки заклепочных соединений:
1. Ослабление деталей отверстиями и в связи с этим повышенный расход металла.
2. Менее удобные конструктивные формы и трудность автоматизации процесса склепывания.
L
L
L
L
D
D
D
D
α
α
d
H
H
H
H
d
d
d
В соединяемых деталях выполняют отверстия сверлением или другим способом. В сквозное отверстие соединяемых деталей вставляют до упора головной стержень заклепки, причем заклепка может быть в горячем или холодном виде. Свободный конец заклепки выходит за пределы детали примерно на l,5d. Его расклепывают ударами или сильным давлением и создают вторую головку.
Диаметр стержней заклепок выбирают по специальным таблицам, ориентировочно он принимается равным толщине соединяемых деталей. Длину стержня заклепки принимают также с учетом толщины соединяемых деталей и припуска. Ориентировочно она составляет 1,5d.
Заклепочные швы бывают однорядными и многорядными. Заклепки обычно располагаются в ряду на одинаковом расстоянии. Расположение заклепок в шве может быть рядовым и шахматным. Соединяемые детали в заклепочных соединениях располагают внахлестку или встык с накладками.
На чертежах указывают все конструктивные размеры швов клепаного соединения. При этом не вычерчивают все заклепки соединения: обычно показывают одну-две из них, а места расположения остальных обозначают пересечением осей (рис. 17.10).
Оценка работоспособности заклепочных соединений. Расчет закле-почных соединений состоит в определении количества заклепок (расстояний между соседними заклепками и рядами заклепок) и их диаметра.
Работоспособность заклепочных соединений оценивается по величине напряжений среза стержня заклепки и смятия боковой поверхности (рис. 17.11). Заклепки необходимо располагать так, чтобы в них возникали только касательные напряжения среза. В этом случае условие прочности заклепки имеет вид
где F – срезающая сила, Н; d – диаметр заклепки, мм; z – количество закле-пок; i – число плоскостей среза; []ср – допускаемое напряжение среза, Н/мм2.
d
см
F
ср
Напряжения смятия боковой поверхности заклепки определяются по формуле
где S – минимальная толщина соединяемых деталей, мм; []см – допускаемое напряжение смятия, Н/мм2.
Допускаемые напряжения []ср и []см выбираются в зависимости от материала заклепки: малоуглеродистые стали, дюралюминий, латунь, медь.
Диаметры стержней заклепок, шаг между ними, шаг между рядами выбирают в зависимости от толщины соединяемых деталей.
При проектировании заклепочных соединений по условиям прочности на срез и смятие определяют число заклепок z, которое округляют до большего целого, а затем формируют расположение заклепок по рядам.