Материал: Техническая механика. учебное пособие. Жилин Р.А., Жулай В.А

11.СОЕДИНЕНИЯ

11.1.3аклепочные соединения

Соединительными деталями в заклепочном соединении являются заклепки. Во избежание электрохимической коррозии, материал заклепок выбирают однородным с материалом соединяемых деталей. Диаметр заклепок d обычно выбирают в зависимости от толщины соединяемыхдеталей δ в пределах

d = (1,5…2)δmin.

Отверстия под заклепки выполняют несколько большего диаметра. Шаг заклепочного ряда t выбирают по соотношению

t = (3...6)d.

Расстояние от заклепок первого ряда до свободной кромки детали в направлении действующей силы

l= (1,5...2) d;

в перпендикулярном направлении

l = (1,2...1,5)d.

Расчеты на прочность основаны на следующих допуще-

ниях:

нагрузка на соединения распределяется между всеми заклепками равномерно;

силы трения между соединяемыми элементами не учитываются;

напряжения смятия в каждой точке контакта заклепки

идетали по величине одинаковы.

Условия прочности записываются в следующем виде: заклепок на срез

121

соединяемых деталей на растяжение

р PHT p ;

FHT

на срез края детали

P

ср z 2 e 0,5d0 min ср ,

где Р – нагрузка на соединение; z – число заклепок (на соединяемой детали), воспринимающих нагрузку Р; i – число плоскостей среза одной заклепки; d0 – диаметр отверстия под заклепку; Fнт – площадь поперечного сечения детали, наиболее ослабленного отверстиями под заклепки:

Fнт = δmin (b – zнт d0),

где b – ширина листа; δmin – толщина самой тонкой из соединяемых деталей; zнт – число заклепок в поперечном сечении детали; Pнт – нагрузка, действующая в поперечном сечении детали, наиболее ослабленном отверстиями под заклепки:

P

PНТ z zНТ .

Коэффициент ослабления листа отверстиями под заклепки определяется:

/ (b z d0 ) ,

b

где – напряжение в ослабленном сечении; b – ширина листа. Ниже рассмотрены примеры расчета при статическом

действии нагрузок на заклепочные соединения.

Пример 1

Рассчитать заклепочное соединение узла А (рис. 11.1). Тяга 1, состоящая из двух стержней прямоугольного поперечного сечения, укосина 2 – из двух неравнополочных уголков и пластина (3) толщиной 8 мм изготовлены из стали Ст.3. [σ]р = 160 МПа; [σ]см = 320 МПа; [τ]ср = 140 МПа; табл. 1.2 [1]. На-

грузка Q = 40 кН.

122

Толщину стержня тяги в сечение Б–Б (рис. 11.1) принимаем равной половине толщины пластины 3 , т.е. в = 4 мм.

По табл. 9 [1] выбираем диаметр заклепок d = 8 мм; шаг заклепочного ряда

t = 3,5 d = 3,5 8 = 28 мм.

Для соединения тяги и пластины определяем необходимое число заклепок по условию их прочности на срез. Так как каждая заклепка имеет две плоскости среза, то

Поскольку см < [ ]см – условие прочности выполнено. Диаметр отверстия под заклепки d0 выбираем по [5], т.е.

d0 = 8,5 мм. Расстояние ℓ1 от оси крайней заклепки до кромки тяги в направлении действующей силы равно

ℓ1 = 1,5d = 1,5 8 = 12 мм.

Определяем высоту стержня тяги h (рис. 11.1) из условия прочности на растяжение в сечении, ослабленном отверстиями под заклепки:

Принимаем h = 40 мм.

Из условия прочности на сжатие определяем требуемую площадь поперечного сечения уголка:

124

При этом предполагаем, что продольная гибкость укосины достаточна и потеря устойчивости не наблюдается.

По сортаменту ГОСТ 19772-74 выбираем уголок неравнополочный с размерами полок 40 32 мм и толщиной 4 мм:

Уголок 40 32 4 ГОСТ 19772 74 . Ст3 ГОСТ 11474 76

Площадь поперечного сечения F = 2,00 см2 = 200 мм2. Для соединения укосины 2 с пластиной 3 выбираем диа-

метр заклёпок d = 8 мм. Определяем необходимое число заклепок из условия прочности их на срез:

Принимаем z2 = 4. Это допустимо, поскольку в этом случае перенапряжение в материале не превышает 5 %.

Проверяем материал заклепки и уголка на смятие:

см < [ ]см – условие прочности выполнено.

Пример 2

Определить высоту косынки H, а также число и диаметр заклепок, соединяющих косынку со швеллерной балкой № 24а (рис. 11.2). Р = 150 кН; ℓ = 500 мм; b = 10 мм, С = 180 мм. Ма-

териал косынки, швеллера и заклепок сталь Ст.3. [σ]Р = 160

МПа; [σ]см = 320 МПа; [τ]ср = 140 МПа.

Решение

Из условия точности косынки на изгиб

max Mmax

W

определяем потребный момент сопротивления.

125