Расчет заклепочных швов - Курсовая работа

Детали не только составляют машины, но и определяют их работоспособность. В соответствии с ГОСТ 2.101-68 (СТ СЭВ 364-76) кроме деталей различают такие виды изделий, как сборочные единицы, комплекты и комплексы, и даны их определения. Детали, составляющие машину, соединены между собой тем или иным способом. Данная курсовая работа посвящена рассмотрению особенностей заклепочных соединений, типов заклепок и заклепочных швов. Заклепочные соединения, являющиеся в прошлом основным видом соединений металлических конструкций, изза неудобств технологического процесса клепки (необходимость нагрева заклепок до температуры 800 С) и перерасхода металла на соединение в настоящее время почти полностью вытеснены сваркой и высокопрочными болтами при монтаже.Если применяют заклепки в виде стержня, обе замыкающие головки образуются одновременно в процессе машинной клепки. Материал заклепок обычно выбирают однородным с материалом соединяемых деталей во избежание электрохимической коррозии и температурного напряжения в соединении [29]. Заклепочное соединение, неразъемное соединение деталей посредством заклепок , применяемое главным образом для скрепления листового и профильного проката. Заклепочные соединения применяют для деталей из несвариваемых, а также не допускающих нагрева материалов; тонкостенных деталей (из листового материала и т.п.) в самолетостроении, при изготовлении кузовов автобусов, троллейбусов и др.; в сильно нагруженных соединениях, работающих в условиях ударной и вибрационной нагрузок [18]. Заклепочные соединения образуют постановкой заклепок в совмещенные отверстия соединяемых элементов и расклепкой с осаживанием стержня заклепки стягивают детали, в результате чего часть, а иногда и вся внешняя продольная нагрузка на соединение передается силами трения на поверхности стыка [16].Головка заклепки, высаженная заранее, т. е. изготовленная вместе со стержнем, называется закладной, а образующаяся во время клепки из части стержня, выступающего над поверхностью склепываемых деталей, - замыкающей [25]. По форме головок различают заклепки: (а)-с полукруглой высокой головкой со стержнем диаметром 1…36мм и длиной 2…180мм; (б)-с полукруглой низкой головкой со стержнем диаметром 1…10мм и длиной 4…80мм; (в)-плоской головкой со стержнем диаметром 2…36мм и длиной 4…180мм; (г)-с потайной головкой со стержнем диаметром 1…36мм и длиной 2…180мм; (д)-с полупотайной головкой со стержнем диаметром 2…36мм и длиной 3…210мм. Заклепки изготовляют из материалов с хорошей пластичностью, - сталей (Ст2, Ст3, стали 10 и 15), меди (МЗ, МТ), латуни (Л63), алюминиевых сплавов (AMR5П, Д18, АД1), нержавеющей стали (Х18Н9Т), легированной стали (09Г2) [14].Необходимое количество, диаметр и длину заклепок определяют расчетным путем. Длина l (мм) стержня заклепки для образования замыкающей потайной головки определяется по формуле l=S (0,8…1,2)d, где S - толщина склепываемых листов, мм; d - диаметр заклепки, мм. По расчетному значение подбирают ближайшее большее значение из числа длин заклепок, предусмотренных стандартом [13]. Различают два вида клепки - с двусторонним подходом, когда имеется свободный доступ к замыкающей, так и закладной головке, и с односторонним подходом, когда доступ к замыкающей головке невозможен. Различают два метода клепки: прямой, когда удары молотком наносятся по стержню со стороны вновь образуемой замыкающей головки; обратный, когда удары молотком наносят по закладной головке.Заклепки во многих случаях уже вытеснены сваркой; однако они имеют еще очень большое применение для соединения частей всякого рода металлических конструкций: стропил, ферм мостов, кранов, для соединения листов в котлах, судах, резервуарах и т. п. В них закладывается нагретый до красного каления стержень" заклепки с одной головкой; другой конец заклепки расклепывается ударами специального молотка или давлением гидравлического пресса (клепальной машины) для образования второй головки. Для изучения работы заклепок рассмотрим простейший пример заклепочного соединения (Приложение 2). Шесть заклепок, расположенных в два ряда, соединяют два листа внахлестку. Под действием сил Р эти листы стремятся сдвинуться один по другому, чему препятствуют заклепки, на которые и будет передаваться действие сил P ).Место соединения деталей заклепками называется заклепочным швом, которые делятся на три вида [24]. Прочноплотный шов выполняют горячей клепкой с помощью клепальных машин с последующей подчеканкой головок заклепок и кромкой листов. Форма и размеры поддержек зависят от конструкции склепываемых деталей и диаметра стержня заклепки, а также от выбранного метода клепки (прямой или обратный). На одном конце обжимки имеется углубление по форме головки заклепки. Детали из сортовой стали склепывают с деталями из кровельной стали заклепками диаметром 2...3 мм.Совершенство конструкции деталей оценивают по их надежности и экономичности [24]. Под надежностью понимают вероятность безотказного выполнения деталью своих функций в течение заданного срока службы без внеплановы

Содержание

Введение

1. Заклепочные соединения

2. Заклепки

2.1 Выбор заклепок

2.2 Виды и методы заклепок

2.3 Понятие о сдвиге. Расчет заклепок на перерезывание

3. Виды заклепочных швов

4. Основные критерии работоспособности при расчете деталей машин

4.1 Основные критерии работоспособности деталей машин

4.2 Расчетные нагрузки

4.3 Пути повышения надежности деталей машин на стадии проектирования

5. Расчет заклепочных швов

6. Основные формулы расчета заклепочных швов на прочность

7. Соединения деталей с натягом и их расчет

7.1 Определение прочности соединения

7.2 Определение усилия запрессовки

7.3 Определение температуры нагрева

Заключение

Список литературы

Приложения

Все без исключения машины и механизмы состоят из отдельных деталей. Детали не только составляют машины, но и определяют их работоспособность. В соответствии с ГОСТ 2.101-68 (СТ СЭВ 364-76) кроме деталей различают такие виды изделий, как сборочные единицы, комплекты и комплексы, и даны их определения.

Детали, составляющие машину, соединены между собой тем или иным способом. Все виды соединений можно разделить на неразъемные и разъемные.

1. Неразъемные соединения не позволяют разбирать узлы без разрушения и повреждения деталей. К этой группе относятся заклепочные, сварные, паянные, клеевые и прессованные соединения (с натягом). Основным критерием работоспособности и расчета соединений является прочность: статическая и усталостная.

2. Разъемные соединения позволяют разбирать узлы без разрушения и повреждения деталей. К ним относятся резьбовые, штифтовые, клиновые, клеммовые, шпоночные, шлицовые и профильные соединения.

Данная курсовая работа посвящена рассмотрению особенностей заклепочных соединений, типов заклепок и заклепочных швов.

Заклепочные соединения, являющиеся в прошлом основным видом соединений металлических конструкций, изза неудобств технологического процесса клепки (необходимость нагрева заклепок до температуры 800 С) и перерасхода металла на соединение в настоящее время почти полностью вытеснены сваркой и высокопрочными болтами при монтаже. Они сохранили весьма ограниченное применение только в тяжелых конструкциях, подверженных воздействию динамических и вибрационных нагрузок, а также при использовании трудносвариваемых материалов - некоторые термообработанные стали и алюминиевые сплавы.

Актуальность работы объясняется недостаточной разработанностью рассматриваемой темы исследования.

Указанными вопросами впервые начал заниматься в 1881 г. проф. В.Л. Кирпичев (1845-1913). В дальнейшем они получили свое развитие в трудах проф. П.К. Худякова (1857-1936), А.И. Сидорова (1866-1931), М.А. Саверина (1891-1952) и др. Кроме общих курсов по деталям машин написано большое количество монографий и статей, посвященных отдельным вопросам, например работы таких выдающихся ученых, как Л. Эйлер, Н.Е. Жуковский, С.А. Чаплыгин, Н.П. Петров и др. В настоящее время исследованиями в области деталей машин занимаются научно-исследовательские и учебные институты, машиностроительные заводы.

Целы работы: рассмотреть особенности заклепочных соединений, типов заклепок, заклепочных швов, произвести расчет прочных швов при осевом нагружении соединяемых элементов.

Задачи работы: - проанализировать литературу по теме исследования;

- выделить виды заклепочных соединений;

- проанализировать виды и методы клепки;

- произвести расчет заклепок на перерезывание;

- рассмотреть виды заклепочных швов;

- выявить основные критерии работоспособности деталей машин;

- охарактеризовать пути повышения надежности деталей машин на стадии проектирования;

- произвести расчет заклепочных швов;

- выделить основные формулы расчета заклепочных швов на прочность;

- произвести расчет деталей с натягом;

- определить прочности соединений;

- определить усилия запрессовки;

- определить температуру нагрева.