Заклепочных соединений

Рис. 231. Сетка трещин около^заклепочных отверстийкотельного листа

3.12. Для клепаной подкрановой консоли, изображенной на рис. 3.11, проверить на срез и смятие заклепочное соединение горизонтальных швеллеров с колонной. Диаметр заклепочных отверстий d0 = 16,5 мм. Допускаемые напряжения принять по данным задачи 3.10. Размеры е и t выбрать самостоятельно.

Не застрахованы от локальных разрушений и клепаные подкрановые балки (рис.6 2). Наблюдение за поведением этой разновидности подкрановых конструкций выявило также наличие продольных трещин, возникших у выкружек уголков и поперечных трещин в поясных уголках, идущих от заклепочных отверстий. При этом замеренные напряжения оказались существенно ниже расчетных, что дало основание полагать, что поперечные трещины у отверстий развились из микротрещин, возникших в процессе изготовления элементов балок.

Анализ состояния профилей показал, что в них трещины начинаются от кромок стенок вблизи заклепочных отверстий (рис. 14.4). Трещина в профиле (условный № 1) имела длину около 10 мм, а трещина профиля (условный № 2) распространилась на все сечение детали. Стенка профиля № 1 имела характерную деформацию, которая возникла при потере профилем устойчивости. Из этого следовало, что на одном из этапов эксплуатации на профиль № 1 действовала сжимающая нагрузка столь высокого уровня, что профиль потерял устойчивость и изменил свою геометрию в результате местной пластической деформации.

Повреждения деталей и конструкций оборудования в процессе работы возникают вследствие продолжительного воздействия знакопеременных нагрузок, а также недопустимых перегрузок; механических воздействий, в частности износа; недопустимой коррозии металла [12]. При многократно приложенных растягивающих усилиях в болтах и заклепках также наблюдаются усталостные повреждения, а в зонах наибольших напряжений клепанных соединений от заклепочных отверстий могут развиваться усталостные трещины.

Рис. 9.1. Контроль металла вокруг заклепочных отверстий:

Усталостные трещины в металле стыкуемых элементов, расположенных под головками заклепок (радиально от отверстий), обнаруживают УЗ методом. Такие трещины начинаются обычно от заклепочных отверстий первого, второго, реже третьего ряда заклепок: эти трещины при их развитии могут распространяться до заклепочных отверстий следующего ряда, не выходя на наружную сторону.

С целью удаления нагартованного слоя материала, а также для устранения несовпадений отверстий при сборке, прокалывание заклепочных отверстий в ответственных металлических конструкциях необходимо производить на меньший диаметр (на 3—6 мм меньше заданного) с последующей рассверловкой этих отверстий при сборке.

Контроль собранных конструкций. Конструкции, законченные сборкой, подвергают контролю перед окончательной рассверловкой заклепочных отверстий и перед клепкой.

В конструкции, подготовленной к рассверловке заклепочных отверстий, сборочные болты должны плотно стягивать детали между собой и исключать возможность деформаций и смещения их при рассверловке или прочистке отверстий. Сборочные болты, как правило, ставят через три отверстия в четвертое для всех типов конструкций, но не реже чем через 500 мм. Диаметр сборочных болтов выбирают в зависимости от диаметра отверстия и толщины собираемого пакета. Он не должен отличаться от диаметра отвер-сия более чем на 2—4 мм. Плотность пригонки собранных деталей замеряется щупом, который при толщине 0,3 мм не должен проходить между соприкасающимися поверхностями на глубину более 20 мм.

Диаметр рассверленных отверстий проверяют предельной пробкой или штангенциркулем. Допуски на диаметры устанавливаются чертежами или специальными инструкциями на клепальные работы. Допустимые отклонения диаметров заклепочных отверстий, принятые в стальных конструкциях (при горячей клепке), приведены в табл. 34.

Условия нагружения заклепок подобны условиям нагружения болтов, поставленных без зазора (сравни рис. 2.4 и 1.21). Поэтому для заклепок остаются справедливыми расчетные формулы (1.21) и (1.22), которые определяют прочность по напряжениям среза i и смятия 0СМ. При расчетах заклепочных соединений, нагруженных силой в плоскости стыка, допускают, что нагрузка распространяется равномерно между всеми заклепками шва, силы трения в стыке не учитывают.

На основные размеры заклепочных соединений выработаны нормы, которые рекомендуют выбирать d, t, e и Si в зависимости от толщины листов д или размеров прокатного профиля (см. справочники [1, 4}). При этом расчет приобретает проверочный характер.

Ниже рассмотрены некоторые особенности конструкции и расчета заклепочных соединений. BJ соединениях широких листов (см. рис. 2.4) за расчетную нагрузку принимают силу F4, действующую на фронте одного шага t. При этом значение Ft обычно определяют по напряжениям растяжения а' в сечении листа а—а, не ослабленном отверстиям» под заклепки. Напряжение ег' полагают известным из

При нагружении точечных сварных соединений моментом в плоскости стыка деталей расчетную точку и ее нагрузку определяют так же, как и для заклепочных соединений или соединений с болтами, поставленными без зазора (см. рис. 1.30).

17.11. Какое из изображенных на рис. 17.3, а, б заклепочных соединений рациональнее?

Принятая в настоящее время схема расчета заклепочных соединений на срез стержней заклепок, смятие стенок отверстия и поверхности стержней действием растягивающей силы Р (рис. 199, а) не согласуется с действительными условиями работы заклепочных соединений.

При расчете горячих заклепочных соединений правильнее исходить из величины осевой силы N, развиваемой заклепкой при усадке, и силы трения Р ~ fff на стыке (вид б). Осевая сила

Практически при выборе параметров заклепочных соединений главным образом опираются на исполненные конструкции, учитывая вместе с тем специфические условия работы проектируемого соединения (требования к герметичности, рабочие температуры, воздействие агрессивных сред и т. д.). Почти в каждой области, где применяют горячие заклепочные соединения, существуют свои нормативы, проверенные в эксплуатации (хотя может быть и не самые рациональные).

В машиностроении применяют преимущественно холодное клепание, так как главный смысл применения заклепочных соединений здесь состоит в устранении теплового воздействия и получении прочных соединений деталей без нарушения точности их размеров и взаимного расположения.

ВИДЫ ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Рис. 202. Параметры заклепочных соединений