Расчет заклепочных швов (стр. 3 из 7)
В соответствии с этим заклепочные швы делятся на однорядные, двухрядные, многорядные, параллельные и шахматные (рис. 4).
Различают клепку ручную, механизированную, при которой применяют пневматические клепальные молотки, и машинную, выполняемую на прессах одинарной и групповой клепки.
При ручной клепке применяют слесарные молотки с квадратным бойком, поддержки, обжимки, натяжки и чеканки [19].
Массу молотка выбирают в зависимости от диаметра заклепки.
Поддержки являются опорой при расклепывании стержня заклепок. Форма и размеры поддержек зависят от конструкции склепываемых деталей и диаметра стержня заклепки, а также от выбранного метода клепки (прямой или обратный). Поддержка должна быть в 3—5 раз массивнее молотка.
Обжимки служат для придания замыкающей головке заклепки после осадки требуемой формы. На одном конце обжимки имеется углубление по форме головки заклепки.
Рис. 4. Заклепочные швы: а — однорядный в нахлесточном соединении; б — однорядный в стыковом соединении; в — однорядный в стыковом соединении с одной накладкой; г — двухрядные с шахматным расположением заклепок в стыковом соединении с одной накладкой
Натяжка представляет собой бородок с отверстием на конце. Натяжка применяется для осаживания листов [7].
Чекан представляет собой слесарное зубило с плоской рабочей поверхностью и применяется для создания герметичности заклепочного шва, дости-аемой обжатием (подчеканкой) замыкающей головки и края листа.
Клепка бывает двух видов: обыкновенная, когда обе головки заклепок возвышаются над поверхностями склепываемых деталей, и потайная, когда головки заклепок скрыты заподлицо с поверхностями склепанных деталей. Детали из сортовой стали склепывают с деталями из кровельной стали заклепками диаметром 2...3 мм. Закладные головки заклепок при этом должны располагаться на более тонкой детали. Детали соединяют заклепочными швами в один и реже в два ряда. Соединяемые листы укладывают при этом внахлестку (рис. 5).
Рис. 5. Заклепочные швы: а - соединение внахлестку с одним рядом заклепок; б - соединение внахлестку с двумя рядами заклепок; 1 - лист; 2 - заклепка; d - диаметр отверстия
Шаг между заклепками склепываемых листов для однорядных швов делают не менее 3d. Расстояние от центра заклепки до кромки соединяемых деталей должно составлять 1,5d стержня заклепки. Диаметр отверстия для заклепок просверливают на 1/10 больше диаметра стержня заклепок. Когда детали склепывают впотай, отверстия под головки в деталях раззенковывают под углом 60...90° на глубину, равную высоте закладной головки. Рабочие операции клепки (рис. 6) выполняют следующими инструментами: поддержкой 4, осадкой 1, обжимкой 6 и молотком 5 массой не более 0,3 кг.
Рис. 6. Рабочие операции клепки: а - осаживание соединяемых листов; б - расклепка стержня заклепки молотком; в - формирование головки; 1 - осадка; 2 - заклепка; 3 - заклепываемые листы; 4 - поддержка; 5 - молоток; 6 - обжимка
Поддержка предназначается для укладки закладной головки заклепки, поэтому поверхность поддержки, на которую опирается закладная головка, должна иметь лунку по форме головки. Осадка служит для уплотнения склепываемых листов 3, обжимка — для окончательного оформления замыкающей головки оставляемой заклепки. Склепывание деталей начинают с постановки маячных заклепок на концах шва и нескольких заклепок, симметрично располагаемым между маячными. Процесс клепки слагается из следующих операций: подгонки склепываемых деталей; разметки деталей для сверления в них отверстий под заклепки; сверления отверстий (при клепке впотай и зенковании); установки заклепок; осадки склепываемых деталей для плотного примыкания их одна к другой и к замыкающей головке заклепки; окончательного формирования замыкающей головки обжимкой [4].
4. Основные критерии работоспособности при расчете деталей машин
4.1 Основные критерии работоспособности деталей машин
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 внеплановых ремонтов, котороя оценивается коэффицентом Кн:
, (1)где Кн - коэффициент надежности детали;
Nб - число случаев безотказной работы в данной партии одинаковых деталей в идентичных условиях;
N - число деталей в партии.
Коэффициент надежности сложной машины равен произведению коэффициентов надежности отдельных деталей машин:
КнΣ = Кн1∙Кн2∙Кн3∙...∙Кнi . (2)
Надежность машины всегда меньше надежности самой надежной детали.
Долговечность - это достаточно длительная, безотказная работа машин (до наступления " морального износа ").
Экономичность - определяется стоимостью материалов, затратами на производство и эксплуатацию.
Для того чтобы быть надежными детали, прежде всего, должны быть работоспособными.
Работоспособность - это такое состояние деталей машин, в котором они могут выполнять свои функции в пределах технических требований.
Работоспособность деталей машин при их расчете оценивается следующими основными критериями: прочностью, жесткостью, износостойкостью, теплостойкостью, вибростойкостью и др.
1.1. Прочность - является основным критерием работоспособности для большинства деталей. Расчет на прочность сводится к определению таких размеров и форм деталей, при которых исключается возможность возникновения опасных деформаций, поломок или поверхностных разрушений [16].
Расчет на прочность производят по коэффициенту запаса прочности ;
, (3)где [σ] - допускаемое напряжение, Н/мм2;
-предельное напряжение, Н/ мм2;[n]- допускаемый коэффициент запаса для общего машиностроения, принимают [n] = 1,2... 1,5.
Поэтому важное значение имеет правильный выбор коэффициента запаса прочности. Обычно применяется метод академика Серенсена:
n= n1∙n2∙n3∙n4. (4)
где n1 - коэффициент, учитывающий надежность материала;
n2 - коэффициент, учитывающий условия работы деталей;
n3 - коэффициент, учитывающий точность расчета;
n4 - коэффициент, учитывающий степень соответствия образцов:
при растяжении (сжатии) n4=1,15;
при кручении n4=1,35;
при срезе n4=1,25.
Одним из наиболее общих условий конструирования машин является условие равнопрочности, т.е. в машине все детали должны быть с равными или близкими запасами прочности (сохранять одинаковую по времени работоспособность). Так как в противном случае больший запас прочности одних деталей не будет реализован в связи с выходом из строя других деталей.
1.2. Жесткость - характеризуется изменением размеров и формы детали под нагрузкой [13].
Расчет на жесткость предусматривает ограничение упругих перемещений деталей в пределах, допустимых для конкретных условий работы. Такими условиями могут быть; условия сопряженных деталей (например, качество зацепления зубчатых колес и условия работы подшипников ухудшаются при больших прогибах валов); технологические условия (например, точность и производительность обработки на металлорежущих станках в значительной степени определяются жесткостью станка и обрабатываемой детали).
Нормы жесткости деталей устанавливают на основе практики эксплуатации и расчетов. Значение расчетов на жесткость возрастает в связи с широким внедрением высокопрочных сталей, у которых увеличиваются характеристики прочности (σB, σ-1), а модуль упругости Е (характеристика жесткости) остается почти неизменным. При этом чаще встречаются случаи, когда размеры, полученные из расчетов на прочность, оказываются недостаточными по жесткости [3].
1.3 Износостойкость - способность сопротивляться абразивному и усталостному изнашиванию, вызывающим постепенное уменьшение размеров и изменение формы деталей. При этом могут иметь место следующие нарушения:
1. Снижение К.П.Д.
2. Увеличение утечек через зазоры.
3. Снижение прочности из-за уменьшения поперечных сечений, неравномерного износа опор, увеличения динамичности нагрузок.
По ГОСТу различают следующие виды износов:
1. Механический износ (вследствие абразивного, царапающего действия неровностей или посторонних частиц);