Раздел 4. неразъемные соединения (сварные, паяные, клеевые соединения)

Соединения деталей машин

Каждая машина состоит из деталей, число которых зависит от сложности и размеров машины. Так, автомобиль содержит около 16 000 деталей (включая двигатель), крупный карусельный станок имеет более 20 000 деталей и т.д.

Чтобы выполнять свои функции в машине, детали соединяются между собой определенным образом, образуя подвижные и неподвижные связи. Например, соединение коленчатого вала двигателя с шатуном, поршня с гильзой цилиндра (подвижные связи). Соединение штока гидроцилиндра с поршнем, крышки разъемного подшипника с корпусом (неподвижные связи).

Наличие подвижных связей в машине обусловлено ее кинематической схемой. Неподвижные связи обусловлены целесообразностью расчленения машины на узлы и детали для упрощения производства, облегчения сборки, ремонта, транспортировки и прочего.

Виды сварки

Ручная дуговая сварка

Механизированная и автоматическая дуговая сварка

Дуговая сварка неплавящимся электродом в инертных газах

Некоторые специальные виды сварки

Достоинства и недостатки сварных соединений

по сравнению с заклепочными (или литыми деталями).

Классификация сварных соединений

Швы делятся на:

• Неразъемные
• Разъемные

Расчет сварных соединений

• Прочность
• Стыковые соединения
• Внахлестку
• Контактная сварка
• Точечная сварка
• Тавровые швы
• Клеесварные соединения

Написание технических требований

• На чертежах сварных конструкций

Рекомендации по конструированию

• Сварных соединений в стык и в нахлест

Условные изображения и обозначения

• Сварных швов

Вопросы для самопроверки

Задачи для самостоятельного решения

Проектирование соединений является очень ответственной задачей, поскольку большинство разрушений в машинах происходит именно в местах соединений. Многие аварии и прочие неполадки в работе машин и сооружений обусловлены неудовлетворительным качеством соединений.

Прочность и долговечность соединений в авиационной индустрии

Так, например, опытом эксплуатации отечественных и зарубежных самолетов установлено, что долговечность фюзеляжа прежде всего усталостными разрушениями, из которых до 85% приходится на резьбовые и заклепочные соединения.

Отметим, также, что в конструкциях тяжелых широкофюзеляжных самолетов (например, ИЛ-96, АН-124) насчитывается до 700 тыс. болтов и до 1,5 заклепок.

Требования к соединениям

К соединениям в зависимости от их назначения предъявляются требования прочности, плотности (герметичности) и жесткости.

Основным критерием работоспособности и расчета соединений является прочность. Необходимо стремиться к тому, чтобы соединение было равнопрочным с соединяемыми элементами.

Наличие соединения, которое обладает прочностью, составляющей, например, 0,8 от прочности самих деталей, свидетельствует о том, что 20% нагрузочной способности этих деталей или соответствующая часть металла конструкции не используется.

При оценке прочности соединения стремятся приблизить его прочность к прочности соединяемых элементов, т.е. стремятся обеспечить конструкции.

Требования к плотности и жесткости

Требование плотности является основным для сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Уплотнение разъемного соединения достигается за счет:

1. сильного сжатия достаточно качественно обработанных поверхностей;

2. введения прокладок из легко деформируемого материала.

Экспериментальные исследования показали, что жесткость соединения во много раз меньше жесткости соединяемых элементов, а поскольку жесткость системывсегда меньше жесткости наименее жесткого элемента, то именно жесткость соединения определяет жесткость системы.

Виды соединений

Желательно, чтобы соединение не искажало форму изделия, не вносило дополнительных элементов в его конструкцию и т. п.

Например, соединение труб болтами требует образования фланцев, сверления отверстий под винты, установку самих винтов с гайками и шайбами. Соединение труб сваркой встык не требует никаких дополнительных элементов. Оно в наибольшей степени приближает составное изделие к целому.

С этих позиций соединение болтами может быть оправдано только при определенных обстоятельствах.

Выбор типа соединения определяет инженер.