Рис. 2.16

Задание 7

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку Р=80 кН. Толщина соединяемых листов =4.5 мм, ширина В=11 см. Заклёпки (d=5 мм) и листы изготовлены из стали Ст2. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.17

Задание 8

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку Р=210⁵ Н. Толщина соединяемых листов =9 мм, ширина В=17 см. Заклёпки (d=6 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.18

Задание 9

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку Р=2*10⁵ Н. Толщина соединяемых листов =12 мм, ширина В=200 мм. Заклёпки (d=10 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.19

Задание 10

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку Р=45000 Н. Толщина соединяемых листов =6,3 мм, ширина В=11 см. Заклёпки (d=6 мм) и листы изготовлены из сплава Д18П. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.20

Задание 11

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку массой 3 т. Толщина соединяемых листов =12 мм, ширина b=0.2 м. Заклёпки (d=10 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.21

Задание 12

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку массой 5 т. Толщина соединяемых листов =6,3 мм, ширина В=115 мм. Заклёпки (d=6 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.22

Задание 13

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку массой 500 кг. Толщина соединяемых листов =3 мм, ширина В=0.16 м. Заклёпки (d=5 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.23

Задание 14

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку массой 1200 кг. Толщина соединяемых листов =4 мм, ширина В=75 мм. Заклёпки (d=3 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.24

Задание 15

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 80 80 8. Заклёпки (d=7 мм) изготовлены из стали Ст0, уголки – Ст3. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.25

Задание 16

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 100 100 8. Заклёпки (d=8 мм) изготовлены из стали Ст2, уголки – Ст3. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.26

Задание 17

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 80 80 8. Заклёпки (d=10 мм) изготовлены из стали Ст0, уголки – Ст3. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.27

Задание 18

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 100 100 10. Заклёпки (d=12 мм) изготовлены из стали Ст2, уголки – Ст3. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.28

Задание 19

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 60 60 5. Заклёпки (d=4 мм) и уголки изготовлены из стали Ст3. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.29.

Задание 20

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 60 60 6. Заклёпки (d=5 мм) и уголки изготовлены из сплава Д18П. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.30.

3. Сварные соединения

3.1. Способы сварки, область применения, достоинства и недостатки

Сварные соединения – это неразъемные соединения, основанные на использовании сил молекулярного сцепления и получаемые путем местного нагрева деталей до расплавленного состояния (сварка плавлением, электродуговая, электрошлаковая и д.р.) или до тестообразного состояния, но с применением механической силы (контактная сварка).

Сварные соединения являются наиболее совершенными неразъемными соединениями, т.к. лучше других приближают составные детали к целым и позволяют изготовлять детали неограниченных размеров. Прочность статических соединений при статических и ударных нагрузках доведена до прочности деталей из целого материала.

Существует несколько наиболее распространенных способов сварки: электродуговая, электрошлаковая, контактная и газовая.

При электродуговой сварке под действием тепла, выделяемого электрической дугой, оплавляются соединяемые элементы, и оплавленный металл вместе с металлом электрода, обмотанным защитным покрытием или под слоем флюса, образует прочный шов. Этим способом свариваются конструкционные материалы любых марок, титан, чугун, алюминивые и медные сплавы. Сварка может выполняться с помощью сварочных автоматов и полуавтоматов или вручную. В первом случае обеспечивается более высокое качество шва, большая производительность и экономичность процесса, особенно в серийном производстве. Ручная дуговая сварка используется, когда по условиям производства, когда применения автоматических и полуавтоматических способов невозможно.

Электродуговая сварка в среде защитного газа (аргона или гелия) применяется при сваривании высоколегированных сталей, алюминиевых, магниевых сплавов, меди, молибдена и др. металлов и сплавов. Разновидностью электродуговой сварки в среде защитного газа является атомно-водородная сварка, применяемая при сваривании алюминия, низколегированных конструкционных и хромоникелевых нержавеющих сталей. В процессе сварки водород сгорает, и факел его пламени надежно защищает сварочную ванну от воздействия кислорода воздуха.

Электрошлаковая сварка позволяет сваривать металл практически неограниченной толщины. Нагревание металла осуществляется за счет тепла, выделяющегося при прохождении тока через электропроводящую шлаковую ванну, от электродов к соединяемым частям детали.

Соединение деталей с помощью контактной электросварки происходит за счет разогрева стыка теплом, выделяющимся при прохождении тока через место контакта соединяемых деталей при одновременном действии силы, сжимающей их. Чаще всего применяется точечная, стыковая, роликовая и коротко импульсная сварка.

При газовой сварке оплавление элементов деталей и прутка присадочного материала происходит в струе газового пламени. Такая сварка применяется при соединении деталей из металлов или сплавов с различными температурами плавления, а также пластмассовых деталей.

Достоинства газовой сварки являются возможность сваривать неметаллические материалы и независимость от источников электроэнергии.

Недостатки: возможность значительного коробления деталей, ограничение толщины свариваемых деталей (не более 30-40 мм), более низкая прочность швов чем при дуговой сварке.

При электродуговой сварке, в зависимости от расположения свариваемых деталей, различают соединения стыковое, нахлесточное, впритык или тавровое, угловое.

3.2. Задачи для самостоятельного решения

Задание 1

Рассчитать сварное соединение трубы в коллекторе гидропривода машинного насоса при автоматической сварке стыковым швом вдоль образующей трубы. Материал трубы – Сталь Ст3. Толщина стенки трубы 5 мм.

Рис. 3.1

Задание 2

Рассчитать сварное соединение в трубке высокого давления при автоматической сварке стыковым швом вдоль образующей трубки. Материал трубки – Сталь Ст45. Толщина стенки трубы 3,5 мм.

Рис. 3.2

Задание 3

Рассчитать максимально допустимую нагрузку на сварные швы в системе гидропривода шестерённого насоса (см. рис. 3.3). Способ сварки – ручная электродами обычного качества. Материал трубы – Сталь Ст2. Внутренний диаметр трубы 100мм, толщина стенки – 6,3 мм.

Рис. 3.3

Задание 4

Рассчитать сварное стыковое соединение (2 шва) в системе гидропривода (см рис. 3.4). Способ сварки - ручная электродами обычного качества. Материал трубы – Сталь Ст2. Внутренний диаметр трубы 120мм, толщина стенки – 8 мм.

Рис. 3.4

Задание 5

Рассчитать сварное соединение (см рис. 3.5). Способ сварки – автоматическая электродами марки Э42А. Материал деталей – Сталь Ст4. Ширина деталей 130 мм, толщина – 5мм.

Рис. 3.5

Задание 6

Рассчитать сварное соединение (см рис. 3.6). Способ сварки – автоматическая электродами марки Э50А. Материал деталей – Сталь Ст3. Ширина деталей 85 мм, толщина – 6 мм.

Рис. 3.6

Задание 7

Рассчитать сварное соединение (см рис. 3.7) в виде профиля «квадрат» 50*5. Способ сварки – ручная электродами Э42А. Материал профиля - Ст0.

Рис. 3.7

Задание 8

Рассчитать сварное соединение (см рис. 3.8) в виде профиля «квадрат» 80*6. Способ сварки – ручная электродами Э50А в среде защитного газа. Материал профиля – Ст5.

Рис. 3.8

Задание 9

Рассчитать сварное соединение (см рис. 3.9) двух труб 114*4,5 ГОСТ 3262-75. Способ сварки – ручная электродами Э42А. Материал труб – Ст3.

Рис. 3.9

Задание 10

Определить, сможет ли сварное соединение (см рис. 3.10) двух труб 100*3,5 ГОСТ 3262-75 выдержать растягивающую нагрузку весом 1 т. Способ сварки - ручная электродами обычного качества. Материал труб – Ст2.

Рис. 3.10

Задание 11

Рассчитать сварное стыковое соединение и проушину на разрыв (см рис. 3.11). Способ сварки – ручная электродами Э42А. Материал деталей – Ст5. Толщина проушины – 8 мм.

Рис. 3.11

Задание 12

Рассчитать сварное стыковое соединение и квадратную проушину на разрыв (см рис. 3.12). Способ сварки – ручная электродами Э50А. Материал деталей – Ст2. Толщина проушины – 6 мм.

Рис. 3.12

Задание 13

Определить сможет ли соединение (сварной шов и серьга) выдержать статическую нагрузку 30 кН (см рис. 3.13). Способ сварки – ручная электродами Э42А. Толщина деталей – 1,2 см, материал – Ст5.

Рис. 3.13

Задание 14

Определить сможет ли соединение (сварной шов и серьга) выдержать статическую нагрузку 2,5 кН (см рис. 3.14). Способ сварки – автоматическая электродами Э50А. Толщина деталей – 1 см, материал – низколегированная.