ДМ_ЛР1,2

МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ’ЯЗКУ УКРАЇНИ ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ ІМЕНІ АКАДЕМІКА В. ЛАЗАРЯНА

ЛЬВІВСЬКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

ЗВАРНІ ТА ЗАКЛЕПУВАЛЬНІ З’ЄДНАННЯ

Інструкції до лабораторних робіт № 1, 2

з курсу деталей машин для студентів механічних спеціальностей

стаціонарної та заочної форм навчання

Затверджено на засіданні циклу

природничо-наукових дисциплін Протокол № 8 від 14. 06. 2006 р.

Львів - 2006

Зварні та заклепувальні з’єднання. Інструкції до лабораторних робіт № 1, 2 з курсу деталей машин для студентів механічних спеціальностей стаціонарної та заочної форм навчання. Укл.: Станкевич В. З. – Львів – 2006. – 8 с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 : “ЗВАРНІ З’ЄДНАННЯ”

Основна мета роботи:

-вивчити переваги та недоліки зварних з’єднань;

-ознайомитися з основними видами зварних з’єднань;

-ознайомитися з основними видами та характеристиками зварних швів.

Обладнання: стенд зі зварними з’єднаннями.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Зварні з’єднання - найбільш поширений тип нероз’ємних з’єднань. Вони утворюються шляхом місцевого нагрівання деталей в зоні їх з’єднання. Найбільшого поширення набули електричні види зварювання, основними з яких є дугове та контактне.

При дуговому зварюванні метал в зоні з’єднання доводиться до розплавленого стану. З’єднання утворюється після затвердіння металу. При контактному зварюванні метал в зоні з’єднання доводиться не до рідкого, а до пластичного стану. З’єднання утворюється шляхом стискання деталей.

Переваги зварних з’єднань:

-невисока вартість з’єднання, простота зварного шва;

-порівняно невелика маса конструкції;

-герметичність та щільність з’єднання;

-можливість автоматизації процесу зварювання; Недоліки зварних з’єднань:

-невисока якість зварного шва;

-трудність контролю якості зварного шва;

-жолоблення деталей внаслідок нерівномірності нагрівання в процесі зварювання;

-знижена стійкість проти корозії;

-невисока міцність при змінних режимах навантаження. Зварний шов є сильним концентратором напружень.

Види зварних з’єднань і швів.

В залежності від взаємного розташування зварюваних елементів розрізняють такі види зварних з’єднань:

1. Стикові з’єднання – прості і найбільш надійні зі всіх зварних з’єднань. Їх рекомендують в конструкціях, що зазнають дії змінних напружень. На рис. 1, а−г показані різні варіанти стикових швів, виконаних ручним дуговим зварю-

ванням за різної товщини зварюваних елементів. Зварні стикові з’єднання бувають з прямим ( а), косим ( б) та кільцевим ( в) швами. Деталі поблизу стику повинні мати рівну товщину для забезпечення їхнього однакового нагрівання. Залежно від товщини зварювані елементи деталей виготовляють із підготовле-

ними або непідготовленими кромками. Форми підготовки кромок деталей показані на рис. 1, г . Підвищення зварного шва над основним металом є концентратором напружень, а тому у відповідальних з’єднаннях його видаляють механічним способом.

Рис. 1

2. Напусткові з’єднання (рис. 3). Їх виконують кутовими швами різної форми перерізу:

-нормальні (рис. 2, а) , профіль – рівнобедрений прямокутний трикутник;

-випуклі (рис. 2, б) – нераціональні, спричинюють підвищену концентрацію напружень;

-поліпшені (рис. 2, в) у формі нерівнобедреного прямокутного трикутника. Використовують при змінних навантаженнях;

-увігнуті (рис. 2, г) . Увігнутість забезпечує плавний перехід, внаслідок чого понижується концентрація напружень. Такий профіль отримують наступною механічною обробкою шва, що підвищує вартість з’єднання. Використовують у відповідальних конструкціях при змінних навантаженнях.

Кутові шви бувають:

-лобові (рис. 3, а) , розташовані перпендикулярно лінії дії сили (не рекомендуються при динамічних навантаженнях);

-флангові (рис. 3, б) , розташовані паралельно лінії дії сили;

-комбіновані (рис. 3, в) ;

-кільцеві (рис. 3, г) для з’єднання труб;

Рис. 3

Інколи, коли міцність напусткових з’єднань, виконаних лобовими та фланговими кутовими швами, не забезпечується, додатково виконують коркові та прорізні шви. Корковий шов дістають шляхом заповнення розплавленим металом отворів круглої форми в одній (або в двох) із з’єднуваних деталей. Проріз для прорізного шва виконують уздовж дії сили прикладеної сили.

3. Таврові з’єднання (рис. 4) . В них зварювані елементи розташовані у взаємно перпендикулярних площинах. З’єднання може бути виконане кутовими або стиковими швами.

Рис. 4

4. Кутове з’єднання (рис. 5) . Здійснюють без попередньої підготовки кромок ( а , б) і з підготовкою кромок ( в , г) . Здебільшого такі з’єднання є малонавантаженими і використовуються для забезпечення щільності.

Рис. 5

Питання для самоконтролю.

1.Як утворюється зварне з’єднання при дуговому і контактному зварюванні?

2.Перерахувати переваги та недоліки зварних з’єднань.

3.Які є види зварних з’єднань ?

4.Дати коротку характеристику стикових з’єднань.

5.Дати коротку характеристику напусткових, таврових та кутових з’єднань.

6.Як утворюються коркові та прорізні шви ?

7.Якими бувають форми перерізу кутових зварних швів ?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2 : “ЗАКЛЕПУВАЛЬНІ З’ЄДНАННЯ”

Основна мета роботи:

-вивчити будову заклепувального з’єднання;

-вивчити переваги та недоліки заклепувальних з’єднань;

-ознайомитися з основними видами заклепувальних швів.

Обладнання: стенд із заклепувальними з’єднаннями.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Заклепувальне з’єднання належить до нероз’ємних з’єднань. Його отримують за допомогою заклепки, яку вставляють в отвори з’єднуваних деталей. Заклепка має циліндричний стрижень і закладну головку на одному кінці. Після пластичного деформування (клепання) другого кінця утворюється замикаюча головка. При цьому діаметр стрижня стає рівним діаметру отворів деталей.

Форма і розміри заклепок стандартизовані. Отвори під заклепки в деталях просвердлюють або продавлюють. Клепання виконують ручним або машинним способом. Для діаметрів заклепок до 12 мм клепання холодне, понад 12 мм – гаряче (для кращого пластичного деформування замикаючої головки).

Переваги заклепкових з’єднань:

-висока надійність;

-підвищена опірність ударним та вібраційним навантаженням;

-можливість з’єднання із важкозварюваних металів; з’єднання деталей із різнорідних матеріалів і таких, що не допускають нагрівання;

Недоліки з’єднань:

-висока вартість і трудомісткість;

-підвищена витрата матеріалу, зумовлена збільшенням товщини деталей із-за послаблення їх отворами;

-неможливість з’єднання деталей складної конфігурації;

-складність контролю якості.

Група заклепок утворює з’єднання, яке називають заклепувальним швом. Класифікація швів:

-за кількістю рядів шви бувають одно- (рис. а) та багаторядні (рис. б, в);

-за розміщенням заклепок у рядах шви бувають паралельні (рис. б) та ша-

хові (рис. в);

-за умовами роботи (за кількістю площинок зрізу) – однозрізні (рис. а, в)

та багатозрізні (рис. б).

За призначенням заклепувальні з’єднання поділяють на міцні (в металоконструкціях), щільноміцні (в котлах, резервуарах та трубопроводах високого тиску), щільні ( у резервуарах і трубопроводах невеликого внутрішнього тиску).

Матеріал заклепки повинен бути пластичним і не сприймати гартування. Температурні коефіцієнти лінійного розширення заклепок і з’єднуваних деталей повинні бути однаковими. Окрім того, матеріали заклепок і деталей не можуть утворювати гальванічних пар, бо це руйнує з’єднання.

Питання для самоконтролю.

1.Як утворюється заклепувальне з’єднання ?

2.Перерахувати переваги та недоліки заклепувальних з’єднань.

3.Якими способами виконують клепання ?

4.За якими ознаками проводять класифікацію заклепувальних швів ?

5.Поділ заклепувальних з’єднань за призначенням.

6.Вимоги до матеріалів заклепок і з’єднуваних деталей.