Паяные соединения
Паяные соединения – соединения образуемые путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления и использования легкоплавкого припоя.
Основные типы паяных соединений представлены на рис.1.9
|
||
а) |
б) |
в) |
Рис. 1.9. Основные типы паяных соединений:
а – внахлестку; б – вскос; в – с одной накладкой
Пайку широко применяют в машиностроении для соединения тонких трубопроводов, в том числе из цветных металлов, при изготовлении радиаторов жидкостного охлаждения в двигателях внутреннего сгорания, при изготовлении обшивок в самолетостроении, а также в качестве важнейшего вида соединений в радиоэлектронике и приборостроении.
Достоинства:
– возможность соединять детали не только из однородных, но и разнородных материалов;
– повышенная технологичность, так как возможно осуществлять спайку в скрытых или малодоступных местах конструкции, изготовлять сложные узлы за один прием, паять не по контуру, а одновременно по всей поверхности соединения;
– подбирая соответствующие припои, можно выбрать температуру пайки так, чтобы при нагреве под пайку у предварительно термообработанных материалов сохранялись механические свойства в изделии;
– возможность распайки соединения.
Недостатки:
– сравнительно низкая прочность паяного соединения на сдвиг и очень низкая на отрыв;
– высокая трудоемкость изготовления деталей методами высокотемпературной спайки.
Клеевые соединения
Склеивание – один из наиболее применяемых способов получения неразъемных соединений.
Клеевые соединения находят все большее распространение в машиностроении, в основном благодаря новым высокопрочным и технологичным клеям.
Склеивание пористых поверхностей – бумаги, тканей, дерева и пр. основано на пропитывании пор материала клеем.
Основные типы клеевых соединений представлены на рис.1.10.
|
||||
а) |
б) |
в) |
г) |
д) |
Рис. 1.10. Основные типы клеевых соединений:
а – внахлестку; б – вскос; в – зубчато-шиповое;
г – встык с односторонней накладкой; д – встык с двумя накладками
Достоинства:
– возможность соединения разнородных материалов;
– герметичность;
– стойкость против коррозии,
– возможность соединения очень тонких листовых деталей;
– малая концентрация напряжений.
Недостатки:
– сравнительно невысокая прочность;
– низкая теплостойкость.
Заклепочные соединения
Заклепочные соединения – соединения, состоящие из листов, соединенных с помощью заклепок, вставленных в отверстия в деталях.
Основные типы заклепочных соединений представлены на рис.1.11.
|
||
а) |
б) |
в) |
Рис. 1.11. Основные типы заклепочных соединений:
а – внахлестку; б – встык с одной накладкой; в – встык с двумя накладками
Классификация заклепочных швов:
– по назначению: прочные (для восприятия внешних нагрузок) и прочноплотные, обеспечивающие также герметичность соединения;
– по конструкции: внахлестку (рис. 1.11, а) и встык с одной (рис. 1.11, б) или двумя накладками (рис. 1.11, в).
– по расположению заклепок: однорядные (рис. 1.11, а) и многорядные с рядовым (рис. 1.11, б) и шахматным расположением заклепок (рис. 1.11, в);
– в зависимости от числа плоскостей среза одной заклепки: односрезные (рис. 1.11, а, б), двухсрезные (рис. 1.11, в) и многосрезные.
Клепка бывает холодная (при диаметре заклепки до 12 мм) и горячая, когда заклепка предварительно нагревается до необходимой температуры.
Достоинства:
– хорошо работают в конструкциях, подверженных вибрациям и повторным динамическим нагрузкам, где сварные соединения недостаточно надежны;
– применяют для соединения материалов, не поддающихся сварке или трудносвариваемых, не допускающих нагрев при сварке, коробящихся или меняющих механические характеристики.
Недостатки заклепочных соединений:
– повышенная металлоемкость;
– трудоемкость изготовления;
– невысокая технологичность.
Высокая металлоемкость связана с ослаблением сечения листов отверстиями, необходимостью увеличить толщину листов и с большим весом заклепок, составляющим до 5 % веса конструкции.
Трудоемкость связана с большим числом подготовительных операций, а процесс клепки сложнее сварки.
Заклепки рассчитываются на срез и смятие. Расчетная схема заклепочного соединения представлена на рис.1.12.
Рис. 1.12. Расчетная схема заклепочного соединения
Формула расчета заклепочного соединения на срез
|
(1.6) |
,
где Р – действующая нагрузка;
i – количество заклепок, воспринимающих эту нагрузку;
d – диаметр заклепок;
[τср] – допустимое напряжение на срез.
Формула расчёта заклёпочного соединения на смятие
|
(1.7) |
,
где δ – наименьшая толщина соединяемых деталей;
[σсм] – допустимое напряжение на смятие.