Неподвижные неразъёмные соединения

--PAGE_BREAK--
Отказ— нарушение работоспособности машины. Все виды отказов делятся на две группы:

А — из-за нарушения элементов (поломки, деформации, износ,  обрыв проводов, короткое замыкание и т.п.);

Б — вследствие нарушения качеств функционирования (нарушение регулировок, засорение гидросистемы, течь в местах соединения шлангов и т.п.).

Отказы классифицируются:

– по частоте — единичные и повторяющиеся;

– по взаимосвязям — первичные (независимые) или вторичные (зависимые), вызванные действиями другого отказа;

– по условиям возникновения — возникшие при выполнении основных функций или при хранении, транспортировке, на холостом пробеге;

– по уровню внешних воздействий — при нормальных или ненормальных (отклонение от правил техобслуживания и управления, при недопустимых нагрузках и т.п.) условиях работы;

– по внешним проявлениям — явные (быстрое обнаружение) и скрытые (время обнаружения выше установленных норм);

– по виду — легкие (разрушение прокладки), средние (вызывают остановку машины для ремонта), тяжелые (значительные разрушения);

– по сложности устранения — требуют проведения технического обслуживания, текущего или капитального ремонта;

– по способности к восстановлению — устраняемые в эксплуатационных или стационарных условиях;

– по возможности прогнозирования — прогнозируемые (диагностическими приборами от изменения параметров, наработки, возраста) или непрогнозируемые;

– по характеру изменения параметров — постепенные (начинаются сразу после начала работы машины, зависят от длительности работы и связаны с процессами износа, коррозии, усталости и ползучести материалов) и внезапные (сочетание неблагоприятных факторов и случайных внешних воздействий, превышающих возможности машины к их восприятию, возникают через некоторые случайные промежутки времени, не зависят от состояния машины и длительности предыдущей работы, а процесс протекает быстро) и сложные (включают особенности предыдущих отказов, время возникновения — величина случайная, а скорость процесса зависит от сопротивляемости элементов машины);

– по последствиям — отказы функционирования (связаны с повреждениями отдельных элементов машины, которая не может выполнять свои функции: выкрошился зуб шестерни, насос не подает масло в систему, не заводится двигатель внутреннего сгорания) или параметрические (машина может выполнять свои функции, но работает за пределами своих технических требований — характеристик: загазованность воздуха, падение КПД передачи, снижение давления в рабочей жидкости гидросистемы). Оба вида отказов могут быть как постепенными, так и внезапными (в последнем случае отказ будет параметрическим, если потеряна точность работы машины или ее элементов, и функциональным, если произошло заклинивание одного из механизмов).

Долговечность — свойство машины сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Предельное состояние машины возникает при невозможности ее дальнейшей эксплуатации.

В строительных машинах различают три группы элементов, отличающихся характеристиками предельных состояний:

А — невосстанавливаемые элементы после первого отказа (пружины, подшипники качения, зубчатые колеса, уплотнения, тормозные накладки);

Б — восстанавливаемые элементы и простые системы, имеющие в эксплуатации более одного отказа. Их работоспособность до предельного состояния поддерживается регулировкой, очисткой, заменой элементов и т.д. Предельное состояние — отказ, вызывающий необходимость в восстановительном или капитальном ремонте;

В — сложные системы (машины в целом). Работоспособность их до предельного состояния поддерживается в результате проведения мероприятий по техническому обслуживанию и текущему ремонту. Предельное состояние наступает при возникновении необходимости в капитальном ремонте или списании машины.

Ремонтопригодность— приспособленность машины к предупреждению, обнаружению и устранению причин повреждений (отказов) (путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность машин включает в себя следующие основные понятия:

– доступность (удобство осуществления осмотра по регулировке и замене деталей руками и инструментом с отсутствием работ на ощупь и с минимальными объемами дополнительных работ и минимальной утомляемостью рабочих);

– контролепригодность (возможность контроля технического состояния элементов машин при профилактических мероприятиях, а также поиска отказавшего элемента или причины неисправности с помощью специальных методов и средств, к каковым относятся диагностическая аппаратура, индикаторы давления, температуры, загрязненности фильтров и т.п.);

– легкосъемность (замена сборочных единиц или агрегатов с минимальными затратами времени и труда, определяемая массой, габаритами, системой крепления и конструкций разъемов съемного узла);

– взаимозаменяемость (характеризуется объемами пригоночных работ при установке однотипных элементов);

– блочность и агрегатность (возможность демонтажа и монтажа на машину сборочной единицы или агрегата без предварительной разборки его или смежного с ним узла);

– степень унификации (использование однотипных деталей и сборочных единиц в разных машинах, особенно на ограниченном пространстве применения последних).

Сохраняемость— свойство машины сохранять исправное состояние и работоспособность в течение и после срока хранения или транспортирования. Она характеризуется сопротивляемостью конструкций машины изменению характеристик элементов под воздействием влажности, атмосферного давления, облучения, загрязненности атмосферы, окружающей температуры, собственной массы при хранении и т.п. Высокие показатели сохраняемости достигаются лакокрасочным покрытием и герметизацией, применением специальных заглушек и пробок, установкой опорных приспособлений, хранением в боксах и др.

Все показатели надежности носят вероятностный статистический характер.

Стандартизация и унификацияхарактеризуют насыщенность машин стандартными, унифицированными и оригинальными деталями и сборочными единицами.

Стандартизация предусматривает введение обязательных норм — стандартов, которым должны соответствовать определенные детали, сборочные единицы и параметры машин при проектировании, изготовлении и эксплуатации. По заводским и отраслевым нормам, государственным (ГОСТ) и международным (ИСО) стандартам выпускается большое количество деталей и узлов (крепежные детали, подшипники, редукторы, гидроаппаратура, системы и приборы автоматизации), применяемых в машинах различного назначения, а также устанавливаются вместимость ковша экскаватора, грузоподъемность трубоукладчика и др.

Конструкцию машин допускается изменять и совершенствовать. В соответствии с этим используется взаимозаменяемость деталей и узлов, позволяющая производить их сборку или замену без предварительной подгонки.

Взаимозаменяемостьоснована на широкой унификации, т.е. на рациональном сокращении номенклатуры однотипных деталей и сборочных единиц для применения их в разных машинах, а также и в однотипных машинах.

Наличие стандартов позволяет осуществить массовое изготовление по новейшей технологии деталей и узлов, повышение их качества (ведущее к надежности и долговечности) и снижение затрат времени, труда материалов и средств при проектировании, изготовлении и эксплуатации машин.

Эргономическиетребования отражают взаимодействие человека с машиной и делятся на:

– гигиенические — соответствие кабины условиям жизнедеятельности и работоспособности машиниста (размеры кабины, освещенность, вентиляция с фильтрами для очистки воздуха, вибрация, пыле- и газонепроницаемость и т.д.);

 – антропометрические—соответствие рабочего места и его частей форме, весу и размерам тела машиниста (удобное, регулируемое-по высоте и горизонтали сиденье машиниста, регулируемые подлокотники, расстояние до рычагов, рукояток и кнопок управления и т.д.);

 – физиологические и психофизические — соответствие рабочего места физиологическим свойствам машиниста и особенностям функционирования его органов чувств (скоростные и силовые возможности машиниста требуют легкое механизированное или автоматизированное управление; пороги слуха, зрения и т.д.);

– психологические — соответствие рабочего места машины возможностям восприятия и переработки информации, соответствие закрепленным и вновь формируемым навыкам человека. Частично эргономические требования представлены в требованиях безопасности. Эстетические требования характеризуются информационной выразительностью (соответствие формы назначению), рациональностью форм, целостностью композиции, совершенством производственного исполнения, соответствием современному стилю, внутренней и внешней отделкой и окраской, согласованностью с окружающей средой, удобством расположения и четкостью исполнения фирменных знаков, марок, указателей и т.п.

Экологическиетребования учитывают вопросы, связанные с охраной окружающей среды при эксплуатации машин. К ним относятся выявление возможностей механических (нарушение земной поверхности и растительности), химических (содержание и вероятность выбросов вредных частиц, газов, масел, топлива, излучений не только при эксплуатации, но и при хранении и транспортировании), световых, звуковых, биологических, радиационных (растительный и животный мир) и других воздействий на окружающую среду с целью их ограничения до допустимых пределов.

Безопасностьдолжны обеспечивать конструкция машины, меры и средства защиты людей, работающих на машине и рядом с ней при эксплуатации, монтаже-демонтаже, ремонте, хранении, транспортировании, в зонах возможной опасности, в том числе в аварийных и послеаварийных ситуациях от механических (защита движущихся элементов машины кожухами, заносы и устойчивость, на поворотах и при вращении поворотных платформ, в продольном и поперечном направлениях против опрокидывания), электрических (замыкания в электроцепи), тепловых (разогреваемые строительные материалы, пар, повышенная температура воды, двигателя, сварка и наплавка) воздействий, ядовитых и взрывчатых паров, шумов, радиоактивных излучений и т.п.

Снижение травматизма достигается повышением прочности и жесткости конструкции кабины, использованием на них безосколочных стекол, установкой на окнах защитных решеток, а в потолке — аварийного люка, обеспеченностью звуковой и световой сигнализацией и приборами, предупреждающими о критических ситуациях и при взаимодействии с совместно работающими рабочими, автоматическими устройствами безопасности и блокировки. Большое значение имеет обзорность, т.е. хорошая видимость и освещенность рабочих органов и окружающих их участков рабочей среды, в том числе с круговым обзором для мобильных машин. На машине должны устанавливаться огнетушители, противоосколочные козырьки, стеклоочистители, омыватели и устройства, исключающие обледенение и запотевание стекол, обогревателей для холодного времени года, кондиционеров для жаркого и тропического климата и т.д.

Технологичностьпредусматривает оптимальное распределение затрат материалов, средств, труда и времени при подготовке производства, изготовлении деталей, сборке и отделке узлов и машины в целом, эксплуатации и ремонтах (в том числе удобство замены узлов и агрегатов), возможность использования прогрессивных технологий с автоматизацией процессов путем внедрения манипуляторов и промышленных роботов.

Транспортабельностьмашин и оборудования должна обеспечить их приспособленность к перемещению в пространстве на транспорте (автомобильном, железнодорожном, водном, воздушном), с прицепом, на специальных транспортных средствах и своим ходом с минимальными затратами труда и времени на подготовительные операции (укладка в тару, упаковывание, частичный демонтаж, погрузка, крепление и т.п. с противоположными операциями после перевозки).

Патентно-правовыетребования предусматривают патентные чистоту (оригинальные решения в конструкции машин) и защиту (заявки на изобретения в нашей стране, патенты в странах предполагаемого экспорта) машин и являются основным фактором при определении их конкурентоспособности, для возможной реализации не только в стране, но и на внешнем рынке.

Экономическиетребования характеризуются ценой и экономическим эффектом, определяемыми на стадиях проектирования, подготовки производства, изготовления, испытаний и эксплуатации при соответствующем увеличении производительности, снижении массы машины, стоимости перерабатываемой продукции и улучшении качества выполняемых работ.

Все вышеизложенные требования, предъявляемые к машинам и оборудованию, регламентируются соответствующими заводскими, отраслевыми, государственными и международными правилами, нормами и стандартами.

Практически все машины состоят из ряда основных сборочных единиц, к которым можно отнести ходовое, силовое и рабочее оборудование, трансмиссии и системы управления, установленные, на общей раме (неповоротной, поворотной) или станине.
3.СБОРКА НЕРАЗЪЁМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Соединения деталей бывают подвижные и неподвиж­ные. В подвижных соединениях составные части могут перемещаться относительно друг друга, в неподвижных соединениях такие перемещения отсутствуют. Соединения подразделяются на разъемные и неразъемные.

Неразъемным называют такое соединение деталей и узлов, разборка которого невозможна без повреждения соединительных элементов и  деталей. Часто неразъемные соединения используют для получения деталей сложной формы и геометрии из простых дешевых элементов. К неразъемным относят заклепочные, сварные, паяные, с гарантированным натягом, клеевые и формовочные соединения.
3.1. Сварные соединения

Сваркой называют процесс соединения металлических и пластмассовых деталей путем установления межатомных связей между соединяемыми частями при местном нагреве, пластической деформации или одновременном действии того и другого.

Различают термическую, термомеханическую и механическую сварки. Наиболее распространенными видами сварки являются электродуговая, электронно-лучевая, газовая (термические); контактная и термокомпрессионная (термомеханические); трением, холодная и ультразвуковая (механические).

При электродуговой сварке электрической дугой в месте контакта электрода  и соединяемых деталей  расплавляется металл деталей и электрода и образуется прочный шов.

При газовой сварке для нагрева и плавления металлов используют теплоту газового пламени при сжигании ацетилена в кислороде. Такую сварку часто применяют для тонкостенных и легко окисляющихся деталей из металлов, обладающих различными температурами плавления, в частности, для сварки деталей из конструкционных сталей толщиной до 2 мм, меди – до 4 мм. Газовая сварка вызывает небольшие деформации и структурные изменения.

Электронно-лучевую (лазерную) сварку производят потоком электронов (частиц света) большой энергии. Этим способом обычно сваривают тугоплавкие и сильно окисляющиеся металлы и сплавы. Сварку производят в вакууме или в атмосфере аргона.

Контактная сварка – самый производительный способ сварки в массовом производстве. Различают точечную, стыковую и роликовую (шовную) контактные сварки. Разновидностью контактной сварки является конденсаторная – ток к месту сварки подается в виде короткого импульса при разряде конденсаторов. Контактная сварка позволяет сваривать разнородные материалы, детали малых толщин и сечений (сварка в «шарик» монтажных приводов) и детали различных сечений.

При точечной сварке  тонкостенные детали соединяют внахлестку.

При стыковой сварке соединяемые детали сжимают, и в зоне контакта при прохождении электрического тока выделяется большое количество теплоты. Стыковой сваркой соединяют детали различных форм и сечений (круг, квадрат, труба, уголок и т.д.).

Шовную сварку осуществляют вращающимися дисковыми электродами. При этом получается непрерывный сварной шов, обеспечивающий герметичное соединение тонкостенных деталей.

Термокомпрессионная сварка – это сварка под давлением с местным нагревом участка соединения за счет теплопередачи от нагретого электрода. Применяется для присоединения металлических проводников толщиной в десятки микрон к полупроводниковым кристаллам, к напыленным пленкам, т.е. при монтаже элементов микросхем.

При сварке трением нагрев в месте соединения осуществляется за счет теплоты, выделяемой в месте контакта прижатых друг к другу и вращающихся по отношению друг к другу деталей.

Холодная сварка осуществляется без нагрева соединяемых деталей за счет их сжатия с помощью механических и гидравлических прессов до появления пластических деформаций. Холодной сваркой сваривают металлы с хорошими пластическими свойствами – алюминий и его сплавы, медь и ее некоторые сплавы; никель; олово; серебро; разнородные металлы, например, алюминий и медь. Для получения прочных и плотных швов необходимо предварительно очистить поверхности контакта от окислов. Прочность соединения при точечной холодной сварке может быть выше, чем при точечной контактной сварке, но при этом значительно хуже внешний вид соединения из-за вмятин и пластической деформации.

Ультразвуковая сварка основана на создании в месте соединения деталей переменных напряжений сдвига с частотой ультразвуковых генераторов, преобразующих колебания электрических величин в механические колебания. Ультразвуковая сварка позволяет сваривать металлы с различными, в том числе неметаллическими покрытиями, пластмассы.
3.2. Соединения пайкой

Пайкой называют процесс соединения металлических или металлизированных деталей с помощью дополнительного связующего материала – припоя, температура плавления которого ниже температуры плавления материала соединяемых деталей.

В отличие от сварки пайка сохраняет неизменными структуру, механические свойства и состав материала деталей, вызывает значительно меньшие остаточные напряжения. Прочность паяного соединения определяется прочностью припоя и сцепления припоя с поверхностями соединяемых деталей.
3.3. Соединения заформовкой и запрессовкой

Заформовка заключается в соединении металлических элементов (арматуры) со стеклом, пластмассами, резиной, легкоплавкими цинковыми, алюминиевыми и магниевыми сплавами путем погружения этих элементов в формуемый материал, находящийся в вязкотекучем пластичном или жидком состоянии. После застывания формуемого материала образуется неразъемное соединение.

Таким способом получают различные рукоятки, крышки, клеммовые держатели, детали для электроизмерительных, оптико-механических и электронных приборов. Заформовка является единственным способом получения газонепроницаемого соединения металлических электродов со стеклянными баллонами электровакуумных устройств.

Соединения заформовкой имеют следующие достоинства: не требуются высокие точность и чистота обработки погружаемых частей арматуры; можно получить необходимые, часто не совместимые местные свойства элементов узла – электро- и теплопроводность арматуры при сохранении изоляционных свойств узла; уменьшаются масса изделий и расход металла, стоимость.

Соединения запрессовкойполучают путем создания гарантированного натяга между охватываемой и охватывающей поверхностями при сборке. После сборки вследствие упругих и пластических деформаций на поверхности контакта возникает удельное давление и соответствующие ему силы трения, препятствующие взаимному смещению деталей.

Сборка при соединении запрессовкой может осуществляться одним из трех способов: прессование без нагрева, с нагревом втулки или с охлаждением вала. Наиболее распространены соединения запрессовкой по цилиндрическим поверхностям. Они применяются для соединения зубчатых колес на валиках, при соединении зубчатого венца червячного колеса со ступицей. Для облегчения сборки на деталях выполняют направляющие фаски. Сборка с нагревом втулки может вызвать изменение структуры, коробление детали. Предпочтительнее сборка с охлаждением вала. Для охлаждения используют жидкий азот (–196 °С), сухой лед (–72 °С).

При малых размерах соединяемых деталей часто используют запрессовку на валик с накаткой, что значительно уменьшает стоимость соединения за счет снижения точности изготовления соединяемых поверхностей. На валу накатывают треугольные выступы (шлицы), при этом часть материала вала выдавливается инструментом и первоначальный диаметр вала увеличивается. Прочность соединения зависит от глубины вдавливания накатанных зубцов в цилиндрическую поверхность сопряженной детали. В процессе запрессовки материал втулки деформируется и заполняет впадины вала. Соединение с накаткой применяют для сборки стальных или латунных валиков с алюминиевыми или пластмассовыми деталями. Этот вид соединения хуже прессовых центрирует детали, но при этом не требуются высокие точность и чистота обработки поверхностей, упрощается сборка.

Чем больше натяг и параметры шероховатости поверхности, тем выше надежность соединения. К соединениям с гарантированным натягом относятся соединения с применением посадок H7/u7; H7/r6; Н7/p6 и др. Выбор необходимой посадки осуществляют из условий прочности по величине удельного давления.

Достоинствами соединений запрессовкой являются: отсутствие дополнительных креплений, простота конструкции, хорошая центровка сопрягаемых деталей, возможность передачи значительных осевых усилий и крутящих моментов. К недостаткам соединений относятся: высокие точность и стоимость изготовления соединяемых деталей, сложность сборки, влияние величины натяга, коэффициента трения и рабочих температур на прочность соединения.    продолжение
--PAGE_BREAK--
3.5. Клёпка

Клёпкой называется процесс соединения двух или нескольких деталей с помощью заклёпок. Этот вид соединения относится к группе не разъёмных, так как разъединение склёпанных деталей возможно только путём разрушения заклёпки.

Клепка  разделяется на холодную, т.е. выполняемою без нагрева заклепок, и горячую, при  которой  стальные  заклепки  перед  подстановкой  их  на место нагревают до 1000-1100`C. Практикой выработаны следующие рекомендации по применению холодной и горячей клепки в зависимости от диаметра заклепок :

до d =10 мм – только холодная клепка;

при d >10 мм – только горячая.

Преимущества горячей клепки заключается в том, что стержень лучше заполняет отверстие  в  склепываемых деталях, а при охлаждении  заклепка  лучше стягивает  их .  Образование  замыкающей  головке  может  происходить при быстром  (ударная клепка)  и при медленном (прессовая клепка) воздействии сил.

Клепка может быть ручная и машинная при которой используются стацилнарные клепательные машины.

Заклепочные соединения в настоящее время в значительной степени вытеснены другими видами прочных и плотных соединений и оставлены для сравнительно небольшого класса изделий (котлы, краны, экскаваторы, монтажные конструкции и др.).

Достоинствами заклепочных соединений являются возможность соединения различных материалов, хорошая сопротивляемость вибрационным и ударным нагрузкам, удобство и надежность контроля качества соединения.

К недостаткам относятся трудоемкость (разметка, сверление отверстий, закладка и клепка заклепок) и высокая стоимость; ослабление соединяемых деталей отверстиями; дополнительный расход материала на накладки.
4. ЗАКЛЁПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ИХ СБОРКА.

КОНТРОЛЬ ПРАВИЛЬНОСТИ УСТАНОВКИ ЗАКЛЁПОК.
Несмотря на то, что слесарю сравнительно редко приходится выполнять операцию клепки, все же при необходимости он должен уметь правильно собрать заклепочное соединение.

Перед клёпкой очищают склёпываемые детали от грязи, окалины, ржавчины. Правкой или опиливанием подгоняют сопрягаемые поверхности так, чтобы они плотно прилегли друг к другу. В соответствии с чертежом размечают подготавливаемые поверхности: наносят осевые риски и накернивают центры отверстий. При соединении внахлёстку разметку выполняют на одной из деталей, при соединении с накладкой — на накладке. Шаг t между заклёпками и расстояние а от центра заклёпки до кромки детали принимают: в случае однорядных швов — t=3d и a=1,5d; в случае двухрядных швов — t=4d и a=1,5d. Диаметр отверстия под заклёпку делают на 0,1...0,2 мм больше диаметра стержня заклёпки; для облегчения вставки заклёпки в отверстие концу заклёпки придают слегка коническую форму. Сверление обычно выполняют в два приёма: сначала сверлят пробное отверстие меньшего диаметра, а затем рассверливают окончательное, соответствующее диаметру стержня заклёпки. Снимают фаску на кромке отверстия, а для потайных головок отверстие зенкуют конической зенковкой.

Основной деталью заклёпочного соединения является заклепка. Заклепка представляет собой металлический стержень круглого сечения с головкой на конце, которая называется закладной и по форме бывает полукруглой, потайной и полупотайной. (см. рис.1).




Рис. 1. Виды заклепок: а, б, в — соответственно: с полукруглой, потайной и цилиндрической головками; г — пустотелая двусторонняя; д — пустотелая односторонняя
Головка заклёпки, высаженная заранее, т. е. изготовленная вместе со стержнем, называется закладной, а образующаяся во время клёпки из части стержня, выступающего над поверхностью склёпываемых деталей, — замыкающей. Наиболее распространены заклепки со сплошным стержнем, трубчатые и полутрубчатые .

В зависимости от требований к поверхности, заклёпки могут иметь полукруглую головку, потайную или полупотайную. Иногда чуть выпуклую головку делают плоской в процессе клёпки для создания внутренних усилий сжатия, которые снижают возможность усталости материала.

В зависимости от формы головок и длины стержня заклёпки бывают (см. рис.1).:

(а)- с полукруглой высокой головкой со стержнем диаметром 1…36мм и длиной 2…180мм;

(б)- с полукруглой низкой головкой со стержнем диаметром 1…10мм и длиной 4…80мм;

(в)- плоской головкой со стержнем диаметром 2…36мм и длиной 4…180мм;

(г)- с потайной головкой со стержнем диаметром 1…36мм и длиной 2…180мм;

(д)- с полупотайной головкой со стержнем диаметром 2…36мм и длиной 3…210мм.



Рис. 2. Виды заклёпок по форме головок и длине стержня.

Размеры заклепок зависят от толщины склепываемых листов (см. табл.1, рис. 3). За расчетный диаметр заклепки принимают диаметр отверстия, так как при образовании замыкающей головки стержень головки осаживается и утолщается. Длину заклепки выбирают с учетом толщины соединяемого пакета и длины стержня, идущей на образование замыкающей головки и заполнение зазора между отверстием и стержнем. Длина стержня заклёпки складывается из толщины соединяемых деталей и длины выступающей части(она равна 1,25-1,5 диаметра заклёпки), на которой образуют замыкающую головку.

Диаметр dстержня головки выбирают  в зависимости от толщины склепываемых листов: d=2b, где b– наименьшая толщина склепываемого листа.
Табл.1.Размеры заклепок в зависимости от толщины

 склепываемых листов, мм






 Рис. 3.
Отверстия для заклепок сверлят сверлом, имеющим диаметр больший, чем диаметр стержня заклепки  (см. табл.2)
Таблица 2.  Диаметры отверстий под стальные заклепки, мм





Расклепывание головок заклепок диаметром до 10 мм, обычно применяемых в общем машиностроении, производится в холодном состоянии. Соединения заклепками с диаметром стержня более 10 мм выполняются с нагревом. Материалом заклепок для горячеклепанного соединения общего назначения является углеродистая сталь 30; 35; 45. Заклепки для холодного соединения стальных деталей изготовляют из более пластичных сталей 10; 20. Для ответственных соединений заклепки для холодного соединения выполняются из сталей 15Х и 20Х, обладающих наряду с пластичностью повышенной прочностью. При выполнении заклепочных соединений деталей из цветных металлов применяются заклепки из меди, латуни, бронзы, алюминия и его сплавов.

Работа по соединению деталей клепкой выполняется в такой последовательности:

1) образование отверстия под заклёпку в соединяемых деталях сверлением или пробивкой;

2) предварительная сборка склепываемых деталей на монтажных болтах;

3) развертывание отверстий;

4) закладка нагретых или холодных заклепок;

5) образование второй головки заклепки (собственно клёпка);

6) удаление излишков металла и зачистка головки заклепки.

 По характеру расположения соединяемых деталей различают сле­дующие заклепочные соединения (см. рис.4):  од­норядное внахлёстку (а); однорядное в стык с одной на­кладкой (б); одноряд­ное в стык с двумя накладками (в); двухрядное стыко­вое с одной накладкой (г).


Рис. 4.  Виды швов.
Часто сверлят сразу две соединяемые заготовки, зажимая их струбциной или в тисках (см.рис. 5)… Диаметр отверстия D должен быть на 0,1...0,3 мм больше диаметра заклепки d (см.рис. а).



Рис. 5. 
Заклепку вставляют в отверстие (рис. 5 б), причем длина выступающей части заклепки должна равняться (1,3… 1,6) d. Закладную головку размещают в углублении поддержки(2) (рис. в) и ударами молотка по натяжке(1) сближают соединяемые детали одну с другой. Затем круговыми ударами молотка(3) расклепывают выступающую головку (рис. г) и придают ей правильную форму с помощью обжимки(4) (рис. 5 д).

Различают два вида клепки: с двусторонним подходом, когда имеется свободный доступ как к замыкающей, так и закладной го­ловке, и с односторонним подходом, когда доступ к замыкающей головке невозможен. В связи с этим различают дна метода клепки: прямой, или открытый, и закрытый, или обратный.

Прямой метод клепки характеризуется тем, что удары молотком наносятся по стержню со стороны вновь образуемой, т. е. замыкающей, головки. Клепка прямым методом начинается со сверления отверстия под заклепку (рис. 6, а). Затем в отвер­стие вводят снизу стержень заклепки и под закладную головку ставят массивную поддержку 2(рис. 6, б). Склепываемые листы осаживают (уплотняют) при помощи натяжки, которую устанав­ливают так, чтобы выступающий конец стержня вошел в ее отвер­стие. Ударом молотка по вершине натяжки осаживают листы и таким образом устраняют зазор между ними.

После этого расклепывают стержень заклепки. Так как при рас­клепывании металл упрочняется, стремятся к возможно меньшему числу ударов. Поэтому сначала несколькими ударами молотка оса­живают стержень (рис. 6, в), затем боковыми ударами молотка придают полученной головке необходимую форму (рис. 6, г), после чего обжимкой окончательно оформляют замыкающую головку(рис. 6, д).


Рис. 6. Процесс клёпки прямым методом.
В обратном методе удары наносятся по закладной головке. Стержень заклепки вводят в отверстие сверху, поддержку ставят под стержень — сначала плоскую — для предварительного формирования замыкающей головки, а затем — поддержку с полукруглой головкой — для окончательного ее формирования (если головка должна быть полукруглой). По закладной головке бьют через обжимку, формируя тем самым замыкающую головку с помощью поддержки. Однако отметим, что получаемая таким методом клепка имеет более низкое качество, чем при использовании прямого метода.

Один или несколько рядов заклепок, расположенных в определенном порядке для  получения  неразъемного  соединения,  называется  заклепочным  швом.

В зависимости от характеристики и названия заклепочного соединения заклепочные швы делятся на три группы:

1. Прочные, применяемые для получения соединения повышенной прочности. Прочность  шва  достигается   тем, что  он  имеет  несколько  рядов заклепок.

2. Плотные, применяемые  для  получения  достаточного плотной и герметичной конструкции. Соединения с плотным швом обычно выполняются  методом  холодной  клепки.  Для  достижения  герметичности шва применяются разного вида прокладки из бумаги, ткани, пропитанной олифой или суриком. Эти швы применяются при изготовлении резервуаров в высоким внутренним давлением.

 3. Прочно плотные, применяемые для получения прочного и вместе с тем не проницаемого для пара, газа, воды и других соединений жидкостей., например в паровых котлах и различных резервуарах с высоким внутренним давлением. Прочно — плотные швы выполняют горячей клепкой при помощи клепальных машин.

Расчет прочных швов

Заклепочные соединения должны быть равнопрочными. Значит, расчет должен обеспечить прочность заклепок на срез и смятие, стенок отверстий под заклепки — на смятие, соединяемых деталей по ослабленным сечениям — на растяжение, а их краев — на срез (выкалывание).

Условия прочности в предположении равномерного распределе­ния усилия между всеми заклепками:

                              на срез



где F— общая нагрузка на соединение; d— диаметр отверстия под заклепку; z— число заклепок по одну сторону стыка; i— число плоскостей среза одной заклепки;

                               на смятие                 



где σmin— наименьшая общая толщина элементов, сдвигаемых в одном направлении;

листов на растяжение


где N — продольная сила в сечении, проверяемом на растяжение; b— ширина листа (см. рис. 1.4); z'— число заклепок в ряду; δ — толщина листа.
Правильность сборки механизмов обычно проверяется взаимо­действием их деталей. Для этого приводят в движение вручную ведущую деталь и следят за тем, как это движение восприни­маетсявсеми ведомыми деталями

Способы проверки качества соединения. После сборки заклепочные соединения подвергают тщательному наруж­ному осмотру: проверяют состояние головок заклепок и склепан­ных деталей. Плотность прилегания соединенных деталей опреде­ляют щупом. Головки заклепок и расстояние между ними прове­ряют шаблонами.

Заклепочные соединения, требующие герметичности, подвергают гидравлическим испытаниям путем нагнетания насосом жидкости под давлением, превышающим нормальное на 5—20%. Места со­единения, дающие течь, подчеканивают.
5. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ИНСТРУМЕНТ, ПРИМЕНЯЕМЫЙ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ СБОРКИ И РАЗБОРКИ НЕПОДВИЖНЫХ НЕРАЗЪЁМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
Слесарно-сборочные работы выполняются с помощью различ­ных монтажных инструментов (гаечных ключей, отверток, молот­ков) и приспособлений.

Гаечные ключи служат для разборки и сборки резьбовых соединений. Гаечный ключ состоит из головки с зевом определен­ного размера и рукоятки. Размер зева гаечного ключа должен строго соответствовать размеру гайки или головки болта. По форме и назначению гаечные ключи делятся на открытые, на­кидные (закрытые), радиусные (для круглых гаек) и торцовые.



Рис. 7. Гаечные ключи:

а-одностороний открытый, б-радвижной с червячным винтом (1-неподвижная губка, 2-подвижная губка, 3-зубчатая рейка, 4-червячный винт),  в-накладной,  г-радиусный для круглых гаек (1-штырь ключа, 2-паз), д-торцевой. 
Открытые ключи подразделяются на односторонние (рис. 7, а) (с одним зевом) и двусторонние (с двумя зевами). На рукоятке ключа обычно указывается его размер (размер зева).

Раздвижные ключи (рис. 7, б) — универсальные, так как их зевы можно настроить на различные размеры гайки. Ши­рокое распространение получили раздвижные ключи с червяч­ными винтами. Червячный вин г 4, вращаясь, перемещает зубча­тую рейку 3, а вместе с ней и подвижную губку 2 относительно неподвижной губки 1. Таким образом изменяется размер зева ключа

Накладные (закрытые) ключи (рис. 7, в) более практичны, чем открытые, так как лучше сохраняют точный раз­мер зева. По форме зева они бывают квадратными, шестигран­ными и многогранными.

Радиусные ключи (рис. 7, г) служат для отвинчивания и завинчивания круглых гаек, имеющих на боковой стороне пазы 2 или отверстия на торце гацки для захвата рожком или штырями ключа /.

Торцовые ключи (рис. 7, д)служат для отвинчивания и ввинчивания внутренних и наружных гаек и болтов различной формы.

Для отвинчивания и завинчивания болтов и винтов, имеющих на головке прорезь (шлиц), используют различного вида от­вертки.




Рис. 8. Отвёртки:

А-проволочная, б-с деревянными щёчками,

в-вставная, г-электротехническая, д-механическая.
Отвертка состоит из ручки, стержня и рабочей части (лез­вия). По устройству и назначению отвертки подразделяются так: проволочные (рис. 8, а) с шириной лезвия 2—5 мм; с деревян­ными щечками (рис. 8, б) с шириной лезвия 5—15 мм; вставные (рис.8, в), имеющие два лезвия различных размеров; электро­технические (рис. 8, г) с ручками из электроизоляционного ма­териала и механические (рис. 8, д)с винтовыми канавками на стержне, благодаря которым при нажиме на рукоятку отвертка приводится во вращение во время работы. Лезвия отверток должны соответствовать по толщине и ширине размерам шлицев болтов и винтов.

При ручной ударной клепке используют молотки с квадратным бойком, поддержки, обжимки и натяжки. Молотки, изготовленные из мягкого материала, не сми­нают  поверхностей,   граней   и   кромок  соединяемых деталей.

Обжимка (см. рис. 9 б) представляет собой цилиндрический стержень, имеющий на одном конце углубление для образования замыкающей головки заклепки.


Рис. 9.  Схема клёпки:

1-поддержка, 2-закладная головка, 3-стержень заклёпки, 4-натяжка, 5-соединяемые детали, 6-обжимка, 7-замыкающая головка.                   выми установками
Обжимки изготовляют из инструментальной стали У8 или У8А, твердость их рабочей части 56—58 НiС9. Натяжка (см. рис. 9 а) представляет собой цилиндрический стержень, на одном конце которого выполнено глухое отверстие, диаметр которого больше диаметра стержня заклепки на 0,3 мм. С помощью натяжки осаживают склепываемые детали вокруг заклепки (перед ее расклепыванием). Поддержка удерживает заклепку в рабочем положении и позволяет плотно прижать закладную головку к склепываемым деталям. Масса поддержки, используемой при ручной клепке, должна в 3—5 раз превышать массу молотка.

Выполнение сборочных работ требует применения и других инструментов, например плоскогубцев, острогубцев и т. п., а также различных приспособлений.
Механическая клёпка.

Клепку крупногабаритных деталей выполняют широко при по­мощи пневматических и меньше электрических молотков.

Пневматические клепальные молотки работают под действием сжатого воздуха. Они делятся на две группы: с зо­лотниковым распределением, которые широко применяются, и с клапанным распределением. Пневматические молотки выпускаются с замкнутой и незамкнутой рукояткой без гасителя вибрации (мо­дели 53КМ-5, 55КМ-10, 6КМ) и с гасителем вибрации (модели 62КМ-6 и 62КМ-7). Применяют также молотки с незамкнутой рукояткой и пистолетного типа без гасителя вибрации (56КМП-3) и с гасителем вибрации (57КМП-4, 57КМП-5, 57КМП-6).

 

Рис. 10. 

Клепальный пневматический молоток 57КМП-4:

1-корпус, 2-ударник, 3,9 –пружины, 4-молоток, 5-цилиндр, 6-стакан, 7-золотник, 8-крышка, 10- курок, 11-рукоятка, 12-рычаг, 13-толкатель, 14-клапан. 15-нипель.
Кле­пальный молоток 57КМП-4 имеет корпус 1 (рис. 10) и рукоят­ку 11, в которую вмонтированы пусковое устройство и ниппель 15 для подключения шланга для сжатого воздуха. В корпусе нахо­дится стакан 6, цилиндр 5 с поршнем и золотник 7 с крышкой 8. Воздух поступает через пусковой клапан 14. крышку 8 и золот­ник 7 в рабочую камеру, расположенную над поршнем.

При нажатии пальцем на курок 10 последний рычагом 12 воз­действует на толкатель 13, открывающий вход воздуху в пусковой клапан 14. В этот момент поршень идет вниз и производит осадку заклепки, а золотник открывает отверстие для прохода сжатого воздуха через клапаны в нижнюю часть цилиндра под поршень и заставляет его перемещаться вверх. Пружина 9 слу­жит для поглощения отдачи поршня с целью предохранения работающего от вредных вибраций, а пружина 3 предохраняет обжимку от выпаде­ния.    продолжение
--PAGE_BREAK--