чем соединение деталей путем паяния сходно со склеиванием

Глава 4 Соединение пайкой и склеиванием

Соединения пайкой и склеиванием применяли значительно раньше сварных. Известны примеры применения пайки 3. 5 тыс. лет назад.

Чрезмерно малые зазоры препятствуют течению припоя. Размер оптимального зазора зависит от типа припоя и материала деталей. Для пайки стальных деталей тугоплавкими припоями (серебряными или медными) приближенно рекомендуют зазор 0,03. 0,15 мм, при легкоплавких припоях (оловянных) — 0,05. 0,2 мм.
Необходимость малых и равномерно распределенных зазоров является одним из недостатков пайки, ограничивающим ее применение, в особенности для крупногабаритных конструкций. По сравнению со сваркой пайка требует более точной механической обработки и сборки деталей перед пайкой. Примеры сборки деталей перед пайкой показаны на рис.

Рис. 4.3
4.3, а. ж. Для фиксации относительного положения деталей нередко используют специальные приспособления, большие плоские стыки прихватывают точечной сваркой (рис. 4.3, а) и т. п.
Нагрев припоя и деталей при пайке осуществляют паяльником, газовой горелкой, т. в. ч., в термических печах, погружением в ванну с расплавленным припоем и пр. При пайке т. в. ч. или в термической печи припой укладывают в процессе сборки деталей в месте шва в виде проволочных контуров (рис. 4.3, б, е, ж), фольговых прокладок, лент, мелкой дроби (рис. 4.3, в) или паст в смеси с флюсом.
Для уменьшения вредного влияния окисления поверхностей деталей применяют специальные флюсы (на основе буры, хлористого цинка, канифоли); паяют в среде нейтральных газов (аргона) или в вакууме.
В качестве припоев применяют как чистые металлы, так и сплавы. Чаще других применяют сплавы на основе олова, меди, серебра. Примеры характеристик некоторых припоев приведены в табл. 4.1.
Аналогично можно записать расчетные напряжения для других конструкций соединений.
При соединении стальных деталей прочность материала деталей обычно больше прочности материала шва. В подобных случаях условие равнопрочности можно обеспечить только для нахлесточных соединений. Значение нахлестки по условию равнопрочности (рис. 4.4, б)

Источник

СОЕДИНЕНИЕ ПАЙКОЙ И СКЛЕИВАНИЕМ Общие сведения, оценка и применение

Соединения пайкой и склеиванием применяли значительно рань­ше сварных. Известны примеры применения пайки 3. S тыс. лет назад.

По конструкции паяные и клеевые соединения подобны сварным (рис. 4.1). В отличие от сварки пайка и склеивание позволяют соединять детали не только из однородных, но и неоднородных материалов, например: сталь с алюминием; металлы со стеклом, графитом, фарфором; керамика с полупроводниками; пластмассы; дерево, резина и пр.

При пайке и склеивании кромки деталей не расплавляются, что позволяет более точно выдерживать их размеры и форму, а также производить повторные ремонтные соединения. По прочности пая-

Ные и клеевые соединения уступают сварным в тех случаях, когда материал деталей обладает достаточно хорошей свариваемостью. Исключение составляют соединения тонкостенных элементов типа оболочек, когда имеется опасность прожога деталей при сварке.

Применение пайки и склеивания в машиностроении возрастает в связи с широким внедрением новых конструкционных материалов (например, пластмасс) и высокопрочных легированных сталей, мно­гие из которых плохо свариваются. Примерами применения пайки в машиностроении могут служить радиаторы автомобилей и трак­торов, камеры сгорания жидкостных реактивных двигателей, лопат­ки турбин, топливные и масляные трубопроводы и др. В самолето­строении наблюдается тенденция перехода от клепаной алюмини­евой обшивки к обшивке из тонких стальных листов с сотовым промежуточным заполнением. Эту обшивку изготовляют в виде панелей, паянных в термических печах (рис. 4.2).

Пайка и склеивание являются одним из основных видов соедине­ния в приборостроении, в том числе в радиоэлектронике, где они являются преимущественно связующими, а не силовыми соединени­ями.

Процессы пайки и склеивания сравнительно легко поддаются механизации и автоматизации. Во многих случаях применение пай­ки и склеивания приводит к значительному повышению производи­тельности труда, снижению массы и стоимости конструкций.

Эффективность применения паяных и клеевых соединений, их прочность и другие качественные характеристики в значительной степени определяются качеством технологического процесса: пра­вильным подбором типа припоя и клея, температурным режимом, очисткой поверхностей стыка, их защитой от окисления и пр. Этим вопросам посвящены специальные курсы и главы курса «Техноло­гия конструкционных материалов».

Источник

Соединение пайкой и склеиванием

В отличии от сварки пайка и склеивание позволяют соединять детали не только из однородных, но и из неоднородных материалов, например: сталь с аллюминием6 металлы со стеклом, графитом, фарфором, керамика с полупроводниками: пластмассы, дерево, резина и пр.

При пайке и склеивании кромки детали не расплавляются, что позволяет более точно выдерживать их размеры и форму, а также производить повторные ремонтные соединения. По прочности паяные и клееные соединения уступают сварным в тех случаях, когда материал деталей обладает достаточно хорошей свариваемостью. Исключение составляют соединения тонкостенных элементов типа оболочек, когда имеется опасность прожога деталей при сварке.

Применение пайки и склеивания в машиностроении возрастает в связи с широким внедрением новых конструкционным металлов (например: пластмасс) и высокопрочных легированных сталей, многие из которых плохо свариваются. Примерами применения пайки и склеивания в машиностроении могут служить радиаторы автомобилей и тракторов, камеры сгорания жидкостных реактивных двигателей, лопатки турбин, топливные и масляные трубопроводы и др.

Пайка и склеивание является одним из основных видов соединения в приборостроении, в том числе и радиотехнике, где они являются преимущественно связующими, а не силовыми соединениями.

Процессы пайки и склеивания сравнительно легко поддаются механизации и автоматизации. Во многих случаях применение пайки и склеивания приводит к значительному повышению производительности труда, снижению массы и стоимости конструкций.

Эффективность применения паяных и клееных соединений, их прочность и другие качественные характеристики в значительной степени определяются качеством технологического процесса: правильным подбором типа припоя и клей, температурным режимом, очисткой поверхностей стыка, их защитой от окисления и др.

Соединения пайкой

Соединение образуется в результате химических связей материала деталей и присадочного материала, называемого припоем. Температура плавления припоя (например, олово) ниже температуры плавления материала деталей, поэтому в процессе пайки детали остаются твердыми. При пайке расплавленный припой растекается по нагретым поверхностям стыка деталей. Поверхности детали обезжиривают, очищают от окислов и прочих посторонних частиц. Без этого нельзя обеспечить хорошую смачиваемость поверхности припоем и заполнение зазора в стыке.

Необходимость малых и равномерно распределенных зазоров является одним из недостатков пайки, ограничивающим ее применение, в особенности для крупногабаритных конструкций. По сравнению со сваркой пайка требует более точной механической обработки и сборки деталей перед пайкой.

Нагрев припоя и деталей при пайке осуществляется паяльником, газовой горелкой, ТВЧ, в термических печах, погружением в ванну с расплавленным припоем и др.

Для уменьшения вредного влияния окисления поверхностей деталей применяют специальные флюсы (на основе буры, хлористого цинка, канифоли); паяют в среде нейтральных газов (аргона) или в вакууме.

В качестве припоев применяют как чистые металлы, так и сплавы. Чаще других применяют сплавы на основе олова, меди, серебра.

При соединении стальных деталей прочность материала деталей обычно больше прочности материала шва. В побочных случаях условие равнопрочности можно обеспечить только для нахлесточных соединений.

4.2 С оединение склеиванием

Конструкция клеевых соединений подобна конструкции паяных, только припой здесь заменен клеем, а образование соединения выполняют без нагрева деталей. Соединение осуществляется за счет сил адгезии (сил сцепления) в процессе затвердевания твердого клея. Имеются клеевые составы с избирательной адгезией к каким – либо определенным металлам – это специальные клеи (например, резиновые); с высокой адгезией к различным металла (например, к металлам, керамике, дереву, пластмассам и др.) – это универсальные клеи.

В процессе склеивания выполняют ряд последовательных операций: подготовку поверхностей деталей, нанесение клея, сборку соединения, выдержку при соответствующих давлении и температуре. Подготовка деталей обычно заключается в их взаимной пригонке, образовании шероховатости путем зачистки наждачной шкурки или пескойструнным аппаратом, удалении пыли и обезжиривании с помощью органических растворителей. Шероховатость увеличивает поверхность склеивания. Клей наносят кистью или пульверизатором. Сравнительно длительная выдержка, необходимая для полимеризации, является одним из недостатков клеевых соединений.

Прочность клеевого соединения в значительной степени зависит от толщины слоя клея, которую рекомендуется назначать в пределах 0,05-0,15 мм. Толщина слоя клея зависит от его вязкости и давления при склеивании. Клеевые соединения лучше работают на сдвиг, хуже на отрыв. Поэтому предпочтительны нахлесточные соединения. Для повышения прочности применяют комбинацию клеевого соединения с резьбовым, сварным или заклепочным.

Качество клеевого соединения характеризуется не только его прочностью, но и водостойкостью, теплостойкостью и другими показателями.

Клеммовые соединения

Применяют для закрепления деталей на осях и валах, цилиндрических колоннах, кронштейнах и т.д.

По конструктивным признакам различают два типа клеммовых соединений: а) со ступицей, имеющей прорезь; б) с разъемной ступицей. Разъемная ступица несколько увеличивает массу и стоимость соединения, но при этом становится возможным устанавливать клемму в любой части вала независимо от формы соседних участков и других расположенных на валу деталей.

При соединении деталей с помощью клемм используют силы трения, которые возникают от затяжки болтов, но клеммовые соединения не рекомендуют применять для больших нагрузок.

Достоинство клеммового соединения: простота монтажа и демонтажа, самопредохранение от перегрузки, а также возможность перестановки и регулировки взаимного расположения деталей как в осевом, так и в окружном направлениях. Наличие больших зазоров в соединении может привести к разрушению клеммы от напряжений изгиба. Практически конструкция с большим зазором считается дефектной.

Источник

Соединение пайкой и склеиванием

Соединения пайкой. При пайке детали соединяются посредством расплавленного присадочного материала (металла или сплава), называемого припоем. При пайке основной материал не расплавляется как при сварке, так как припой имеет более низкую температуру плавления. Нагрев припоя и детали осуществляют паяльником, газовой горелкой, токами высокой частоты и др.

Пайкой соединяют детали из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, стекла и других материалов. В отличие от сварки пайкой можно соединять детали из разнородных материалов: стальные – с алюминиевыми, стеклянными, резиновыми.

Пайка находит широкое применение в приборостроении, электротехнике, радиотехнике. В настоящее время пайку широко применяют в авиастроении. Наблюдается тенденция перехода от клепаной алюминиевой обшивки к обшивке из тонких стальных листов с сотовым промежуточным заполнением. Эту обшивку изготовляют в виде панелей, паяных в термических печах (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Паяные панели

Паяные соединения используют также в случае, когда сварка недопустима из-за возможного прожога деталей.

Недостаток паяных соединений – меньшая механическая и термическая прочность по сравнению со сварными соединениями.

Используют припои легкоплавкие (мягкие) с температурой плавления t_пл 500° C.

Наиболее распространенные мягкие припои (ПОС30, ПОС40, ПОС61 и др., ГОСТ 21930-76) получают на основе олова или свинца. Отличаются незначительными твердостью и прочностью, но допускают пайку большинства металлов и поэтому широко используются для соединения малонагруженных деталей (радиосхем, герметических соединений).

Твердые припои на основе серебра, меди, цинка (ПСр40, ПСр72, ПН25) обладают достаточно высокой прочностью и термостойкостью. В некоторых случаях швы, паянные твердыми припоями, не уступают по прочности основному металлу.

Для растворения и удаления окисных пленок, а также в целях защиты паяного шва от окисления применяют специальные химические вещества – флюсы. Они подразделяются на кислотные (бура, хлористый цинк и др.) и бескислотные (канифоль, нашатырный спирт). Кислотные флюсы вызывают коррозию металлов, поэтому детали после пайки тщательно промывают.

Пайкой выполняют соединение листов встык (рис. 5.11, а) и внахлестку (рис. 5.11, б), соединение труб (рис. 5.11, в). Для проникания припоя между деталями оставляют зазор (0,05-0,15 мм).

Рис. 5.11. Соединения пайкой

Расчет прочности паяных соединений аналогичен расчету сварных. Для стыковых соединений

для нахлесточных соединений

где [σ’] и [τ’] – допускаемые напряжения в паяном шве.

При соединении стальных деталей прочность материала деталей обычно больше прочности материала шва. В подобных случаях условие равнопрочности можно обеспечить только для нахлесточных соединений. Значение нахлестки по условию равнопрочности (см. рис. 5.11, б)

где [σ] – допускаемое напряжение для материала деталей.

Соединение склеиванием. Склеивание – один из наиболее прогрессивных методов соединения деталей, получивший в последнее время широкое распространение после того, как были разработаны высокопрочные, термо- и водостойкие клеи, создано технологическое оборудование и проведены всесторонние исследования свойства клеевых соединений.

Имеются клеевые составы с избирательной адгезией к каким-либо определенным материалам – это специальные клеи (например, резиновые); с высокой адгезией к различным материалам (например, к металлам, керамике, дереву, пластмассам и др.) – это универсальные клеи.

В процессе склеивания выполняют ряд последовательных операций: подготовку поверхностей деталей, нанесение клея, сборку соединения, выдержку при соответствующих давлении и температуре. Подготовка поверхностей обычно заключается в их взаимной подгонке, образовании шероховатости путем зачистки наждачной шкуркой или пескоструйным аппаратом, удалении пыли и обезжиривании с помощью органических растворителей. Шероховатость увеличивает поверхность склеивания. Сравнительно длительная выдержка, необходимая для полимеризации, является одним из недостатков клеевых соединений.

Прочность клеевого соединения в значительной степени зависит от толщины слоя клея. Рекомендуемые значения 0,05…0,15 мм. Толщина слоя клея зависит от его вязкости и давления при склеивании. Клеевые соединения лучше работают на сдвиг, хуже на отрыв. Поэтому предпочтительны нахлесточные соединения. Для повышения прочности применяют комбинацию клеевого соединения с резьбовым, сварным или заклепочным.

В авиастроении склеивание применяют для соединения листов обшивки самолетов и вертолетов с элементами жесткости (стрингерами, нервюрами и др.), при изготовлении лопастей вертолетов, элеронов, рулей, закрылков, щитков, крышек люков, панелей полов.

Расчеты на прочность производят по тем же формулам, что и для паяных соединений. Качество клеевого соединения характеризуется не только его прочностью, но также водостойкостью, теплостойкостью и другими показателями.

10) Прессовые соединения (соединения с натягом). Области применения и расчёт.

Соединение деталей с помощью посадок с гарантированным натяжением называют прессовыми. Эти соединения занимают некоторое промежуточное положение между разъемными и неразъемными соединениями. При небольшим натяжением прессовые соединения допускают неоднократное сборку и разборку без повреждения деталей, но при этом несколько уменьшается несущая способность соединения. При большим натяжением при разборке соединений возможны значительные повреждения, а порой и разрушение деталей соединения. Особенностью прессовых соединений является то, что они осуществляются без дополнительных деталей.

Прессовые соединения разделяют на две группы:

Существенным недостатком прессового соединения зависимость его несущей способности от ряда факторов, которые трудно поддаются учету: широкого рассеивания значений коэффициента трения и натяжения, влияния рабочих температур на прочность соединения и др. К недостаткам соединения относятся также наличие высоких напряжений в деталях при запрессовке их и уменьшения сопротивления атомного разрушения вследствие концентрации напряжений у краев отверстий.

11) Основные типы и геометрические параметры резьбы

Резьбовыми называют соединения деталей с помощью резьбы. Они являются наиболее распространенным видом разъемных соединений. Резьбу имеют свыше 60 % деталей, применяемых в авиадвигателе. В конструкцию планера входит также большое число резьбовых деталей (например, при сборке планера тяжелого магистрального самолета используется свыше 150 тыс. болтов и винтов).

Резьба (рис. 5.12) – выступы, образованные на основной поверхности винтов и гаек и расположенные по винтовой линии.

Рис. 5.12. Резьбовое соединение

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы. Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для плотных соединений труб, масленок, пробок и т.п.

По профилю резьбыразличают треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и другие резьбы (рис. 5.13).

По направлениювинтовой линии различают правую и левую резьбы. У правой резьбы винтовая линия идет слева направо и вверх, у левой – справа налево и вверх. Наиболее распространена правая резьба.

По числу заходов – однозаходная и многозаходная резьбы. Наиболее распространена однозаходная резьба.

Резьбу получают (формируют) методом резания, накатыванием (обработкой давлением), литьем и прессованием (композиционных материалов, порошков).

Основные геометрические параметры цилиндрических резьб включают: наружный d, средний d₂ и внутренний d₁ диаметры резьбы, шаг резьбы р, угол профиля α и число заходов n.

Метрическая резьба – основной вид резьбы крепежных деталей с углом профиля α = 60°. Она бывает с крупным и мелким шагом. Чаще всего выполняют наиболее износостойкую и технологичную резьбу с крупным шагом. Резьбы с мелким шагом характерны для тонкостенных изделий.

Трубные резьбы (цилиндрическая и коническая) служат для соединения труб и арматуры.

Трапецеидальная резьба технологична, отличается высокой прочностью витков и является основной для винтовых механизмов.

Упорная резьба имеет несимметричный профиль витков и выполняется на винтах, воспринимающих значительную одностороннюю нагрузку.

Прямоугольная резьба сложна в изготовлении и применяется редко.

Геометрические параметры резьб (кроме прямоугольной) и их допуски стандартизованы.

Материалы для изготовления крепежных деталей. Стандартные крепежные изделия изготавливают из мало- и среднеуглеродистых сталей Ст3кп, Ст5, 10, 15, 20, 30, 45 и др. Для ответственных конструкций (при ударных нагрузках, высоких температурах) применяют легированные стали 40Х, 38ХА, 30ХГСА, 35ХГСА, 40ХНМА. Для повышения прочности и коррозионной стойкости крепежные детали подвергают механическому упрочнению или термической обработке.

Механические характеристики материалов крепежных деталей нормированы ГОСТ. Для стальных болтов, винтов и шпилек предусмотрено 12 (3.6, 4.6, 4.8, …, 14.9), а для гаек – 7 классов прочности и соответствующие им марки сталей. Первое число в обозначении болтов, винтов и шпилек, умноженное на 100, равно минимальному значению предела прочности стали в МПа; произведение чисел, разделенных точкой, умноженное на 10, определяет предел ее текучести. Например, для болта класса 4.6 σ_вmin = 4·100 = 400 МПа, σ_Т = 4·6·10 = 240 МПа. Такие механические характеристики обеспечивает сталь 20. Гайки изготавливают, как правило, из стали Ст3.

12) Расчёт резьбы на прочность

При расчете резьбы на прочность принимают следующее допущение: все витки резьбы нагружаются равномерно (хотя теоретическими и экспери­ментальными исследованиями установлено, что для гайки с шестью витка­ми первый виток резьбы воспринимает 52% всей осевой нагрузки, вто­рой — 25%, третий — 12%, шестой — только 2%).

На практике расчет резьбы на прочность проводится по условным напряжениям, которые сравнивают с допускаемыми, определяемыми на основе экспериментов. Полагая нагружение витков равномерным, резьбу принято рассчитывать по напряжениям смятия и среза.

Рис. 46. К расчету резьбы на срез

Расчет резьбы по напряжению смятия.

Условие прочности витка резьбы по смятию:

Расчет резьбы по напряжению среза.

Проверочный расчет. Условие прочности

где τ_ср — расчетное напряжение среза в резьбе; [τ]_ср — допускаемое напря­жение среза в резьбе.

здесь F — осевое усилие, действующее на болт; d₁ — внутренний диаметр резьбы; d — наружный диаметр резьбы; Н — высота гайки; K=cd/P — коэф­фициент, учитывающий тип резьбы (K=0,8 — для треугольной резьбы; К=0,5 — для прямоугольной и К= 0,65 — для трапецеидальной резьбы).

Проектировочный расчет (рассматривается случай, когда материал гай­ки и винта одинаков). Задавшись типом резьбы и определив диаметр при проектном расчете, можно определить высоту гайки:

Стандартные крепежные изделия на прочность резьбы не рассчитывают.

Из условия равнопрочности резьбы и стержня винта определяются высота гайки, нормы на глубину завинчивания винтов и шпилек в деталь и прочие размеры.

Все параметры резьб и крепежных изделий стандартизованы. Расчет на прочность болтов ведут по прочности стержня болта на растяжение. Расчеты на прочность резьб стандартных крепежных деталей не ведут.

13) Расчёт стержня болта (винта) на прочность, при различных способах нагружения

Стержень винта нагружен только внешней растягивающей силой.

Примером служит резьбовой участок крюка для подвешивания груза (рис. 1.18). Опасным является сечение, ослабленное резьбой. Площадь этого сечения оценивают приближенно по внутреннему диаметру d1 резьбы.

Условие прочности по напряжениям растяжения в стержне

Допускаемые напряжения [о] здесь и далее см. табл. 1.2.

Болт затянут, внешняя нагрузка отсутствует. Примером служат болты для крепления ненагруженных герметичных крышек и люков корпусов машин (рис. 1.19). В этом случае стержень болта рас­тягивается осевой силой F3Ат, возникающей от затяжки болта, и за­кручивается моментом сил трения в резьбе Тр [см. формулу (1.5), где F равна F3„].

Напряжение растяжения от силы F3fLT

C=F2J[(n/4)d12]. Напряжение кручения от момента Тр

Т = Гр/Жр = 0,5/^2 tg (ф + Ф)/(0,2^3). (1.17)

Требуемая сила затяжки

Где А — площадь стыка деталей, приходящаяся на один болт, о^ — напряжение смятия в стыке деталей, величину которого выбирают по условиям герметичности [см. также рекомендации (1.28)]. Прочность болта определяют по эквивалентному напряжению

Вычисления показывают, что для стандартных метрических резьб

Практически нераскрытие стыка зависит не только от величины силы затяжки F3TlT, но и от сохранения ее в эксплуатации. Последнее определяется следующими факторами:

Качеством обработки поверхностей стыка. При большой шеро­ховатости поверхности ее неровности постепенно сминаются, что приводит к ослаблению затяжки. Для ответственных соединений Поверхности стыка деталей рекомендуют шлифовать;

Числом поверхностей стыков. Чем больше поверхностей, тем хуже сохраняется затяжка(на рис. 1.23 число поверхностей стыка равно пяти, считая поверхности под гайкой и головкой болта);

Качеством поверхности и точностью резьбы. Грубая резьба сми­нается и уменьшает силу затяжки. В ответственных соединениях рекомендуют применять гайки, увеличивающие равномерность рас­пределения нагрузки по виткам резьбы (см. рис. 1.16);

Надежностью способа стопорения резьбы (см. рис. 1.9. 1.12); Качеством прокладок. Упругие прокладки в стыке лучше сохраня­ют затяжку. (Отметим, что пружинная шайба (см. рис. 1.23) в этом смысле также выполняет роль упругой прокладки.)

В зависимости от перечисленных факторов, трудно поддающих­ся учету, а также ввиду опасности раскрытия стыка деталей целесо­образно применять высокую затяжку соединений, особенно при переменных нагрузках. Это положение подтверждается практикой эксплуатации резьбовых соединений. На практике рекомендуют принимать

Где А! зат — коэффициент затяжки.

По условию нераскрытия стыка [11, 3]: при постоянной нагрузкеКзят= 1,25. 2, при переменной нагрузке АГзат=2,5. 4.

По условию герметичности: при мягкой прокладке КзаТ = 1,3. 2,5, при метал­лической фасонной прокладке /^ах = 2. 3,5, при металлической плоской прокладкеА^зат =3—5.

Определение податливости болта и деталей. В простейшем случае при болтах постоянного сечения и однородных деталях (рис. 1.26)

Аб^/бДЯбЛб); АД= 2Q мм. Указанные величиныКа получены для метрических нарезных резьб и при простых гайках. Для накатанных резьбКа уменьшают на 20. 30%. При применении специальных гаек (см. рис. 1.16), выравнивающих распределение нагрузки по виткам резьбы,Ка уменьшают на 30. 40%.

Запас статической прочности по текучести материала проверяют по формуле

5Х — бГт/^тах — 0″т/(>т+О (см. табл. 1.2).

Практический (приближенный) расчет затянутых болтов при рас­тягивающей внешней нагрузке. В большинстве случаев величину силы затяжки болтов на практике не контролируют, поэтому смысл точного расчета теряется. Для приближенного расчета, учитывая рекомендации(1.31), принимают/ = 0,2. 0,3. При этом

Величину выбирают по рекомендациям(1.28). Далее в зави­симости от Характера нагрузки используют формулы(1.32) или (1.34) и(1.35).

Прочность болтов при высоких температурах. При высоких тем­пературах в болтовом соединении могут возникать дополнительные температурные нагрузки. Эти нагрузки возникают в том случае, когда температурные коэффициенты линейного расширения мате­риалов болта и соединяемых деталей не одинаковы. Температурные нагрузки подсчитывают по условию совместности деформаций, ко­торые рассматривают в курсе «Сопротивление материалов». Тем­пературные напряжения в болтах понижают путем применения материалов с близкими температурными коэффициентами линей­ного расширения или постановки упругих прокладок, упругих бол­тов и шайб.

При температурах свыше150 °С для легких сплавов и300 °С для конструкционных сталей в затянутых соединениях становятся су­
щественными явления релаксации и заедания. Релаксация связа­на с ползучестью материала при высоких температурах. Она проявляется в постепенном ослаблении затяжки соединения. При этом нарушается одно из главных условий прочности и герметич­ности соединения. Для уменьшения релаксации необходимо повы­шать упругую податливость деталей соединения, применять мате­риалы с высоким пределом ползучести (например, хромистые и хромоникелевые стали [3]), снижать допускаемые напряжения для болтов.

После некоторого времени работы при высоких температурах наблюдается заедание в резьбе, которое проявляется в том, что гайку не удается отвинтить или она отвинчивается с большим трудом, а резьба портится или разрушается. Для борьбы с заедани­ем необходимо изготовлять гайки из материалов, обладающих более высоким температурным коэффициентом линейного расшире­ния по сравнению с материалом винта (перлитный чугун, бронза, латунь, жаропрочные стали); применять покрытия — омеднение или хромирование резьбы; применять более крупные резьбы с зазо­ром по среднему диаметру.

14) Характеристика шпоночных соединений. Расчёт шпонок на прочность

Шпоночное соединение образуют вал, шпонка и ступица колеса (шкива, звездочки, маховика и т.д.).Шпонка– деталь, соединяющая вал и ступицу. Она служит для передачи вращающего момента от вала к ступице или наоборот.

Источник