Неразъемные соединения изделий из металла

Основой создания неразъемных соединений является стремление изготовления сложных изделий с наименьшей трудоемкостью и металлоемкостью, а также возможность использования для сложных изделий заготовок ( лист, пруток, труба и т.п. ) заготовок, выпускаемых металлургической промышленностью. В некоторых случаях невозможно изготовление и эксплуатация изделий, изготовленных из одного куска металла.

Основу неразъемных соединений составляют:

- фальцовочные;

- соединения с гарантированным натягом;

- заклепочные;

- паянные;

- сварные;

- клееные.

Фальцовочные соединения применяются при жестяницких работах в основном при гибке листового металла с толщиной до 1 мм ( водосточные трубы, бочки, консервные банки, ящики и короба, а также отбортовка краев ).

Определение первоначальных размеров сгибаемых заготовок сводится к вычислению (помимо прямых участков) длины в пре­делах закруглений:

А = 2p (R + ) = 0.01744 (R + ) a

где R - радиус гибки;

d - толщина заготовки;

a - угол гибки.

Соединения с гарантированным натягом ( в основном валы и втулки ) получаются прессованием ( запрессовкой ) при изготовлении деталей по посадкам Н4…7 / (r4…7 – v4…7).

Усилие запрессовки можно определить как

с,

где d - посадочный диаметр,

d₂ - наружный диаметр втулки,

l - длина втулки,

d_Т - величина натяга в мм.

Заклепочные соединения применяются в основном для простоты сборки листовых соединений, а также для соединений, работающих при больших вибрациях и давлениях. Прочность соединения определяется прочностью заклепок

кГс,

где n – число заклепок в соединении,

d – диаметр заклепки в мм,

[s_р] - допускаемые напряжения на разрыв материала заклепки в кГс/мм².

Для установки заклепки в соединяемых деталях сверлится отверстие на 0.1 мм больше диаметра заклепки, а ее конец расклепывается в форму полушара с радиусом, равным диаметру заклепки.

Паяные соединения используются при относительно малых передаваемых нагрузках. Пайка производится в стык или внахлест. Прочность определяется размером шва

кГс,

где l – длина шва в мм,

b – ширина шва в мм,

[s_р] - допускаемые напряжения на разрыв материала припоя в кГс/мм².

Пайке подвергаются в основном соединения не несущие значительных нагрузок. Пайке подвергаются изделия из железа, стали, меди и ее сплавов, а также свинца. Основным принципом пайки является явление смачивания поверхности деталей материалом припоя при нагреве до температуры плавления припоя. В качестве припоев используют материалы типа:

1. оловянно – свинцовистые с без добавления флюса ПОС, ПОССу, ПОСК;

2. серебряные ПСр;

3. медные прутки М1..М2;

4. латунные прутки Л58…Л62;

5. латунные ПМЦ.

В случае использования прутков, не содержащих флюс, со спаиваемых поверхностей предварительно удаляется окисная пленка при нанесении и нагреве соляной кислоты, канифоли и буры.

Сварные соединения имеют прочность близкую к прочности свариваемых материалов. Сварка производится в стык, внахлест, под углом и т.п.

Прочность определяется размером шва

кГс,

где [s_р] - допускаемые напряжения на разрыв материала электрода в кГс/мм².

К_с – коэффициент пористости шва 0.6…0.8.

Материал электрода соответствует материалу свариваемых деталей. Сварка ведется при температуре, превышающей температуру плавления материала. Для раскисления поверхностей используют:

1. защитные среды – газы типа углекислого или аргона;

2. флюсовые обмазки – основной компонент, смесь жидкого стекла с мелом, или бура.

Сварка бывает: электродуговая и электроконтактная ( шовная и точечная), ручная и автоматическая, постоянным и переменным током. Основные марки флюсов ОН, ОП, УОНИ.

Клееные соединения имеют прочность в пределах до 100…120 МПа в зависимости от состава используемого клея. Используются при малых температурах и нагрузках для соединения тонких, листовых и малоразмерных изделий. Склеивание производится в основном внахлест. Прочность определяется размером шва

кГс,

где [s_р] - допускаемые напряжения на разрыв материала клея в кГс/мм².

Перед склеиванием поверхности обезжириваются растворителем или соляной кислотой. Для повышения прочности соединения его выдерживают в течение 1…2 часов при температуре, рекомендуемой для данного состава клея. Основные марки технических клеев: БФ, ЭПу, ВК, «Инструментол», ПВА и т.п.

Основу неразъемных соединений деревянных конструкций составляют клеевые соединения. Склеиванию обычно подвергаются периодические шиповые соединения типа «ласточкин хвост», открытый сквозной (двойной или тройной), усовый и т.п. Дополнительно данные соединения могут упрочняться «нагелями» также посаженными на клей. Основные марки клеев:

1. глютиновые ( животные: костные, жировые, из отходов рыбы);

2. Козеиновые ( основа – обезжиренное молоко);

3. синтетические (фенолформальдегидные, карбомидные).

Прочность клеевого соединения на скалывание достигает 6…10 Мн/м². Влажность древесины при склеивании не должна превышать 6…10%.

При создании разборных деревянных соединений используют дополнительные элементы крепления, такие как: шурупы, болты с гайками, накладные уголки и пластины.