Соединения.Неразъёмные соединения (НС)

лекции:
1. Соединения, классификация.
2. Заклёпочные соединения.
3. Сварные соединения.
4. Паяные и клеевые

соединения.

Учебная литература:
1. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для вузов. - М.: Высшая школа, 1991. - 383 с.
2. Куклин Н.Г. и др. Детали машин: Учебник для техникумов / Н.Г. Куклин, Г.С. Куклина, В.К. Житков. – 5-е изд., перераб. и допол. – М.: Илекса, 1999.- 392 с.
6. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. - М.: Высшая школа, 1991. - 432 с.

конструктивное обеспечение их контакта с целью кинематического и силового взаимодействия,

либо для образования из них частей (деталей, сборочных единиц) механизмов, машин и приборов.

и неразъёмные соединения;
по возможности относительного взаимного перемещения соединяемых деталей –

подвижные и неподвижные соединения;
по форме сопрягаемых (контактных) поверхностей – плоское, цилиндрическое, коническое, сферическое, винтовое, профильное соединения;
по технологическому методу образования – сварное, паяное, клеёное (клеевое), клёпаное, прессовое, резьбовое, шпоночное, шлицевое, штифтовое, клиновое, профильное соединения.

с применением специальных закладных деталей заклёпок, выполненных из высокопластичного материала.

в собранном виде
1, 2 – соединяемые детали;
3 – заклёпка;
4 –

тело заклёпки;
5 – закладная головка;
6 -- замыкающая головка.

деталей.

нагрузки;
плотные, обеспечивающие герметичное разделение сред, и
прочно-плотные, способные

выполнять обе названные функции;
2) по конструктивным признакам шва –
нахлёсточное соединение (рис. 12.2, а);
стыковое соединение, которое в свою очередь может быть выполнено
с одной (рис. 12.2, б) либо
с двумя (рис. 12.2, в) накладками;
3) по числу поверхностей среза, приходящихся на одну заклёпку, под действием рабочей нагрузки –
односрезные;
двухсрезные; и т.д.;
многосрезные;
4) по количеству заклёпочных рядов в шве –
однорядные;
двухрядные; и т.д.;
многорядные.

Классификация заклёпочных соединений :

– стыковой с одной накладкой; в – стыковой с двумя

накладками.

б) с потайной головкой; в) с полупотайной головкой; г) полупустотелая

с цилиндрической головкой; д) пустотелая (пистон)‏

Рис. 12.4. Параметры заклёпочного соединения

незакаливаемость при нагревании;
2) температурный коэффициент расширения, близкий таковому соединяемых деталей;
3)

отсутствие гальванической пары с материалом соединяемых деталей.
Материалы:
1) стали малоуглеродистые – Ст0; сталь 10; сталь 20; сталь 10ГС и др.;
2) медь и её сплавы – медь 0; латуни (Л62 и др.):
3) алюминий и его сплавы (АД1, Д18П,ВАД23 и др.);
4) термопластичные пластмассы (полиамиды, этиленпласты и др.)

заклёпочного шва:
срез заклёпки;
смятие заклёпки или соединяемых деталей;
срез соединяемых деталей;
обрыв соединяемых

деталей по сечению, ослабленному отверстиями для установки заклепок;

межатомных связей между деталями при расплавлении соединяемых кромок, пластическом их

деформировании или при совместном действии того и другого.

низкую стоимость сварного соединения;
2) снижение массы сварных деталей по сравнению

с литыми и клёпаными на 25…30%;
3) возможность получения сварного шва, равнопрочного основному металлу (при правильном конструировании и изготовлении);
4) возможность получения деталей сложной формы из простых заготовок;
5) возможность получения герметичных соединений;
6) высокая ремонтопригодность сварных изделий.

старении;
2) возможность создания в процессе сварки сильных концентраторов напряжений;
3) сложность

контроля качества сварных соединений без их разрушения;
4) сложность обеспечения высокой надежности при действии ударных и циклических, в том числе и вибрационных, нагрузок.

холодная сварка, сварка с нагреванием;
по применяемому источнику тепла: газовая, электродуговая,

электрошлаковая, контактная, электроннолучевая, лазернолучевая и др.;
по наличию жидкого металла при образовании соединения: сварка без расплавления – кузнечная, контактная, прессовая, диффузионная и т.п., сварка плавлением – электродуговая, электрошлаковая, газовая и ряд других;

строительстве и других областях производства, как с применением неплавящихся (уголь,

вольфрам) электродов, так и плавящихся.
Электродуговую сварку неплавящимся электродом изобрел в конце XIX века (сварка угольным электродом предложена в 1882 г., патент в 1885 г.) Николай Николаевич Бенардос (1842−1905), а в 1888 усовершенствовал этот метод, применив плавящийся металлический электрод, Николай Гаврилович Славянов (1854−1897).
В настоящее время многие элементы сварного соединения, полученного электродуговой сваркой стандартизованы.

сварочным швом.
Формирование сварочного шва сопровождается частичным оплавлением поверхностей деталей,

участвующих в образовании сварного соединения.
Поверхности свариваемых деталей, подвергающиеся частичному оплавлению при формировании сварочного шва и участвующие в образовании соединения, называются свариваемыми кромками.

в) тавровое; г) нахлёсточное; д) торцовое

а) лобовой; б) фланговый; в) косой; г) комбинированный.

для основного металла:
где F – усилие, воспринимаемое сварочным швом; l

–длина шва; s – толщина меньшего из свариваемых листов;

− допускаемые напряжения растяжения для металла шва;

- допускаемые напряжения для свариваемого металла).

(сечение I-I на рис. 12.7, IIа). В этом случае касательные

напряжения

где k – катет шва,

− допускаемые касательные напряжения для металла шва.

счет химического или физического (адгезия, растворение, образование эвтектик) взаимодействия расплавляемого

материала - припоя с соединяемыми кромками деталей.
Отличием пайки является отсутствие оплавления соединяемых поверхностей.

Рис. 12.9. Некоторые типы паяных соединений: а) − встык; б) − встык с накладкой; в) − в косой стык; г) − внахлёстку; д) − втавр; е) − телескопическое; ж) − сотовая конструкция.

материалов;
2) возможность соединения тонкостенных деталей;
3) возможность получения соединения в труднодоступных

местах;
4) коррозионная стойкость;
5) малая концентрация напряжений вследствие пластичности припоя;
6) герметичность паяного шва.
Недостатки паяных соединений:
1) пониженная прочность шва в сравнении с основным металлом;
2) требования высокой точности обработки поверхностей, сборки и фиксации деталей под пайку.

кадмия, индия {(Олово - Тпл = 232°С; свинец Тпл =

327°С, эвтектика 61,9% Sn - Тпл = 183,3°С; сплав Вуда = Bi - 50,0%, Pb -25,0%, Sn - 12,5%, Cd - 12,5%, Tпл = 68°С; Bi - 49,4%, Pb - 18,0%, Sn -11,6%, Zn 21,0% Tпл = 58°С)};
2) среднетемпературные или мягкие (150...200 <Тпл <350...400°С) сплавы олова, свинца, сурьмы, цинка. {ПОС-90 (олово 90%, остальное свинец, Тпл = 222°С) − пайка посуды; ПОС-30 (Тпл =256°С) − третник − пайка радиоаппаратуры };
3) высокотемпературные или твердые
(350...400 < Тпл <850... 1000°С) медь, цинк, серебро и их сплавы. {ПМЦ-48, (медь 48%, остальное цинк, Тпл = 865°С) – пайка медных сплавов, имеющих Тпл ≥ 920°С; ПСр-72 (серебро 72%, остальное медь, Тпл = 779°С) – пайка чёрных и цветных металлов, имеющих Тпл ≥ 800°С; ПСр-40 (серебро 40%, медь ∼ 16,7%, цинк ∼ 17,0%, кадмий ∼ 26,0%, никель ∼ 0,3% Тпл = 605°С) - пайка чёрных и цветных металлов, имеющих Тпл ≥ 650°С}.

удаления окисной пленки.
Флюсы бывают твердые, жидкие и газообразные.
Наиболее

известные из них: для мягких припоев - канифоль, нашатырь (хлористый аммоний), раствор хлористого цинка; для твердых припоев - бура (натрий борнокислый), борная кислота, хлористые и фтористые соли металлов.

возникающих при затвердевании или полимеризации клеевого слоя, наносимого на соединяемые

поверхности.
Клеи не являются металлами.
Конструкционные клеи, склейка которыми способна выдерживать после затвердевания клея нагрузку на отрыв и сдвиг (клеи БФ, эпоксидные, циакрин и др.).
Неконструкционные клеи − соединения с применением которых не способны длительное время выдерживать нагрузки (клей 88Н, иногда резиновый и др.).
Большинство клеев требует выдержки клеевого соединения под нагрузкой до образования схватывания и последующей досушки в свободном состоянии. Некоторые клеи требуют нагрева для выпаривания растворителя и последующей полимеризации.
Клеевые соединения часто применяют в качестве контровочных для резьбовых соединений. Как правило, клеевые соединения лучше работают на сдвиг, чем на отрыв.
Расчет паянных и клеевых соединений ведется на сдвиг или на отрыв - в зависимости от их конструкции.