Пример 2

Рассчитать заклепочное соединение состоящее из двух листов с двумя накладками. Определить допустимую нагрузку заклёпочного соединения (см рис. 2.9), если заклёпки и соединяемые листы выполнены из сплава латуни Л68. Ширина листов b=200 мм, толщина =4 мм. Диаметр заклёпок d=10 мм, отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.9. Эскиз заклепочного соединения

с двумя накладками

Решение.

1. Проверяем заклепку на прочность по условию среза:

где [] – напряжение на срез выбрано по таблице для заданного материала заклепки (Латунь Л68) при продавливании;

z – число заклепок; подсчитано по рисунку в задании;

i – число плоскостей среза; определено по рисунку (в случае с двумя накладками две плоскости среза);

d₀ – диаметр отверстия под заклепку; принято на 1 мм больше диаметра заклепки:

d₀ = d + 1 = 10 + 1 = 11 (мм) = 0.011 (м),

где d – диаметр заклепки.

2. Проверяем заклепку на прочность по условию смятия:

,

где [_см] – напряжение на смятие заклепки выбрано по таблице для заданного материала заклепки (Латунь Л68) при продавливании;

 - толщина одной детали.

3. Проверяем деталь на прочность по условию растяжения-смятия:

где [_см] – напряжение на смятие выбрано по таблице для заданного материала листов (Латунь Л68) при продавливании;

F_н – площадь сечения листа в опасном сечении ослабленная отверстиями под заклепку (см рис. 2.10); за опасное сечение принято сечение с максимальным количеством заклепок в одном ряду. В нашем случае в опасном сечении расположено 6 заклепок и F_н определено так:

где b – ширина деталей;

 – толщина одной детали.

z_max – количеством заклепок в опасном сечении;

d₀ – диаметр отверстия под заклепку;

Рис. 2.10. Определение площади F_н

4. Проверяем деталь на прочность по условию среза края листа:

где e – расстояние от края листа до первого ряда заклепок (см рис. 2.9). Если расстояние не задано, то определим его самостоятельно по формуле:

В качестве допускаемой нагрузки на соединение выбираем из четырех рассчитанных усилий P самое маленькое.

Ответ: Максимально допустимая нагрузка на заклепочное соединение составила P = 95832 Н, при превышении которой произойдет срез края листа деталей.

2.4. Задачи для самостоятельного решения

Задание 1

Определить допустимую нагрузку заклёпочного соединения, если заклёпки выполнены из стали Ст2, а соединяемые листы из стали Ст3. Ширина листов В=120 мм, толщина t=15 мм. Диаметр заклёпок d=16 мм, отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.11

Задание 2

Определить допустимую нагрузку заклёпочного соединения, если заклёпки выполнены из стали Ст0, а соединяемые листы из стали Ст2. Ширина листов В=10 см, толщина t=8 мм. Диаметр заклёпок d=10 мм, отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.12

Задание 3

Определить допустимую нагрузку заклёпочного соединения, если заклёпки выполнены из стали Ст2, а соединяемые листы из сплава Д18П. Ширина листов В=15 см, толщина t=6 мм. Диаметр заклёпок d=5 мм, отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.13

Задание 4

Определить допустимую нагрузку заклёпочного соединения, если заклёпки выполнены из стали Ст2, а соединяемые листы из цветного сплава Л62. Ширина листов В=85 мм., толщина t=8 мм. Диаметр заклёпок d=8 мм, отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.14

Задание 5

Рассчитать заклёпочное соединение двух листов, на которое действует сила Р. Толщина листов =5.2 мм, ширина В=13 см. Заклёпки (d=4 мм) и листы изготовлены из стали Ст2. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.15

Задание 6

Рассчитать заклёпочное соединение двух листов, на которое действует сила Р. Толщина листов =7.5 мм, ширина В=80 см. Заклёпки (d=6 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.16

Задание 7

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку Р=80 кН. Толщина соединяемых листов =4.5 мм, ширина В=11 см. Заклёпки (d=5 мм) и листы изготовлены из стали Ст2. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.17

Задание 8

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку Р=210⁵ Н. Толщина соединяемых листов =9 мм, ширина В=17 см. Заклёпки (d=6 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.18

Задание 9

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку Р=2*10⁵ Н. Толщина соединяемых листов =12 мм, ширина В=200 мм. Заклёпки (d=10 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.19

Задание 10

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку Р=45000 Н. Толщина соединяемых листов =6,3 мм, ширина В=11 см. Заклёпки (d=6 мм) и листы изготовлены из сплава Д18П. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.20

Задание 11

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку массой 3 т. Толщина соединяемых листов =12 мм, ширина b=0.2 м. Заклёпки (d=10 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.21

Задание 12

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку массой 5 т. Толщина соединяемых листов =6,3 мм, ширина В=115 мм. Заклёпки (d=6 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.22

Задание 13

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку массой 500 кг. Толщина соединяемых листов =3 мм, ширина В=0.16 м. Заклёпки (d=5 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.23

Задание 14

Определить сможет ли заклёпочное соединение выдержать нагрузку массой 1200 кг. Толщина соединяемых листов =4 мм, ширина В=75 мм. Заклёпки (d=3 мм) и листы изготовлены из стали Ст0. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.24

Задание 15

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 80 80 8. Заклёпки (d=7 мм) изготовлены из стали Ст0, уголки – Ст3. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.25

Задание 16

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 100 100 8. Заклёпки (d=8 мм) изготовлены из стали Ст2, уголки – Ст3. Отверстия под заклёпки продавленные.

Рис. 2.26

Задание 17

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 80 80 8. Заклёпки (d=10 мм) изготовлены из стали Ст0, уголки – Ст3. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.27

Задание 18

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 100 100 10. Заклёпки (d=12 мм) изготовлены из стали Ст2, уголки – Ст3. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.28

Задание 19

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 60 60 5. Заклёпки (d=4 мм) и уголки изготовлены из стали Ст3. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.29.

Задание 20

Рассчитать заклёпочное соединение двух уголков 60 60 6. Заклёпки (d=5 мм) и уголки изготовлены из сплава Д18П. Отверстия под заклёпки просверленные.

Рис. 2.30.