Типы болтовых и заклепочных соединений. Преимущества и недостатки

Заклёпочное соединение — неразъёмное соединение деталей при помощи заклёпок. Обеспечивает высокую стойкость в условиях ударных и вибрационных нагрузок. На современном этапе развития технологии уступает место сварке и склеиванию, обеспечивающим большую производительность и более высокую прочность соединения. Однако по-прежнему находит применение по конструктивным или технологическим соображениям: в соединениях, где необходимо исключить изменение структуры металла. Заклёпочные соединения делятся на:

• прочные (рассчитанные только на восприятие и передачу силовых нагрузок),
• плотные (герметичные) (обеспечивают герметичность конструкций в резервуарах с невысоким давлением),
• прочноплотные (восприятие силовых нагрузок и герметичность соединения).

Недостатки заклёпочных соединений

• Трудоёмкость процесса. Необходимо просверлить множество отверстий, установить заклёпки, расклепать их. Эти операции выполняются вручную двумя слесарями-сборщиками. До последней четверти 20-го века в СССР на авиационные заводы специально нанимались худощавые юноши и девушки, способные влезть в узкий отсек, чтобы удерживать там наковальню-поддержку.
• Повышенная материалоёмкость соединения. Заклёпочный шов ослабляет основную деталь, поэтому она должна быть толще. Нагрузку несут заклёпки, поэтому их сечение должно соответствовать нагрузке.
• Необходимость специальных мер для герметизации. Это очень важно для самолётостроения и ракетной техники, при сборке баков-кессонов и пассажирских отсеков. В баках-кессонах, расположенных в крыле самолётов, как правило, держат топливо — авиационный керосин. Резиновый герметик, устойчивый к керосину, должен закрывать все заклёпочные швы. Вес его может составлять десятки килограммов.
• Процесс сопровождается шумом и вибрацией. Это приводит к ряду профессиональных заболеваний у сборщиков и вызывает глухоту. Поэтому везде, где можно, внедряются новые инструменты для клёпки.

Преимущества заклёпочных соединений

• Не позволяет распространяться усталостным трещинам, таким образом повышает надёжность всего изделия.
• Позволяет соединять не поддающиеся сварке материалы.

Болтовые соединения применяют для соединения металлических конструкций при монтаже. Болтовые соединения металлических конструкций по сравнению со сварными соединениями более металлоемки, и отверстия для болтов ослабляют сечения соединяемых элементов, но их использование значительно проще, так как не требуют сварочного оборудования. В строительных конструкциях применяют соединения с болтами повышенной, нормальной и грубой точности, а также соединения на высокопрочных болтах. Отличительная особенность соединений с болтами нормальной и грубой точности — их значительная податливость вследствие меньшей величины предварительного натяжения болтов, а также больших зазоров между телом болта и стенками отверстия. Для уменьшения деформативности соединений применяют болты повышенной точности; или высокопрочные болты, обеспечивающие передачу усилий N через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям. Ввиду этого болты нормальной и грубой точности используют в неосновных соединениях для крепления одного элемента к другому: в фонарных конструкциях, связях, на технологических площадках и т. п. В рабочих соединениях, а также в монтажных соединениях основных несущих конструкций: балках, фермах, рамах и т. п. применяют болты повышенной точности и высокопрочные. Болты изготовляют диаметром от 12 до 48 мм с длиной стержня 25—300 мм (29).

К главным преимуществам болтовых соединений относятся: надежность, простота, возможность создания больших сжимающих усилий в соединении, взаимозаменяемость. Технология клепки значительно усложняет сборку и увеличивает время монтажа. Способ болтового крепления не имеет этих недостатков. Во-первых, он более надежно работает на срез, т.к. диаметр сечения болта почти всегда в шесть-восемь раз больше, чем вытяжной заклепки. Во-вторых, дополнительная квадратная шайба с рифлением увеличивает надежность его соединения с направляющей, а применение гроверной шайбы предотвращает откручивание. В-третьих, головка болта в некоторых соединениях фиксируется в специальном пазе в направляющей, что позволяет использовать для монтажа только один гаечный ключ. И, наконец, в случае ошибок при монтаже они легко устраняются путем откручивания гайки, выравнивания плоскости экрана и закручивания гайки.

40.Хрупкость, ударная вязкость, пластическое и хруп­кое разрушение, факторы, влияющие на хрупкость Хрупкость — свойство материала разрушаться без образования заметных остаточных деформаций. Является противоположным свойству пластичности. Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Основным отличием ударных нагрузок от испытаний на растяжение-сжатие или изгиб является гораздо более высокая скорость выделения энергии. Таким образом, ударная вязкость характеризует способность материала к быстрому поглощению энергии.

По своему характеру разрушение подразделяется на следующие виды. Пластическое. Происходит после существенной пластической деформации, протекающей по всему или почти по всему объему тела. Примером может служить разрыв образца из отожженной меди после 100% сужения шейки при растяжении, происходящий в результате утраты способности материала сопротивляться пластической деформации. Хрупкое. Происходит в результате распространения магистральной трещины после пластической деформации, сосредоточенной в области действия механизма разрушения. Хрупкое разрушение подразделяется на идеально хрупкое и квазихрупкое (как бы хрупкое). Xрупкость противоположна пластичности; факторы, повышающие пластичность, уменьшают хрупкость и наоборот. Хрупкие материалы разрушаются без заметной пластической деформации уже при статических испытаниях. Однородное напряженное состояние способствует увеличению пластичности Изменение темп-ры может существенно влиять на хрупкость в сопротивлении материалов, т. к. с ее изменением связаны структурные преобразования (у металлов, пластмасс), изменение влажности, появление внутр. напряжений и, вследствие этого, неоднородности напряженного состояния. Понижение темп-ры приводит к увеличению X., т. к. при этом предел текучести увеличивается быстрее, чем предел прочности (аналогично изменению при повышении Скорости деформации). С повышением темп-ры хрупкость в сопротивлении материалов уменьшается, но при этом всегда необходимо учитывать возможные структурные преобразования, изменение влажности, напряженного состояния и др.