Расчет заклепочных соединений

Расчет на прочность заклепочных соединений

Заклепка представляет собой сплошной или полый стержень круглого сечения с головками на концах, одну из которых, называемую закладкой, выполняют на заготовке заранее, а вторую, называемую замыкающей, формируют при клепке (осадке). 

Заклепочные соединения образуют постановкой заклепок в совмещенные отверстия соединяемых элементов и расклепкой с осаживанием стержня.

Основными материалами склепываемых деталей являются малоуглеродистые стали Ст.0, Ст.2, Ст.3, цветные металлы и их сплавы. Требования к материалу заклепки:

  1. Высокая пластичность для облегчения процесса клепки;
  2. Одинаковый коэффициент температурного расширения с материалом деталей во избежание дополнительных температурных напряжений в соединении при колебаниях температуры.
  3. Однородность с материалом склепываемых деталей для предотвращения появления гальванических токов, сильно разрушающих соединения.
Схема соединения заклепками

Рисунок 10

Расчет на прочность основан на следующих допущениях:

  • силы трения на стыке деталей не учитывают, считая, что вся нагрузка передается только заклепками;
  • расчетный диаметр заклепки равен диаметру отверстия d0;
  • нагрузки между заклепками распределяются равномерно.

Рассмотрим простейший заклепочный шов - однородный односрезный внахлестку. При нагружении соединения силами F, листы стремятся сдвинуться относительно друг друга. Запишем условие прочности заклепки на срез (разрушение стержня заклепки нахлесточного соединения происходит по сечению, лежащему в плоскости стыка соединяемых деталей)

Срез заклепок
Рисунок 11

отсюда требуемый диаметр заклёпки: 


В зонах контакта боковых поверхностей заклепки с листами происходит сжатие материалов. Давление в зоне контакта называют напряжением смятия. Считая, что эти напряжения равномерно распределены по площади смятия, запишем условие прочности

Здесь Асм - площадь смятия, условно равная площади проекции поверхности контакта на плоскость, перпендикулярную действующей силе;

[σ]`см -допускаемое напряжение на смятие для менее прочного из контактирующих материалов.

Рассмотрим многорядное двухсрезное заклепочное соединение с двумя накладками.

Рисунок 12

где i - число плоскостей среза одной заклепки; 
z - число заклепок.