Допустимі напруження для зварних з'єднань. Різноманітність факторів, що впливають на міцність зварних з'єднань, а також наближеність та умовність розрахункових формул обумовлюють потребу

Різноманітність факторів, що впливають на міцність зварних з'єднань, а також наближеність та умовність розрахункових формул обумовлюють потребу експериментального визначення допустимих напружень. Норми допустимих напружень беруть з урахуванням кон­кретних якісних показників зварювання та характеру навантаження швів.

Допустимі напруження для зварних швів назначають від допустимого напруження розтягу [σ]ρ для основного металу. В табл. 15.1 наведені дані для визначення допустимих напружень зварних швів з'єднань деталей із низько– та середньовуглецевих ста­лей і деяких низьколегованих сталей при статичних навантаженнях. Допустимі напруження при циклічному навантаженні зварного з'єднання визначають за формулами:

[σ]'R = [σ]' γ; [τ]'R = [τ]'γ, (9)

де [σ]' та [τ]' вибирають з табл.

Коефіцієнт γ ≤ 1 враховує характеристику R = σmin/σmax або R = τmin/τmax

циклів змінних напружень та ефективні коефіцієнти Ке концентрації напружень у зварних з'єднаннях. Значення γ визна­чають за формулою

γ = 1/ (0,6Ке ± 0,25) – (0,6/ Ке ± 0,25) R . (10)

Верхні знаки в знаменнику цієї формули беруть для дотичних напружень та нормальних, якщо найбільшими за абсолютним значенням є напруження розтягу, а нижні – якщо напруження стиску. Уразі рівності абсолютних значень нормальних напружень можна бра­ти або верхні, або нижні знаки.

Значення ефективних коефіцієнтів Кеконцентрації напружень для зварних з'єднань наведені в табл.

Якщо за формулою (10) дістають γ > 1, то в розрахунок беруть γ = 1. Це має місце при R > 0 і означає, що для даного циклу напру­жень вирішального значення набуває не втома, а статична міцність.

Наведені вище рекомендації для визначення допустимих напру­жень у зварних швах справедливі при якісно виконаному зварюван­ні, що задовольняє вимогам стандартів. Усякі дефекти в зварних швах (непровари, підрізи, поруватість, сторонні включення, тріщини) спричинюють різке зниження несучої здатності зварного з'єднання, особливо при циклічному навантаженні.

 

З'ЄДНАННЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ТА ПРУЖНІ ЕЛЕМЕНТИ

РІЗЬБОВІ З'ЄДНАННЯ

Загальні відомості

Будь–яка машина складається з багатьох деталей та окремих скла­дальних одиниць. Ці деталі та складальні одиниці пов'язані між со­бою тим чи іншим способом. Зв'язки елементів машини поділяють на рухомі (шарніри, підшипники) та нерухомі (різьбові, зварні).

Використання рухомих зв'язків елементів обумовлене кінемати­кою машини. Нерухомі зв'язки застосовують для забезпечення мож­ливості розбирання машини на деталі та складальні одиниці. Потре­ба розбирання спричинена спрощенням виготовлення, складання, ре­монту та транспортування.

Нерухомі зв'язки деталей у машинобудуванні називають з'єд­наннями. Всі види з'єднань поділяють на роз'ємні та нероз'ємні.

Роз'ємні з'єднання (різьбові, шпонкові, зубчасті (шліцеві), кле­мові та ін) допускають розбирання з'єднаних деталей без пошко­джень елементів з'єднання.

Нероз'ємні з'єднання (зварні, паяні, клепані та ін.) не дають змоги виконувати розкладання з'єднаних деталей без пошкодження еле­ментів з'єднання. Використання нероз'ємних з'єднань обумовлене технологічними та економічними вимогами.

Проміжне місце між роз'ємними та нероз'ємними займають пре­сові з'єднання В деяких випадках ці з'єднання проектуються як нероз'ємні, і розкладання їх може спричинити пошкодження спряже­них поверхонь та послаблення посадки деталей. Але при малих на­тягах, характерних, наприклад, для посадки кілець підшипників кочення, ці пошкодження незначні, навіть для багатократного на­пресовування.

З'єднання деталей машин є дуже важливими елементами конструк­цій, бо багато аварій або порушень нормальних режимів роботи ма­шини обумовлені незадовільною міцністю та надійністю з'єднань.

Різьбовими називають такі з'єднання, які виконуються за допо­могою деталей, що мають різьбу.

Широке використання різьбових з'єднань у машинобудуванні обумовлене їхньою простотою, високою несучою здатністю, надійністю, а також зручністю з'єднання та роз'єднання деталей. За­стосуванню різьбових з'єднань сприяють також наявність значної но­менклатури спеціальних різьбових деталей, пристосованих до різних конструктивних варіантів з'єднань, їхня широка стандартизація та мала вартість в умовах масового виготовлення.

Обмеження у використанні різьбових з'єднань пов'язані з наяв­ністю значної кількості концентраторів напружень на поверхнях різьбових деталей, що зменшує їх втомну міцність при дії змінних напружень.