Виды соединений деталей:

Рис. 88

Каждый из этих двух типов соединений подразделяют на две основные группы: разъемные и неразъемные. Разъемными называются такие со­единения, которые позволяют производить многократную сборку и разборку сборочной единицы без повреждения деталей. К разъемным неподвижным соединениям относятся резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые, а также соединения, осуществляемые переходными посадками. Разъемные по­движные соединения имеют подвижные посадки (посадки с зазором) по ци­линдрическим, коническим, винтовым и плоским поверхностям.

Неразъемными называются такие соединения, которые могут быть разобраны лишь путем разрушения или недопустимых остаточных деформа­ций одного из элементов конструкции. Неразъемные неподвижные соедине­ния осуществляются механическим путем (запрессовкой, склепыванием, за­гибкой, кернением и чеканкой), с помощью сил физико-химического сцепле­ния (сваркой, пайкой и склеиванием) и путем погружения деталей в расплав­ленный материал (заформовка в литейные формы, в пресс-формы и т. п.)

Подвижные неразъемные соединения собирают с применением разваль­цовки, свободной обжимки. В основном это соединения, заменяющие це­лую деталь, если изготовление ее из одной заготовки технологически невоз­можно или затруднительно и неэкономично.

Соединение заклепками относится к неразъемным соединениям. Чтобы разобрать это соединение, необходимо вырубить или высверлить заклепки.

Приемы соединения деталей за­клепками показаны на рис. 89. В со­единяемых деталях сверлят отверстия несколько большего диаметра, чем ди­аметр стержня заклепки. В отверстие вставляют заклепку (рис. 89, I) и вна­чале сжимают (осаживают) соединяе­мые детали (рис. 89, II), пользуясь для этого снизу поддержкой 4 с выточкой по форме головки. Затем заклепывают свободный конец заклепки (рис. 89, III) и для образования полукруглой за­мыкающей головки пользуются об­жимкой 5.

Рис. 89

В серийном и массовом производст­ве применяется механическая клепка, осуществляемая пневматическими молотками, клепальными машинами и прессами. Способ клепки пневматическим молотом показан на рис. 90.

Рис. 90

Стандартом предусмотрено несколько типов заклепок нормальной точ­ности общего назначения, основными из которых в общем машиностроении являются: с полукруглой головкой ГОСТ 10299-80 (рис. 91, I); с потайной головкой ГОСТ 10300-80 (рис. 91, II); с полупотайной головкой ГОСТ 10301- 80 (рис. 91, III) и др.

В тех случаях, когда нет доступа к зоне замыкающей головки, применя­ют взрывные заклепки (рис. 91, IV) с частично полым стержнем, заполнен­ным взрывчатым веществом.

Рис. 91

Для слабонагруженных соедине­ний применяют иногда трубчатые за­клепки (их называют также пистона­ми), для соединения металлических деталей — заклепки, показанные на рис. 91, V, а для податливых материа­лов (кожи, некоторых пластмасс и др.) — показанные на рис. 91, VI.

В настоящее время для соединения металлоконструкций больших пере­крытий находят применение так называемые болты-заклепки.

Болт-заклепка (рис. 91, VII) состоит из двух деталей: стержня 1 и коль­ца 2. При соединении деталей болтом-заклепкой зажимы специального ус­тройства захватывают нижний ее конец (хвостовик 3 с проточками — реб­рами) и, упираясь в соединяемые детали выступами, оказывают усилие растяжения на стержень. Одновременно на стержень болта-заклепки оде­вается кольцо, прижимается с усилием к соединяемым деталям и обжима­ется за средний участок стержня с накатанными кольцевыми проточками (ребрами). После обжатия кольца в шейке стержня происходит отрыв хво­стовика.

По назначению клёпанные швы делятся на два вида: прочные, применя­емые для соединения ферм, мостов, радиомачт, подвижных кранов и т. п.; плотные, используемые при изготовлении баков, сосудов, резервуаров и т. п. (такие швы должны обладать высокой герметичностью).

По характеру расположения соединяемых деталей различают: соедине­ния внахлестку (рис. 92, I, II, III), когда один лист накладывают на другой;

Рис. 92

соединения встык, когда листы подводят встык и соединяют на­ложенной на них одной (рис. 92, IV, IX) или двумя накладками.

По расположению заклепок швы делятся на однорядные (рис. 92,I, IV, IX), двухрядные (рис. 92, II, III, VIII и рис. 93), многорядные (рис. 92, III, VI, IX) — параллельные (рис. 94,I) и шахматные (рис. 94, II). Необходимое количество заклепок, их диаметр и длину определяют расчетным путем. Диаметр заклепок выбирают в зависимости от толщины склепываемых ли­стов по формуле

где: d — диаметр заклепки, мм;

Рис. 93

Расстояние между центрами отверстий для заклепок (шаг заклепок — t) и расстояние от центра заклепки до края листа (размер а) при параллель­ном и шахматном расположении заклепок указаны на рис. 94.

Рис. 94

Длина стержня заклепки зависит от толщины склепываемых листов и формы замыкающей головки. Замыкающая головка образуется из выступа­ющей части стержня. Длина этой части стержня для образования полукруг­лой головки составляет 1,2...1,5d, а для потайной или полупотайной голо­вки 0,8...1,2d.

Полная длина стержня при клепке с образованием полукруглой замыка­ющей головки рассчитывается по формуле I = S + (l,2...1,5)d, а при потай­ной или полупотайной клепке по формуле I = S + (0,8...1,2)d, где: I — длина стержня, мм; S — толщина склепываемых листов, мм; d — диаметр заклепки, мм.

Заклепки изготовляют как из стали различных марок, так и из спла­вов цветных металлов. Стали для заклепок, как правило, выбирают ма­лоуглеродистые, обладающие высокой пластичностью, например Ст.2, Ст.З. В специальных случаях заклепки изготовляют из легированных сталей.

Для склепывания деталей из цветных металлов и их сплавов применяют заклепки из цветных сплавов, например латуни Л63, магниевого литейно­го сплава МлЗ, алюминиевого сплава АД1.

Сваркой называется процесс получения не­разъемных соединений посредством местного нагрева и расплавления кро­мок, соединяемых поверхностей металлических деталей. Сваркой можно соединять также термопластичные пластмассы (такая сварка осуществля­ется горячим воздухом или разогретым инструментом).

Сварка имеет ряд преимуществ перед клепаными соединениями:

1. Экономия металла. В сварных конструкциях стыки выполняются без вспомогательных элементов, утяжеляющих конструкцию, в клепаных — посредством накладок (см. рис. 92, II и 93). В сварных конструкциях масса наплавленного металла, как правило, составляет 1...1,5% и редко превы­шает 2% массы изделия, в то время как в клепаных масса заклепок дости­гает 3,5...4%;

2. Снижение трудоемкости изготовления. Для заклепочного соединения требуется сверлить отверстия, которые ослабляют соединяемые детали, точно размечать центры отверстий, зенковать под потайные заклепки, при­менять много разнообразных приспособлений и т. п. В сварных конструк­циях не требуется выполнять перечисленные предварительные операции и использовать сложное вспомогательное оборудование;

3. Уменьшение стоимости изделий. Стоимость сварных изделий ниже клепаных за счет уменьшения массы соединений и трудоемкости их изго­товления;

4. Увеличение качества и прочности соединения. Сварные швы создают по сравнению с клепаными абсолютно плотные и герметичные соединения, что имеет исключительно большое значение при изготовлении резервуаров, котлов, вагонов, цистерн, трубопроводов и т. д.

К технологии сварочных работ относятся различные процессы, иногда даже противоположные по своему характеру. Например: резка металлов и других материалов, наплавка, напыление и металлизация, упрочнение по­верхности. Однако основная и главная задача — получение неразъемных соединений между одинаковыми или различными металлами и неметалли­ческими материалами в самых разнообразных изделиях.

Форма и размеры таких соединений меняются в широких пределах от сварной точки в несколько микрометров (рис. 95), соединяющей полупро­водник с проводником в какой-либо микросхеме радиоэлектроники, до не­скольких километров сварных швов 1, которые выполняются при строи­тельстве морских судов. Материалы для изготовления сварных конструк­ций весьма разнообразны: алюминий и его сплавы, стали всех типов и на­значений, титан и его сплавы и даже такой тугоплавкий металл, как воль­фрам (температура плавления ~3400° С).

Рис. 95

Также различны по своим свойствам неметаллические материалы, под­вергающиеся сварке: полиэтилен, полистирол, капрон, графит, керамика из окиси алюминия и др.

Пайка, хотя и отличается по своей природе от сварки, также относит­ся к области сварочной технологии и находит очень широкое применение в приборостроении и машиностроении, кроме того ее начинают применять даже в строительных конструкциях.

С каждым годом применение сварки в народном хозяйстве расширяется, а клепки — сокращается. Однако сварные соединения имеют существенные недостатки — термические деформации, возникающие в процессе сварки (особенно тонкостенных конструкций); невозможность сваривания деталей из тугоплавких материалов.

Классификация основных видов сварки показана на рис. 96. Все способы делятся на две группы: сварка плавления и сварка давлением.

Рис. 96

Сварка плавлением

Сварка плавлением — это процесс со­единения двух деталей, или заготовок в результате кристаллизации общей сварочной ванны, полученной расплавлением соединяемых кромок. Источ­ник энергии при сварке плавлением должен быть большой мощности, высо­кой сосредоточенности, то есть концентрировать выделяющуюся энергию на малой площади сварочной ванны и успевать расплавлять все новые и но­вые участки металла, обеспечивая этим определенную скорость процесса.

Процесс сварки (2 — сварочный шов) плавлением осуществляется источ­ником энергии 1, движущимся по свариваемым кромкам 3 с заданной ско­ростью (рис. 97). Размеры и форма сварочной ванны зависят от мощности источника и от скорости его перемещения, а также от теплофизических свойств металла.

Рис. 97

В сварном соединении принято различать три области (рис. 98): основной металл — со­единяемые части будущего изде­лия, предназначенного для экс­плуатации; зона термиче­ского влияния (около­шовная зона) — участки металла, в которых он находится некото­рое время при высокой темпера­туре, доходящей на линии сплав­ления до температуры плавления металла; сварной шов — металл шва, представляющий литую структуру с характерными особеннос­тями.

Рис. 98

Каждый вид сварочного процесса имеет свои особенности и находит применение в той или иной сфере производства, где он дает необходимое качество изделия и экономически целесообразен. Наиболее широкое при­менение для сварки металлов плавлением нашли газовая и дуговая виды сварки.

При газовой (или ав­тогенной) сварке в качест­ве источника энергии используют пламя ацетиленокислородной го­релки (рис. 99), имеющей высо­кую температуру (около 3000°С) и значительную мощность, зави­сящую от количества ацетилена (8 — редуктор для регулирования ве­личины подачи газа), сгорающего в секунду. Кислород 1 из кисло­родного баллона 10 и ацетилен 2 из ацетиленового баллона 9 пода­ются по шлангам 7 в газовую го­релку, где образуется горючая смесь 3. На выходе из сопла горел­ки возникает пламя. Когда нагре­ваемое место свариваемых деталей доводится до расплавленного состоя­ния, к пламени подводят присадочный материал 4, который, расплавля­ясь вместе с кромками детали 5, образует сварочный шов 6.

Рис. 99

Дуговая сварка. При дуговой сварке (рис. 100) в качестве источника энергии 2 используется электрический дуговой разряд 3, возникающий при присо­единении свариваемых деталей 1 к одному, а электрода 4 — к другому по­люсу источника тока. Движение электрода с дуговым разрядом и подве­денным в его зону присадочным материалом (в виде прутка) 5 от­носительно кромок изделия за­ставляет перемещаться свароч­ную ванну, образующую сварной шов 6.

Рис. 100

Электрошлаковая сварка применяется для ав­томатической сварки верти­кальных швов из металла боль­шой толщины.

Электрошлако­вая сварка. При электрошлако­вой сварке (рис. 101) сва­риваемые детали устанавлива­ют вертикально и собирают под сварку с зазором между кром­ками. Электродные проволоки 5 (их может быть несколько и притом разного состава) пода­ются силовыми роликами 4 че­рез изогнутые токопроводящие мундштуки 6 в зазор между свариваемыми деталями 1. В процессе сварки автомат дви­жется вверх по направляю­щим, а мундштуки совершают колебательные движения, подавая проволоки в жидкую шлаковую ван­ну 2, в которой они расплавляются при температуре Т равной 1539°С вместе с металлом сплавляющихся кромок и образуют сварной шов 8. Жидкая шлаковая и металлическая ванны удерживаются поднимаю­щимися вместе с автоматом медными ползунами 7, охлаждаемыми из­нутри водой. Шлак 3, отделяясь от металла, всплывает.

Рис. 101

Плазменная сварка. При плазменной сварке ис­пользуют дуговой разряд в плазмотроне, который дает плазменную струю 1 с очень высокой температурой (рис. 102).

Рис. 102

Плазмотрон представляет собой прибор 2, в котором дуговой разряд 3 возбуждается в канале 4, и давлением газа (аргона, азота, воздуха) столб дуги растягивается и вырывается из сопла, охлаждаемого проточной во­дой 5, за пределы плазмотрона. Может быть два типа плазмотронов: с собственным анодом, на который замыкается разряд за счет дрейфа эле­ктронов, или дугой косвенного действия — дуговой разряд возникает между двумя электродами, но не замыкается на изделие 6. В сварочной технике чаще используют плазмотрон второго типа. Плазменная сварка и обработка материалов нашла широкое применение в промышленности.

При сварке алюминиевых сплавов качество сварных соеди­нений зависит от надежности защиты зоны сварки инертным газом и от подготовки кромок изделия.

Аргонодуговая сварка. Так для аргонодуговой сварки (3 сопло) алюминия применяют плавящийся электрод-проволоку 7, совпада­ющую по составу с основным металлом свариваемых изделий 2 или непла- вящийся вольфрамовый электрод (рис. 103). Для ответственных конструкций чаще применяют последний метод, при этом присадочный металл пода­ют сбоку непосредственно в дуговой разряд 4, 5, 6 или в сварочную ванну 1 рядом с дуговым разрядом.

Рис. 103

Аргонодуговую сварку применяют также для соединения деталей и з титана и его сплавов. Титан — металл, напоминающий по внеш­нему виду сталь, обладает также весьма высокой химической активностью, несколько уступая в этом отношении алюминия. Титан имеет температуру плавления — 1668° С.

При обычной температуре титан очень устойчив к воздействию окружа­ющей среды, так как закрыт окисной пленкой. В таком пассивном состоя­нии он даже устойчивее, чем коррозионно-стойкая сталь. При высоких тем­пературах окисный слой перестает защищать титан. При температуре выше 500° С он начинает активно реагировать с окружающей средой. Поэтому ти­тан и его сплавы можно сваривать (рис. 104) только в защитной атмосфере аргона, с которым он реагировать не может.

Рис. 104

Сварка давлением

Сварка давлением — это процесс соеди­нения поверхностных слоев деталей. При соединении происходит активная диффузия частиц, ведущая к полному исчезновению границы раздела и к прорастанию через нее кристаллов.

В современном машиностроении и приборостроении сварку давлением осуществляют несколькими путями в зависимости от типа изделий и требо­ваний, которые к ним предъявляются.

Контактная сварка широко применяется в машиностроении для изготов­ления изделий и конструкций, главным образом из сталей. Она относится к сварке с применением нагрева и давления. Нагрев осуществляется электри­ческим током, который проходит через место контакта двух свариваемых дета­лей. Давление, необходимое для сварки, создается или электродами, подводящими электрический ток, или специальными приспособлениями.

Различают три разновидности кон­тактной сварки: точечную — отдель­ными точками (рис. 105), применяемую для тонколистовых конструкций из стали (например, кузова автомашин). Сваривае­мые заготовки 1 зажимаются между элек­тродами 2, через которые проходит элект­рический ток большой силы от вторичной обмотки понижающего трансформатора 3, Место контакта свариваемых частей разо­гревается до высокой температуры, и под давлением усилия F происходит сварка; стыковую — оплавлением или давлением (рис. 106), применяемую для изготовления металлорежущего инструмента и др. В этом случае сваривае­мые детали 1 с силой стыкуются и удерживаются зажимами 2, к которым подводится электрический ток; роликовую (рис. 107, где 1 — свари­ваемые детали; 2 — ролики; 3 — электроды; 4 — источник энергии) — обес­печивающую непрерывный (герметичный) или прерывистый шов.

Рис. 105

Рис. 106

Рис. 107

В строительных конструкциях и в машиностроении сварка — основной способ получения неразъемных соединений деталей из сталей всех марок, чугуна, меди, латуни, бронзы, алюминиевых сплавов и пр.

Автоматизация процесса сварки

Широкое распространение свар­ки в промышленности стимулиро­вало создание оборудования для механизации и автоматизации сва­рочных процессов. В то же время автоматизация сварки потребова­ла коренного изменения техноло­гического процесса. В одних слу­чаях сварочный аппарат неподви­жен, а изделие перемещается отно­сительно него с заданной скоро­стью, а в других — устанавливает­ся на самодвижущуюся тележку 6 — «трактор», идущий по направ­ляющим 2, прикрепленным на не­подвижном изделии 1, или рядом с ним (рис. 108).

Рис.108

l — длина участка. Из рис. 57, II видно, что, чем дальше точка деформируемого сечения от­стоит от оси стержня, тем больше ее перемещение по дуге окружности при кручении. Следовательно, по закону Гука и напряжения в различных точ­ках будут различны. Наибольшие напряжения кручения r_mах возникают в наиболее удаленных точках, расположенных на поверхности стержня. На­пряжение в любой точке равно r = р/(R • r_mах), где: r — напряжение кручения;

Рис. 57

р — расстояние точки до оси стержня; R — радиус стержня.

На производстве нашла широкое применение полуавтоматическая ду­говая сварка, сущность которой за­ключается в следующем: механизм подачи электродной проволоки 3,4 и пульт управления 5 устанавливают отдельно от головки или инструмен­та, сварочная проволока подается по гибкому шлангу, через который так­же подводится электрическое пита­ние к сварочному инструменту 7.

Функции сварщика в этом слу­чае значительно упрощаются, так как ему нужно двигать только сва­рочную головку (инструмент) в нужном направлении и на опреде­ленной высоте от изделия.

Электронно-лучевая сварка

Этот вид сварки представляет собой резуль­тат взаимодействия пучка электронов, ускоренных электрическим полем, с по­верхностью металла которой эти элек­троны отдают накопленную в электриче­ском поле энергию (энергия торможе­ния), расплавляя и даже частично испа­ряя ее.

Прототипом оборудования для полу­чения пучка электронов служит рентге­новский аппарат для просвечивания би­ологических объектов в медицинских целях или исследований. Схема установ­ки для сварки электронным лучом пока­зана на рис. 109. В камере 2 с глубоким вакуумом (давление 1 • 10^-4 Па и менее) между катодом 3, эмитирующим (обес­печивающим электрическую связь) эле­ктроны, и анодом 4, имеющим в середи­не отверстие, создается поток электро­нов, или электронный луч 1. Для увели­чения плотности энергии электронный луч фокусируют магнитными линзами и направляют на изделие 7, соединенное с землей. Управление 8 электронным лу­чом осуществляется магнитным устрой­ством, отклоняющим луч в нуж­ном направлении.

Рис. 109

Физическая сущность этого процесса сварки заключается в том, что электроны при прохожде­нии электрического поля большой напряженности ускоряются и при­обретают большой запас энергии, которую они и передают в виде теплоты свариваемым изделиям.

Недостаток этого метода — не­обходимость надежной защиты об­служивающего персонала от рент­геновского излучения, вредно вли­яющего на живые организмы.

Лазерная сварка

Лазер, или оптический квантовый гене­ратор (ОКГ), создает мощный им­пульс монохроматического излу­чения за счет оптического воз­буждения атомов примеси в кри­сталле рубина или в газах.

Этот совершенно новый источник энергии высокой концентрации сразу нашел применение в технике связи в промышленности для обработки ме­таллов.

Сущность процесса получения мощного потока световых квантов заклю­чается в том, что атомы любого вещества могут находиться в стабильных и возбужденных состояниях и при переходе из возбужденного состояния в стабильное они выделяют энергию возбуждения в виде квантов лучистой энергии.

Возбуждение атомов может происходить различными путями, но наибо­лее часто это осуществляется в результате поглощения лучистой энергии.

Схема оптического квантового генератора, или лазера, представлена на рис. 110, где 1 — манипулятор для настройки расположения детали относи­тельно луча; 2 — газоразрядная импульсная лампа; 3 — оптический кван­товый генератор; 4 — осветитель места сварки; 5 — рубин (источник, испу­скающий фотоны); 6 — пульт управления; 7 — бинокулярный микроскоп; 8,10 — свариваемые детали; 9 — световой луч. Атомы какого-либо элемен­та возбуждаются непрерывным источником энергии (лампы накачки) и электроны этих атомов переходят в новое качество — энергию. Поток кван­тов энергии (фотонов), направленный на поверхность твердого тела, транс­формирует свою энергию в тепловую, и температура твердого тела резко возрастает, так как поток фотонов обладает очень высокой концентрацией энергии.

Рис. 110

Сварка лазером не требует вакуума и идет всегда в импульсном режиме. Режим сварки регулируется частотой импульсов и некоторым расфокуси­рованием луча до уровня плотности энергии, необходимой для сварки изде­лия.

Примечание. В промышленности используются и другие виды сварки, как, напри­мер, сварка металлов взрывом, химическо-термическая сварка, при которой использу­ется энергия химической реакции и другие.

Виды конструктивных соединений деталей сваркой

Различают следующие виды конструктивных соединений деталей сваркой (рис. 111): сты­ковое (СЗ); внахлестку (H1); тавровое (Т1); угловое (У4).

Рис. 111

Рис. 112

По форме получаемого при этом поперечного сечения шва (рис. 112) при­нято различать: усиленные (выпуклые); нормальные; ослабленные (вогну­тые).

Кромки соединяемых деталей в зависимости от технологии сварки (руч­ная или автоматическая) и расположения шва (свободный доступ к нему с одной или двух сторон) могут быть ровными или специально подготовлен­ными (срезанными) для дальнейшего соединения сваркой.

В зависимости от толщины свариваемых деталей (рис. 113) производят различную подготовку кромок: при толщине металла до 8 мм сварку про­изводят без разделок кромок; при толщине до 26 мм производят F-образную разделку кромок; при толщине более 20 мм сваривают с криволинейным скосом кромок; при толщине металла более 12 мм рекомендуется дву­сторонняя Х-образная разделка кромок.

Рис. 113

Широкое распространение получили швы с нормальным очертанием. Длина катета углового шва нормального очертания называется его толщи­ной и обозначается буквой К (рис. 114). Длина перпендикуляра, опущенно­го из вершины прямого угла на гипотенузу (сечение А—А), носит название расчетной толщины шва. В швах с формой равнобедренного треугольника расчетная толщина k₀ = k sin 45° = 0,7k.

Рис. 114

В большинстве случаев катет шва k равен толщине детали s, но может быть и меньше.

Наименьшая толщина рабочих швов в машиностроительных конструк­циях равна 3 мм. Исключение составляют конструкции, у которых толщи­на самого металла меньше 3 мм.

Верхний предел толщины соединяемой сваркой конструкции не ограни­чен, но применение швов, у которых к > 20 мм, встречается редко.

Рис. 115

Различают паяние легкоплав­кими и тугоплавкими припоями. Легкоплавкие припои имеют тем­пературу плавления до 500° С и не­значительную механическую прочность. В состав легкоплавких припоев входят олово и свинец.

Тугоплавкие припои имеют температуру плавления выше 500° С. Такими припоями можно полу­чить прочность паяного соедине­ния, близкую к прочности основ­ного металла соединяемых дета­лей.

Тугоплавкие припои состоят из сплава меди, цинка, серебра, никеля, железа, кадмия и других металлов.

Чтобы повысить качество паяния, применяют флюсы, которые раство­ряют окислы на поверхности металлов и защищают нагретые детали и жид­кий припой от окисления,

В настоящее время склеивание применяют для соединения не только не­металлических материалов, но и деталей из различных металлов как меж­ду собой, так и с неметаллическими материалами.

Промышленность выпускает большое количество клеев. Так, широкое применение получил карбинальный клей БФ. Созданы теплостойкие склеивающие составы, выдерживающие нагревание до температуры 50...300° С.

Механическая прочность  соединения клеем зависит от вида и качест­ва клея, качества склеиваемых поверхностей, толщины слоя клея и равно­мерности его распределения, а также от соблюдения температурных и дру­гих режимов.

В настоящее время большое распространение в различных отраслях про­мышленности нашли сочетания клея с другими видами соединений: клеезаклепочные, клеерезьбовые и клеесварные соединения.

Применение клееклепаных конструкций (например, на самолете Як-40) способствует увеличению выносливости изделий, так как склейка умень­шает концентрацию напряжения у заклепок и задерживает распростране­ние трещин.

В заклепочном соединении передача сил от листа на стрингер (продоль­ный элемент конструкции корпуса-каркаса летательного аппарата) проис­ходит через заклепку (рис. 116, I), при этом и в листе, и в профиле напря­жения возрастают как из-за ослабления сечения отверстием под заклепку, так и в результате возникновения концентрации напряжений у края отвер­стия.

Клеевое соединение надежнее не только из-за отсутствия сверления в ма­териале листа и профиля, но и вследствии более равномерной передачи сил через всю площадь клеевой пленки (рис. 116, II).

Следовательно, в клееклепаном соединении (рис. 116, III), благодаря склейке, можно значительно уменьшить число заклепок — концентраторов напряжений, а потому, сократить площадь сечения, ослабленного отвер­стиями под заклепки.

Клееклепаное соединение типа «лист-профиль» является монолитной конструкцией, в которой лист и профиль составляют одно целое.

Рис. 116

Основным элементом всех резьбовых соединений является резьба.

Резьба — поверхность, образованная при винтовом движении плос­кого контура по цилиндрической или конической поверхности.

Резьбы классифицируются по следующим признакам (рис. 117):

Рис. 117

1. В зависимости от формы поверхности, на которой нарезана резьба, они подразделяются на цилиндрические и конические;
2. В зависимости от расположения резьбы на поверхности стержня или отверстия они подразделяются на внешние и внутренние;
3. В зависимости от формы профиля различают резьбы треугольного, прямоугольного, трапецеидального, круглого и других профилей;
4. По эксплуатационному назначению резьбы делятся на крепежные (метрические, дюймовые), крепежно-уплотнительные (трубные, коничес­кие), ходовые (трапецеидальные, упорные, прямоугольные, круглые), спе­циальные и др.;
5. В зависимости от направления винтовой поверхности различают пра­вые и левые резьбы;
6. По числу заходов резьбы подразделяются на однозаходные и многозаходные (двух-, трехзаходные и т. д.).

Все резьбы разделяют на две следующие группы: стандартизиро­ванные — резьбы с установленными стандартами параметрами: профи­лем, шагом и диаметром; нестандартизированные, или специ­альные (резьбы, параметры которых не соответствуют стандартизирован­ным).

Основные элементы и параметры резьбы имеют следующие определения по ГОСТ 11708-82 и приведены ниже.

Левая резьба — образована контуром, вращающимся против часо­вой стрелки и перемещающимся вдоль оси в направлеции от наблюдателя (рис. 118,I).

Правая резьба — образована контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя (рис. 118, II).

Рис. 118

Профиль резьбы — контур резьбы в плоскости, проходящей че­рез ее ось.

Угол профиля — угол между боковыми сторонами профиля.

Шаг резьбы Р — расстояние между соседними одноименными бо­ковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы.

Ход резьбы Р_h — расстояние между ближайшими одноименными боковыми сторонами профиля, принадлежащими одной и той же винтовой поверхности, в направлении, параллельном оси резьбы. Ход резьбы — вели­чина относительного осевого перемещения винта (гайки) за один оборот (рис. 119).

Рис. 119

Наружный диаметр резьбы (d — для болта, D — для гай­ки) — диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин на­ружной резьбы или впадин внутренней резьбы.

Внутренний диаметр резьбы (d₁ — для болта, — для гайки) — диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины на­ружной резьбы или в вершины внутренней резьбы.

Средний диаметр резьбы (d₂ — для болта, D₂ — для гай­ки) — диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, который пере­секает витки резьбы таким образом, что ширина выступа резьбы и ширина владины (канавки) оказываются равными.

Резьба может быть однозаходной и многозаходной (см. рис. 119).

Рис. 120

Согласно ГОСТ 8724-81 метричес­кая резьба для диаметров от 1 до 600 мм делится на два типа: с крупным шагом (для диаметров от 1 до 68 мм) и с мелким шагом (для диаметров от 1 до 600 мм).

Резьба с крупным шагом применя­ется в соединениях, подвергающихся ударным нагрузкам. Резьба с мелким шагом — в соединениях деталей с тонкими стенками и для получения герметичного соединения. Кроме то­го, мелкая резьба широко применя­ется в регулировочных и установоч­ных винтах и гайках, так как с ее по­мощью легче осуществить точную ре­гулировку.

При проектировании новых ма­шин применяется только метричес­кая резьба.

Дюймовая резьба (рис. 121). Это резьба треугольного про­филя с углом при вершине 55° (а равным 55°). Номинальный диа­метр дюймовой резьбы (наружный диаметр резьбы на стержне) обозна­чается в дюймах. В России дюймо­вая резьба допускается только при изготовлении запасных частей к старому или импортному оборудованию и не применяется при проекти­ровании новых деталей.

Рис. 121

Трубная цилиндрическая резьба ГОСТ 6357-81, пред­ставляет собой дюймовую резьбу с мелким шагом, закругленными впадина­ми и треугольным профилем с углом 55°. Трубную цилиндрическую резьбы нарезают на трубах до 6". Трубы свыше 6" сваривают. Профиль трубной ци­линдрической резьбы приведен на рис. 122.

Рис. 122

Рис. 123

Трубные конические резьбы при­меняются двух типоразмеров. Труб­ная коническая резьба ГОСТ 6211-81, соответствует закругленному профи­лю трубной цилиндрической резьбы с углом 55° (рис. 123,1).

Коническая дюймовая резьба ГОСТ 6111-52 имеет угол профиля 60°(рис7 123, II). Конические резьбы применяются почти исключительно в трубных соединениях для получения герметичности без специальных уп­лотняющих материалов (льняных ни­тей, пряжи с суриком и т. д.).

Теоретический профиль конической резьбы приведен на рис. 124. Конус­ность поверхностей, на которых изготавливается коническая резьба, обыч­но 1 : 16. Биссектриса угла профиля перпендикулярна оси резьбы.

Рис. 124

Диаметральные резьбы конических резьб устанавливаются в основной плоскости (2 — торец муфты), которая перпендикулярна к оси и отстоит от торца трубы 1 на расстоянии I, регламентированном стандартами на кони­ческие резьбы (3 — муфта; 4 — торец трубы; 5 — ось трубы).

В основной плоскости диаметры резьбы равны номинальным диаме­трам трубной цилиндрической резьбы. Это позволяет конические резьбы свинчивать с цилиндричес­кими, так как шаг и профили дан­ных резьб для определенных диа­метров совпадают.

Коническим резьбам присущи ан�