Применение сварных соединений

ПАВЛЕЦОВА Н.К., ДЕГТЯРЕВ А.И., МОСКАЛЕВ В.А., НЕСТЕРОВ А.А.

Практикум по расчету сварных и резьбовых соединений

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качества учебного пособия

Издательство

Пермского национального исследовательского политехнического университета

УДК 621.81.001.66 (075)

П12

Рецензенты:

доктор технических наук Е.В. Матыгуллина

(Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

кандидат технических наук В.Н. Ковров

Заведующий лабораторией физико-механических свойств материалов

(Институт механики сплошных сред УрО РАН)

Павлецова Н.К., Дегтярев А.И., Москалев В.А., Нестеров А.А.

П12 Практикум по расчету сварных и резьбовых соединений: Учеб. пособие /Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. – Пермь, 2014. – 65 с.

Методические указания разработаны в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской федерации «09» ноября 2009 г., номер приказа « 538» по направлению подготовки 150700.62 «Машиностроение» для дисциплины «Детали машин».

Изложенный материал включает краткие теоретические сведения и необходимые справочные материалы по расчету резьбовых и сварных соединений деталей машин. Приведены примеры с решениями и задачи для выполнения домашних заданий и проведения практических аудиторных занятий.

Методические указания также могут быть использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров и специалистов других направлений и специальностей высшего профессионального образования.

УДК 621.81.001.66 (075)

© ФГБУ ВПО Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2014

Настоящее методическое пособие состоит из двух частей. В первой части приводятся краткие теоретические сведения по тем разделам курса «Детали машин и основы конструирования», по которым выполняются контрольные работы, расчетные формулы и справочный материал, необходимый для решения задач. Даются примеры решения задач. Основными источниками при составлении этой части пособия послужили: Н.Г. Куклин, Г.С. Куклина Детали машин. – М.: Высшая школа, 1987, 383 с.; П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высшая школа, 2000, 416 с.; А.Е. Шейнблит Курсовое проектирование деталей машин. – М.: Машиностроение, 2000, 492 с.

Во второй части пособия приведены задачи для выполнения контрольных работ.

При составлении сборника задач использованы: М.Я. Романов, В.А. Константинов, Н.А. Покровский Сборник задач по деталям машин. – М.: Машиностроение, 1984, 240 с.; С.П. Фадеев Расчеты деталей машин. - М.: Высшая школа, 1984, 181 с.

Приведены три группы задач. В первой группе представлены задачи по сварным и резьбовым соединениям; во второй – по соединениям с натягом, шпоночным и шлицевым соединениям; в третьей – по передачам гибкой связью (ременным и цепным).

Каждый студент решает по одной задаче из каждой группы. Номер задачи соответствует последней цифре номера зачетной книжки, номер варианта – предпоследней цифре.

ЧАСТЬ I

Сварные соединения

Общие сведения

Сварные соединения представляют собой основной тип неразъемных соединений. Они образуются путем местного нагрева деталей в зоне их соединения. В современном машиностроении применяют различные виды сварки. Наибольшее распространение получили электрические виды, основными из которых являются дуговая и контактная сварка. Различают три разновидности дуговой сварки:

1) автоматическая сварка под флюсом. Этот вид сварки высокопроизводителен и экономичен, дает хорошее качество шва. Применяется в крупносерийном и массовом производстве для конструкций с длинными швами;

2) полуавтоматическая сварка под флюсом. Применяется для конструкций с короткими прерывистыми швами;

3) ручная сварка. Применяется в тех случаях, когда другие виды дуговой сварки нерациональны. Этот вид сварки малопроизводителен. Качество шва зависит от квалификации сварщика.

Для дуговой сварки применяют электроды с различной обмазкой. По ГОСТ 9467-75 для ручной дуговой сварки конструкционных сталей изготовляют покрытые металлические электроды следующих типов:

Э42, Э46 и Э50 - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением s_в до 500 МПа;

Э42А, Э46А и Э50А - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с s_в до 500 МПа, когда к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости;

Э55 и Э60 - для сварки углеродистых и низколегированных сталей с 500 £ s_в £ 600 МПа;

Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 - для сварки легированных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности с s_в > 600 МПа.

Буква Э обозначает электрод, число после буквы Э обозначает минимальный гарантируемый предел прочности металла шва в кгс/мм²; буква А обозначает гарантируемое получение повышенных пластических свойств металла шва.

Контактная сварка применяется в серийном и массовом производстве для нахлесточных соединений тонкого листового металла (точечная, шовная контактная сварки) или для стыковых соединений круглого и полосового металла (стыковая сварка).

Применение сварных соединений

В современном машиностроении, в строительстве и других отраслях промышленности сварные соединения вытеснили заклепочные, за исключением особых случаев. В настоящее время сварку широко применяют как способ получения заготовок деталей из проката в мелкосерийном и единичном производстве, а также в ремонтном деле. Сварными выполняют станины, рамы, корпуса редукторов, зубчатые колеса, шкивы, коленчатые валы и другие детали.

В массовом производстве применяют штампосварные детали, полученные дуговой автоматической или контактной сваркой.