Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Фиг. 29.
Фиг. 30
Основным недостатком швов встык является непровар снизу при избытке наплавленного материала сверху.
Швы встык могут применяться для плотно-прочных конструкций (паровые котлы и прочие герметически закрытые сосуды, работающие под давлением).
2. При валиковом шве (фиг. 31) обычно подготовку шва не делают и материал наплавляют, образуя в сечении прямоугольный равнобедренный треугольник (фиг. 31, Л — нормальный шов) или сечение шва ограничивают выпуклой дугой (фиг. 31, Б — усиленный шов), или, наконец, вогнутой дугой (фиг. 31, В — облегченный шов).
Облегченные швы в силу меньшей концентрации напряжений, вызываемой ими, особенно целесообразны при переменных нагрузках.
4 Батурин 1235
50
СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Валиковый гаов имеет следующие главнейшие разновидности: лобовой шов, фланговый гаов, гаов впритык и шов с накладками.
а) Лобовым гавом называется такой валиковый гаов, который расположен перпендикулярно действующему усилию (фиг. 32); он может быть выполнен односторонним (фиг. 32, а) или двусторонним (фиг. 32, б). Более слабым будет односторонний гаов,
применения которого по возможности следует избегать. При этом гаве всегда имеет место изгиб свариваемых деталей; действие изгибающего момента M = Pd, как показывают исследования этого вопроса, можно значительно ослабить, если выполнить ширину перекроя 'и 5> 5(5.
б) При фланговых швах усилие направлено параллельно направлению швов (фиг. 33); обычно эти швы выполняют двусторонними. Если поперечное сечение скрепляемого профиля несимметрично (например, при скрепленив углового профиля с листом), то полная длина /шва делится на части h и h обратно пропорцио-
Фиг. 31.
P P I j р
J s——и ———! ^ 1—
O)
Фиг. 32.
нально расстояниям ei и ег от центра тяжести поперечного сечения до кромок (фиг. 33, б):
I1 = I ——— и = I
+ Єі + Є8 '
где
I = Il + h-
в) Валиковый шов впритык имеет разновидности —• скрепление углом (фиг. 34, а) и тавром (фиг. 34, б).
г) На фиг. 35 показана конструкция шва с накладками: а) односторонней (а) и б) двусторонними (б).
Первая конструкция не может быть рекомендована ввиду наличия напряжений изгиба как следствия эксцентричной передачи усилия от полосы накладке.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ФОРМЫ швов
51
52
СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Швы с накладками часто применяют для укрепления стыкового шва герметических сосудов, в этом случае накладки получают вид приваренных полос.
Фиг. 37.
Фиг. 36 представляет часть трубопровода перегретого пара при давлении р = 40 ати.
Фиг. 38.
Фиг. 37 и 38 дают примеры выполненных сварных конструкций (маховика и зубчатого колеса). Приведенными случаями ограничим рассмотрение конструкций сварных швов.
РАСЧЕТ СВАРНЫХ швов
53
§ 12. РАСЧЕТ СВАРНЫХ UlBOB
Хотя при сварке присадочный материал часто берется одинаковым с материалом свариваемых деталей, однако наплавленный материал уменьшает прочность места сварки и делает его более твердым и хрупким по сравнению с основным материалом, поэтому слабым р местом соединения является свар- —— ной шов. Рассмотрим основные случаи расчета на прочность сварных швов.
1. Швы встык (фиг. 39) р обычно работают на растяжение —— или сжатие. Допускаемая нагрузка шва [P] определяется по уравнению
I I
[P] = [O]9F1
Фиг. 39.
где [о]р — допускаемое напряжение для шва при растяжении (или [с]смс при сжатии); F — площадь поперечного сечения шва, принимаемая равной площади сечения свариваемых элементов. Таким образом, расчетное уравнение для стыкового шва, нагруженного осевой силой, имеет вид
/><[/>] = IA [а]'р
Фиг. 40.
Ьд
(8)
(8а)
2. Лобовые швы рассчитываются па срез, причем опыт показал, что все валиковые швы чаще всего разрушаются по плоскости ab (фиг. 40) — биссектора прямого угла прямоугольного равнобедренного треугольника, представляющего сечение нормального шва.
Из фиг. 40 видно, что
ab = к cos 45° = 0,7 6, а потому площадь среза
F а 0,7 кЬ,
и расчетное уравнение для двух лобовых швов будет иметь вид
P <[Р] = 2[х]срЬ0,7к . (9)
54
СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
ИЛИ
ср — 2 • OJnb
[ері
(9а)
где ItIc
'ер К -
шшш.
- допускаемое напряжение на срез шва;
- катет (толщина) шва, принимаемый обычно равным меньшей из толщин свариваемых элементов.
Расчет лобовых швов на срез является весьма условным, так как в опасном сечении шва действуют и нормальные, и касательные напряжения.
3. Фланговый шов рассчитывается на срез аналогично лобовому шву. Считая, что срез произойдет по плоскости биссектора ab, получаем (фиг. 41)
P < [Pl = 2 [т^ 0,7*1
или
2 • 0,7 к1
(Ю)
(10а)
Комбинированные валиковые швы, т. е. состоящие из лобовых, фланговых и косых (не параллельных и не перпендикулярных направлению нагрузки) швов, рассчитываются аналогично фланговым, но в формулы (10) и (10а) вместо 21 следует подставлять L — полную длину периметра шва.
Допускаемые напряжения для сварных швов целесообразно устанавливать в процентном отношении от допускаемых напряжений для основного металла конструкции, как указано в табл. 7 1.
