Виды неразъемных соединений. Общая характеристика, достоинства, недостатки, область применения.

 

Плакат: «Неразъемные соединения»

 

Неразъемные соединения невозможно разобрать без разрушения или повреждения деталей, входящих в соединение. К ним относятся заклепочные, сварные, паяные, клеевые, соединения с натягом.

Общие сведения о сварных соединениях

Сварка — это технологический процесс получения неразъемного со­единения металлических или неметаллических деталей с применением нагрева (до пластического или расплавленного состояния).

Затвердевший после сварки металл, соединяющий сваренные детали, называют сварным швом.

Сварные соединения – это неразъемные соединения деталей с помощью сварных швов.

Достоинства: простота конструкции сварного шва и меньшая трудоемкость в изго­товлении; значительное снижение массы конструкции при тех же габаритах; возможность соединения деталей любых форм; герметичность соединения; бесшумность технологического процесса сварки; возможность автоматизации сварочного процесса; сварное соединение дешевле заклепочного.

Недостатки: возникновение остаточных напряжений в свариваемых элементах; коробление деталей; недостаточная надежность соединения при значительных вибрацион­ных и ударных нагрузках.

Область применения

В настоящее время сварные соединения поч­ти полностью вытеснили заклепочные соединения. Сварка применяется для соединения элементов сосудов, испытывающих дав­ление (резервуары, котлы); для изготовления турбин, до­менных печей, мостов, химической аппаратуры; с помо­щью сварки изготовляют станины, рамы и основания машин, корпуса редукторов, зубчатые колеса, шкивы, звездочки, маховики, барабаны и т. д.

Клеевые соединения

Клеевое соединение – неразъемное соединение элементов конструкций с помощью клея, образующего между ними тонкую прослойку (клеевой шов).

Достоинства: возможность склеивания практически всех материалов промышленного значения (стали, сплавы, медь, серебро, древесина, пластики, фарфор, ткани, кожа и многие др.); возможность склеивания металлов и неметаллов; возможность получения неразъемного соединения разнородных ма­териалов любых толщин; простота получения неразъемного соединения и его дешевизна; отсутствие коробления получаемых деталей; герметичность и коррозионная стойкость соединения; не ослабляют металл, как при сварке или сверлении отверстий под болты.

Недостатки. уменьшение прочности соединения с течением времени («старе­ние»); низкая теплостойкость большинства марок клеев (обычно до 300⁰С).

Применение.

Клеевые соединения широко применяют в самолетостроении (современные самолеты имеют 500-1500 м² силовых клеевых соединений), при изготовлении режущего инструмента, электро- и радиооборудования, в оптической и деревообрабатывающей промышлен­ности, строительстве, мостостроении.

ПАЯНЫЕ соединения

Пайка — это создание неразъемного соединения элементов конструкций из твердых материалов путем заполнения за­зора между ними жидким более легко­плавким сплавом (припоем) и образо­вание между швом и соединяемыми элементами прочной связи.

Нагрев припоя и деталей при пайке выполняют паяльником, газовой горелкой, в печах и пр.

Достоинства: возможность получать соединения дета­лей в скрытых и малодоступных местах конструкции, а следовательно, изготов­лять сложные узлы за один прием; возможность паять не по контуру, а одновременно по всей поверхности соединения, что обеспечивает высокую прочность; возможность соединять разнород­ные материалы; возможность выбирать температуру пайки, сохраняя механические свойства материалов в изделии и обеспечивая совмещение нагрева под пайку и терми­ческую обработку.

Недостатки: срав­нительно невысокая прочность; высокая трудоемкость изготовления соединений ме­тодами высокотемпературной пайки.

Области применения

Примерами применения пайки в машиностроении могут служить радиаторы автомобилей и тракторов, камеры сгорания жидкостных реактивных двигателей, лопатки турбин, топливные и масляные трубопроводы и др. Пайка является одним из основных видов соединения в приборостроении, в том числе в радиоэлектронике, где они являются преимущественно связующими соединениями.

ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Заклепочные соединения состоят из двух или несколь­ких листов или деталей, соединяемых (склепываемых) в не­разъемную конструкцию с помощью заклепок.

З аклепкой называют круглый стержень, имеющий сформи­рованную закладную головку 1 на одном конце и формируемую в процессе клепки замыкающую головку 2 на другом его конце.

Заклепочным швом называют соединение, осуществляемое группой заклепок.

Достоинства: высокая надежность соединения; удобство контроля качества клепки; повышенная сопротивляемость удар­ным и вибрационным нагрузкам; возможность соединения де­талей из трудносвариваемых металлов.

Недостатки: сравнительно высокая стоимость и трудо­емкость получения заклепочного соединения; повышенный расход материала для этого соединения (из-за ослабления соединяемых деталей отверстиями под заклепки требуется увеличение их толщины, применение накладок и т. п.); невоз­можность соединения деталей сложной конфигурации.

Область применения. В конструкциях, для которых методы сварки и склеивания еще недостаточно разработаны или мало эффективны, а также в соединениях, работающих при больших вибрационных или ударных нагрузках. Большой объем клепально-сборочных работ производится при изготовлении ле­тательных аппаратов. Некоторые самолеты имеют более миллиона заклепок. Заклепочные соединения находят применение в подъемно-транспортных машинах, в строительстве железно­дорожных мостов, котлостроении и т. п.

Соединения с натягом

Соединения с натягом осуществляют за счет разности посадочных размеров и предварительной деформации деталей. Наиболее часто встречаются со­единения деталей по цилиндрическим или коническим по­верхностям.

Соединения с натягом могут быть получены механическим или тепловым способом.

Достоинства: простая технология получения соединения; простота конструкции, хорошее центрирование соединяемых деталей; способность воспринимать значительные динамиче­ские нагрузки, удары, колебания.

Недостатки: сложность сборки и разборки; возможность поврежде­ния посадочных поверхностей при разборке; повышенная концентрация напряжений.

Применение. Эти соединения применяют для установки на валы зубчатых колес, колец подшипников качения и других деталей. Соеди­нения с натягом также применяют для изготовления сложных составных деталей (коленчатые валы, составные зубчатые и червячные колеса и др.). Соединяемые детали могут быть изго­товлены из одинаковых или разных материалов.