Рис. 1. Заклепки
а —с полукруглой головкой; б —с потайной головкой; в — с полупотайной головкой

Клепка может выполняться холодным и горячим способом. Для холодной клепки применяют заклепки диаметром до 12 мм. Наиболее распространены заклепки с полукруглыми головками (ГОСТ 10299—68); в отдельных случаях применяют заклепки с потайными (ГОСТ 10300—-68) и полупотайными (ГОСТ 10301-— 68) головками (рис. 1). Заклепочные швы делятся на одно-, двух- и многорядные с параллельным или шахматным расположением заклепок. По типу стыка различают швы внахлестку и швы встык с одной или двумя накладками. По количеству перерезаемых сечений заклепки разделяются на одно-, двух- и многосрезные.

На рис. 2, а изображено соединение внахлестку двухрядное, где односрезные заклепки расположены параллельно по три в ряд.

Рис. 2. Заклепочные соединения а — соединение внахлестку; б — соединение встык

Для швов встык учитывается число рядов только по одну сторону стыка. На рис. 2, б показано соединение встык с двумя накладками; двухрядные, двухсрезные заклепки расположены в шахматном порядке по три в ряд.

В клепаных конструкциях соединяемые элементы оказываются сжатыми, а заклепки — растянутыми. Усилие, действующее в плоскости, перпендикулярной заклепкам, воспринимается силами трения, удерживающими соединенные элементы.

Рис. 3. Схема к расчету заклепочного шва на смятие скрепляемых элементов или заклепок на срез скрепляемых элементов

Рис. 4. Схема подготовки кромок сварных стыковых швов

Рис. 5. Соединение комбинированным швом

Экономические и технические преимущества сварных соединений привели к тому, что клепаные конструкции все в большей степени стали заменять сварными.

Сварные швы могут выполняться кузнечной, автогенной и электрической сваркой. Последние получили преимущественное применение. Они делятся на стыковые и валиковые (ГОСТ 5264—69 и ГОСТ 11534-65*).

Стыковые швы (рис. 4) для листов толщиной более 5 мм требуют разделки кромок листов с одной (V-образный шов) или с двух сторон (Х-образный шов).

Валиковые швы разделяются на лобовые, фланговые и комбинированные (рис. 5).

Резьбовые соединения

Основным элементом резьбовых соединений является резьба, нарезаемая по винтовой линии (рис. 6) на цилиндрических и (реже) конических поверхностях. Резьба бывает треугольная метрическая, треугольная дюймовая, прямоугольная, трапецеидальная, упорная и полукруглая (рис. 7).

Параметрами резьбового соединения являются: наружный диаметр d и шаг резьбы S (расстояние между нитками). Резьбы бывают одно- и многозаходными. Для соединений принимают однозаходную резьбу, у которой угол подъема винтовой линии а меньше угла трения.

Рис. 6. Построение винтовой линии

Наибольшее распространение получила метрическая резьба (ГОСТ 9150—59), которая по величине шага подразделяется на основную (крепежную) и мелкую. Пример условного обозначения метрической основной резьбы диаметром 16 мм: М16.

Рис. 7. Основные виды резьб
а — треугольная метрическая; б — треугольная дюймовая; в — прямоугольная; г — трапецеидальная; д — упорная; е — полукруглая

Дюймовая резьба (ОСТ ЫКТП 1260) применяется редко и характеризуется наружным диаметром и количеством ниток на длине одного дюйма.

Для соединений труб применяют специальную трубную резьбу (ГОСТ 6357—52 и ГОСТ 6211—69), основным параметром которой является внутренний диаметр трубы, измеряемый в дюймах. Резьбовое соединение с трубной резьбой не имеет зазоров.

Болты, винты, шпильки, шурупы и гайки

Болты, винты и шурупы состоят из цилиндрической части с резьбой и головки. Они отличаются друг от друга формой головки.

Болты изготовляются нормальной и повышенной точности (ГОСТ 7798—62* и ГОСТ 7805—62*) с шестигранными, прямоугольными, полукруглыми и другими головками (рис. 8). Шестигранная головка болтов может быть нормальной и уменьшенной. Некоторые виды болтов имеют головки специальной формы — болты для соединения рельсов, анкерные болты (рис. 9), рымы.

Полукруглые головки снабжаются усом или квадратным подголовником, предохраняющим болт от проворачивания.

По способу изготовления различают болты черные (без механической обработки), чистые и получистые, подвергнутые механической обработке. Болты, работающие на срез, имеют стержни, обработанные под плотную (без зазоров) посадку.

Шпильки (ГОСТ 9066—69 и ГОСТ 10494—63) представляют собой цилиндрический стержень, на поверхности которого с обоих концов нарезана резьба (рис. 10) одного или разных направлений.

Винты (рис. 11) стандартизованы, имеют шестигранную и четырехгранную головку под ключ или полукруглую, потайную и полупотайную головку с пазом для отвертки.

Резьбовая часть болтов снабжается гайками (рис. 12) — шестигранными, квадратными и круглыми. Последние имеют на цилиндрической части накатку.

Для предохранения гаек от самопроизвольного отвинчивания их снабжают второй (низкой) гайкой или упругой (пружинной) шайбой, шплинтом, коническим штифтом, замочной шайбой (рис. 13).

Шплинт состоит из двух ветвей полукруглого сечения и изготовляется из мягкой стали.

Винты с коническим стержнем, предназначенные для ввинчивания в дерево, называются шурупами.

Предварительная затяжка болтов, если она не превышает рабочей нагрузки, при расчете не учитывается.

Под действием силы, перпендикулярной оси болта, поставленного без зазора, стержень болта работает на срез.

Рис. 8. Головки болтов

Рис. 9. Анкерные болты

Рис. 10. Шпильки

Рис. 11. Винты

Рис. 12. Гайки
а – шестигранная; б — квадратная; в —круглая

Под действием силы, перпендикулярной осям болта, поставленного с зазором, внешняя нагрузка воспринимается силами трения, создающимися затяжкой болтов.

Рис. 13. Схемы стопорения гаек а — контргайкой; б — упругой шайбой; в — шплинтом и штифтом; г — замочной шайбой с отгибом; Э — замочной шайбой с винтом

Шпоночные и шлицевые соединения

Шпонки и шлицы служат для крепления на вращающихся валах 4t. осях деталей и передают крутящий момент. Размеры шпонок и шлицев стандартизованы.

Шпонки (рис. 14) бывают клиновые (ГОСТ 8791—68 и ГОСТ 8792—68) и призматические с скругленными или плоскими торцами (ГОСТ 8788—68 и ГОСТ 8789—68).

Клиновые шпонки работают верхними и нижними гранями и удерживают деталь на валах и осях силами трения, возникающими на плоскостях этих граней и соприкасающихся плоскостях пазов в ступице и вале.

Рис. 14. Шпонки

Рис. 15. Шлицевое соединение