Важная заўвага эксперта: Гэта архіўны навучальны тэкст, а не бягучая спецыфікацыя праектавання, статычны разлік або інструкцыя па вытворчасці і зборцы. Вызначэнне памераў і выкананне сталёвых канструкцый павінна адпавядаць дзеючым правілам і стандартам, праекту ўпаўнаважанага інжынера, дакументацыі вытворцы, кантролю матэрыялаў і зварных або механічных злучэнняў, а таксама прадпісаным мерам бяспекі.
Праектаванне і будаўніцтва сталёвых канструкцый не з’яўляецца часткай цяперашняй публічнай прапановы Саво Кусіча. Сённяшняя вытворчасць складаецца з драўляных вокнаў, драўляна-алюмініевых вокнаў і дзвярэй на заказ.
У сталёвых канструкцыях ёсць стрыжні, бэлькі, ёмістасці, паверхневыя апоры і г.д., якія складаюцца з сапраўдных профіляў. Злучэнні павінны злучаць асобныя профілі такім чынам, каб яны ўтваралі канструктыўныя часткі, якія дзейнічаюць як адзінае цэлае. Гэта дасягаецца толькі ў тым выпадку, калі злучэнні могуць бяспечна перадаваць напружання, якія ўзнікаюць паміж асобнымі часткамі. Калі ў злучэнні паміж дзвюма часткамі існуе толькі ціск, напружанне перадаецца пры непасрэдным кантакце паміж злучальным сродкам і элементам. У дадатак да нерухомых злучэнняў існуюць таксама рухомыя злучэнні, якія забяспечваюць пэўныя перамяшчэнні (стыкі, цэнтральныя заглушкі, здымнікі, падшыпнікі і г.д.).
Заклёпкі
Пра заклёпкі будзе сказана толькі асноўнае, таму што сёння яны амаль не выкарыстоўваюцца - іх замянілі шрубы. Гэта заглушкі, падобныя на цвікі, якія размяшчаюцца ў адтулінах у злучаемых дэталях і затым змацоўваюцца заклёпкамі. Неапрацаваныя заклёпкі (мал. 1) вырабляюцца з катанай круглай сталі. У сталёвых канструкцый заклёпкі знітоўваюцца ў ярка-чырвоным бляску. Пры заклёпванні існуючая неапрацаваная галоўка заклёпкі добра падтрымліваецца адпаведным інструментам. Кантавая галоўка фарміруецца з дапамогай малатка, у асноўным з пнеўматычным прывадам, толькі пасля поўнага забівання шыйкі заклёпкі. Для якасці заклёпвання вельмі важна, каб шыйка заклёпкі цалкам запаўняла адтуліны. Дыяметр заклёпкі 1mm меншы за дыяметр адтуліны, шыйку заклёпкі неабходна ўшчыльніць націскам або ўдарамі, перш чым кантавая галоўка набудзе форму.
Мал. 1 - а) Неапрацаваная заклёпка; б) Заклёпка з паўкруглай галоўкай; в) Заклёпка з патаемнай галоўкай; d) Заклёпка з паўкруглай галоўкай для катлоў
Напружанне і трываласць асобных заклёпак (статычныя)
Зрухавыя злучэнні (мал. 2) утвараюць найбольш важную вобласць прымянення заклёпак у сталёвых канструкцыях. Па колькасці нагружаных зрухам участкаў шыйкі заклёпкі адрозніваюць суцэльныя, двухчастковыя і шматчастковыя злучэнні (мал. 3). Пры злучэнні, паказаным на мал. 4 (падвойнае злучэнне) існуе сіметрычны стан напружання.
Мал. 2
Мал. 3 - суцэльнае і двухчасткавае злучэнне
Ціск паміж дзвярыма і кажухом адтулін залежыць ад таўшчыні заклёпак і памераў злучаных частак; іх размеркаванне пададзена на мал. 4a. Для практычнага разліку меркавалася раўнамернае размеркаванне напружання па таўшчыні ліста (мал. 4b). Размеркаванне напружання па акружнасці шыйкі заклёпкі прыведзена на мал. 4c. Для нанясення памераў яго разлічваюць з раўнамерным размеркаваннем па дыяметры па мал. 4d. Сярэдняе значэнне σlm - гэта напружанне на канверце дзіркі.
Мал. 4 - Напружанне на канверт дзіркі; а) і в) рэальныя; b) і d) звычайныя дапушчэнні для разліку
Звычайны разлік заклёпак
Мяжа трываласці на зрух залежыць галоўным чынам ад матэрыялу заклёпак. Пры ацэнцы вынікаў выпрабаванняў варта мець на ўвазе, што матэрыял заклёпванняў адрозніваецца ад матэрыялу, з якога злучаюцца лісты, і што трываласць матэрыялу заклёпванняў павялічваецца за кошт заклёпвання.
Мяжа трываласці на сціск на канверт адтуліны, як самае высокае значэнне нагрузкі, не так выразна выражана, як трываласць на зрух. Калі адлегласць е ад канца ліста не занадта вялікая, заклёпкі разрываюць яго; Малюнак 5 паказвае выявы паломкі. Напружанне раздушвання ўздоўж абалонкі адтуліны, неабходнае для зрэзу канцоў лістоў, можа быць для < 2,5d prikazati obrascem σlB = σB e/d. Širina b je bez primetnog uticaja na jačinu gnječenja po omotaču rupe, σB je jačina na kidanje spojenih limova.
Мал. 5 - Віды пераломаў
Гістарычныя правілы заклёпак
Інтэрвал заклёпак. Адлегласць паміж заклёпкамі e (колавая база) абмежавана ўніз з-за лёгкасці заклёпвання, пікаў напружання і памяншэння супраціву адтуліны. Максімальная адлегласць паміж заклёпваннямі абмежавана, таму злучальнікі нельга раскрываць з-за рызыкі іржаўлення, а таксама нельга згінаць лісты пад ціскам. Найбольшая адлегласць залежыць ад таўшчыні ліста t. Звычайныя адлегласці паміж заклёпваннямі для чыгуначных мастоў і іншых сталёвых канструкцый адрозніваюцца ў пэўных межах. Адлегласць ад канца роўная e1 і знаходзіцца ў напрамку сілы. Адлегласць ад канца e2 перпендыкулярна кірунку дзеяння сілы.
Палажэнне заклёпвання. Заклёпкі ў асноўным размешчаны ў выглядзе правільных узораў заклёпак і размешчаны па прамых лініях адна за адной. Для больш шырокіх секцый патрабуецца больш шэрагаў заклёпак (мал. 6), пры гэтым трэба прытрымлівацца табліцы 1. Для ўнутраных канструкцыйных заклёпак шырокіх нацяжных стрыжняў яго можна падвоіць да значэнняў з табліцы 1.
Мал. 6
Мал. 7 - Прыклад заклёпак для профільнай сталі
Шрубы і заглушкі
Шрубы амаль заўсёды выкарыстоўваюцца ў канструкцыях, дзе неабходна замацаваць злучэнне. Балты, вырабленыя з высакаякаснага матэрыялу, павінны перадаваць сілы трэннем, у той час як трываласць на зрух і сціскальныя напружання на абалонцы заглушкі не ўносяць істотнага ўкладу. У сталёвых канструкцыях выкарыстоўваюцца шрубы з метрычнай разьбой. Правілы прымянення шруб адпавядаюць правілам для заклёпак з аднолькавым дыяметрам адтуліны d. Аднак найменшая адлегласць не павінна быць меншай за e = 3,5d, пераважна 4d. Іншыя адлегласці, карані і лінейныя вымярэнні такія ж, як і для заклёпак. Балты павінны быць больш зрушаны адзін адносна аднаго, чым заклёпкі, з-за большай патрэбы ў месцы для гаек і ключа для нітаў.
Для сталёвых канструкцый у асноўным разглядаюцца наступныя формы:
Неапрацаваныя шасцігранныя балты: маюць шасцігранную гайку і шайбу. Дыяметр разьбы d = 10 да 33 mm з дыяметрам адтулін d1 = 11 да 34 mm. Гэтыя шрубы выкананы толькі ў разьбе, таму паміж корпусам і адтулінай павінен быць зазор ад 0,5 да 2 mm. Неабходна быць асцярожным з больш высокімі сіламі, паколькі злучэнні з дапамогай шруб часта дэманструюць значныя дэфармацыі.
Мал. 8 - Вінт
Шрубы: іх памеры адпавядаюць неапрацаваным шрубам з шасціграннай гранкай, але яны маюць дакладна цыліндрычны апрацаваны корпус, так што яны добра запаўняюць адтуліну. Усталяваныя шрубы замяняюць неапрацаваныя шрубы, калі неабходна перадаць вялікія сілы або калі рухі ў злучэннях павінны заставацца ў невялікіх межах.
Апорныя пласціны: шрубы ўжываюцца з апорнымі пласцінамі. Таўшчыня пласціны залежыць ад памеру выкарыстоўванага шрубы.
Маркіроўка: маркіроўка, памеры адтулін і шруб прыведзены ў наступнай табліцы:
Мал. 9 - Сляды шруб
Статычнае напружанне асобных шруб
Зрухавыя злучэнні: стан напружання ў балтавых злучэннях падобны на стан заклёпаных злучэнняў. Пры нанясенні памераў ён разлічваецца з сярэднімі значэннямі напружання зруху τm і ціску на обсадную трубу свідравіны σlm. Вядома, што ціск на корпус свідравіны значна ўзрастае, калі разьбы ўваходзяць у свідравіну, чаго варта пазбягаць.
Супраціў трэнню ў нармальных злучэннях з дапамогай шруб ніжэй, чым у заклёпаных фітынгах, таму што пры зацягванні гаек можна дасягнуць толькі адносна невялікіх сіл зацягвання. Занадта моцнае зацягванне прывядзе да пашкоджання нітак. Гэта адносіцца да шруб высокай якасці, якія робяць супраціў трэння ў злучэннях вырашальным для іх паводзін.
Мяжа трываласці на зрух усталяваных цыліндрычных заглушак такая ж, як і ў заклёпак. Статычнае выпрабаванне на разрыў не можа ў нармальных умовах вызначыць розніцу паміж устаноўленымі заглушкамі і заклёпваннямі з пункту гледжання трываласці на сціск для кожнай адтуліны. Падчас стомленай нагрузкі прапарцыянальна меншае супраціўленне трэнню з’яўляецца прычынай істотна розных паводзін злучэнняў з шрубамі.
Грубыя шрубы маюць меншы супраціў у злучэннях з нагрузкай на зрух да 20% з-за зазору паміж адтулінай і корпусам шрубы. Па гэтай прычыне дапушчальныя напружання для неапрацаваных шруб ніжэй, чым для ўстаноўленых. Для вызначэння памераў трэба браць фактычны дыяметр корпуса d.
Сустаўныя каўпачкі
Каўпачкі злучэння забяспечваюць злучэнне, устойлівае да расцяжэння і ціску, дзе злучаныя элементы можна паварочваць. Прымяненне ў месцах злучэнняў апор Гербера, падвесных паясоў ланцуговых падвесных мастоў, злучэнняў нацягнутых стрыжняў у выглядзе стыкаў і г. д. Рашоткі са злучэннямі ў вузлах на стыку, т.зв. Масты з коркаў ужо амаль не будуюць. Вялікія сілы трэння, якія ўзнікаюць на заглушках, перашкаджаюць руху, у той час як узаемнае кручэнне дасягаецца толькі з большымі момантамі.
Мал. 10 - Заглушкі, а) заглушка з шрубай; б) корак з расколам; в) заглушка аднаго падвеснага моста
Напружаны стан у відэльцы ў асноўным падобны на стан клепаных злучэнняў. Такім чынам, памеры заглушак вызначаюцца ў адпаведнасці са сярэднім напружаннем зруху τm і сярэднім напружаннем сціску на канверт адтуліны σlm. Паколькі заглушкі павінны лёгка круціцца, аднак σlm бярэцца менш. Напружання выгібу ў заглушках у асноўным нязначныя, але яны могуць дасягаць значных значэнняў, калі злучаныя секцыі вельмі канцэнтраваныя.
Для кожнага рэальнага аб’екта выкарыстоўваюцца сучасныя методыкі разліку, устаноўленыя дэталі злучэнняў і праектная дакументацыя ўпаўнаважанага спецыяліста. Гэты тэкст захоўваецца як гістарычны адукацыйны рэсурс.