podstawy_konstrukcji_maszyn.doc

Praca pochodzi z serwisu www.e-sciagi.pl

Połączenia:   Połączenia części maszyn dzieli się na nierozłączne, w których części złączone lub łączniki  (części łączące) ulegają uszkodzeniu przy rozłączaniu połączenia, oraz rozłączne, które można rozłączać i łączyć ponownie bez uszkodzenia części łączonych i łączników.Do najczęściej spotykanych połączeń nierozłącznych należą połączenia spawane, lutowane, zgrzewane, skurczowe, wtła­czane i nitowane, zaś do połączeń rozłącz­nych — klinowe, wpustowe, wielowypustowe, sworzniowe, kołkowe, gwintowe, sprężyste i rurowe.     Połączenia spawane:  Spawaniem nazywamy łączenie materia­łów (głównie metali, ale także tworzyw sztucznych) przez ich miejscowe stopienie z dodawaniem lub bez dodawania spoiwa (tego samego materiału co materiał spa- wany). Przy spawaniu  w przeciwień­stwie do zgrzewania  nie stosuje się dociskania do siebie łączonych części.  Najczęściej stosuje się dwie główne metody spawania:    1) spawanie gazowe (w płomieniu gazo­wym  najczęściej    acetylenowym  o temp. do 3200°C), stosowane do łączenia blach stalowych o grubościach od 0,4 do 40 mm,  2) spawanie elektryczne (łukowe lub elektrożużlowe — temp. do 3500°C), sto­sowane do łączenia blach o grubościach od l do 80 mm. Rzadziej stosowane jest spawanie ter-mitowe, elektronowe, laserowe i inne.    Rodzaje spoin i złączy spawanych:  Spawanie stosuje się w budowie maszyn obecnie do łączenia zarówno stali, staliwa i żeliwa (najtrudniejsze do spawania), jak i stopów lekkich.       Różne rodzaje spoin  z ich znormali­zowanymi znakami  oraz złączy spa­wanych pokazano na rys. 1   Połączenia lutowane: Lutowaniem nazywamy łączenie metali przy użyciu lutu (spoiwa) z metalu lub stopu łatwiej topliwego niż metal nim łączony.  Rozróżnia się:  1) lutowanie miękkie metali ciężkich (stali, miedzi, cynku itp. oraz ich stopów) lutami ołowiowo-cynowymi o temp. topn. od 180 do 325°C i lutami specjalnymi (odpornymi na wysokie lub niskie tem­peratury, niskotopliwymi itd.); skład chemiczny i zastosowania lutów miękkich   2) lutowanie miękkie metali lekkich (aluminium, magnezu i ich stopów); najczęściej używane luty: cynkowokadmowe (temp. topn. 320°C), cynkowo-cynowe (260 — 320°C)   cynkowoaluminiowe (430°C),  3) lutowanie twarde metali ciężkich;  stosowane luty: miedziane, mosiężne, srebrne i specjalne, temp. topnienia tych lutów od 600 do 1450°C   ,4) lutowanie twarde metali lekkich , do lutowania aluminium i jego stopów używa się najczęściej lutów aluminiowokrzemowych (83% Al, 13% Si), a do luto wania magnezu i jego stopów  lutów magnezowoaluminiowocynkowych (83% Mg, 12% Al, 5% Zn); temp. topnienia tych lutów wynoszą od 530 do 570°C.Jak wynika z porównania temperatur topnienia, stosowanie lutów miękkich jest celowe wtedy, gdy jest wymagana niska temperatura lutowania. Natomiast luty twarde mają znacznie większą niż luty miękkie wytrzymałość doraźną na ściskanie i dlatego mogą być poddawane większym obciążeniom stycznym.Połączenia lutowane wykonuje się zwykle jako zakładkowe lub nakładkowe.      Połączenia  zgrzewane:  Zgrzewaniem nazywamy łączenie materiałów (metali, tworzyw sztucznych) przez silne dociśnięcie do siebie łączonych części, bez ich podgrzania (zgrzewanie zgniotowe, ultradźwiękowe) lub z uprzed­nim podgrzaniem miejsc łączenia do stanu plastyczności.Do najczęściej stosowanych metod zgrzewania metali z podgrzaniem należą:l) zgrzewanie (elektryczne) oporowe, które może być doczołowe, punktowe, garbowe i liniowe. Zgrzewanie doczołowe  polega na łączeniu części na całej powierzchni styku; ze względu na sposób podgrze­wania miejsc zgrzewania może ono być zwarciowe, gdy części zgrzewane stykają się przez cały czas przepływu prądu, a więc i nagrzewania, albo iskrowe, gdy w chwili włączania prądu części nie stykają się jeszcze i w czasie ich zbliżania się ku sobie zaczynają przeskakiwać łuki elek­tryczne, najpierw między wierzchołkami nierówności powierzchni, a potem na całej powierzchni (charakterystyczne sno­py iskier), nadtapiając metal

Zgrzewanie punktowe blach (podobnie do połączenia nitowego) polega na łączeniu w jednym lub kilku punktach, kolejno lub równocześnie, części dociśniętych do siebie elektrodami zgrzewarki, między którymi przepływa prąd o dużym na tężeniu    Zgrzewanie garbowe polega na łączeniu części w jednym lub jednocześnie w kilku określonych miejscach, w których  zwykle w jednej części są wykonane odpowiednie występy (np. wytłoczenia w blasze), zwane garbami   Zgrzewanie liniowe odbywa się podczas przesuwania części łączonych między dociśniętymi do nich elektrodami krążkowymi, napędzanymi przez silnik elektryczny. Ponieważ powstaje tu spoina ciągła (bez przerw), metoda ta ma szerokie zastosowanie przy połączeniach szczelnych.  2) zgrzewanie gazowe (palnikami acetylenowotlenowymi) stosuje się do łączenia doczołowego rur, prętów i szyn.  3) zgrzewanie termitowe polega na połączeniu przez docisk części, których końce, umieszczone w formie szamotowej i dosunięte do siebie, zostają podgrzane do stanu plastycznego w ciekłym żużlu o bardzo wysokiej temperaturze (ponad 2000°C), powstałym przy spalaniu ter-mitu (mieszaniny sproszkowanych tlenków żelaza i pyłu aluminiowego). Poza tym można łączyć metale stosując zgrzewanie elektryczne indukcyjne, zgrzewanie tarciowe, dyfuzyjne i kuzienne (z podgrzaniem w ognisku kowalskim). Obliczenia wytrzymałościowe :Wytrzymałość   połączeń   zgrzewanych oporowych, gazowych i termitowych oblicza się dla pełnego przekroju złącza, wprowadzając współczynnik osłabienia zgrzeiny: :x = (0,8—0,9) dla zgrzein oporowych iskrowych, x=(0,7—0,85) dla zgrzein oporowych zwarciowych, x=0,8 dla zgrzein termitowych bada­nych na wytrzymałość (wg przepisów kotłowych x=0,6), x=0,9 dla zgrzein gazowych badanych na wytrzymałość (wg przepisów kotło­wych x=0,7). Zgrzeiny punktowe powinny być w za­sadzie narażone na ścinanie, przy czym naprężenie dopuszczalne wynosi:kt’=(0,6-0,75)kt’  (gdzie kt- naprężenie dopuszczalne na ścinanie dla materiału łączonych części.)