第7章鉚焊膠接過盈連接

1、寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 請同學(xué)們注意：請同學(xué)們注意： 今天下午16：00在北校區(qū)主樓三樓階梯教室上第三章和第五章的習(xí)題課。寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 第第7章鉚接、焊接、膠接和過盈連接章鉚接、焊接、膠接和過盈連接71鉚接鉚接 72焊接焊接 73膠接膠接 74過盈連接過盈連接 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 7 71鉚接鉚接 一、概述一、概述 鉚接是將鉚釘穿過被連接件的預(yù)制孔中經(jīng)鉚合而成鉚接是將鉚釘穿過被連接件的預(yù)制孔中經(jīng)鉚合而成的連接方式。其連接部分稱為鉚縫。的連接方式。其連接部分稱為鉚縫。鉚縫的結(jié)構(gòu)分類：鉚縫的結(jié)構(gòu)分類：分分類類按接頭按接頭型式分型式分 雙雙 排排 按鉚縫按

2、鉚縫性能分性能分 滿足強(qiáng)度要求滿足強(qiáng)度要求 滿足強(qiáng)度和緊密性要求滿足強(qiáng)度和緊密性要求滿足緊密性要求的。滿足緊密性要求的。搭接縫搭接縫 單蓋板對接縫單蓋板對接縫 雙蓋板對接縫雙蓋板對接縫 按鉚釘按鉚釘排數(shù)分排數(shù)分單單 排排 多多 排排 強(qiáng)固鉚縫強(qiáng)固鉚縫強(qiáng)密鉚縫強(qiáng)密鉚縫緊密鉚縫緊密鉚縫潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制7 71 鉚接鉚接 一、概述一、概述鉚縫的結(jié)構(gòu)分類：鉚縫的結(jié)構(gòu)分類：分分類類按接頭按接頭型式分型式分 雙雙 排排 按鉚縫按鉚縫性能分性能分 滿足強(qiáng)度要求滿足強(qiáng)度要求 滿足強(qiáng)度和緊密性要求滿足強(qiáng)度和緊密性要求滿足緊密性要求的。滿足緊密性要求的。

3、搭接縫搭接縫 單蓋板對接縫單蓋板對接縫 雙蓋板對接縫雙蓋板對接縫 按鉚釘按鉚釘排數(shù)分排數(shù)分單單 排排 多多 排排 強(qiáng)固鉚縫強(qiáng)固鉚縫強(qiáng)密鉚縫強(qiáng)密鉚縫緊密鉚縫緊密鉚縫潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 二、鉚釘?shù)闹饕愋秃蜆?biāo)準(zhǔn)二、鉚釘?shù)闹饕愋秃蜆?biāo)準(zhǔn) 鉚釘頭的結(jié)構(gòu)：鉚釘頭的結(jié)構(gòu)： 潘存云教授研制潘存云教授研制鉚接后的結(jié)構(gòu)：鉚接后的結(jié)構(gòu)： 潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 三、鉚縫的受力與破壞形式三、鉚縫的受力與破壞形式潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制潘存云教授研制F FF

4、 F潘存云教授研制F FF F剪剪 斷斷壓潰壓潰板邊剪壞板邊剪壞拉斷拉斷撕裂撕裂寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 四、鉚縫的設(shè)計要點四、鉚縫的設(shè)計要點 強(qiáng)度計算的假設(shè)前提：強(qiáng)度計算的假設(shè)前提： 連接的橫向力連接的橫向力F通過鉚釘組形心，一組鉚釘中通過鉚釘組形心，一組鉚釘中 各個鉚釘受力均等各個鉚釘受力均等 鉚縫不受彎矩作用鉚縫不受彎矩作用 被鉚件接合面摩擦力略去不計被鉚件接合面摩擦力略去不計 被鉚件危險剖面上的拉被鉚件危險剖面上的拉( (壓壓) )應(yīng)力，鉚釘?shù)那袘?yīng)力，應(yīng)力，鉚釘?shù)那袘?yīng)力， 工作擠壓應(yīng)力都是均勻分布的工作擠壓應(yīng)力都是均勻分布的寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 單排搭接鉚縫的靜強(qiáng)度

5、分析：單排搭接鉚縫的靜強(qiáng)度分析：（1）確定鉚縫承受的靜載荷：確定鉚縫承受的靜載荷：234dF)(1dtF（2）確定被鉚件能承受的靜載荷：確定被鉚件能承受的靜載荷：（3）確定鉚釘能承受的靜載荷：確定鉚釘能承受的靜載荷：2pFd 潘存云教授研制d潘存云教授研制t e( t-d )為板的截面積d為擠壓面積FFFF寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 故故F=minFF=minF1 1,F,F2 2,F,F3 3 234dF)(1dtFp2dF 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制工件工件2 2一、概述一、概述分類：分類：熔化焊熔化焊 壓力焊壓力焊 釬焊釬焊 電弧焊、氣焊、電渣焊。電弧焊、氣焊

6、、電渣焊。電阻焊、摩擦焊、爆炸焊。電阻焊、摩擦焊、爆炸焊。錫焊、銅焊。錫焊、銅焊。7 72焊接焊接 接焊接接焊接發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)工件工件1 1焊槍、焊條焊槍、焊條搭鐵搭鐵利用電焊機(jī)的低壓電流，通過電焊條與被焊件之間形成的電路，在兩極間引起電弧，融化被焊部分的金屬和焊條，使熔融的金屬混合并填充接縫面而形成焊縫。寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制二、電弧焊縫的基本形式二、電弧焊縫的基本形式工件工件2 2工件工件1 1角焊縫角焊縫兩被焊件不在同一平面內(nèi)；兩被焊件不在同一平面內(nèi)；對接焊縫對接焊縫兩被焊件在同一平面內(nèi)；兩被焊件在同一平面內(nèi)；潘存云教授研制正接角焊縫正接角焊縫潘存云

7、教授研制搭接角焊縫搭接角焊縫榫頭式榫頭式潘存云教授研制單面式單面式雙面式雙面式V型焊縫型焊縫封封底底焊焊縫縫對接角焊縫對接角焊縫潘存云教授研制潘存云教授研制卷邊焊縫卷邊焊縫塞焊縫塞焊縫焊縫焊縫寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 最常用的被焊件材料是低碳鋼和低合金鋼最常用的被焊件材料是低碳鋼和低合金鋼(如如Q215、Q235、15、20、16Mn等等) 。焊條的材料最好。焊條的材料最好與被焊件的材料相同。與被焊件的材料相同。三、焊接件常用材料三、焊接件常用材料四、四、 焊縫的受力及破壞形式焊縫的受力及破壞形式1 1對接焊縫對接焊縫對接焊縫主要用來承受作用于被焊件所在平面內(nèi)的拉對接焊縫主要用來承受作

8、用于被焊件所在平面內(nèi)的拉（壓）力或彎矩，對接焊縫的破壞形式是沿焊縫斷裂；（壓）力或彎矩，對接焊縫的破壞形式是沿焊縫斷裂；FFll潘存云教授研制lFF潘存云教授研制潘存云教授研制lFF寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 2搭接角焊縫搭接角焊縫按受力方向分為按受力方向分為:正面角焊縫正面角焊縫 側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫混合角焊縫混合角焊縫受力方向與焊縫垂直；受力方向與焊縫垂直；正面正面:只用來承受拉力只用來承受拉力; 受力方向與焊縫平行；受力方向與焊縫平行；受力與焊縫成一角度；受力與焊縫成一角度；側(cè)面角焊縫和混合側(cè)面角焊縫和混合:承受拉力或承受拉力或彎矩。彎矩。k u 4 潘存云教授研制lAAA AFF

9、BB潘存云教授研制hFF正面角焊縫正面角焊縫 側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫MM潘存云教授研制hLkkA ABBkkBB寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1焊縫應(yīng)按被焊件厚度制成相應(yīng)坡口，或進(jìn)行一般的焊縫應(yīng)按被焊件厚度制成相應(yīng)坡口，或進(jìn)行一般的 側(cè)棱、修邊工藝。在焊接前，應(yīng)對坡口進(jìn)行清洗整側(cè)棱、修邊工藝。在焊接前，應(yīng)對坡口進(jìn)行清洗整 理；理；五、焊接件的工藝及設(shè)計注意要點五、焊接件的工藝及設(shè)計注意要點潘存云教授研制015 5 54070 70 潘存云教授研制2050 2050潘存云教授研制 50坡口型式及適用的焊件厚度坡口型式及適用的焊件厚度: 3545 2423 1240 2423寧夏大學(xué)專用 作者：

10、 潘存云教授 2在滿足強(qiáng)度條件下，焊縫的長度盡可能地取得短些在滿足強(qiáng)度條件下，焊縫的長度盡可能地取得短些或分段進(jìn)行焊接，并應(yīng)避或分段進(jìn)行焊接，并應(yīng)避 免焊縫交叉；免焊縫交叉；3在焊接工藝上采取措施，使構(gòu)件在冷卻時能有微在焊接工藝上采取措施，使構(gòu)件在冷卻時能有微 小自由移動的可能；小自由移動的可能；4焊縫在焊后應(yīng)經(jīng)熱處理（如退火；焊縫在焊后應(yīng)經(jīng)熱處理（如退火；5焊接厚度不同的對接板件時應(yīng)使對接部位厚度一致；焊接厚度不同的對接板件時應(yīng)使對接部位厚度一致；6設(shè)計焊接件時，注意恰當(dāng)選擇母體材料和焊條設(shè)計焊接件時，注意恰當(dāng)選擇母體材料和焊條.寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 六、焊接在機(jī)器零件中的應(yīng)用六

11、、焊接在機(jī)器零件中的應(yīng)用焊接齒輪焊接齒輪潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 膠接用于木材由來已久。隨著新型膠粘劑的發(fā)展，膠接在金屬構(gòu)件的連接中也日漸增多。一、概述一、概述7 73膠膠 接接 應(yīng)用實例：應(yīng)用實例：膠接組合蝸輪膠接組合蝸輪潘存云教授研制潘存云教授研制螺紋接套與管件膠接螺紋接套與管件膠接蜂窩結(jié)構(gòu)填料蜂窩結(jié)構(gòu)填料潘存云教授研制蒙皮與型材膠接蒙皮與型材膠接寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 膠粘劑的品種繁多，通常按其使用目的分為三類：膠粘劑的品種繁多，通常按其使用目的分為三類：二、膠粘劑二、膠粘劑 結(jié)構(gòu)膠粘劑結(jié)構(gòu)膠粘劑在機(jī)械制造中常用的結(jié)構(gòu)膠粘劑有

12、如下兩種：在機(jī)械制造中常用的結(jié)構(gòu)膠粘劑有如下兩種： 環(huán)氧樹脂膠粘劑；環(huán)氧樹脂膠粘劑； 酚醛樹脂膠粘劑。酚醛樹脂膠粘劑。種類種類（1 1）結(jié)構(gòu)膠粘劑）結(jié)構(gòu)膠粘劑 在常溫下的抗剪強(qiáng)度一般不低于在常溫下的抗剪強(qiáng)度一般不低于80MPa，能經(jīng)受，能經(jīng)受一般高、低溫或化學(xué)作用，而不降低其性能，膠接件一般高、低溫或化學(xué)作用，而不降低其性能，膠接件能承受較大的載荷。能承受較大的載荷。非結(jié)構(gòu)膠粘劑非結(jié)構(gòu)膠粘劑其它膠粘劑其它膠粘劑寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 （2 2）非結(jié)構(gòu)膠粘劑）非結(jié)構(gòu)膠粘劑常用的品種有：常用的品種有： 聚胺脂膠粘劑；聚胺脂膠粘劑； 酚醛酚醛- -氯丁橡膠膠粘劑氯丁橡膠膠粘劑。( () )

13、 其它膠粘劑其它膠粘劑 具有特殊用途的膠粘劑，例如：具有特殊用途的膠粘劑，例如：防銹、絕緣、導(dǎo)電、防銹、絕緣、導(dǎo)電、透明、超高溫、超低溫、耐酸堿等。透明、超高溫、超低溫、耐酸堿等。品種有：品種有： 環(huán)氧導(dǎo)電膠粘劑；環(huán)氧導(dǎo)電膠粘劑； 環(huán)氧超低溫膠粘劑環(huán)氧超低溫膠粘劑。 正常使用時有一定的膠結(jié)強(qiáng)度，但在受到高溫正常使用時有一定的膠結(jié)強(qiáng)度，但在受到高溫或重載時，性能迅速下降?；蛑剌d時，性能迅速下降。寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 三、膠接接頭的結(jié)構(gòu)形式三、膠接接頭的結(jié)構(gòu)形式 與焊接相同，膠接接頭分為對接、搭接和角接頭三種。與焊接相同，膠接接頭分為對接、搭接和角接頭三種。主要性能：主要性能： 膠接強(qiáng)

14、度膠接強(qiáng)度耐熱性、耐介質(zhì)性、耐老化性等；耐熱性、耐介質(zhì)性、耐老化性等； 固化條件固化條件溫度、壓力、保持時間等。溫度、壓力、保持時間等。選用原則：選用原則：根據(jù)膠接件的根據(jù)膠接件的使用要求使用要求及及環(huán)境條件環(huán)境條件等選擇等選擇綜合性能良好的膠粘劑。綜合性能良好的膠粘劑。寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 圓柱形接頭圓柱形接頭 板件接頭板件接頭 錐形及盲孔接頭錐形及盲孔接頭 角接頭角接頭 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 剪切剪切四、膠接接頭的受力狀況四、膠接接頭的受力狀況 膠接接頭的抗剪切及抗拉伸能力強(qiáng)，抗剝離和扯膠接接頭的抗剪切及抗拉伸能力強(qiáng)，抗剝離

15、和扯離能力弱。離能力弱。拉伸拉伸剝離剝離潘存云教授研制潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制F FF F潘存云教授研制F FF F扯離扯離寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 （4 4）清除表面多余的膠粘劑；）清除表面多余的膠粘劑；五、五、膠接的基本工藝過程膠接的基本工藝過程 （1 1）清除膠接件表面的油污或氧化層；）清除膠接件表面的油污或氧化層；方法有機(jī)械或化學(xué)處理（2 2）按配方比例配制膠粘劑；）按配方比例配制膠粘劑；大多數(shù)膠都是多祖分的 （3 3）采用適當(dāng)方法涂膠（如噴涂、刷涂等），保證厚）采用適當(dāng)方法涂膠（如噴涂、刷涂等），保證厚 薄合適、均勻無缺、無氣泡；薄合

16、適、均勻無缺、無氣泡；（6 6）質(zhì)量檢驗，常用方法有：）質(zhì)量檢驗，常用方法有：（5 5）按一定條件進(jìn)行固化；）按一定條件進(jìn)行固化；要綜合考慮使用要求、接頭形式、接頭面積、溫度、壓力、時間等因素。 超聲波探傷超聲波探傷 放射同位素攝影放射同位素攝影 激光全息攝影激光全息攝影 X X光探傷光探傷 寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制一、過盈連接的特點及應(yīng)用一、過盈連接的特點及應(yīng)用 作用：作用： 過盈連接是利用被聯(lián)件間的過盈配合直接把被過盈連接是利用被聯(lián)件間的過盈配合直接把被 連接件連接在一起。連接件連接在一起。優(yōu)點：優(yōu)點：構(gòu)造簡單、定心性好、承載能力高，在振動下構(gòu)造簡單、

17、定心性好、承載能力高，在振動下 能可靠地工作。能可靠地工作。缺點：缺點：裝配困難和對配合尺寸的精度要求較高。裝配困難和對配合尺寸的精度要求較高。應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于輪圈與輪芯、軸與轂、滾動軸承的裝主要用于輪圈與輪芯、軸與轂、滾動軸承的裝 配連接。配連接。7 74過盈連接過盈連接 潘存云教授研制AAA-A曲軸過盈連接組件曲軸過盈連接組件d寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 裝配方法：裝配方法： 二、過盈連接的工作原理及裝配方法二、過盈連接的工作原理及裝配方法壓入法壓入法溫差法溫差法冷卻被包容件冷卻被包容件加熱包容件加熱包容件潘存云教授研制軸的尺寸減去孔的尺寸稱為過盈量。軸的尺寸減去孔的尺寸稱為過盈

18、量。寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制Fp三、過盈連接的設(shè)計計算三、過盈連接的設(shè)計計算 過盈連接的主要用來承受軸向力、傳遞扭矩、或者過盈連接的主要用來承受軸向力、傳遞扭矩、或者同時承受這兩種載荷。為了保證過盈連接的工作能力，同時承受這兩種載荷。為了保證過盈連接的工作能力，須作以下兩方面的分析計算：須作以下兩方面的分析計算：(2) (2) 若選定了標(biāo)準(zhǔn)的過盈配合，校核連接件在最大過若選定了標(biāo)準(zhǔn)的過盈配合，校核連接件在最大過 盈量時的強(qiáng)度。盈量時的強(qiáng)度。(1)(1) 已知載荷時，配合面需要多大的徑向壓力？以及產(chǎn)已知載荷時，配合面需要多大的徑向壓力？以及產(chǎn) 生這個壓力需要多大的過盈量？

19、生這個壓力需要多大的過盈量？1.1.配合面所需壓力的計算配合面所需壓力的計算(1) (1) 傳遞軸向載荷時傳遞軸向載荷時 要求連接件在軸向載荷要求連接件在軸向載荷F F的的作用下，不產(chǎn)生軸向滑移。作用下，不產(chǎn)生軸向滑移。 p寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制Fl d F正常工作條件：正常工作條件：(2) (2) 傳遞扭矩時傳遞扭矩時摩擦力：摩擦力： Ff =dlpf 軸向摩擦阻力外載荷軸向摩擦阻力外載荷 其中：其中：p徑向壓力；徑向壓力； p F/ dlpf d配合面公稱直徑；配合面公稱直徑； l配合面長度；配合面長度； f摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)。詳見教材表7-5 d

20、p p Mf T 要求連接件在扭矩要求連接件在扭矩T T的作用下，的作用下，不產(chǎn)生周向滑移。即：不產(chǎn)生周向滑移。即：Mf T摩擦力矩：摩擦力矩： Mf =lpfd / 2 p 2T/ d2lpf d1 d2寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 (3) (3) 同時承受軸向載荷與扭矩時同時承受軸向載荷與扭矩時要求連接件沿軸向和周向都不能產(chǎn)生滑移。要求連接件沿軸向和周向都不能產(chǎn)生滑移。222TFdpd lf徑向壓力徑向壓力p p應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：2.2.最小有效過盈量最小有效過盈量 minmin的計算的計算 312min1210CCpdEE 由材料力學(xué)的有關(guān)知識可知，在壓由材料力學(xué)的有關(guān)知識可知，在壓力

21、為力為p p時最小過盈量為：時最小過盈量為： C1被包容件的剛性系數(shù)被包容件的剛性系數(shù): 其中：其中：E1、E2被包容件和包容件材料的彈性系數(shù)；被包容件和包容件材料的彈性系數(shù)； C2包容件的剛性系數(shù)包容件的剛性系數(shù): 12122121ddddC22222222ddddC潘存云教授研制 d d1 d2寧夏大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 1 2分別為被包容件和包容件的泊松比；分別為被包容件和包容件的泊松比； 當(dāng)采用溫差法裝配時，最小有效過盈量當(dāng)采用溫差法裝配時，最小有效過盈量 minminz1z20.8()RR Rz1 、Rz1 分別為被包容件和包容件配合表面上微觀不分別為被包容件和包容件配合表面上微觀不平度的十點高度，單位為平度的十點高度，單位為: m 。當(dāng)采用壓入法裝配時，考慮配合表面的微觀峰尖將被當(dāng)采用壓入法裝配時，考慮配合表面的微觀峰尖將被擦去或壓平一部分，這時最小過盈量為擦去或壓平一部分，這時最小過盈量為 minmin 根據(jù)計算得到的根據(jù)計算得到的最小有效過盈量最小有效過盈量 minmin 選擇一個標(biāo)準(zhǔn)的選擇一個標(biāo)準(zhǔn)的盈量盈量配合代號。配合代號。應(yīng)注意盡量選擇優(yōu)先配合代號應(yīng)注意盡量選