2.1. Общие сведения о соединениях

Детали, составляющие машину, образуют между собой различные связи. Эти связи делятся на подвижные (различного рода шарниры, подшипники, зацепления и др.) и неподвижные (резьбовые, сварные, шпоночные и др.). Наличие подвижных связей в машине обусловлено ее кинематической схемой. Неподвижные связи обусловлены целесообразностью расчленения машины на узлы и детали для того, чтобы упростить производство, облегчить сборку, ремонт, транспортировку и т. д. Неподвижные связи в технике называют соединениями.

По признаку возможности разборки соединения делят на разъемные и неразъемные (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Виды соединений

Разъемные соединения позволяют повторные разборку и сборку деталей без их повреждения. К ним относятся резьбовые, штифтовые, клеммовые, шпоночные, шлицевые и профильные соединения.

Неразъемные соединения не позволяют разъединять детали без их разрушения или повреждения. Применение неразъемных соединений обусловлено в основном технологическими и экономическими требованиями. К этой группе соединений относятся заклепочные, сварные соединения и соединения с натягом (прессовые).

Прессовые соединения отнесены к группе неразъемных соединений условно, так как они позволяют производить повторные разборку и сборку, однако с применением значительных усилий и частичным повреждением сопрягаемых поверхностей деталей.

Неразъемные соединения осуществляются силами молекулярно-механического сцепления (сварные, паяные, клеевые) или механическими средствами (клепанные, с натягом, вальцованные).

Соединения являются важными элементами конструкций.


Многие аварии и прочие неполадки в работе машин и сооружений обусловлены неудовлетворительным качеством соединений. Например, опытом эксплуатации отечественных и зарубежных самолетов установлено, что долговечность фюзеляжа определяется прежде всего усталостными разрушениями, из которых до 85 % приходится на резьбовые и заклепочные соединения. Отметим, что в конструкциях тяжелых широкофюзеляжных

самолетов (например, ИЛ-86, АН-124) насчитывается до 700 тыс. болтов и до 1,5 млн заклепок.

Общей тенденцией развития соединений является приближение их к целым деталям и удовлетворение условию равнопрочности с соединяемыми элементами. В противном случае часть нагрузочной способности этих деталей или соответствующая часть материала соединяемых элементов не используется.

Соединения элементов сосудов и трубопроводов, содержащих жидкости или газы,  должны удовлетворять условиям плотности (герметичности). Для этого контактирующие поверхности механических соединений должны быть сжаты давлением, существенно превышающим давление рабочей среды. В связи с необходимостью сохранения точности под нагрузкой соединения должны удовлетворять условию жесткости.

Желательно, чтобы соединение не искажало форму изделия, не вносило дополнительных элементов в его конструкцию и т. п. Например, соединение труб болтами требует выполнения фланцев, сверления отверстий под болты, установки самих болтов с гайками и шайбами. Соединение труб сваркой встык не требует никаких дополнительных элементов. Оно в наибольшей степени приближает составное изделие к целому. С этих позиций соединение болтами может быть оправдано только разъёмностью конструкции.