6.1.1.1 焊接连接方式
焊接连接方式属于不可拆卸连接的一种主要形式,广泛用于金属结构件的固定连接。外观构件的壳体设计的连接方式,主要有铆接、胶接和膨胀钉连接。
铆接连接方式是在被连接件打一些孔,穿过铆钉,打击和挤压变形,压紧,两个件被连接在一起。其工艺简单、耐冲击、成本较低、抗震、可靠性高,铆钉孔削弱被连接件截面强度。铆接连接即可用于金属件连接,也可用于非金属件连接。在承受剧烈冲击震动荷载的构件上或要求热变形小的部位采用铆接是比较合适的选择,如起重机的机架、轧钢机机架、铁路桥梁、建筑、造船等。
铆钉孔的排列设计根据连接设计强度要求,主要考虑钢钉承受的荷载,按照材料力学原理求解。铆钉是系列化标准件,它的选择参阅相关的手册。
6.1.1.2 胶接连接方式
胶接连接方式是用胶黏剂将被连接件表面连接在一起的过程,也称粘接。胶接与其他连接方式比较,工艺简单、生产效率高。应力分布均匀,可提高接头抗疲劳强度和使用寿命,提高构件动态性能。整个胶接面都能承受载荷,总的机械强度比较高。减轻结构重量,胶接表面平整光滑。具有密封、防潮、绝缘、隔热、减震的功能。可连接各种相同或不同的材料。胶接的主要缺点是强度不如其他形式耐高、低温性,有老化问题。
胶接使用的胶黏剂种类繁多、性能各异,适合不同要求。常用胶黏剂主要有酚醛树脂胶黏剂和环氧树脂胶黏剂。酚醛树脂胶黏剂具有韧性好、耐热性较高、强度大、耐介质等优良性能。主要用于胶接各种金属、非金属材料。环氧树脂胶黏剂应用非常普及,具有胶接强度高、收缩率小、耐介质、绝缘性好、配制简单、使用方便的优点,胶接连接使用温度范围广,在-60~200℃,但脆性较大,耐热性较差。主要用于塑料、陶瓷的胶接。(www.daowen.com)
胶接连接方式已广泛用于电器、仪表、小家电及玩具等产品结构中。高强度胶黏剂的发展拓展了胶接的应用范围,在连接强度要求高的结构中,可将胶接与焊接、铆接组合使用。胶接已用于飞机的旋翼上,甚至可用于修补发动机裂纹。
胶接设计的主要考虑因素是合理选择胶黏剂及设计胶接接头。接头设计的基本原则是:尽可能承受拉伸和剪切应力,尽量避免剥离和不均匀的扯离,尽量增大胶接面积、提高承载能力;承受强力作用的接头可采用胶接和机械连接的复合接头形式;接头形式要美观、平整,便于加工。接头型式有对接、套接、斜接、搭接、嵌接及复合接等多种。
6.1.1.3 膨胀钉连接方式
在建筑与室内外装饰工程中,需要在墙壁、顶棚安装一些设施、挂件、饰物、灯饰等,其固定连接广泛使用的是膨胀钉。一般称这种固定、连接件为膨胀螺栓、膨胀螺丝,因其实现功能的关键部分均呈管状,俗称为胀管。在使用方法上,首先在连接基体上,如墙壁或顶棚,预制适合胀管尺寸的孔,然后,将胀管植入其中。膨胀螺栓通过螺母旋转拉出螺栓,螺栓尾部锥状部分胀开套管,从而与基体牢固固定,膨胀螺丝通过螺丝拧入预埋塑料管中,塑料管膨胀,从而与基体牢固固定。待固定的装置可随膨胀钉一同固定在主体上。
每颗膨胀钉的承载能力都有固定的数值范围,可以结合使用的具体承载情况进行估算。使用膨胀钉时,要考虑选择膨胀钉的种类、规格、数量和排布方式。由于连接的基体,如墙壁和顶棚的质地差别较大、数据难以准确,设计、使用这种连接、固定结构主要根据经验进行估计,保险系数要大些。
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