Файл: Лачинов, Н. В. Клепка и чеканка стальных конструкций учеб. пособие.pdf

Н. В. ЛАЧИНОВ

КЛЕПКА И ЧЕКАНКА СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ИЗДАНИЕ 2-е, ПЕРЕРАБОТАННОЕ

И ДОПОЛНЕННОЕ

Одобрено Ученым советом

Государственного комитета Совета Министров СССР

по профессионально-техническому образованию в качестве учебного пособия

для подготовки рабочих на производстве

МОСКВА «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1974

р /- /£>ЗЗМ?

Лачинов Н. В.

Л31 Клепка и чеканка стальных конструкций. Изд. 2-е, перераб. и доп. Учеб, пособие для подгот. рабочих на производстве. М., «Высш. школа», 1974.

168 с. с нл.

В книге описаны технология клепки н чеканки, предшествующая ей технология сборки стальных конструкций под клепку; заклепочные со­ единения и их элементы, пневматический инструмент для рубильных, клепальных, чеканочных работ, клепальные машины (скобы); изложе­ ны также основы материаловедения, понятия о сварке и резке метал­ лов, техника безопасности.

Отзывы и замечания направлять по адресу:

Москва, К-51, Неглинная ул., 29/14, издательство <гВысшая школа».

Издательство «Высшая школа», 1974

П Р Е Д И С Л О В И Е

До изобретения электросварки заклепочные (клепа­ ные) соединения были основным средством неразъемного крепления деталей металлических конструкций. С раз­ витием электродуговой сварки низкоуглеродистых, а позже и низколегированных сталей клепка вытесняется из некоторых отраслей промышленности более дешевым и надежным сварным соединением. Не столь давно ба­ рабаны паровых котлов и трубопроводы больших диа­ метров изготовлялись клепкой, а теперь в котлострои­ тельной промышленности клепаные соединения не при­ меняются.

Клепаные соединения применяются в стальных конструкциях тяжелых грузоподъемных, кранов, в мощ­ ных подкрановых балках под мостовые краны, в конст­ рукциях железнодорожных и автодорожных мостов и иногда при изготовлении баков, резервуаров, цистерн и некоторых узлов корпусов морских судов. В основном клепкой изготовляют конструкции, предназначенные для ударных или кратковременных тяжелых нагрузок пере­ менного характера в-сочетании со значительными коле­ баниями температур (например, колебания наружных температур от +30 до —30° С).

Клепаные соединения применяют также при изготов­ лении специальных конструкций из высокопрочных ста­ лей, так как сварка таких сталей в монтажных условиях затруднительна.

Таким образом, применение клепаных соединений еще довольно значительно и это обусловливает произ­ водственную потребность в рабочих данной профессии. Кроме того, в стальных конструкциях, инженерных со­ оружениях и оборудовании, изготовленных ранее, закле­ почные соединения являются преобладающими; поэтому операции, связанные с ремонтом заклепочных швов, бу­ дут применяться еще длительное время. Следовательно, обучение молодых рабочих операциям клепки, рубки и чеканки необходимо. Рассмотрение в процессе обучения основ материаловедения, вопросов совершенствования технологии работ, организации рабочего места и безопас-

3

ных методов производства окажет влияние на ускорение работ, сокращение затрат труда и снижение стоимости.

Профессия клепалыцика-чекашцика в некоторых от­ раслях промышленности (например, в мостостроитель­ ной) широко распространена. Она требует не только большого опыта и навыков, но и значительного объема специальных знаний. Четкое выполнение требований и правил производственных инструкций возможно, когда понятна сущность операций клепки и чеканки.

Квалифицированный клепалыцик-чекаищик должен знать, какими свойствами обладают строительные стали, как они переносят нагрев и расклепывание, в каких слу­ чаях может возникнуть наклеп в процессе обработки де­ талей стальных конструкций; он должен уметь обра­ щаться с инструментом, пневматическим приводом и кле­ пальными машинами, знать их устройство, уметь затачивать инструмент, а также подбирать заклепки, топливо для нагрева заклепок и смазочные материалы

тельность и качество работ. Поэтому клепальщик-чекан­ щик обязан изучить и усвоить правила организации рабочего места и методы повышения производительно­ сти труда и качества работ.

Основное внимание в книге уделено сборке под клеп­ ку, клепке и чеканке стальных конструкций, а также основам материаловедения.

Настоящая книга является учебным пособием для обучения на производстве профессиям клепальщика и чеканщика стальных конструкций и изделий, она не за­ меняет технологические инструкции, нормы и правила, технические условия на изготовление стальных конст­ рукций.

Материал книги ориентирует учащихся на выполне­ ние рабочих операций как в условиях высокомеханизи­ рованного производства на крупных заводах, так и в производственных условиях небольших заводов, мас­ терских, временных строительно-монтажных площадок по изготовлению стальных конструкций и изделий. На небольших заводах и в мастерских при очень малом объеме клепальных и чеканочных работ в процессе руб­ ки кромок и смены заклепок возможны случаи примене­ ния ручного инструмента. Например, при ремонте кле­

4

I

ГЛАВА I,

МЕТАЛЛЫ

§ 1. Общи,е' сведения

Металлы и их сплавы являются основным материа­ лом в машиностроении. Состав, строение и свойства ме­ таллических материалов изучаются наукой, называемой м е т а л л о в е д е н и е м .

Металловедение позволяет на строго научной основе подбирать металлы п их сплавы для всевозможных де­ талей и конструкций, работающих в самых различных условиях; устанавливать наиболее правильные режимы различных технологических процессов тепловой обработ­ ки. Знание металловедения необходимо для правильного ведения процесса термической обработки, ковки, штам­ повки, литья, сварки. Металловедение — наука, создан­ ная русскими учеными. Основоположником металловеде­ ния является знаменитый русский ученый Д. К. Чернов.

Еще в XVIII веке вопросами металловедения зани­ мался великий русский ученый М. В. Ломоносов. Боль­

строения стали при ее нагревании и охлаждении зало­ жило основы современного производства чугуна и стали и их термической обработки.

Последователи Д. К. Чернова советские ученые Н. С. Курнаков, А. А. Байков, А. А. Бочвар и др. спо­ собствовали развитию науки о металлах.

Работы металловедов привели к пониманию явлений, происходящих при нагревании и охлаждении металлов, а это дало возможность избегать ошибки при различных видах термической обработки, предупреждать появление дефектов и брака изделий, улучшать качество про­ дукции.

Металловедение позволяет правильно решать вопрос о пригодности металлов для определенных целей.

Изготовляя и монтируя стальные конструкции, необ­ ходимо знать главные свойства материала, чтобы пра-

6

резцами, нагревом, жидкостью, газами и силовыми на­ грузками. Например, известно, что сильно нагретая сталь легче холодной поддается обработке под давлением или ударами молотка, но оказывается, что в интервале тем­ ператур 300—400°С сталь обрабатывать давлением и ударами нельзя, так как она приобретает хрупкость в этом интервале и ломается; зная об этом, рабочий, об­ рабатывая давлением * или ударами сталь, нагретую до желтого или красного каления, прекратит операцию до того, как материал остынет и его температура ста­ нет 400° С.

Далее оказывается, что некоторые марки стали после высокого нагрева и быстрого остывания на воздухе при­ обретают высокую твердость и хрупкость; их очень трудно обрабатывать: точить, строгать, сверлить, про­ бивать отверстия, резать; но если после нагрева охлаж­ дать такие стали медленно, или подвергнуть специальной тепловой обработке, то можно получить прежнюю (ис­ ходную) твердость и устранить хрупкость.

Зная это свойство, рабочий после нагрева такой ста­ ли будет применять или медленное или быстрое охлаж­ дение, в зависимости от того, потребуется ли дальнейшая станочная обработка и нужна ли для изделия повышен­ ная твердость.

Становится понятным, какое значение имеет знание свойств металлов при изготовлении конструкций и де­ талей, а также для сознательного выполнения требова­ ний строительных норм и правил (СНиП), инструкций и технических условий по изготовлению и монтажу стальных конструкций.

Огромное количество веществ — твердых, жидких и газообразных, которые окружают нас, представляют со­ бой разнообразнейшие сочетания п р о с т ы х в е щ е с т в , называемых химическими элементами (их в данное вре­ мя насчитывается 104). Химические элементы, например чистое железо, медь, олово, свинец, цинк, никель, хром, вольфрам, кислород, углерод, сера и др., состоят из оди­ наковых частиц— атомов.

Существующие в природе химические элементы делят на металлы и неметаллы, при этом большую часть мате­

* Имеется в виду выполнение клепальных работ на машинах.

7

Представление о распространенности элементов зем­ ной коры дает рис. 1. Мы видим, что основную массу земной коры составляют девять элементов: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий, магний и водород. Эти вещества составляют по весу 98%, тогда как на долю остальных элементов прихо­ дится только 2%. Из того же рис. 1 видно, что самыми распространенными металлами в земной коре являются алюминий (7% веса) и железо (5%).

Вопросы для повторения

1.Что такое металл, какие его признаки?

2.Что изучает металловедение и каково практическое значение

этой науки?

3.Кто из русских ученых занимался изучением металлов и какой вклад в науку оии'внесли?

4.Что представляют собой окружающие нас тела, что такое сплав, чистый металл?

5.Из чего состоит чистый металл и сплав, какая между ними разница?

6.Какие металлы распространены в земной коре?

§ 2. Свойства металлов

Свойства металлов и металлических сплавов зависят от того, какой обработке они подвергались в процессе получения. Например, один и тот же металл или сплав имеет различные свойства в зависимости от того, как этот металл или сплав остывал, какому виду обработки давлением подвергался, т. е. ковке, прокатке или прессо­ ванию и т. д.

Известно также, что некоторые сплавы приобретают различные свойства в результате нагревания и охлажде­ ния. На этом основана так называемая термическая об­ работка металлов и сплавов. Нагреванием до известной температуры и охлаждением с разной скоростью одной и той же стали можно придать нужную для обработки

•давлением или резанием твердость.

Та же сталь при других условиях может быть очень твердой, не поддающейся обработке обыкновенными рез­ цами. Например, при .нагреве до определенной темпера­ туры и очень медленном охлаждении (отжиге) твердость стали уменьшается, а если вместо медленного охлажде­ ния нагретую сталь охладить быстро (закалить), то твердость ее увеличивается,

9