POŁAĆZENIA NITOWE. Połączenia części maszyn dzielą się na n i e r o z - Połączenia r o z ł ą c z n e dzielą się na:

Transkrypt

1 R O Z D Z I A Ł II POŁAĆZENIA NITOWE.. P o ł ą c z e n i a e z ś c i m a s z y n. Połączenia części maszyn dzielą się na n i e r o z - ł ą c z n e i r o z ł ą c z n e. Połączenia n i e r o z ł ą c z n e dzielą się z kolei na* / B i t o w e 2/ap a w a n e 3 / z g r z e w a n e 4/ u t o w a n e 5/ skurczowe 6/wtłaczane Połączenia r o z ł ą c z n e dzielą się na: l / ś r u b o " w e 2/ k l i n o w e P o ł ą c z e n i a n i t o w e w zależności od

2 warunków obciążenia i stawianych wymagań dzielą się na: / moone i szgzelne, służące do łączenia blach zbiorników wytrzymujących ciśnienie i zapewniających szczelność, 2/ mocne, jeżeli muszą przenosić duże siły, ale nie wymagają szczelności połączenia/budownictwo, konstrukcje mostowe itp./ 3/ szczelne, jeżeli przenoszą małe obciążenia, ale wymagają szczelnych połączeń/zbiorniki o małym ciśnieniu/, 2. Wiadomości o g ó l n e o p o ł ą c z e n i a c h n i t o w y c h * Zależnie od sposobu wykonania połączenia nitowe dzielą się na połączenia na g o r ą c o i na zimno. Nit /rys.56/składa się z ł b a, szyjki i zakówlci i czyli łba. wytwarzanego przy nitowaniu. Nitowanie odbywa Łeb, się w sposób wskazany na rys jednej strony jest umieszczony wspor

3 ni"k, który utrzymuje nit «otworze, z drugiej strony przez kucie lub prasowanie wytwarzamy łeb zw. z a k ó w k ą przy po~ mocy zakpwnika /rys.58/, nadającego jej odpowiedni kształt* W wypadku nitowania rys.57. na gorąco nity wymagają otworu o mm większego. Przy tworzeniu zakówki nit się spęeza i szyjka dokładnie wypełnia otwór, po wystygnięciu powstaje? jednak drobny luz. Nit, stygnąc kurczy się i łby ściskają z wielką siłą blachy * Mity przez to pracują na Jlza f ą ; ni- ; e, a. nie na ścinanie. W wypadku nitowania na zimno nit wbija się w otwór, nieznacznie mniejszy /wcisk do 2%/, po tym formujemy zakówkę na zimno. Nity formowane na zimno pracują na ścinanie*

4 Dla zmniejszenia ilości narzędzi używanych do nitowania wymiary nitów są znormalizowane, obejmują je normy od PH/G i liii 8. Ze względu na kształt łba nity dzielą się na nity z łbem k u l i s t y m zwykłym,kulistym wzmocnionym itd. i odpowiednio oznaozają. Nit z łbem kulistym zwykłym oznaczamy K z używamy go do nitowań moonych. Nit z łbem kulistym wzmocnionym, oznaczamy K w, używany jest on w konstrukcjach kotłowych. Wymiary łba ni ta wzmocnionego eą równe co do wielkości wymiarom następnego normalnego nita zwykłego. Łby i zakówki wykonywa się również jako p ł a s k i e P i Soczewkowe 3. Kity soczewkowe różnią sie od nitów płaskich tylko wypukłością. W jednym nicie mogą istnieć różne łby i zakówki, otrzymamy w;;ten sposób 9 różnych postaci nitów zamkniętych. Zasadnicze wymiary oraz postaci tych nitów, podaje tabl. V. Nity są znormalizowane wg średnicy sworznia, oanaoza się je, podając najpierw literę N, następnie K z K P i S» zależnie od tego, jaką postać ma łeb, dalej iloczyn liczb, określających średnicę nita di długość/

5 o 05 <D W- o 9 co N Vi O) Rysunek i oznaczenie YT i\ f T, V C T JL i łba i -- / -^ mr ^*~ P - mm 0 H r D H r a D W oć W Tablica d ,4 2 8* * * ,5 0,6 26 0,5, , ,5 60 6,5 2, , ' Z *5 4 i ,5 2, ,5 60, , , , , r , , ,5 60 7, H

6 sworznia nitowego. Wymiary podawane są w mm. Np. :.9 x 75, W x 45. Normalne wymiary nitów podaje tab, V. Długość nitów określa się w zależności od koniecznej długości, wynikającej z grubości części łączonych,dodając do łącanej grubości blach, lub części łączonych pewną długość L Kz l^ l P lub L s, potrzebną do utworzenia danego rodzaju zakówki,. Wartości te podają normy. Między długością nita a. jego średnicą musi zachodzić pewien stosunek, gdyż nity cienkie zbyt długie nie ulegają specsaniu w otworze, tylko wyboczeniu, co stwarza b* niekorzystne wa.r\mki pracy. Normalne długości nitów podaje tablica VI. Otwory na nity mogą być wiercone lub przebijane. O gdyż Przebijanie jest dużo tańsze i szybsze, ale w kotlarstwie zabronione, przy przebijaniu następuje silny zgniot materiału, w pobliżu otworu, sprzyjające rozerwaniu się blach /rys*59/. rys.59.

7 Tablica VI / A/K 2 L (VK W NP NS « ~ ~ ~ O ~ ~ Hitow&ć możemy ręcznie, podpierając z jednej strony łeb i formując z drugiej strony zakówkę zakownikiem i młotkami lub mechanicznie przy pomocy młotka pneumatycznego. Do nitowania mechanicznego używa się często n i- c i a r e k. Niciarka /rys.60/ składa się z podpórki i cylindra hydraulicznego, przy pomocy którego sprasowujemy nity,, Do budowy walczaków używa, się również nici arki stałe /rys.6/. Dół w takiej nic-arce musi być

8 - 84 większy od największego kotła, jaki ma być przypuszrys.60o czalnie wykonany. Walczaki w takim wypadku umieszczani" są na wciągarce. Blachy kotłowe zwija się na specjalnych, w a «c a r k a c h» walcując tak długo., póki nie zajdą na siebie końce blach /rys.62/. Następnie wierci się otwory szczepne, przez które śrubami zabezpiecza się blachy prsed przesuwaniem się w czasie nitowania. Po szczepieniu wierci się otwory na nity w miejscach uprsednio wytrasowanych punktami /rys»63/«r

9 ~ 85 Aby zapewnić szczelność połączenia, należy brzegi blach dosaczeltuó Doszczelnienie wykonuje się przy pomocy specjał- rys.6, czelniaków i młotka /rys.64/» nydi dłut t*zv/ d o s z - rys,63* rys.64.

10 Gdy do blach marny szczelnie przynitować część żeliwną, to ze względu na możliwość doszczelnienia, między blachę i daną część zanitowujeray płytę stalową /rys.65/, którą następrys,65, nie doszczelniamy. Szereg nitów danego połączenia tworzy szew. Szwy mogą być z a k ł a d k o w e lub n a k ł a d - k oo w e e Ze względu na ilość rzędów nitów tworzących dany szew, sawy dzielą się na: j e d n o r z ę d o w e, d w u r z ę d o w e itd,, w i e l o r z ę d o w e * Odległość między najbliższymi nitami, między którymi obraz nitowania powtarza się, nazywamy p o d z i a- ł k ą szwu*" i oznaczamy literą t» Rys«66-a przedstawia blachy znitowane na zakładkę. Hit wskazany na tym rysunku nazywamy j e d n o c i ę - t y m, gdyż jest ścinany w jednej płaszczyźnie. Nity ścinane w dwu płaszczyznach nazywamy d w u- c i ę t y m i /rys.66~b/. i spotykane są w szwach nakładkowych Szwy nakładkowe pokazane są na rys»66-b»

11 » 87 - W szwach takich liczymy ilość rzędów na prawo lub lewo od środka szwu. Szwy nakładkowe są korzystniejsze od zakładkowych, ponieważ nie występują w nich momenty gnące. p -+W77//////////A Szwy na zakładkę oznaczamy Z, na nakładkę -N A} Szew Z I ma rząd nitów, 29. f\. V\\VU4s 2 rzędy itd. Saew NI ma N-' rząd nitów, szew A/2ma dwa rzędy nitów,. N ij; ma rząd rys«66-au-b. nitów jednocięctych, jećten dwuciętych* H\^_ ma rząd nitów dwuciętych. i 2 rzędy nitów jednociętych. Szwy połówkowe, t.j. takie, które mają prócz nitów dwueiętych nity jednocięte, są korzystniejsze ze względów wytrzymałościowych., gdyż mamy tu stop ni ową zmianę przekroju blach. Często, aby blachy zbytnio nie osłabiać, opuszczamy niektóre nity w skrajnych rzędach. Wtedy za oznaczeniem wyżej podanym, umieszczamy znak * mnożenia i liczbę określającą ile podziałka szwu zawiera podziałek rzę-

12 rys..6? du najgęściej nitowanego. Dalej stawiamy znak minus, wskazujący, że nity zostały opuszczone,, za nim ilość opuszczonych nitów w kolejności ku środkowi szwu,liczby te są mnożone przez 2 w \ wypadku opuszczenia nitów dwuciętych. Rya 67 przedstawia nam szew Przegląd postaci szwów kotłowych i odpowiednich wymiarów podaje tabl. na końcu rozdziału II. 3.0 b l i c z e n i e szwów nitowych. Rozpatrzmy naprężenia w pasie blach znitowanych na zakładkę /rys s 68«a/ Niech n T szerokość pasa będzie równa cm, grubość blach ej zaś siła rozrywająca to połącsenie' P. Ponieważ osi obojętne blach nie pokrywają się ae sobą, zauważamy, że prócz rys,68. naprężeń rpzciągających, po-

13 chodzących od siły P mamy jeszcze zginaj ąc«parą sił o momencie Ag. Wykresy naprężeń będą się przedstawiały tak, jak wskazuje rys.69. Naprężenie od siły rozciągającej - P P nia Naprężenie od zgina- «& *# /«/ cym, /^3 jest momentem gną- rys.69 Wwskaźnikiem przekroju więc ostatecznie; A9/ Naskutek momentu gnącego, wynikiem którego- są naprężenia określone wzorem 48, nastąpić musi odkształcenie blach połączenia, tak jak wskazuje rys.68-b. Chcąc temu zapobiec, krępuje się zawczasu blachy tak, aby ich osi obojętne pokrywały się z sobą. Z tych też powodów stosuje się szwy zakładkowe tyl-

14 90- ko w wypadku małych sił dla grubości blach g < 5 mm. Nakładki podwójne eliminują naprężenia gnące i są powszechnie używane przy szwach walczaków. Rozpatrzmy rozkład naprężeń w wypadku połączenia na nakładkę pojedynczą, przedstawionym na rys.?0-a t Nakładkę taką możerny porównać z podwójnym połączeniem zakładkowym, przedstawionym na rys, c. 70~b. Odkształcenie takiego połączenia omówione było poprzednio i d, ~. przedstawione jest na rys.70-c«oznaczmy kąty, jakie tworzą osi odgiętych części blach z osią rys Ł 70. główną przez ex. Przechodząc od szkicu/c/do rozpatrywanego wypadku połączenia na nakładkę pojedynczą /rys.70d/ zauważamy, że i tu występują naprężeni* gnące, powodujące odkształcenie jeszcze większe niż w wypadku połączenia zakładkowego, bo kąt wygięcia nakładki będzie dwukrotnie większy 2.CX.

15 - 9 - Stosowanie szwów na nakładkę pojedynczą jako szwów wzdłużnych, do kotłów parowych jest ustawowo zabronione* Współczynniki wytrzymałościowe do obliczeń połączeń nitowych ustalone są doświad- _9 czalnie przy rozciąganiu próbki znitowanej /rys.7/. Otrzymamy wtedy wykres zbliżony do _y wykresu badania na rozrywanie -m- Ł i 4 T"\ miękkiej stali /rys.72/. rys.7. Gdy siły działając przekroczą opór poślizgu, to blachy przesuną się, na wykresie będzie to linia B ~C. Hastę- * pnie nity zostaną ścięte i połączenie zostanie przerwane. Jako naprężenia dopuszczał- rys.72, ne dla danego szwu nitowego możemy przyjmować oczywiście tylko naprężenia zawarte między punktami A 6 /rys 72/» Przez analogię do rozciągania wytrzymałość szwu na poślizg blach zdefiniujemy Q n wzrasta do pewnego stopnia wraz,z długością

16 nita, ale tylko do pewnej granicy bo b. długi nit,choć ma większy skurcz i mocniej ściska, jest mniej "wytrzymały wskutek wyboczenia* Długość nita, zakładanego na go- < * s r a c o, n i e p o w i n i,,,.e_, n p r z e k r a c z a ć p i ę c i u ś r e d n i c s w o r z n i a * Jeśli obliczamy rząd nitów, to zakładamy, że wszystkie, nity pracują w jednakowych warunkach. Jeśli mamy szewwielorzędowy, to skrajne rzędy nitów są bardziej obciążone, a środkowe mniej. Jeżeli założymy, że blachy są niewydłużalnc,wtedy siły na każdy nit byłyby równe. Gdy założymy rzecz odwrotną, to środkowy nit nie będzie wcale obciążony. W rzeczywistości zarówno blachy jak i nity są odkształcone, więc zachodzi przypadek pośredni, że nit środkowy mniej pracuje, niż skrajny. 'L tych względów stosowanie więcej, niż czterech rzędów nitów nie opłaca się* Najprostszy szew ni.towy na zakładkę, pokazany na rys»73, ma naprężenie rozłożone równomiernie na wszystkie nity. Połączenie nitowe oblicza, się w odniesierys,73*

17 niu do obciążeń przypadających na jedną podziałkę. Na podziałkę działa siła P t - Pt Obliczenia sprowadzamy do rozważania przekroju.. Dopuszczalne naprężenie w nicie na poślizg blachy P -rr.d Ł /5/ 4 Przy nitach, zakładanych na zimno, przeliczamy po łączenia na ścinanie oraz na nacisk, przypadający na nit. Przyjmujemy nacisk tak, jakby się rozkładał na średnicę P*Ą < k /53/ gdzie k jest dopuszczalnym naciskiem jednostkowym na ścianę otworu nitowego. Blachę należy przeliczyć na rozerwanie (t-d\qm r >P t /54/ stąd lub oznaczając - - siła na cm bież. szwu w kg/cm otrzymamy Oznaczamy:

18 w s p ó ł c z y n n i k i e m w z g l ę d n e j wyt r z y m a ł o ś c i s z w u. Dla szwów nitowych z podwójną zakładką z jest najmniej szą z ~Z( ' Z-^-k-. /57/ jeśli i przyjąć równe liczbie kolejnej rzędu nitowego to Hi wyraża się zależnościami gdzie: zaś. TOP ' T ot t, t t tj... podziałka nitów w cm w rzędzie l,2,itd, r), Y[ x,n 3... ilość pełnych przekrojów nitowych w podziałce szwu w rzędzie -ym, n a n/+ n a - n 3 ^, średnie dopuszcsalne obciążenie nitów w szwie, przyjmuje się dla szwów Z i j N ' % = 750 ~ 5Uj ( k^/cm dla pozostałych ^-825-2,5.^-25-^ Kg/cm -Sj i i - ilości' rzędów nitów jedno i dwuciętych* JX. W praktyce stosuje się do obliczeń nitów wzory empiryczne d = (5q - 0,4 A- 0,8)

19 przy szwach nakładkowych odejmujemy wartośą 0,4, prsy szwach zakładkowych 0,8. Podziałkę szwu ze wzoru t - (2r3)-d * (0,8 -rl) /60/ ' Wszystkie wymiary podaje się tu w cm. 4.0 b l i e z e n i e walczaka* Rozważamy część walczaka, w postaci połowy pierścienia kołowego o grubości g i szerokości cm /rys.74/. W walczaku panuje ciśnienie p kg/cm, Fa element pierścienia o łuku ds i saer. cm działa siła j-pms, prostopadła do tego elemntu. Siłę tę rozkładamy na składową w kierunku osi y i w kierunku osi * «f-pd$.si»c< f -p.ds.cosoi Składowej dla elementów prawej i lewej części mają kierunki przeciwne i będą się znosiły. Rozpatrujemy więc-składową w kierunku osi y. Widzimy, żs ds.sina jest rzutem łuku ds na oa X. Jeśli przez cis oznaczymy rzut, to ds' = ds.sinot. Możemy więc napisać -p. ds' Rzutując wszystkie siły na oś y, otrsymfcłny Suma rautów wszystkich elementów łukowych na średnicę da nam w rezultacie długość średnicy walczaka D *