2. Połczenia nitowe. 2.1 Charakterystyka i rodzaje połcze nitowych. Połczenia nitowe nierozłczne porednie.

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "2. Połczenia nitowe. 2.1 Charakterystyka i rodzaje połcze nitowych. Połczenia nitowe nierozłczne porednie."

Witold Janiszewski
6 lat temu
Przeglądów:

1 2. Połczenia nitowe 2.1 Charakterystyka i rodzaje połcze nitowych Połczenia nitowe nierozłczne porednie. Rys.2.1 Wykonanie połczenia nitowego: a) zamykanie nitu, b) połczenie nitowe 1 czci łczone, 2 nit, 3 wspornik, 4 - zakuwnik Nitowanie na zimno i gorco temperatura podgrzania nitu 700 C nitowanie maszynowe C nitowanie rczne. Proces koczymy przy temperaturze 500 C. Na gorco d 10 [mm] Na zimno d 8 [mm] rednice otworów pod nity (d o ): d o = d + 1 nitowanie na gorco d o = d + (0,1 0,2) nitowanie na zimno Wady połcze nitowych: - bardzo ograniczone moliwoci konstrukcyjne; - osłabiaj przekroje zasadnicze ; - znaczna robocizna; - trudno uzyskania szczelnoci połczenia; - due koszta nakładowe. Zalety: - łczymy materiały trudno spawalne; - przenosz due drgania; - tradycja; - wytrzymało przy niskich temperaturach. Rodzaje połcze nitowych: - mocne (konstrukcje stalowe, due obcienia); - szczelne (zbiorniki niskocinieniowe); - mocno szczelne (zbiorniki wysokocinieniowe); - nieznacznie obcione (drobne konstrukcje). 14

2 Ze wzgldów konstrukcyjnych połczenia nitowe dzielimy na zakładkowe i nakładkowe (jedno lub dwustronne). Szereg nitów szew nitowy(szwy jednorzdowe lub wielorzdowe). Rys.2.2 Połczenia nitowe: a) zakładkowe szew jednorzdowy, b), c) zakładkowe szew wielorzdowy, d) nakładkowe jednostronne szew jednorzdowy, e) nakładkowe dwustronne szew dwurzdowy Rodzaje nitów: - nity normalne d > 10 [mm]; - nity drobne d < 10 [mm]. a. nit mostowy NKz nit z łbem kulistym zwykłym b. nit kotłowy NKw nit z łbem kulistym wzmocnionym c. nit kryty NP nit z łbem płaskim d. nit półkryty NS nit z łbem soczewkowym Rys. 2.3 Nity normalne Nit z łbem kulistym zwykłym (NKz) we wszelkich konstrukcjach nie wymagajcych szczelnoci. NKw w konstrukcjach cinieniowych (w wzmocniony). NP, NS wykorzystywane s, gdy wymagana jest mniej lub wicej gładka powierzchnia. Nity drobne: - nity drone; Rys. 2.4 Nit drony 15

3 - nity rurkowe. a) b) c) d) Rys. 2.5 Nity rurkowe: a) bez kołnierza, b) z kołnierzem, c) z wywiniciem brzegów, d) półrurkowy Materiały na nity powinny by plastyczne stal mikka o zawartoci C = 0,1 0,2 (St2N, St3N - odpowiednio St2S, St3S). Zalecane rednice nitów (wg PN ) wynosz : 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; rednice niezalecane: 3,5; 14; 18; 22; 27; 33[mm]. l = l 1 + l o l o = (1,3 1,8)d gdzie: l o naddatek na zakuwk; l 1 łczna grubo łczonych czci. Obliczon długo zaokrgli w gór do wartoci znormalizowanych. Przy ustalaniu rednic nitów preferowa rednice zalecane (PN 70/M 85952). Przykład oznaczenia nitu z łbem płaskim o rednicy d=19[mm] i długoci l=55[mm] NIT NP 19 x 55 PN-70/M Układ sił i napre w połczeniach nitowych Rys.2.6 Rozkład sił w połczeniu nitowym zamykanym na gorco. Proces nitowania na gorco koczony jest przy temp. nita > 500 C. Podczas stygnicia nitu nastpuje jego skurcz wzdłuny. W trzonie powstaj naprenia rozcigajce wywołujce silny docisk blach przez łeb i zakuwk nitu. Jednoczenie powstaje midzy otworami w blachach a nitem niewielki luz na wskutek skurczu poprzecznego. Obciamy złcze siły F(rys.2.6a). Midzy blachami powstanie siła tarcia T przenoszca całe obcienie. W przypadku, gdy F > T wystpi polizg blach w ramach luzu poprzecznego (rys.2.6b). W tym przypadku obcienie bdzie czciowo przenoszone przez siły tarcia, a czciowo przez nit (nity), który bdzie cinany i naraony na naciski powierzchniowe. 16

4 Przy obliczeniach wytrzymałociowych połcze nitowych realizowanych na gorco przyjmujemy tzw. umowne dopuszczalne naprenia cinajce (k n ) uwzgldniaj one wpływ sił tarcia. W obliczeniach wytrzymałociowych połcze nitowych realizowanych na zimno do oblicze przyjmujemy dopuszczalne naprenie cinajce k t (siły tarcia s pomijane). Wartoci napre dopuszczalnych, stosowane przy obliczaniu połcze nitowych (w MPa) Tablica 2.1 Nitowanie Materiał nitów na zimno na gorco k t k o k n k o St3N (St3S) 75 rednio 110 rednio St4N (St4S) 85 2,5k t 125 2,5k n Uwagi: 1. Wartoci k t przyjto wg tbl.1 ( patrz załczniki ) 2. Wartoci napre dopuszczalnych na rozciganie k r dla materiału blach przyj wg tbl.1 (załczniki). Połczenia nitowe mocne Rozróniamy: - połczenia pasów blach (rozciganie); - połczenia kształtowników w kratownicach (rozciganie lub ciskanie); - połczenia blach z kształtownikami w blachownicach (momenty zginajce, rozciganie lub ciskanie). Obliczanie wytrzymałoci połcze nitowych mocnych: Rys.2.7 Wymiary połcze nitowych i przekroje naraone na zniszczenie: a) szew zakładkowy, b) szew dwunakładkowy. Połczenia nitowe mog ulec zniszczeniu w wyniku: - cicia nitu (IV); - owalizacji otworów nitowych lub nitów; - rozerwanie blachy w przekroju osłabionym (I I, II II, III III); - wyrwania nitów z blachy w wyniku cicia blachy (V); - zginanie blach w połczeniach zakładkowych i nakładkowych jednostronnych 17

5 - wyboczenie prtów ciskanych (kratownice); - oderwanie łba nitów (nitowanie poniej temp. 500 C). W celu uproszczenia oblicze zakładamy, e: - obcienia rozkładaj si równomiernie na wszystkie nity; - nity obliczamy na czyste cinanie; - w połczeniach nitowanych na gorco przyjmuj k n bez wzgldu na rodzaj obcienia. Połczenia nitowe obliczamy z dwóch warunków wytrzymałociowych: 1. Na cinanie a) nit jednocity b) nit dwucity Rys. 2.8 a - b) Schemat do obliczania nita na cinanie τ = F 2 k n lub k t πd o 4 m n [I] gdzie: kn dopuszczalne naprenia cinajce; F - siła zewntrzna; m liczba cinanych przekrojów w jednym nicie; n liczba nitów (w połczeniach zakładkowych wszystkie nity, w połczeniach nakładkowych nity łczce jeden z pasów z nakładkami). 2. Na naciski powierzchniowe gmax= b a) nit jednocity b) nit dwucity Rys.2.9 a-b) Schemat do obliczania nita na naciski powierzchniowe p = F n g d o k o [II] 18

6 gdzie: g grubo blachy (dla nitów jednocitych grubo blachy cieszej, a dla dwucitych blachy grubszej); g d o przyjmuje si jako pole nacisku nitu na ciank otworu. k o dopuszczalny nacisk powierzchniowy (wg tbl.2.1) Racjonalnym jest załoenie, e połczenie nitowe ulegnie zniszczeniu w wyniku zniszczeniu nitów (koszt naprawy niszy). Wobec powyszego porównujc oba warunki wytrzymałociowe zakładamy, e wytrzymało nitów na cinanie powinna by mniejsza ni wytrzymało blach i nitów na naciski powierzchniowe. Warunek ten przyjmie posta. π d 2 o 4 m n k n n g d o k o [III] Wprowadzamy k o = 2,5k n (wg tbl. 2.1) i otrzymujemy warunek: d o g 3,2 m [IV] Dla nitów jednocitych m = 1, std warunek [IV] przyjmie posta d 3,2g, dla nitów dwucitych m = 2 std d o 1,6g. Jeeli zaleno [IV] jest spełniona wówczas nity obliczamy z warunku na cinanie. W praktyce przyjmujemy d = 2g. Dla tego warunku nity oblicza si: 1. Na cinanie dla nitów jednocitych. 2. Na naciski powierzchniowe dla nitów dwucitych (d o 1,6g). Gdy nie spełnimy zalenoci d 2g lub przyjmowa bdziemy k o róne od k o = 2,5 k n obowizkowo naley sprawdzi warunek [III] lub obliczy liczb nitów (n) z warunków [I] i [II]. Elementy nitowane obliczamy z warunku na rozciganie Rys σ r = σ r = F S k r S = b g d o g n 1 = g (b d o n 1 ) F g(b g - n 1 d o ) k r [V] 19

7 gdzie: b szeroko blachy [mm]; g grubo blachy [mm]; n 1 liczba nitów w przekroju; k r dla materiału blachy lub nakładek. W połczeniu (rys.2.10) najbardziej na zniszczenie naraony jest przekrój blachy I I, dla nakładek III III. Uwaga: dla blach przekrój I I obcienie F; II II obcienie 5/6F; III III 3/6F. Dla nakładek przekrój III III obcienie F; II II 3/6F; I I na 1/6F. 2.3 Konstruowanie połcze nitowych mocnych Rozstawienie nitów takie, które nie powoduje znacznego osłabienia blach. Spełnimy te warunki przyjmujc zalenoci wymiarowe wg wytycznych. Rozmieszczenie nitów w połczeniach mocnych Podziałka: Wymiar Symbol wymiaru Tablica 2.2 Warto wymiaru połczenie zakładkowe t (3 5)d połczenie nakładkowe (4 7)d Odległo rzdów nitów a (0,6 0,8)t lub (2 3)d Odległo skrajnych blach e (1,5 2,5)d nitów od krawdzi nakładek e 1 (1,5 2,5)d Odległo krawdzi ci od osi nitów e 2 (1,5 2)d Ponadto: - grubo nakładek jednostronnych: g n 1,1g - dla dwustronnych: g n 0,65g - w skrajnym rzdzie umieszcza tylko jeden nit; - szwy wielorzdowe max pi rzdów lub pi nitów w kierunku działania F; - kady element min dwa nity; - naroa pasów i nakładek cinamy ukonie; - nie poleca si połcze zakładkowych i nakładkowych jednostronnych dodatkowo s zginane. 2.4 Połczenia nitowe szczelne i mocno szczelne Połczenia szczelne zbiorniki otwarte, zbiorniki zamknite, o niskich cinieniach, rurowe. Połczenia mocno szczelne zbiorniki cinieniowe oraz wielkie zbiorniki. W połczeniach nitowych szczelnych (do 5 mm) nitowanych na zimno wprowadzamy midzy blachy szczeliwo (uszczelki). Przy nitowaniu na gorco zapewnienie szczelnoci połcze nitowych mniejsze t i a, k n przyjmuj MPa. 20

8 Zwikszymy pewno szczelnoci przez doszczelnienie krawdzi blach i łbów nitów. Rys.2.11 Doszczelnianie szwu nitowego Kratownice układy kratowe w konstrukcjach budowlanych, w budowie suwnic, urawi lub fragmenty konstrukcji nonej. Prty kratownic wykonujemy z kształtowników łczonych w wzłach za pomoc blach wzłowych. Rys.2.12 Przykłady połcze kształtowników w wzłach kratownic Blachownice konstrukcja składajca si z pasów, rodników i ktowników tworz belki stosowane jako konstrukcje none. Nity specjalne: Rys.2.13 Przekroje blachownic: a) płaskiej, b) skrzynkowej 1. Nity kadłubowe, okrtowe (wzmocniony łeb stokowy + stokowy trzonek). 2. Nity drobne pełne 0,6 1,6 mm. 21

9 3. Nity drobne rurkowe. 4. Nity pasowe. 5. Nity rozwidlone. 6. Nity dwuczciowe do tworzyw sztucznych lub drewna 7. Nity płytko otworowe. 8. Nity zamykane jednostronnie (mied, mosidz, monel lub stopy lekkie).(rys.2.15) Rys.2.14 Nity specjalne: a) pasowy, b) rozwidlony, c) dwuczciowy, d) płytkootworowy Rys.2.15 Nitowanie z jednostronnym zamykaniem sposobem: a) Choberta, b) Brequeta, c) Junkersa, d) Hucka 22

Podobne dokumenty

Połączenia nitowe Przemysław Gackowski kl. Ie Rok szkolny: 2010/2011

Połączenia nitowe Przemysław Gackowski kl. Ie Rok szkolny: 2010/2011 Połączenie nitowe - niero ozłączne połączenie pośrednie elementów przy pomocy nitów zwykle w postaci trzpieni walcowych z łbami. Nitowanie