POŁĄCZENIA ŚRUBOWE dr inż. ż Dariusz Czepiżak 1
ZALETY POŁĄCZEŃ TRZPIENIOWYCH 1. Mogą być wykonane w każdych warunkach atmosferycznych, 2. Mogą być wykonane przez pracowników nie mających wysokich kwalifikacji, j, 3. Mogą łączyć elementy z różnych gatunków stali, a nawet z różnych metali. PODZIAŁ POŁĄCZEŃ TRZPIENIOWYCH 1. Połączenia rozbieralne, tzn. takie, w których elementy złączone dadzą się rozdzielić bez konieczności zniszczenia łączników; należą tu połączenia na śruby, sworznie, wkręty samogwintujące, wkręty samowiercące, 2. Połączenia nierozbieralne, tzn. takie, w których rozdzielenie elementów musi być poprzedzone zniszczeniem łączników; należą tu połączenia na nity, śruby zaciskane, kołki wstrzeliwane, gwoździe wstrzeliwane, nity jednostronne. 2
NITY 3
SWORZNIE 4
ŚRUBY 5
OPIS ŚRUB 6
OPIS NAKRĘTEK 7
GWINT METRYCZNY Typoszereg średnic śrub: (5; 6; 8; 10; 12); 16; 20; 22*; 24; 27*; 30; 33*; 36; 39*; 42; 45*; 48; 52*; 56; 64; 72; 80; 90; 100; 110; 125; 140. 8
KLASA WYTRZYMAŁOŚCIOWA ŚRUBY X.Y f ub = X*100 [MPa] f yb =01*Y*f 0,1 Yf ub [MPa] 9
Podział śrub pod względem dokładności wykonania 1. klasa zgrubna - C, 2. klasa średniodokładna - B 3. klasa dokładna - A. 10
ZADANIA PODKŁADKI 1. Ochrona powłoki antykorozyjnej przed jej zdarciem podczas ruchu obrotowego nakrętki, ściskającej elementy łączone z coraz większą siłą w końcowejń fazie dokręcania, 2. Zmniejszenie oporów tarcia obracającej się nakrętki (podkładka jest bardziej gładka niż element łączony), 3. Rozłożenie nacisku nakrętki na większą powierzchnię. 11
12
13
KLASYFIKACJA POŁĄCZEŃ 1. Zakładkowe (nakładkowe), w których kierunek głównej składowej obciążenia złącza jest prostopadły do osi łączników, 2. Doczołowe, w których kierunek głównej składowej obciążenia złącza jest równoległy do osi łączników. 14
Rodzaje połączeń połączenia zakładkowe 15
Rodzaje połączeń połączenia doczołowe 16
17
NOŚNOŚĆ POŁĄCZEŃ ZAKŁADKOWYCH Połączenia proste Połączenia złożone 18
ROZMIESZCZENIE ŚRUB 19
20
Postacie zniszczenia połączeń zakładkowych 21
22
Podczas konstruowania połączenia zakładkowego (nakładkowego) należy kierować się następującymi zasadami: 1. Średnica śrub w połączeniach elementów konstrukcji nie powinna być mniejsza od M12. 2. Należy zachować normowe odległości pomiędzy ę osiami śrub, 3. Wytrzymałość materiału śruby na rozciąganie f ub (pierwsza liczba przed kropką ą w oznaczeniu klasy śruby) nie może być mniejsza od granicy plastyczności materiału elementów łączonych. 23
Nośność na ścinanie w jednej płaszczyźnie 24
Nośność na docisk 25
26
F b, Rd k f 1 b u M 2 dt W kierunku działania obciążenia b f ub min ; ;1,0 d fu d, s d, p e 1 3d 0 p 1 1 d 4 3 0 dla śrub skrajnych dla śrub pośrednich Prostopadle do kierunku działania obciążenia k1, s k1, p e 2 p2 min 2,8 1,7;1,4 1,7; 2, 5 d0 d0 p 2 min 1,4 1,7; 2, 5 d0 dla śrub pośrednich dla śrub skrajnych 27
Współczynniki nośności dla zakładki górnej k 1, s k 1, p k 1,s d, p d, p d, s 28
Nośność śrub na rozciąganie 29
Nośność śrub na przeciąganie 30
31
32
Połączenie zakładkowe sprężone (cierne) 33
Nośność przekroju z otworami rozerwanie blokowe 34
Połączenia zakładkowe złożone (obciążone momentem i siłą) S i,f F n 35
n i i M i M n M M r S S r S r S M 1,, 2 2, 1, 1... itd,, max 2,max 2, max 1,max 1, r r S S r r S S M M M M n i M r Mr S 2 max,max i 2 2 2 i i i y x r i My S i Mx n i i i i M ix y x y S ) ( 2 2, n i i i i M iy y x Mx S ) ( 2 2, n F S F i, 36 Rd F iy M iy F ix M ix i F S S S S S 2,, 2,, ) ( ) (
Połączenia doczołowe 37
Połączenia doczołowe sprężone 38
Nośność śrub w połączeniach doczołowych F p,c = 0,7 f ub A s 39
EFEKT DŹWIGNI 40
Mechanizmy zniszczenia połączeń 41
Metoda składnikowa PN EN 1993 1 81 42
Modelowanie elementów płytowych Metoda zastępczego króćca teowego 43
Mechanizmy zniszczenia zastępczego króćca teowego 44
Nośność obliczeniowa węzła na zginanie F tr,rd miarodajna, obliczeniowa nośność r-tego szeregu śrub, przyjmowana jako minimalna spośród nośności części podstawowych węzła, h r odległość r-tego szeregu śrub od środka ściskania, przyjmowanego w osi pasa ściskanego ik belki blki( (pokazać ć na rys. wcześniejszym) ś ij r numer szeregu śrub przy czym szereg 1 to szereg najbardziej oddalony od środka ściskania. 45