SPOJN SREDSTV Vrste sredstava za vezu Mehanička spojna sredstva - zakivci - zavrtnjevi čepovi Tehnološki postupci spajanja - zavarivanje - lepljenje 1. ZKIVCI 1 1. ZKIVCI Vrste zakivaka: 1.Zakivci sa polukržnom glavom 2.Zakivci sa poluupuštenom glavom 3.Zakivci sa upuštenom glavom Označavanje zakivaka 2 1
2. ZVRTNJEVI 3 Podela prema tačnosti izrade: a)obrađeni (upasovani) zavrtnjevi, b) Neobrađeni (neupasovani) zavrtnjevi OBIČNI ZVRTNJEVI Označavanje zavrtnjeva Oznaka treba da sadrži inormacije o: vrsti navoja (M ili ), prečniku zavrtnja (d), dužini zavrtnja (l), kvalitetu materijala od koga je izrađen i standardu po kome je zavrtanj izrađen. Mdxl...k.č (JUS M.B1.068) Primer:M20x100...5.6 4 2
Prikazivanje zavrtnjeva na crtežima : Klasa čvrstoće deiniše kvalitet čelika od kog su zavrtnjevi izrađeni, odnosno njegove mehaničke karakteristike: u čvrstoća na zatezanje i y granica razvlačenja. Klasa čvrstoće se označava sa dva broja razdvojena tačkom! Značenje oznake klase čvrstoće Broj na prvommestu predstavlja stoti deo čvrstoće na zatezanje u MPa: u/ 100. Broj na drugom mestu predstavlja desetostruki odnos granice razvlačenja I čvrstoće na zatezanje: 10 ( y/u). Obični zavrtnjevi se izrađuju u sledećim klasama čvrstoće: 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, i 6.8. 5 Vrste spojeva sa zavrtnjevima: Smičući spojevi (SS) i smičući spojevi sa tačnim naleganjem (SST) kod kojih se sila prenosi smicanjem tela zavrtnja; Zatežući spojevi(zs) kod kojih se sila prenosi zatezanjem tela zavrtnja Kombinovani spojevi(ks) istovremeno smicanje i zatezanje. NOSIVOST ZVRTNJEV U SMIČUĆIM SPOJEVIM Poračun nosivosti zavrtnjeva u smičućim spojevima Lom smicanjem tela zakivka, Lom gnječenjem omotača rupe, Lom neto preseka i Lom cepanjem lima. 6 3
Nosivost zavrtnjeva u smičućim spojevima: Fv - nosivost zavrtnja na smicanje Fb - nosivost zavrtnja na pritisak po omotaču rupe Nosivost zavrtnjeva na smicanje: m- sečnost zavrtnja, v,1 - površina poprečnog preseka tela zavrtnja, t dop - dopušten napon smicanja i d - prečnik zavrtnja. Kod obrađenih zavrtnjeva umesto prečnika zavrtnja (d) treba uzeti prečnik rupe (d0)! 7 Nosivost zavrtnjeva na pritisak po omotaču rupe: minα b - minimalna površina kontakta između tela zavrtnja i omotača rup d - prečnik tela zavrtnja; minσt - minimalna debljina limova koji su opterećeni u istom pravcu; σ b, - dopdopušten napon pritiska po omotaču rupe. Kod obrađenih zavrtnjeva umesto prečnika zavrtnja (d) treba uzeti prečnik rupe (d 0 )! 8 4
NOSIVOST ZVRTNJEV N ZTEZNJE Nosivost zavrtnjeva na zatezanje Zavisi od: kvaliteta materijala i površine ispitnog preseka (s) 9 Nosivost obrađenih i neobrađenih zavrtnjeva na zatezanje je ista! 10 5
KOMBINOVNO NPREZNJE (ZTEZNJE I SMICNJE) ZVRTNJEV Zavrtnjevi koji su istovremeno opterećeni na smicanje i zatezanje. Pored pojedinačnih kontrola nosivosti na smicanje i zatezanje potrebno je proveriti i interaktivno dejstvo smicanja i zatezanja! Kontrole naprezanja: Smicanje : Zatezanje : Kombinovano Naprezanje : 11 12 6
13 VISOKOVREDNI ZVRTNJEVI Obeležavanje visokovrednih zavrtnjeva: 14 7
Klase čvrstoće: 15 02 - tehnička granica razvlačenja; s - površina ispitnog preseka; ν 1 - koeicijent pritezanja (redukcije); Keoicijent pritezanja: Koeicijent k zavisi od trenja između navrtke i navoja. Vrednosti deiniše proizvođač (k= 0,13-0,17). 16 8
PRORČUN NOSIVOSTI VISOKOVREDNIH ZVRTNJEV U SMIČUĆIM SPOJEVIM Potrebno je proveriti: nosivost na proklizavanje, pri graničnom stanju upotrebljivosti; nosivost na smicanje i pritisak po omotaču rupe, pri graničnom stanju nosivosti; Prema našim propisima ne dozvoljava se proklizavanje pri eksploatacionom opterećenju (koncept dopuštenih napona)! 17 Nosivost prednapregnutih zavrtnjeva na proklizavanje F s,dop : m - broj tarnih ravni (kao sečnost kod običnih zavrtnjeva), F p - sila prednaprezanja, μ - koeicijent trenja, ν 2 - koeicijent sigurnosti. Neophodne kontrole nosivosti kod prednapregnutih visokovrednih zavrtnjeva u tarnim spojevima: V 1 - maksimalna sila u jednom zavrtnju, F s,dop - nosivost na proklizavanje, F b,dop - nosivost na pritisak po omotaču rupe. 18 9
Neophodne kontrole nosivosti kod neprednapregnutih visokovrednih zavrtnjeva u smičućim spojevima: V 1 - maksimalna sila u jednom zavrtnju, F v,dop - nosivost zavrtnja na smicanje, F b,dop - nosivost na pritisak po omotaču rupe. Nosivost obrađenih prednapregnutih zavrtnjeva u tarnom spoju F vs,dop F v,dop - nosivost obrađenog zavrtnja na smicanje i pritisak po omotaču rupe; F s,dop - nosivost zavrtnja na proklizavanje; 19 20 10
PRORČUN NOSIVOSTI PREDNPREGNUTIH VISOKOVREDNIH ZVRTNJEV U KOMBINOVNIM SPOJEVIM Proračun nosivosti prednapregntih visokovrednih zavrtnjevma u kombinovanim spojevima Neobrađeni VVZ: Obrađeni VVZ: 21 22 11
KONSTRUISNJE VEZ S ZVRTNJEVIM I ZKIVCIM Pravila za konstruisanje veza sa zavrtnjevima i zakivcma: Veze i nastavci treba da budu simetrični! Minimalan broj zavrtnjeva (zakivaka) sa jedne strane spoja je 2 u zgradarstvu, a 3 u mostogradnji. Veze na preklop sa 1 zakivkom nisu dozvoljene, a veze sa 1 zavrtnjom se koriste samo u izuzetnim slučajevima; Veze na preklop sa jednim zavrtnjem 23 Optimalan prečnik zavrtnja: Pravilnim izborom prečnika zavrtnja dobija se uravnotežen odnos nosivosti na smicanje i pritisak po omotaču rupe! t s,min minimalna debljina jednog od elemenata koji se spajaju 24 12
Raspored zavrtnjeva u vezi: e - rastojenje između susednih zavrtnjeva; e 1 - rastojanje između zavrtnja i ivice lima u pravcu delovanja sile; e 2 - rastojanje između zavrtnja i ivice lima upravno na pravac delovanja sile 25 26 13
Za visokovredne zavrtnjeve e = 4d - rastojanje između susednih zavrtnjeva; e 1 =3,5d -rastojanje između zavrtnja i ivice lima u pravcu delovanja s e 2 =2d -rastojanje između zavrtnja i ivice lima upravno na pravac delovanja sile 27 MONTŽNI NSTVCI I VEZE Neophodnost spajanja elemenata u konstrukcionu celinu; Nastavci spojevi elemenata istih ili sličnih dimenzija; Veze spojevi različitih elemenata konstrukcije; PRORČUN I KONSTRUISNJE MONTŽNIH NSTVK KSIJLNO ZTEGNUTIH ŠTPOV VEZ OSTVREN ZVRTNJEVIM Vezu ostvarujemo na dva načina 1.Prema aksijalnoj sili zatezanja 2.Prema površini poprečnog preseka (statičkipokriven nastavak) 28 14
1. PRORČUN NSTVK PREM ZDTOJ SILI ZTEZNJ ksijalna sila se ravnomerno raspoređuje na rebro i nožice proila Sila u nožici Nt, Nt Sila u rebru N t,w w Nt N 2N t t, 29 Proračun nastavka nožice 1.Predpostavi se debljina podvezice t,p,min =t u slučaju jednostranih podvezica t,p,min =0.6t u slučaju dvostranih podvezica bp rebro tw,p dp t,p no`ica no`ica 2.Odredi se prečnik i nosivost zavrtnjeva 3.Odredi se broj zavrtnjeva i raspored Nt, n,uk dop Gde je: F t,dop nosivost zavrtnja na Ft,dop smicanje 30 15
4. Izračuna se slabljenje poprečnog preseka nožice i njena neto površina b t n d t b n d t,neto,1 0,,1 0, Gde je: n,1 broj zavrtnjeva u merodavnom poprečnom preseku d0, prečnik rupe za zavrtanj na nožici 5. Izvrši se kontrola napona u oslabljenom preseku Nt, dop,neto ko ovaj uslov nije ispunjen vraćamo se na korak 1 i povećavamo širinu ili debljinu nožice, ako se radi o zavarenim proilima. Valjani proili ne mogu da se ojačaju već se usvaja veći proil. 31 32 16
6. Kontrola napona u podvezici nožice: 33 Proračun nastavka rebra bp no`ica 1.Predpostavi se debljina podvezice t,p,min =0.6t uvek dvostrane podvezice rebro tw,p dp t,p 2.Odredi se prečnik i nosivost zavrtnjeva no`ica 3.Odredi se broj zavrtnjeva i raspored Nt,w nw,uk dop Gde je: F w,dop nosivost zavrtnja na Fw,dop smicanje 34 17
4. Izračuna se slabljenje poprečnog preseka rebra i njegova neto površina dt n d t dn d t w,neto w w w w,1 0,w w w,1 0,w w Gde je: n w,1 broj zavrtnjeva u merodavnom poprečnom preseku d0,w prečnik rupe za zavrtanj na rebru 5. Izvrši se kontrola napona u oslabljenom preseku Nt,w dop w,neto ko ovaj uslov nije ispunjen vraćamo se na korak 1 i povećavamo širinu ili debljinu nožice, ako se radi o zavarenim proilima. Valjani proili ne mogu da se ojačaju već se usvaja veći proil. 35 Ojačanje rebra povećanjem njegove debljine: 36 18
6. Kontrola napona u podvezici rebra: 37 38 19
Proračun prema površini preseka (Statički pokriven nastavak) Statički pokriveni nastavci štapa mogu biti: sa kompenzacijom površine (zavareni proili) N t,dop dop bez kompenzacije površine (valjani proili) N t,dop net dop Ojačanje poprečnog preseka kod statički pokrivenih nastavaka sa kompenzacijom,net w,net net w Uslovi za dimenzionisanje: Neto površina poprečnog preseka štapa na mestu nastavka treba da bude veća ili jednaka od bruto površine preseka štapa izvan nastavka, i to pojedinačno za nožice i rebro i ukupno za čitav poprečni presek. 20
3/27/2013 Proračun debljine ojačanja,net w,net b n d t b t,1 0, * d n d t dt w,1 0,w * w w b * t b n,1 d0, t d * w tw dnw,1 d0,w t Proračun podvezica 1. Statički pokriven nastavak sa kompenzacijom : nožice,p,net rebro w,p,net w ukupno p, net 2. Statički pokriven nastavak bez kompenzacije : nožice,p,net,net rebro w,p,net w,net ukupno p,net net 21
Proračun broja zavrtnjeva 1. Statički pokriven nastavak sa kompenzacijom : n nožice F,dop dop n w rebro w F w,dop dop 2. Statički pokriven nastavak bez kompenzacije : nožice rebro,net dop w,net dop n nw F,dop Fw,dop Umesto bruto površine koristi se neto površina preseka. Speciičnosti proračuna montažnih nastavaka sa prednapregnutim zavrtnjevima Odnose se i na nastavke koji se dimenzionišu prema sili i na statički pokrivene nastavke; Pri proračunu napona u oslabljenom preseku i pri dimenzionisanju podvezica može se uzeti u obzir smanjenje (redukcija) sile u merodavnom preseku usled trenja; Ova redukcija se ne uzima u obzir pri proračunu broja zavrtnjeva; 22
I IL 3/27/2013 Smanjenje sile u neto preseku usled trenja u tarnoj ravni Trenjem se prenosi oko 40% sile u zavrtnju pre mesta maksimalnog slabljenja preseka rupom za spojna sredstva; Sila u I redu N I t, red Smanjenje sile pri proračunu montažnog nastavaka prema zadatoj sili N t N 0,4n F t 1 s,dop Sila u II redu (ako je merodavan drugi red) N II t, red N t n1 F max N t n1 F s,dop s,dop 0,4n 2 0,2 n F 1 s,dop n 2 F s,dop Redukovane vednosti sile se koriste pri kontroli napona u neto preseku (ojačanje) i pri dimenzionsanju podvezica. 23
N I t, red Koeicijent redukcije k red pri proračunu statički pokrivenih montažnih nastavaka N 0,4 n mf mf N t(1 0,4 n1 N t n Nt 1 0,4 n 1 uk 1 s,dop t k red ) N s,dop t Koeicjentom redukcije k red množi se bruto površina preseka van nastavka (), pri proračunu statički pokrivenih nastavaka. Na primer: * net kred k red n1 10,4 nuk n1 n1 n 1 0,2 nuk nuk 2 Za presek I-I Za presek II-II Proračun montažnih nastavaka pritisnutih štapova prema sili N c Nije potrebna kontrola oslabljenog preseka, niti njegovoojačanje; Proračunavaju se samo podvezice i potreban broj zavrtnjeva; Preraspodela sila na nožice i rebro se vrši kao kod zategnutih štapova; Podvezice se dimenzionišu prema bruto površini poprečnog preseka () 24
Proračun montažnih nastavaka nosača prema zadatim silama Nt I F x I Mx l Fl/4 M pritisnuta no`ica rebro zategnuta no`ica F/2 Nt Tx Nx F/2 Nt T N Monta`ni nastavak u preseku I-I Uticaji Mx, Tx i Nx Nastavak se dimenzioniše prema stvarnim uticajima na mestu nastavljanja nosača Uticaji se raspodeljuju na njegove sastavne delove, nožice i rebro Momenti se raspodeljuju prema momentu inercije I MM M w M M I M M w w I I Transverzalne sile se prenosi samo preko rebra proila Normalna sila se prenose na isti način kao kod štapova (prema površini preseka) 25