3/27/2013
SPOJNA SREDSTVA Vrste sredstava za vezu Mehanička spojna sredstva - zakivci zakivci - zavrtnjevi zavrtnjevi – č epovi Tehnolo ški postupci spajanja - zavarivanje - lepljenje
1. ZAKIVCI
1
1. ZAKIVCI Vrste zakivaka: 1.Zakivci sa polukržnom glavom 2.Zakivci sa poluupu štenom glavom 3.Zakivci sa upu štenom glavom
Označavanje zakivaka
2
1
3/27/2013
2. ZAVRTNJEVI
3
Podela prema tačnosti izrade: a)Obrađeni (upasovani) zavrtnjevi, b) Neobrađeni (neupasovani) zavrtnjevi
OBIČNI ZAVRTNJEVI Označavanje zavrtnjeva Oznaka treba da sadrži informacije 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
3/27/2013
Prikazivanje zavrtnjeva na crtežima :
Klasa č vrstoće defini š še kvalitet č elika od kog su zavrtnjevi izrađeni, odnosno njegove mehaničke karakteristike: karakteristike: –fu č vrstoća na zatezanje zatezanje i fy granica razvla razvlačenja. Klasa č vrstoće se označava sa dva broja razdvojena tačkom! Značenje oznake klase č vrstoće Broj na prvommestu predstavlja stoti deo č vrstoće na zatezanje u MPa: fu/ 100. Broj na drugom mestu predstavlja desetostruki odnos granice razvla čenja I čvrstoće na zatezanje: 10 ( fy/fu). Obični zavrtnjevi se izrađuju u sledećim klasama č vrstoće: 4.6, .6, 4.8, 4.8, 5.6, 5.6, 5.8, 5.8, i 6.8. .8. 5
Vrste spojeva sa zavrtnjevima: zavrtnjevima: •Smičući spojevi (SS) i smi čući spojevi sa tačnim naleganjem (SST) kod kojih se sila prenosi smicanjem tela zavrtnja; •Zatežući spojevi(ZS) kod kod kojih se sila prenosi zatezanjem tela tela zavrtnja •Kombinovani spojevi(KS) istovremeno istovremeno smicanje i zatezanje. zatezanje.
NOSIVOST ZAVRTNJEVA U SMI ČUĆIM SPOJEVIMA
Poračun nosivosti zavrtnjeva u smičućim spojevima •Lom smicanjem tela zakivka, zakivka, •Lom gnječenjem omotača rupe, •Lom neto preseka i •Lom cepanjem lima. 6
3
3/27/2013
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, Av,1 - povr šina poprečnog preseka tela zavrtnja, tdop - dopu šten napon smicanja i d - prečnik zavrtnja. Kod obrađenih zavrtnjeva umesto prečnika zavrtnja (d) treba uzeti pre čnik rupe (d0)! 7
Nosivost zavrtnjeva na pritisak po omotaču rupe:
minΑb -
minimalna povr šina kontakta između tela zavrtnja i omotača ru d - prečnik tela zavrtnja; minΣt - minimalna debljina limova koji su optere ćeni u istom pravcu; dopdop opu u šten napon pritiska pritiska po omotaču rupe. σb, - dopd Kod obrađenih zavrtnjeva umesto prečnika zavrtnja (d) treba uzeti prečnik rupe (d0)!
8
4
3/27/2013
NOSIVOST ZAVRTNJEVA NA ZATEZANJE
Nosivost zavrtnjeva na zatezanje zatezanje Zavisi od: •kvaliteta •kvaliteta materijala i •povr šine ispitnog preseka (As) 9
Nosivost obrađenih i neobrađenih zavrtnjeva na zatezanje zatezanje je ista! 10
5
3/27/2013
KOMBINOVA KOMBINOVANO NO NAPREZANJE (ZATEZANJE (ZATEZANJE I SMICANJE) ZAVRTNJEVA ZAVRTNJEVA Zavrtnjevi koji koji su istovremeno opterećeni na smicanje i zatezanje. Pored pojedinačnih kontrola nosivosti na smicanje i zatezanje potrebno je proveriti i interaktivno interaktivno dejstvo smicanja smicanja i zatezanja! zatezanja! Kontrole naprezanja:
Smicanje : Zateza Zatezanje nje : Kombinovano Naprezanje :
11
12
6
3/27/2013
13
•VISOKOVREDNI ZAVRTNJEVI •Obeležavanje visokovrednih zavrtnjeva: zavrtnjeva:
14
7
3/27/2013
Klase čvrstoće:
15
f 02 - tehnička granica razvlačenja; As - površina ispitnog ispitnog preseka; preseka; koeficijent pritezanja (redukcije); ν1 - koeficijent Keoficijen Keoficijentt pritezanja: pritezanja:
Koeficijent k zavisi od trenja izme đu navrtke i navoja. Vrednosti Vrednosti definiše proizvođač (k= 0,13 -0,17). 16
8
3/27/2013
PRORAČUN NOSIVOSTI VISOKOVREDNIH ZAVRTNJEVA U SMIČUĆIM SPOJEVIMA Potrebno je proveriti: •nosivost na proklizavanje, pri graničnom stanju upotrebljivosti; up otrebljivosti; •nosivost na smicanje i pritisak po omota ču rupe, pri graničnom stanju nosivosti; Prema našim propisima ne dozvoljava se proklizavanje pri eksploatacionom eksploatacionom opterećenju (koncept dopuštenih napona)!
17
Nosivost prednapregnutih prednapregnutih zavrtnjeva zavrtnjeva na proklizavanje Fs,dop:
m - broj tarnih ravni (kao se čnost kod obi čnih zavrtnjeva), Fp - sila prednaprezanja, μ - koeficijent trenja, ν - koeficijent sigurnosti. 2 Neophodne kontrole nosivosti nosivosti kod prednapregnutih prednapregnutih visokovredni visokovredni zavrtnjeva u tarnim tarnim spojevima:
V1 - maksimalna sila u jednom zavrtnju, Fs,dop - nosivost na proklizavanje, Fb,dop - nosivost na pritisak po omota ču rupe. 18
9
3/27/2013
Neophodne kontrole nosivosti nosivosti kod kod neprednapregnutih visokovrednih visokovrednih zavrtnjeva u smičućim spojevima:
V1 - maksimalna sila u jednom zavrtnju, Fv,dop - nosivost zavrtnja na smicanje, Fb,dop - nosivost na pritisak po omota ču rupe. Nosivost obrađenih prednapregnutih zavrtnjeva u tarnom spoju Fvs,dop
Fv,dop - nosivost obra đenog zavrtnja na smicanje i pritisak po omotaču rupe; Fs,dop - nosivost zavrtnja na proklizavanje;
19
20
10
3/27/2013
PRORAČUN NOSIVOSTI PREDNAPREGNUTIH PREDNAPREGNUTIH VISOKOVREDNIH VISOKOVREDNIH ZAVRTNJEV ZAVRTNJEVA A U KOMBINOVA KOMBINOVANIM NIM SPOJEVIMA Proračun nosivosti prednapregntih prednapregntih visokovrednih visokovrednih zavrtnjevma u kombinovanim kombinovanim spojevima Neobrađeni VVZ:
Obrađeni VVZ:
21
22
11
3/27/2013
KONSTRUISANJE KONSTRUISANJE VEZA SA ZAVRTNJEVIMA ZAVRTNJEVIMA I ZAKIVCIMA Pravila za konstruisanje konstruisanje veza sa zavrtnjevima i zakivcma: •Veze •Veze i nastavci treba da budu simetri čni! •Minimalan broj zavrtnjeva (zakivaka) (zakivaka) sa jedne strane spoja je 2 u zgradarstvu, a 3 u mostogradnji. •Veze •Veze na preklop sa 1 zakivkom nisu dozvoljene, a veze sa 1 zavrtnjom se koriste koriste samo u izuzetnim slu čajevima; Veze na preklop sa jednim zavrtnjem
23
Optimalan prečnik zavrtnja: •Pravil •Pravilnim nim izborom izborom prečnika zavrtnja dobija se uravnotežen odnos nosivosti na smicanje i pritisak po omota ču rupe!
ts,min – minimalna debljina jednog od elemenata koji se spajaju
24
12
3/27/2013
Raspored zavrtnjeva u vezi:
e - rastojenj rastojenje e između susednih zavrtnjeva; e1 - rastojanje između zavrtnja i ivice lima u pravcu delovanja sile; e2 - rastojanje između zavrtnja i ivice lima upravno na pravac delovanja sile 25
26
13
3/27/2013
Za visokovredne zavrtnjeve e = 4d - rast rastoja ojanje nje izme između susednih zavrtnjeva; e1 =3,5d -rastojanj -rastojanje e između zavrtnja i ivice lima u pravcu delovanja s e2 =2d -ras -rastoj tojanj anje e izme između zavrtnja i ivice lima upravno na pravac delovanja sile
27
MONTAŽNI NASTAVCI I VEZE Neophodnos Neophodnostt spajanja spajanja elemenat elemenata a u konstru konstrukcio kcionu nu celinu; celinu; •Nastavci •Nastavci – spojevi elemenata istih ili sli čnih dimenzija; •Veze •Veze – spojevi razli čitih elemenata elemenata konstrukcije; konstrukcije; PRORAČUN I KONSTRUISANJE MONTAŽNIH NASTAVAKA AKSIJALNO ZATEGNUTIH ŠTAPOVA VEZA OSTVARENA ZAVRTNJEVIMA Vezu ostvarujemo na dva načina 1.Prema aksijalnoj sili zatezanja 2.Prema površini poprečnog preseka preseka (stati (statičkipokriven nastavak) nastavak)
28
14
3/27/2013
1. PROR PRORA AČUN NASTAVKA PREMA ZADATOJ SILI ZATEZANJA Aksijalna sila se ravnomerno ravnomerno raspore raspoređuje na rebro i nožice profila
Nt,f Nt
Sila u nožici
Sila u rebru Nt,w Nt
Aw A
Af A
Nt 2Nt,f
29
Proračun nastavk nastavka a nožice
bp
no`ica p , f
t
1.Predpostavi 1.Predpostavi se debljina podvezice tf,p,min=tf u slučaju jednostranih podvezica tf,p,min=0.6tf u slučaju dvostranih podvezica
rebro t w,p
p d
no`ica
2.Odredi se prečnik i nosivost zavrtnjeva 3.Odredi se broj zavrtnjeva i raspored
nf ,uk
Nt,f Ft,dop
dop
Gde je: Ft,dop nosivost zavrtnja na smicanje
30
15
3/27/2013
4. Izračuna se slabljenje poprečnog preseka nožice i njena neto povr šina
Af ,neto Af Af bf tf nf ,1 d0,f tf bf nf ,1 d0,f tf Gde je: nf,1 – broj zavrtnjeva u merodavnom poprečnom presekud – prečnik rupe za zavrtanj na nožici 0,f
5. Izvr ši se kontrola napona u oslabljenom preseku
Nt,f Af ,neto
dop
Ako ovaj uslov nije ispunjen vraćamo se na korak 1 i povećavamo širinu ili debljinu nožice, ako se radi o zavarenim profilima. Valjani profili ne mogu da se ojačaju već se usvaja ve ći profil.
31
32
16
3/27/2013
6. Kontrola napona u podvezici nožice:
33
Proračun nastavk nastavka a rebra
bp
no`ica p , f
t
1.Predpostavi 1.Predpostavi se debljina podvezice tf,p,min=0.6tf uvek dvostrane podvezice
rebro t w,p
2.Odredi se prečnik i nosivost zavrtnjeva
p d
no`ica
3.Odredi se broj zavrtnjeva i raspored
nw,uk
Nt,w Fw,dop
dop
Gde je: Fw,dop nosivost zavrtnja na smicanje
34
17
3/27/2013
4. Izračuna se slabljenje poprečnog preseka rebra i njegova neto povr šina
Aw,neto Aw Aw d tw nw,1 d0,w tw d nw,1 d0,w tw Gde je: nw,1 – broj zavrtnjeva u merodavnom poprečnom presekud – prečnik rupe za zavrtanj na rebru 0,w
5. Izvr ši se kontrola napona u oslabljenom preseku
Nt,w Aw,neto
dop
Ako ovaj uslov nije ispunjen vraćamo se na korak 1 i povećavamo širinu ili debljinu nožice, ako se radi o zavarenim profilima. Valjani profili ne mogu da se ojačaju već se usvaja ve ći profil.
35
Ojačanje rebra povećanjem njegove debljine:
36
18
3/27/2013
6. Kontrola napona u podvezici rebra:
37
38
19
3/27/2013
Proračun prema prema površini preseka preseka (Statički pokriven nastavak) nastavak) Statički pokriveni nastavci nastavci štapa mogu biti: •sa kompenzacijom povr šine (zavareni profili)
Nt,dop A dop •bez kompenzacije povr šine (valjani profili)
Nt,dop Anet dop
Ojačanje poprečnog preseka kod statički pokrivenih nastavaka nastavaka sa kompenzacijom kompenzacijom Uslovi za dimenzionisanje:
Af ,net Af Aw,net Aw Anet A
Neto povr šina popre poprečnog preseka štapa na mestu nastavka treba da bude ve ća ili jednaka od bruto povr š ine preseka š tapa izvan nasta nastavk vka, a, i to pojedi pojedina načno za nožice i rebro i ukupno za č itav poprečni presek.
20
3/27/2013
Proračun deb deblji ljine ne ojačanja
Af ,net
* bf nf ,1 d0,f tf Af bf tf
Aw,net
* d nw,1 d0,w tw
bf nf ,1 d0,f d
*
Af d tw tw
bf
*
tf
d nw,1 d0,w
tf tw
Proračun podve podvezic zica a 1. Statički pokriven nastavak nastavak sa kompenzacijom nožice
Af ,p,net Af
rebro
ukupno
Aw,p,net Aw
Ap,net A
kompenzacije 2. Statički pokriven nastavak nastavak bez kompenzacije nožice
Af ,p,net Af ,net
rebro
Aw,p,net Aw,net
A:
A:
ukupno
Ap,net Anet
21
3/27/2013
Proračun broja zavrtnje zavrtnjeva va kompenzacijom 1. Statički pokriven nastavak nastavak sa kompenzacijom nožice
nf
Af dop Ff ,dop
rebro
nw
Aw dop Fw,dop
2. Statički pokriven nastavak nastavak bez kompenzacije nožice
nf
Af ,net dop Ff ,dop
A:
A:
rebro
nw
Aw,net dop Fw,dop
Umesto bruto povr šine koristi se neto povr šina preseka.
Specifičnosti prora proračuna monta montažnih nastavaka sa prednapregnutim zavrtnjevima • Odnose Odnose se i na nastavk nastavke e koji koji se dimenzioni dimenzioni š šu prema sili i na statički pokrivene nastavke; • Pri Pri pror prora ačunu napona u oslabljenom preseku i pri dimenzionisa dimenzionisanju nju podvezica podvezica može se uzeti u obzir smanjenje (redukcija) sile u merodavnom preseku usled trenja; • Ova reduk redukcija cija se se ne uzima u obzir obzir pri prora proračunu broja zavrtnjeva; zavrtnjeva;
22
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;
Smanjenje sile pri prora čunu monta montažnog nastavaka nastavaka prema zadatoj sili N t Sila u I redu I
Nt,red Nt 0,4 n1 Fs,dop Sila u II redu (ako je merodavan drugi red)
Nt II Nt,red max Nt
I
n1 Fs,dop 0,4n2 Fs,dop n1 Fs,dop 0,2n1 n2 Fs,dop
IL
Redukovane vednosti sile se koriste pri kontroli napona u neto preseku (oja čanje) i pri dimenzionsanju dimenzionsanju podvezica podvezica..
23
3/27/2013
Koeficijent redukcije k red pri proračunu statički pokrivenih monta žnih nastavaka I
Nt,red Nt 0,4 n1 m Fs,dop Nt (1 0,4 n1
Nt 1 0,4
m Fs,dop Nt
)
n1
kred Nt nuk
1 0,4 n1 nuk kred 1 n1 0,2n1 n2 nuk nuk
Koeficjentom redukcije k red množi se brut bruto o povr povr šina preseka preseka van nastavk nastavka a ( A), pri proračunu stati statički pokrivenih nastavaka. nastavaka. Na primer: *
Anet A kred Za pres presek ek I-I I-I
Za pres presek ek II-I II-III
Proračun monta montažnih nastavaka pritisnutih štapova prema sili N c • Nije potrebna kontrola kontrola oslabljenog preseka, niti njegovoojačanje; • Proračunavaju se samo podvezice i potreban broj zavrtnjeva; • Preraspode Preraspodela la sila sila na nožice i rebro se vr ši kao kod zategnutih štapova; • Podvezice se dimenzioni dimenzioni šu prema bruto povr šini poprečnog preseka (A)
24
3/27/2013
Proračun montažnih nastavaka nosača prema zadatim silama I
Nt
F
I pritisnuta no`ica
l x
M
rebro
Mx Fl/4
zategnuta no`ica
F/2
Tx
F/2
T Monta`ni nastavak Monta`ni nastavak u preseku preseku I-I Uticaji Mx, Tx i Nx
Nt
Nt
N
Nx
• Nastavak Nastavak se dimenzioni š stvarnim uticajima uticajima na mestu še prema stvarnim nastavljanja nosača • Uticaji se raspodeljuju na njegove sastavne sastavne delove, nožice i rebro • Momenti se raspodeljuju raspodeljuju prema momentu momentu inercije
M Mf Mw
I Mf M f I
I Mw M w I
• Transverzalne ransverzalne sile se prenosi samo preko rebra profila profila • Normalna sila se prenose na isti način kao kod štapova (prema povr šini preseka) preseka)
25
