projekt połączenia nitowego.docx

      Politechnika Lubelska


Wydział Podstaw Techniki

Połaczenia nitowe - połączenia, najczęściej blach lub elementów konstrukcji stalowych - dźwigarów, wsporników, wiązarów itp, za pomocą

łączników zwanych nitami. Połączenia tego typy zostały współcześnie wyparte przez połączenia spawane i zgrzewane.

Wartości naprężeń dopuszczalnych, stosowanych przy obliczaniu połączeń nitowych dla materiałów nitów (w MPa)

Orientacyjne właściwości wytrzymałościowe niektórych
gatunków stali (w MPa)

Nit i połączenie nitowe

Nit w swej wyjściowej formie składa się z główki (1) i trzonu (szyjki) (2). Umieszony w otworze w łączonych elementach zostaje zakuty (zamknięty), tworząc zakówkę (3). Zamykanie nitu może się odbywać ręcznie, przy pomocy młotka ręcznego lub pneumatycznego i ręcznej nitownicy (kształtującej zakówkę) lub za pomocą maszynowej nitownicy.
Nity niewielkich rozmiarów można zakuwać na zimno. Większe i w bardziej odpowiedzialnych konstrukcjach zakuwa się na gorąco.
Przy nitowaniu zakładkowym (gdy arkusze blachy zawinięte są na krawędziach) i przy dużej gęstości nitów, można uzyskać wysoką szczelność połączenia. Pozwalało to na stosowanie nitów przy budowie zbiorników ciśnieniowych.


 

polaczenie nitowe

Przedstawianie połączeń nitowych
w rysunku technicznym maszynowym
(rysowanie dokładne i uproszczenie)
Wprawdze połączenie nitowe jest przynajmniej częściowo połaczeniem ciernym, to obliczenia wytrzymałościowe połaczeń nitowych dokonuję się zakładając, że to nit lub ich grupa przenosi całe obciążenie. Nity najczęściej pracują na rozciągane lub na ścinane i te warunki konstruktor musi uwzględnić projektując połączenie nitowe.

Połączenie nitowe - nierozłączne połączenie pośrednie elementów przy pomocy nitów zwykle w postaci trzpieni walcowych z łbami. Nitowanie przez długi czas była to najważniejsza metoda łączenia metalowych elementów konstrukcyjnych. W większości sytuacji, z uwagi na prostszą technologię wykonywania, współcześnie połączenia nitowe zostały wyparte przez połączenia spawane i zgrzewane. Historycznie używane w okrętownictwie.

Nitowanie stosuje się do łączenia ze sobą blach, taśmowników oraz kształtowników stalowych, dźwigarów, wsporników, wiązarów a także do nierozłącznych połączeń różnych części maszyn i przedmiotów. Przy nitowaniu zakładkowym (gdy arkusze blachy zawinięte są na krawędziach) i przy dużej gęstości nitów, można uzyskać wysoką szczelność połączenia. Pozwala to na stosowanie nitów przy budowie różnego rodzaju zbiorników, także ciśnieniowych.

Rodzaje połączeń nitowych

Nitowanie dzielimy na:

·         zwykłe, kiedy obydwa "łby" nitu występują ponad powierzchnię nitowanych części,

·         rurkowe,

·         kryte, kiedy łby nitów są schowane równo z powierzchnią łączonych części. Ponieważ ten typ nitowania ma gorsze właściwości wytrzymałościowe bywa stosowany tylko w ostateczności.

Nit i stosowanie

Nit w swej wyjściowej formie składa się z główki (1) i trzonu (szyjki) (2). Umieszczony w otworze w łączonych elementach zostaje zakuty (zamknięty) przez spęczanie trzpienia, tworząc zakuwkę (3). Zamykanie nitu przeprowadza nitowacz (robotnik) ręcznie, przy pomocy młotka ręcznego lub pneumatycznego, ręcznej nitownicy (kształtującej zakuwkę) lub nitownicy maszynowej. Do nitowania ręcznego stosujemy: młotek ślusarski, wspornik do łba nitu, dociskacz do uszczelnienia nitowania oraz zakuwnik do uformowania zakuwki.

Nity niewielkich rozmiarów można zakuwać na zimno. Większe i w bardziej odpowiedzialnych konstrukcjach zakuwa się na gorąco.

Długość trzpienia nitowanego powinna być równa sumie grubości obu łączonych elementów, powiększonej o długość trzpienia, przeznaczoną do uformowania zakuwki.

Otwory do nitów są albo wiercone, albo przebijane na specjalnych tłoczarkach; otwory wiercone mają kształt walcowy, a przebijane stożkowy. Powierzchnie otworów zarówno wierconych jak i przebijanych wyrównuje się rozwiertakiem-zdzierakiem. Zewnętrzne brzegi otworów nawierca się tak, aby umożliwić tworzenie się szyjek pod łbami nitów. Szyjka przejściowe zapewniają większą wytrzymałość połączenia.

Właściwości połączenia nitowego

Wprawdzie połączenie nitowe jest przynajmniej częściowo połączeniem ciernym, to obliczenia wytrzymałościowe połączeń nitowych dokonuje się zakładając, że to nit lub ich grupa przenosi całe obciążenie. Nity najczęściej pracują na rozciąganie lub ścinanie i te warunki konstruktor musi uwzględnić projektując połączenie nitowe.

Dane

Q=3200N

g=4mm

-Rodzaj połączenia: jedno cięte  Pozostałe dane dobrać z literatury.

-Dobieram materiał nitu: Stal zwykłej jakości St3N

-Obliczam średnice nitu:  

d=2g=8

-Dobieram średnicę nitu wg. PN

d=8mm

-Obliczam długość nitów:

L=L1+Lo

L1- Łączna grubość łączonych części

L0-Naddatek na spęczanie Nita w otworze i na utworzenie zakuwki przyjmuje się

L0=1,5d

L0=12mm

-Obliczam średnice otworu

d0=d+(0,1)

d0= 8,1mm

-Sprawdzam warunek na naciski powierzchniowe

d0g≤3,2m

d0g=8,14=2,02≥1,6mm

-Z tabeli wartości dopuszczalnych naprężeń dobieram naprężenia

Kn=75MPa

K0=187,5MPa

Kr=120MPa

-Obliczam liczbę nitów z warunku na naciski powierzchniowe

n≥Qg*d0*ko=32004*187,5*8,1≈32006025≈0,531

-Obliczam warunek na ścinanie nitów

τ=Qπ*d204*m*n=32003,14*8,124*1*2=3200100=31MPa

-Przyjmuję liczbę nitów

n=2

-obliczam szerokość blachy

b*≥Qg*kr+n1*d=32004*120+2*8=22,6

-Przyjmuję szerokość blachy

b*=30mm

-Odległość między rzędami nitów

a= 3d=3*8=24

-odległość nitu od krawędzi

e= e1=2,5d=2,5*8=20mm

-Podziałka główna

t=4d=4*8=32mm

-Ze względu na rozmieszczenie nitów wymagana szerokość pasa blachy powinna wynosić

bw=2e+t=40+32=72mm

-Sprawdzam wytrzymałość połączenia

Na rozciąganie

σr=Q2g*(bw-3d0)=3200381=8,31MPa

Z warunku na ścinanie

p=Qe-d02*g*n≤kt

p=3200127,6=25MPa

-Przyjmuję pas blachy:

b=100mm

-Sprawdzam wytrzymałość połączenia po dobraniu pasa blachy z tabeli

Z warunku na rozciąganie

σr=Q2g*(b-3d0)=3200605,6=5,28MPa

9