Proračun kotlovskih sastavaka

Zakivak, kad se ohladi i skupi, steže limove. Kako je ovde slobodno skupljanje ograničeno limovima, u zakivku se javlja elastična uzdužna sila S usled koje zakivak je izložen istezanju, a limovi pritisku.

Napadnoj sili P, sl. 35, koja deluje poprečno na pravac uzdužne sile, suprotstavlja se otpor protiv klizanja u S, koji sprečava pomeranje limova. Skupljanjem pri hlađenju smanjuje se i prečnik zakivka i usled toga on ne ispunjava potpuno rupu. Stoga dok sila P ne savlada otpor trenja i dok ne nastupi klizanje limova, zakivak nije izložen ni smicanju preseka ni pritisku sa strane lima. Otpor protiv klizanja je, prema tome, merodavan za održavanje potrebne zaptivenosti: ako ga nadvlada sila u radu P, nastupiće pomeranje jednog lima u odnosu na drugi (mada sasvim neznatno), a u vezi s tim i popuštanje zaptivenosti. Otpor protiv klizanja utoliko je veći ukoliko je veća uzdužna sila u zakivku. Merenjima je utvrđeno da, kod pravilno zakovanih sastavaka, zakivak je napregnut uzdužnom silom gotovo do granice razvlačenja. Na taj način, ako je zakivak napregnut nazivnim naprezanjem σ_n=S/f, otpor protiv klizanja, po jedinici površine preseka zakivka, iznosi μσ_n [kp/cm²]. Da bi u zakovanom sastavku postojala izvesna sigurnost protiv klizanja, sila u radu, sračunata isto tako na 1 cm² površine preseka zakivka, treba da je manja od otpora trenja. Vrednosti specifičnog otpora protiv klizanja određene su za sve vrste kotlovskih sastavaka merenjima. Kod jednosečnih sastavaka otpor trenja dostiže vrijednost 1000-1400 kp/cm²; pri tom veće vrednosti važe za podbijene sastavke. Kod dvosečnih sastavaka otpor trenja deluje između dve aktivne površine, ali njegova vrednost nije dvaput veća. Ovo je usled toga što limovi nisu nikad potpuno iste debljine, pa je i otpor trenja na strani tanjeg lima manji.

Slika 35

Dozvoljene vrednosti otpora protiv klizanja k_{n dozv} daju se uz ostale podatke o sastavcima.

Proračun kotlovskih sastavaka vrši se prema ovim pretpostavkama:

1) Čvrstoća sastavaka zasniva se isključivo na otporu trenja između limova. Drugim rečima, veličina sile koja nastoji da pomeri limove ne sme prekoračiti otpor protiv klizanja.

2) Opterećenje se raspoređuje podjednako na sve zakivke.

3) Naprezanje u presecima lima opada po redovima zakivaka ukoliko svaki prethodni red zakivaka prima na sebe svoj deo opterećenja. Najviše je, prema tome, napregnut lim u krajnjim, tj. spoljašnjim redovima zakivaka.

4) Da bi se osigurala mogućnost podbijanja sastavka, korak u odnosu na krajnji red zakivaka ne treba da je veći od e=8 t. Za opštu izdržljivost sastavka je važno da lim ima u svim redovima zakivaka podjednaku čvrstoću. Stoga u krajnjim redovima, lim treba da bude najmanje oslabljen. To se postiže primenom šavova sa raznim brojem zakivaka u pojedinim redovima, odnosno povećanjem koraka u krajnjem redu, sl. 48.

5) Slabljenje lima u preseku gde su rupe za zakivke određeno je takozvanim koeficijentom slabljenja lima, sl. 35:

$\phi=\frac{e-d}{e}$

Ako je, dakle, debljina lima »t«, onda bi na mestu gde se prave rupe za zakivke lim trebalo podebljati u istom odnosu u kom je presek oslabljen. Tada bi čvrstoća u oslabljenom i neoslabljenom delu lima bila podjednaka. Bilo bi vrlo ekonomično podebljati lim samo na mestu sastavaka, ali graditi kotlovske doboše od limova sa ovako podebljanim ivicama i sastavljati doboše u zajednički cilindrični kotao bilo bi vrlo teško, gotovo nemoguće. Stoga ne preostaje drugo nego da se podeblja celi lim i da se prema tome jedan deo materijala nekorisno utroši. Ovaj nekorisni utrošak biće utoliko manji ukoliko se lim manje slabi, tj. ukoliko se on više približava vrednosti 1. Pri zadanom prečniku »d« vrednost koeficijenta φ utoliko je bliža 1 ukoliko je korak »e« veći. Pošto krajnji red zakivaka najviše slabi lim, treba u taj red staviti što manji broj zakivaka, i zato se tu povećava korak »e«, sl. 48.

Spajanje zakivcima

Proračun kotlovskih sastavaka

Nepropustljivi sastavci

Čvrsti sastavci