Zakivci se presuju od okruglog šipkastog materijala, obično od žilavog vruće valjanog čelika jačine 34 kp/mm2.
Ovaj materijal ima visoku specifičnu istegljivost (25-30%) i visoku granicu razvlačenja, omogućuje uspešno podbijanje i lako se oblikuje (plastično deformiše) u usijanom stanju. Pri zakivanju limova od visokokvalitetnog materijala uzima se i za zakivke kvalitetniji materijal. U JUS standardima predviđena su četiri kvaliteta za čelične zakivke: vrste ČZ1 i ČZ2 namenjene su za običnu upotrebu, a vrste ČZ 1S i ČZ 25 za zakivke specijalnog kvaliteta. Vrsta čelika Č. 0248, namenjena za izradu zakivaka kvaliteta ČZ 1S, razlikuje se od vrste Č. 0247 samo nešto boljim stepenom čistoće. Namenjena je, uglavnom, kotlogradnji, gde se na materijal zakivaka postavljaju naročito visoki zahtevi. Radi raspoznavanja kvaliteta, na čeonoj strani glave utisne se oznaka »1S« ili »2S«.
Tabela 9
Prema tehničkim uslovima, sirovi zakivak mora imati čistu površinu bez prskotina, tragova kalupa, nabora i sl. Stablo zakivka treba da je cilindrično i da je odsečeno upravno na osu zakivka. Glava zakivka mora biti centrična u odnosu na osu stabla i mora imati pune i glatke ivice. Površina ispod glave treba da je potpuno glatka, ravna i upravna na osu stabla. Po obliku i dimenzijama, zakivci moraju da, u granicama dozvoljenih tolerancija, odgovaraju standardu. Mehaničko-tehnološke osobine materijala ispituju se naročitim probama.
Čelični zakivci prečnika 10-43 mm zakivaju se u vrućem stanju i daju čvrste i zaptivene sastavke. Pri tom materijal zakivaka treba da odgovara, po svojim mehaničkim osobinama, materijalu delova koji se vezuju. Zakivci do 10 mm debljine i zakivci od negvozdenog materijala (bakar, mesing, aluminijum, nikl) zakivaju se na hladno. Ako su zakivci od drugog materijala nego što su spojeni delovi, lako olabave usled temperaturnih promena, ako njihova istegljivost ne odgovara istegljivosti spojenih delova. Pored toga, kod ovakvih sastavaka, u slučaju dodira sa vrućim tečnostima, javljaju se galvanske struje koje razaraju vezu.
Obično se zakivci zagrevaju u naročitim pećima, koje se lože drvenim ugljenom ili koksom. Najbolje je, međutim, ako se zagrevanje vrši električnim putem ili plinskim plamenom. Pri tom treba obezbediti da zakivak ne pregori za vreme zagrevanja.
Rupe za zakivke mogu se izraditi na dva načina:
probijanjem i
bušenjem.
Pri probijanju se kvari okolni materijal, postaje tvrd, krt i dobija naprsline. Stoga kod važnijih konstrukcija probijanje rupa nije dozvoljeno. Pri bušenju, naprotiv, materijal se ne kvari, ali posao zahteva mnogo više vremena. Radi što produktivnijeg rada delovi se prethodno sastave, npr. pomoću montažnih zavrtanja, i onda se rupe buše istovremeno kroz dva ili više dela, već prema tome koliko ih ima u sastavku. Svaka se rupa na krajevima konično proširuje, sl. 27, radi zaobljenja koja dobija zakivak na mestima prelaza stabla u glavu. Posle bušenja delovi se demontiraju, čiste čeličnom četkom od strugotine, pa se sve ponovo sastavlja montažnim zavrtnjima, da bi se zatim pristupilo zakivanju.
Pri vrućem zakivanju stablo se zagreje do svietlo-crvenog usijanja (oko 1000° C). Usled skupljanja pri hlađenju, zakivak čvrsto steže delove. Javlja se, stoga, naponska veza kod koje je zakivak izložen istezanju, a delovi pritisku. Kako je skupljanje stabla srazmerno njegovoj dužini, ovo može kod dugačkih zakivaka izazvati otkidanje glave usled velikog prednapona u stablu. Obično se ovo dešava kad se takav zakivak suviše ohladi u toku zakivanja pa ne može više da se plastično deformiše kad se oslobodi od pritiska mašine za zakivanje. Stoga dužina stabla, a prema tome i ukupna debljina delova koji se zakivaju, ne treba da je veća od 4,5 d. Zakivanje treba dovršiti još pri zatvoreno-crvenoj boji (500° C), dok je materijal zakivka još dovoljno plastičan. Neznatno zakašnjenje u postupku zakivanja može dovesti do lošeg spoja. Zakivci se ne smeju zakivati u plavom usijanju (oko 300° C), jer je tada materijal krt, i u njemu se lako mogu pojaviti naprsline.
Izrada završne glave vrši se pomoću oblikača, sl. 27, ručnim ili pneumatskim čekićem, ili naročitim mašinama za zakivanje, gdje se glava presuje hidrauličnim ili vazdušnim pritiskom, ili električno. Pri ručnom zakivanju glava se oblikuje postepeno pod udarcima čekića. Pri presovanju završni oblik glave dobija se jednokratnim gnječenjem usijanog materijala, koji se na taj način lako plastično deformiše. Primenom specijalnih mašina za zakivanje mogu se od glatkih cilindričnih šipki istovremeno izraditi obe glave. Upuštene glave se presuju i zakivaju bez oblikača. Mašinsko zakivanje je bolje i sigurnije od ručnog, jer se usled velikog pritiska, koji proizvodi mašina za zakivanje, zakivak po celoj dužini pravilno sabija i stoga bolje naleže i bolje ispunjava rupu. Pored toga je i učinak pri mašinskom zakivanju nesrazmerno veći. Zakivanje hidrauličkim ili vazdušnim pritiskom kvalitetno je bolje od zakivanja udarcima, ali zbog složenijeg rukovanja mašinom za zakivanje, često se daje prednost vazdušnim i električnim čekićima. Pritisak pri zakivanju ne treba da je veći od 7000 kp/cm2 i treba da traje dotle dok se zakivak ne ohladi u dovoljnoj mjeri. Zakivak koji se pod pritiskom mašine potpuno ohladi dobija trajne deformacije, i može lako da se prekine, naročito u slučaju podbijanja.
Po završenom zakivanju, zakivak je izložen istezanju, a spojeni delovi - pritisku, sl. 35. Otpor protiv klizanja, koji će se pri tom javiti, treba da uravnoteži napadnu silu da ne bi došlo do relativnog pomeranja spojenih delova. Veličina uzdužne sile u zakivku i proizvedeni otpor protiv klizanja zavise od pritiska na zakivak pri njegovom zakivanju, od prečnika i dužine stabla i od temperature kod koje je dovršeno zakivanje.
Za uspešno zakivanje potreban je ispravan tehnološki postupak:
Zakivak treba pri montiranju ostaviti pod pritiskom mašine za zakivanje približno toliko sekundi koliko milimetara iznosi prečnik njegovog stabla;
Zakivanje ne treba vršiti redom, već na preskok, i najprije treba postaviti zakivke neposredno oko privremenih montažnih zavrtanja, da ne bi u toku rada došlo do međusobnog pomeranja rupa i da se lim zbog toga ne bi izdigao na pojedinim mjestima. Ovakav način zakivanja pospešuje ujedno odvođenje viška toplote. Na taj način smanjuje se mogućnost pregrevanja delova. Pregrejani delovi postaju krti i lako se deformišu;
Ukupna debljina delova koji se zakivaju ne treba da je veća od 4,5 d;
Rupe za zakivke treba da su dobro centrirane i da su izrađene po mogućnosti bušenjem, a ne probijanjem.
Pri zakivanju neobrađenih i neravnih limova u gradnji parnih kotlova, potrebna hermetičnost može se ostvariti jedino potpuno zatvorenim zaptivnim površinama sastavaka. Zatvaranje zaptivnih površina postiže se podbijanjem ivica lima i glava zakivaka. Ako su zakivci suviše udaljeni od ivice lima ili ako im je korak e≥8t, ne može se podbijanjem lima ostvariti potpuno zatvorena zaptivna površina. U sastavcima sa različitim brojem zakivaka u krajnim redovima, sl. 48, uspešno podbijanje treba osigurati bar onom redu zakivaka koji je najbliži kotlovskom pritisku (unutrašnje ivice). Na mestima gde površine sastavka nisu potpuno zatvorene počinje rđanje i remeti se zaptivenost. Podbijanje se sastoji u tome što se ivica jednog lima potiskuje pomoću dleta za podbijanje P, sl. 28, prema drugom limu. Radi lakšeg podbijanja, ivice limova kod svih sastavaka koji se podbijaju izrade se sa nagibom 1:3.
Slika 28
Pri podbijanju najpre se duž ivice lima izradi podbijačem polukružni kanalić (sl. 24, A). Time se materijal lima potisne prema sastavku, a onda se tupim podbijačem podbije i ovaj potisnuti dio. Limovi ispod 5 mm debljine ne mogu se podbiti. Između takvih limova stavlja se zaptivna traka od platna ili papira natopljena miniumom ili lanenim uljem. Krti materijali, kao npr. liveno gvožđe, pri zakivanju lako prskaju, a ne mogu se ni zakivati mašinskim putem. Između takvih delova stavljaju se naročiti limovi od mekog čelika ili bakra koji se lako podbijaju. Podbijanje se ne sme vršiti za vreme probe kotla vodenim pritiskom, jer se tada u obližnjim mestima obično pojavljuju nova propuštanja. Podbijanje se vrši ili ručno ili pneumatičkim podbijačem koji se pogoni komprimovanim vazduhom. Zakivci ne smeju biti suviše udaljeni od ivice lima da se ne bi pri podbijanju lim izdigao. Olabavi li neki zakivak, ne sme se ponovo podbijati, već se mora postaviti novi zakivak.
Spajanje zakivcima
Materijal i izrada zakivaka
Proračun kotlovskih sastavaka
Nepropustljivi sastavci
Čvrsti sastavci
Ceo sadržaj knjige: Elementi mašina - Inženjer Vasilije Volkov