Određivanje broja zakivaka u sastavku

Sastavak sa »n« zakivka imaće »n« puta veću moć nošenja:

$P=n\ \frac{{d}^{2}\ \pi }{4}\ \tau _a \quad {\left[ {kp} \right]}$

Ova formula služi za određivanje broja zakivaka, koliko ih treba da ima jednosečan sastavak opterećen spoljašnjom silom P. Pri tom se prečnik »d« odabere prema konstrukcionim uslovima.

Moć nošenja dvosečnog sastavka s obzirom na smicanje:

$P=2\ \frac{{d}^{2}\ \pi }{4}\ n\ \tau _a =\frac{{d}^{2}\ \pi }{2}\ n\ \tau _a$

Moć nošenja sastavka s obzirom na pritisak u omotaču, ako je u sastavku »n« zakivka:

$P=n\ d\ t\ p \quad{\left[ {kp} \right]}$

Međusobno rastojanje zakivaka »e« u slučaju jednosečnog sastavka, sl. 55, treba računati iz uslova da moć nošenja zakivka pri smicanju

$P={d}^{2} \ \pi \ \frac{{\tau }_{a}}{4}$

bude jednaka moći nošenja lima pri istezanju:

$P={\left( {e-d} \right)}\ t \ {\sigma }_{z}$  tj.

${d}^{2} \ \pi \ \frac{{\tau }_{a}}{4}={\left( {e-d} \right)}\ t \ {\sigma }_{z}$

Slika 55

Kako je dozvoljeno naprezanje za smicanje nešto manje od dozvoljenog naprezanja za istezanje, to se može staviti: τ_a=0,8σ_z a iz formule d=3,2t izlazi t=d/3,2. Tada jednačina prima oblik:

$0,8\ {d}^{2} \ \pi \ \frac{\sigma_z }{4}={\left( {e-d} \right)}\ \sigma _z\ \frac{d}{3,2}$

$0,8\cdot d\cdot 3,2\ \cdot \frac{\pi }{4}={\left( {e-d} \right)}$

$2\ d=e-d; \quad e=3\ d$

Koeficijent slabljenja lima za ovaj slučaj:

$\phi =\frac{e-d}{e}=\frac{3d-d}{3d}=\frac{2}{3}=0,67$

S obzirom na mogućnost pravljenja glave, korak ne sme biti manji od e_min=2,5·d.

Maksimalno rastojanje između zakivaka ne sme prekoračiti izvesnu granicu kod koje bi već moglo nastupiti odvajanje konstrukcionih delova jednog od drugog u polju između dva zakivka. Među ovako odvojene delove dolazi vlaga i uništava postepeno sastavak. Obično je e_max=6·d.

Mere za međusobno rastojanje zakivaka treba zaokružiti na 5 ili 10 mm radi lakšeg razmeravanja. Pri spajanju pojedinih konstrukcionih delova treba uzimati uvek minimalni razmak da sastavci ispadnu što zbijeniji. Raspored zakivaka treba da je simetričan prema liniji sile, to jest prema težišnoj osi konstrukcionog dijela.

Odstojanje zakivaka od ivice lima. Ako je prečnik zakivka ispravno izračunat s obzirom na smicanje i pritisak u omotaču, može veza da popusti na taj način što se materijal lima smakne na dužini »a«, sl. 52. Da ne bi to nastupilo, a da bi materijal bio svuda podjednako iskorišćen, sigurnost protiv gnječenja materijala u omotaču mora biti jednaka sigurnosti lima protiv smicanja, tj.:

$d\ t\ p= 2\ a\ t\ \tau _a$

Prema prethodnom, može se staviti p=3τ_a tada izlazi:

$d\ t\ 3\ \tau _a= 2\ a\ t\ \tau _a;\quad  a=1,5\ d$

Iz konstrukcionih razloga i radi veće sigurnosti redovno se uzima kao normalno odstojanje zakivaka od ivice lima a=2d, s tim da se u krajnjem slučaju može ići do vrednosti 1,5d. Odstojanje zakivka do kraja konstrukcionog dela normalno na liniju sile takođe se računa prema a=1,5 d, sl. 56. Iz toga sledi da najmanja širina lima, u slučaju ako u smeru sile dolazi samo jedan red zakivaka, treba da iznosi 3d.

Primer. Štap širine b=140 mm i debljine t=12 mm vezan je sa drugim štapom pomoću 4 zakivka prečnika d=20 mm, sl. 56. Izračunati naprezanja u pojedinim elementima sastavka ako je opterećenje štapa P 12.000 kp. Delovi su od vruće valjanog čelika Č. 0360, jačine 37 kp/mm².

Da bi se dobila slika podele opterećenja u sastavku, zamišlja se da je svaki zakivak obavijen zasebnom trakom i da svaka traka prima onaj isti deo od ukupne sile P kojim je opterećen i svaki zakivak. Ako se tu, dakle, nalaze 4 zakivka, svaka traka je zategnuta silom P₁=P/4. Iz slike se vidi da presek 1-1 prima celokupnu zatežući silu (4 zategnute trake). Štap je u tom preseku najviše napregnut. Presek 2-2 prima samo 3/4P, a presek 3-3 je 1/4P. Naprezanje u preseku 2-2 iznosi približno 3/4, a u preseku 3-3 iznosi 1/4 od naprezanja u preseku 1-1. Ukoliko je veće naprezanje, utoliko se štap više izdužuje i utoliko više naginje klizanju. Granica klizanja će biti, stoga, dostignuta najpre u prvom redu zakivaka. Ukoliko ima više redova utoliko će manje biti iskorišćen otpor protiv klizanja u poslednjim redovima. Stoga se i ne primjenjuju sastavci sa više od 4 reda.

Slika 56

1. Sastavak je dvosečni, a prema tome naprezanje zakivaka od smicanja:

$\tau _a=\frac{P}{2\ \frac{\pi \ {d}^{2}}{4}\ n}=\frac{12000}{2\cdot \frac{3,14\cdot 4}{4}\cdot 4}=480\ kp/{cm}^{2}$

dok dozvoljeno naprezanje pri statičkom opterećenju iznosi T_dozv= 700 kp/cm².

2. Specifični pritisak u omotaču

$p=\frac{P}{d\ t\ n}=\frac{12000}{2\cdot 1,2\cdot 4}=1250\ kp/{cm}^{2}$

dozvoljeni specifični pritisak: P_dozv=1400 kp/cm².

Uz pretpostavku podjednake podjele opterećenja, svaki zakivak prenosi silu:

$P_1=\frac{12000}{4}=3000\ kp$

Naprezanje lima neće biti jednako u pojedinim redovima, pošto svaki prethodni red prima na sebe jedan deo sile, tako da se sila postepeno smanjuje od prvog reda zakivaka ka posljednjem.

3. Naprezanje u neoslabljenom delu štapa:

$\sigma _z=\frac{P}{b\ t}=\frac{12000}{14\cdot 1,2}=715\ kp/{cm}^{2}$

4. Naprezanje štapa u prvom redu zakivaka, gde je presek oslabljen rupom za zakivak:

$\sigma _z=\frac{P}{{\left( {b-d} \right)}\ t}=\frac{12000}{{\left( {14-2} \right)}\cdot 1,2}=834\ kp/{cm}^{2}$

dok je pri mirnom opterećenju σ_dozv=900 kp/cm².

5. Naprezanje štapa u drugom redu zakivaka, pošto je prvi red već primio silu P₁=3000 kp:

$\sigma _z=\frac{P-P_1}{{\left( {b-2d} \right)}\ t}=\frac{12000-3000}{{\left( {14-2\cdot 2} \right)}\cdot 1,2}=750\ kp/{cm}^{2}$

6. Naprezanje štapa u trećem redu, gde se nalazi 1 zakivak koji prenosi silu P₁=3000 kp:

$\sigma _z=\frac{P_1}{{\left( {b-d} \right)}\ t}=\frac{3000}{{\left( {14-2} \right)}\cdot 1,2}=208\ kp/{cm}^{2}$

Spajanje zakivcima

• Materijal i izrada zakivaka

• Vrste zakivaka

• Vrste sastavaka

Proračun kotlovskih sastavaka

• Proračun debljine lima

• Otpor protiv klizanja limova

Nepropustljivi sastavci

Čvrsti sastavci

• Određivanje broja zakivaka u sastavku

Ceo sadržaj knjige: Elementi mašina - Inženjer Vasilije Volkov