Upload
others
View
37
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
CIVATA BAĞLANTILARI
Cıvatalar makinaların montajında, yatakların ve makinaların
temele tespitinde, boru flanşların, silindir kapaklarının
bağlantısında, çelik konstrüksiyonlarda ve benzeri bir çok
yerlerde bağlantı elemanı olarak kullanılırlar.
Bu sunu farklı kaynaklardan derlenmiştir.
Bağlama elemanı olarak somunlu, somunsuz ve saplama
olmak üzere üç şekilde kullanılır. Saplamaların bir tarafı
doğrudan doğruya bağlanacak parçaların birine vidalanır.
Saplamalar sık sık çözülmesi gereken sistemlerde kullanılır.
Cıvataların bağlama ve çözme işlemleri anahtar veya
tornavida denilen takımlarla yapılır.
Cıvatalı Bağlantı Konstrüksiyon Örnekleri
Parçalar
Rondela
Cıvatalar ve Vidaların görevleri:
1. Sökülebilen bağlantılarda tesbit cıvatası olarak
2. Tespit ettikten sonra öngerilim vermek maksadıyla.
3. Tapa ve kör tapa olarak.
4. Boşluk ve aşınmaları ayarlamak için ayar cıvatası olarak
5. Ölçme aletlerinde ölçü vidası olarak(mikrometre).
6. Küçük kuvvetleri büyük kuvvetlere çevirmek için
(mengene, vidalı pres).
7. Dönme hareketini ilerlemeye, ilerlemeyi dönmeye
çevirmek için (yivset-mermi).
Cıvataların teknikte neden çok kullanılırlar ?
1. Çözmek ve bağlamak çok kolaydır.
2. Standart olarak hazırlanmışlardır.
3. Kolay imal edilirler.
4. Değişik uygulamalar için değişik tipleri mevcuttur.
Dezavantajları;
1. Kendi kendine çözülmemesi için emniyet önlemleri almak
gerekir.
2. Vidanın merkezleme kalitesi yoktur.
3. Kertik (Çentik) tesiri ile kopabilir,
4. Ötelemenin dönmeye çevrilmesinde verim düşüktür.
Vidanın Özellikleri ve Genel Boyutlar
Vida silindirik çubukların dış ve dairesel deliklerin iç
yüzeyine açılmış helis şeklinde kanaldır. Vidayı;h hatve,
silindir çapı d ve eğim açısı ß olmak üzere üç ana faktör
karakterize eder.
Vida bir kanal şeklinde olduğu için dış (d) ve iç (d1)
olmak üzere iki çaptan ve bunlarını ortalamasından (d2) söz
edilebilir. Aynı durum eğim açısına da yansır.
h
d tan=h/(d)
h
h
Vidaların sınıflandırılması
CIVATA BAĞLANTILARI
Profillerine göre
Üçgen (Metrik, Whitworth),
Trapez, Testere, Yuvarlak,
Kare
Helis yönüne göre
sağ (siy) veya sol
(sity) helis
Ağız sayısına göre
bir, iki, üç veya dört
ağızlı olabilirler.
Üçgen vidalar l)Whitworth vidaları, Normal whitworth vidaları ve Whitworth boru vidası olarak ikiye ayrılır. -Normal Whitworth vidası: Tepe açısı 55° lik ikizkenar üçgen olan, dış yüksekliğinin de yuvarlatılarak 1/6 sı alınan bu vida bağlama işlerinde kullanılmaktadır.
Üçgen vidalar -Whitworth Boru vidası: TSCI/23 ...25 'e göre 1/8 "..6" arasında standartlaştırılmıştır. Dişleri fazla kalın olmayan boru cidarını zayıflatmamak için ince tutulmuştur- Orta (o) ve kaba (k) kalite olarak üretilirler. Sızdırmazlıkları keten lifler ve PTFE band ile sağlandığı gibi, sızdırmazlıkları kendinden sağlanan konik uçlu whitworth boru vidaları da vardır. (TS 61/26)
Üçgen vidalar
-BSF vidası: İngiliz standartlarında bulunan 3/16” den 4 1/4" kadar çaplar arasında standartlaştırılan bu vidaların tepe (uç) açısı 47,5°dir.
2) Metrik vidalar: Tepe açısı 60° olan bu vidaların kalın ve ince dişli tipleri vardır. İmalat toleransları ince (i), orta (o) ve kaba (k) olmak üzere üç gruba ayrılmıştır.
3)UST vidası: Metrik vida dişi gibi 60° tepe açılıdır Vida diş üstünde 1/8, diş dibinde ise 1/6’ lık bir düzeltme yapılmıştır. Kaba adımlı (MNC) ve ince adımlı UNF olmak üzere ikiye ayrılır.
CIVATA BAĞLANTILARI
NORMAL WHITWORTH VİDASI
CIVATA BAĞLANTILARI
WHITWORTH BORU VİDASI
CIVATA BAĞLANTILARI
BSF İNGİLİZ İNCE ADIMLI VİDASI
CIVATA BAĞLANTILARI
İç vida (somun)
Vida şaftı (dış vida)
Üçgen vidalar
CIVATA BAĞLANTILARI
Trapez Vidalar Vida kesiti 30° tepe açılı trapezdir. Hareket vidası olarak preslerin millerinde, krikolarda, ventillerde, vanalarda, torna tezgahlarının ana millerinde kullanılır. Çoğu kez otoblokajı kaldırmak ve hareketi hızlandırmak amacıyla çok ağızlı yapılır. Bazen sık sık çözülen yerlerde tesbit cıvatası olarak da kullanılır.
CIVATA BAĞLANTILARI
Trapez Vidalar
CIVATA BAĞLANTILARI
Testere dişli vidalar Çok önemli bir hareket vidasıdır. Tek yönden çok büyük kuvvetle yüklenen yerlerde örneğin preslerde kullanılır. Taşıyıcı yüzey vida eksenine hemen hemen dikeydir. Sırt yüzeyi ise bu eksenle 30°lik bir açı meydana getirir. Dış vidanın diş dibi çapı ile somunun diş dibi çapı eşit alınarak her iki parça için silindirik bir klavuz elde edilir. Bu yapılmazsa çalışmada tutukluk olur. Hareket vidası olarak kullanıldığından çok ağızlı olarak üretilirler.
CIVATA BAĞLANTILARI
Yuvarlak dişli vidalar Sızdırmazlık gereken yerlerde (şişe, kavanoz ağızlarında), keskin profilli vidaların pislik, kum, toz ve pastan fazla zarar gördükleri yerlerde (kirli su vana milleri, itaiye armatürleri) kullanılırlar.
CIVATA BAĞLANTILARI
Yuvarlak dişli vidalar
CIVATA BAĞLANTILARI
Kare (Dikdörtgen) vidalar Hareket vidası olarak kullanılırlar. Ancak imalattan sırasında taşıyıcı yüzeylerin temiz çıkması için torna tezgahının takımları çok hassas ayarlanmalı ve her iki diş yüzünü ayrı ayrı işlemeleri gerekir.
CIVATA BAĞLANTILARI
VİDA GÖSTERİMLERİ ÖZEL DURUMLAR
Metrik (M)
Diş başı çapı (mm) M20
Metrik ince diş (M)
Diş başı çapı (mm) x hatve (mm)
M80xl.5 Sol vida MlO.Sol
Whitworth vida (W)
Diş Başı çapı(inch) x hatve (mm)
W2"5.645 Çot ağızlı (2) vida M10.2 ağızlı
Trapez vida (Tr)
Diş başı çapı (mm) x hatve (mm)
Tr48x8 Çok ağızlı (3) sol vida M10.3 ağızlı sol
Testere vida (Tv)
Diş başı çapı (mm) x hatve (mm)
Tvl00xl2
Yuvarlak vida (Tv)
Diş başı çapı (mm) x hatve (mm) .
Yv40x 4.233
Boru dişi ve \idasi (R)
Borunun nominal çapı (inch)
Rl"
CIVATA BAĞLANTILARI
DIN ve TS Standartlarına göre semboller: d,dı,d2,D,Dı.D2,h,,p,t,t,,t2,a
CIVATA BAĞLANTILARI
Vida Toleransları: Vidaların birbirinden bağımsız olan 5 toleransı vardır ait oldukları boyutun indis olarak gösterirsek bunlar, Td, Td2, TD2, Td1, TD1 dir. cıvata ve somunlarda birim delik sistemi kullanılır. ISO tolerans sistemine göre cıvata vidasının tolerans bölgeleri e, g, h somun vidasının tolerans bölgeleri G, H'dir. Bu bölgelere bağlı olarak ince (i), orta (o) ve kaba (k) olmak üzere üç tolerans sınıfı vardır.
CIVATA BAĞLANTILARI
cıvata vidası M 20 - 4g 6g
Dış çapın tolerans alanı
Ortalama çapın tolerans alanı
CIVATA BAĞLANTILARI
Somun vidası M 14 - 4G 6G
Dış çapın tolerans alanı
Ortalama çapın tolerans alanı
Cıvata Malzemeleri ve Üretim Yöntemleri
Cıvata Malzemeleri Cıvata ve somunlar genellikle çelikten imal edilirler. Ayrıca çeşitli amaçlar için Al alasından, pirinç, teflon, polyamid gibi malzemeler de kullanılmaktadır. Cıvataların mekanik özellikleri kabartma olarak başlarına yazılır.
Eski Sembol
4A 4D 4S 5D 5S 6D 6S 6G 8G 10K 12K
Yeni Sembol
3.6 4.6 4.8 S6 5.8 6.6 6.8 6.9 8.8 10.9 12.9 14.9
ÜRETİM YÖNTEMLERİ
Talaş Kaldırarak Vida Dişi Açılması: Az sayıda yapılacak üretimde vida dişleri torna veya revolver tezgahlarında, lokmalar veya otomatik paftalar kullanılarak açılabilir. Trapez, testere, yuvarlak ve kare profilli vidalar torna tezgahında açılabilir. Büyük seriler halinde vida dişi soyma aparatları veya vida dişi frezeleme aparatları kullanılmak suretiyle ekonomik şekilde açılabilir. Bu aparatlarda yüksek kesme hızları ve bu sayede temiz vida dişi oturma yüzeyleri elde edilir.
ÜRETİM YÖNTEMLERİ
Talaş Kaldırarak Vida Dişi Açılması: Somunlar ise az sayıda üretileceklerse kılavuz kullanılarak elde veya matkapta, çok sayıda üretileceklerse otomatik somun dişi açma tezgahlarında üretilirler. Hareket vidalarının somun dişleri torna tezgahlarında açılır.
ÜRETİM YÖNTEMLERİ
Talaş Kaldırmadan Vida Dişi Açılması Bu metotla yaklaşık d2 çapındaki bir malzemeye ovalama ile dişler açılır, bu metodun talaş kaldırarak diş açma metoduna göre üstünlükleri; Malzeme tasarrufu Zaman tasarrufu Malzemenin liflerinin kesilmemesi sonucu titreşimli
yüklere karşı daha dayanıklı olması.
İki silindir segmanı ile
ÜRETİM YÖNTEMLERİ
CIVATA ŞEKİLLERİ
SOMUN ŞEKİLLERİ
FLANŞ BAĞLANTILARI
Cıvata Bağlantılarını Sıkma Ve Çözme Metodları
Ön gerilme kuvvetinin cıvataya sağlıklı olarak etki etmesi bağlantının emniyetli olması açısından önemli faktörlerden biridir. Bu nedenle seçilecek sıkma metoduna dikkat etmek gerekir. Bu amaçla kullanılan metotlar üç ana gruba ayrılırlar. 1.Mekanik olarak sıkma (tek ve çift ağızlı anahtarlarla, yıldız anahtarlarla, inbus "altı köşe" anahtarlarla, lokma anahtarlarla ve tornavidalarla) 2.Hidrolik (basınç) ile sıkma 3.Termik (ısı) ile sıkma
Altı köşe cıvatalar
Kanca anahtar
Özel başlı cıvatalar ve uygun takım (tornavida) ağızları
Takım
cıvata Başı
ÇÖZÜLMEYE KARŞI EMNİYET TEDBİRLERİ
Bir cıvata bağlantısının iyi bir ön gerilme kuvveti
verilerek sıkılmış olması çözülmeye karşı en büyük
emniyetidir. Fakat değişken olarak etki eden işletme
kuvvetinden dolayı ön gerilme kuvveti azalıp vida dişleri
arasında oluşturduğu sürtünme ortadan kalkabilir. Bu da
cıvata bağlantısının gevşemesine sebep olur. Tehlikeli olan
bu durumun önüne geçmek için şekil bağlı ve kuvvet bağlı
emniyet tedbirleri alınmaktadır. Bunların dışında son
zamanlarda yapıştırma usulü ile de cıvata bağlantılarının
emniyete alınması yoluna gidilmektedir.
Şekil bağlı cıvata emniyetleri
Çözülmeye Karşı Emniyet Tedbirleri
Kuvvet bağlı cıvata emniyetleri
Çözülmeye Karşı Emniyet Tedbirleri
Çözülmeye Karşı Emniyet Tedbirleri
Tırtılı rondela çifti (NORD-LOCK sistemi)
Somunların ve cıvata başının artına oturma yüzeyi düz
değilse (döküm ve dövme paçalarda olduğu gibi) bir pul
konur. Böylece sıkma ve çözme momentinin gereksiz
artması bağlanan parçaların yumuşak olması durumunda ise
pul oturma yüzeyini arttırdığından yüzeylerin ezilmesi
Önlenmiş olur. Çelik konstrüksiyonlarda ise U ve I
profillerinin ayaklan belli bir eğimde olduğu için cıvata
eksenine dik bir oturma yüzeyi sağlamak amacıyla özel
pullar kullanılır.
Çözülmeye Karşı Emniyet Tedbirleri
Profil çeliklerinde özel pul
CIVATA BAĞLANTILARI
Cıvata bağlantılarına bağlama;
Somunun sıkılması ile meydana
gelen ön gerilme kuvveti ile
gerçekleşir.
Cıvataların ön gerilmeli takılmaları,
1. Sızdırmazlığı sağlar
2. Değişken zorlanma durumunda, gerilme
genliğini azaltarak cıvataların ömrünü arttırır.
Bu kuvveti meydana getirebilmek için somun;
Mstop=Ms+M’ momenti ile sıkılmalıdır.
Hesaplama Yöntemi
Ms momenti cıvata vidası ile somun vidası arasındaki
sıkma momenti
M’ momenti somun veya cıvata başı ile bağlanacak parça
arasındaki sürtünme momentidir.
Sıkma olayının fiziksel esası eğik düzlem ve sürtünmeye
dayanmaktadır. Somunun sıkılması bir yükün eğik düzlem
üzerinde kaldırılmasına benzer.
Ft
Fn
Fn
Fön
h
Ms=Ft.d2/2
Sürtünme açısı
kare vidalar için tan= Fn/Fn=
Üçgen&trapez vidalar için tan’=’, ’=/cos(/2)
Ft
Fn Fn Fön
)tan(.
)tan(.
öntüçgen
öntkare
FF
FF
212
2
22
2;)tan()
2(2/.
;)tan()2
(2/.
dddd
FdFM
dFdFM
ı
öntüçgens
öntkares
0F
0F
y
x
Ft
Fn
Fn
Fön
Sıkma momenti
)ρ-βtan(F=F;)2
d(F=M
;)ρ-βtan(F=F;)2
d(F=M
'
ön
'
üçgent
2'
üçgentüçgençöz
ön
'
karet
2'
karetkareçöz
Çözme momenti
Ft’ Fn
Fn
Fön
M’ momenti somun veya cıvata başı ile bağlanacak parça arasındaki sürtünme momentidir.
M’ momentinin belirlenmesi
Cıvata Bağlantısının Kilitlenme (otoblokaj) Şartı
Tespit cıvatalarında bağlantının kendi kendine çözülmemesi istenir. Bunun için eksenel kuvvetinin bir döndürme momenti meydana getirmemesi gerekir. Bu durumda bağlantıyı sökmek için sökme yönünde bir moment uygulanması gerekir. Buna göre; şartından veya elde edilir. Bu cıvataların çözülmeme otoblokaj şartıdır. Kilitlemeli (otoblokajlı ) sistemlerde;
0tan2
dFM /2önçöz
/
0tan2
dFM /2önçöz şeklindedir.
Fn cosβ
Fn sinβ
Cıvatanın sökülmesini önleyen kuvvet Fn cosβ
Fn sinβ Cıvatayı sökmeye çalışan kuvvet
Cıvatanın kendiliğinden sökülmemesi için ;
Fn cosβ ≥ Fn sinβ
cosβ ≥ sinβ
≥ sinβ/ cosβ
tanρ ≥ tanβ
ρ ≥ β Kare vida
ρ′ ≥ β Üçgen vida
)tan(.
)tan(.
öntüçgen
öntkare
FF
FF
Ft
Fn Fn
Fön
)tan(.
)tan(.
öntüçgen
öntkare
FF
FF
Ft
Fn
Fön
β
Çözme durumunda
)tan(.
)tan(.
öntüçgen
öntkare
FF
FF
Ft
Fn Fön
β
Otoblokajlı durumda
ρ > β (Kare vida)
Verim
Cıvata sisteminin verimi sistemden alınan işin verilen işe oranından hesap edilebilir.
Sıkılan cıvatalarda
//2
ön
ön
s
ön
t
ön
tan
tan
2.tan2
dF
h.F
2.M
h.F
tan
hF
h.F
Çözülen cıvatalarda,
tan
)tan(
h.F
2.M /
ön
çöz
Otoblokajlı bir vidada;
Sınır durum olan β=ρ’ için açılar küçük
olduğundan; tan(β+ρ’)~ β+ρ’=2 β yazılarak
2
1
2)tan(
tan/
ÖNGERİLME TEORİSİ
Bu teori sıkılarak takılan bir cıvata bağlantısında, cıvata
sistemine gelen işletme kuvvetinin etkisini gösterir.
Bir cıvata bağlantısının,
a) Serbest
b) sıkıldıktan sonraki
c) işletme kuvveti etkisi altındaki
durumları şekillerle gösterilecektir.
Fön
δc
Fön
δp
δ’
Fctop
Fb
δp
δctop δptop
Fiş
Fz
Fo
φ ψ
Fön
δc
δ’
Fctop
Fb1
δp
Fz1
Fo1
φ1
ψ
Fz2
φ2
Fo2
Fb2
Fön=sbt
Fiş=sbt
Değişken zorlanmada
Fz Fz
FÖN FÖN
δc
δc
Değişken zorlanma durumunda
Fb Fb
FÖN FÖN
δp δp
Sızdırmazlık durumunda
Fb1 Fb2
FÖN
δp2
δp1
Sızdırmazlık durumunda
Fiş=sbt
ψ2 ψ1
Fön=sbt
Fiş=sbt
Değişken Kesitli Cıvataların Rijitliği
...)+A
L+
A
L(
E
1=....+
k
1+
k
1=
k
1
2c
2
1c
1
civ2c1ctopc
Sıkılan Parçaların Rijitliği
2
Lk+s=D)d-D(
4
π=A
L
AE=k
p
oeş
2
D
2
eşp
p
pp
p
Sıkılan parçalar arasında conta varsa
dD
conta
contaconta
conta
contapp s
EA=k
k
1+
k
1=
k
1
1top
Şekil :websitem.gazi.edu.tr/nihatgem
Mukavemet Hesabı
A) Öngerilmesiz cıvatalar
sd
FAkiş
ç
4
. 2
1
s3;
16
d.
M;
4
d.
F Ak22çB3
1
s
21
önç
B) Öngerilme ile bağlanan cıvatalar
35,1....2,1
4
.:
2
1
b
Akönb
ç cvesd
FciçinrmaBoyutlandı
ii) İşletme sırasında
sd
FAkTop
ç
4
. 2
1
Değişken zorlanmada
2
FF=F;
2
F+F=F
4
d.π
F=σ;
4
d.π
F=σ
minmax
g
minmax
o
2
1
g
g2
1
o
o
ç
eK
ı
Degby
ı
DD
g
D
Ak
o
Ak
önminzöntopmax
K
1=k;σ.5,0=σ;.....k.k.k.k.σ=σ
σ.σ
σ+σ
σ=s;F=F;F+F=F=F
b) Dış kuvvet enine etkiyorsa
i) Deliğe boşluklu takılan cıvatalar:
s
σ≤τ3+σ=σ
6,1....1,1=csayıCivata:i;i.μ
F.c=F
Ak22
çB
o
o
ön
ii) Deliğe boşluksuz takılan cıvatalar
emAk
2P
s.d.i
Fp;
s
4
d..n.i
F
C) Vidanın zorlanması
a) Dış kuvvet eksenel olarak etkiyorsa:
i) Sıkma sırasında
Statik zorlanmada
C) Vidanın zorlanması
sayısıdişzkuvvetgelendişez
FF :;1
emememhadz
FP
tdz
FPveyaP
dd
FP
)..(..
;...
)(4
1222
1
2
1
a=0,5 (kare vida)
a=0,65 (trapez vida)
a=0,75 (üçgen cıvata vidası)
a=0,85 (üçgen somun vidası)