MK1 - Predavanje 10

Metalne konstrukcije 1 P10-1


Vrste sredstava za veze

1. Mehanička spojna sredstva- zakivci- zavrtnjevi- čepovi

2. Tehnološki postupci spajanja- zavarivanje- lepljenje


Zavrtnjevi


Predosti zavrtnjeva u odnosu na zakivke

• ujednačen kvalitet (industrijska proizvodnja),• jednostavnija oprema i jeftinija radna snaga za

ugradnju,• nezavisnost u odnosu na vremenske uslove,• brža ugradnja i• manja cena.


Oblik i dimenzije običnih zavrtnjeva

a šestougaona glavab vrat zavrtnjac navrtkad podloška

d

b

hs

ae

cd

d0

m b


M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 b 19,5 23 26 28 29,5 32,5 35 i 2,5 3,0 4,0 4,0 4,5 4,5 5,0 e 20,88 26,17 32,95 35,03 39,55 45,20 50,85 h 8 10 13 14 15 17 19 s 19 24 30 32 36 41 46 R 0,6 0,6 0,8 0,8 0,8 1,0 1,0

Navrtka m 10 13 16 18 19 22 24

Podloška d1 14 18 22 24 26 30 33 d2 24 30 37 39 44 50 56

Md ed

bs

s

s

d

d

s0,9

ih

R

1ll

30


Dimenzije metričkog navoja

d nominalni prečnik zavrtnja,d2 srednji prečnik navoja,d3 prečnik jezgra zavrtnja,p korak navoja koji zavisi od prečnika zavrtnja (npr. za M12

p=1,75 mm),t visina navoja koja zavisi od koraka navoja.

ZAVRTANJ

p

NAVRTKA

tt/

2t/

8t/

6t/

2

60

3 2d d d

tdttdd ⋅−=⋅−⋅+= 4/32/28/22

tdtttdd ⋅−=⋅+⋅−⋅+= 12/176/228/23

)30tan2/( o⋅= pt


Podela prema tačnosti izrade

a) Obrađeni (upasovani) zavrtnjevi,b) Neobrađeni (neupasovani) zavrtnjevi

mm 3,00 ≤−=Δ dddmm 0,10 ≥−=Δ ddd

Zavrtanj M20 obrađen zavrtanj neobrađen zavrtanj

nominalni prečnik d = 20 mm d = 20 mm

prečnik tela zavrtnja d = 21 mm (za proračun) d = 20 mm

prečnik rupe d0 = 21 mm d0 = 21 mm


Specifični oblici zavrtnjeva

a) zavrtnjevi sa unutrašnjom šestougaonom glavom;b) zavrtnjevi sa upuštenom glavom;c) zavrtnjevi bez navrtke;d) konusni zavrtnjevi.


Standardne navrtke i podloške


Specijalne podložne pločice

za I profile za U profile elastične


Delovi kompleta zavrtnjeva i referentnistandardi


Označavanje zavrtnjeva

Oznaka treba da sadrži informacije o:• vrsti navoja (M ili “),• prečniku zavrtnja (d),• dužini zavrtnja (l),• kvalitetu materijala od koga je izrađen i• standardu po kome je zavrtanj izrađen.

Mdxl...k.č – (JUS M.B1.068)Primer: M20x100...5.6


Prikazivanje zavrtnjeva na crtežima

Nazivni prečnik M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 Osnovne oznake

za zavrtnjeve 28

31

Obrađeni zavrtnjevi

28

31

Montažni zavrtnjevi

28

31

Montažne rupe

i zavrtnjevi 28

31


Klase čvrstoće zavrnjeva

Klasa čvrstoće definiše kvalitet čelika od kog suzavrtnjevi izrađeni, odnosno njegove mehaničkekarakteristike:

– fu čvrstoća na zatezanje i– fy granica razvlačenja.

Klasa čvrstoće se označava sa dva broja razdvojenatačkom!


Značenje oznake klase čvrstoće

Broj na prvom mestu predstavlja stoti deo čvrstoćena zatezanje u MPa:fu / 100.

Broj na drugom mestu predstavlja desetostrukiodnos granice razvlačenja i čvrstoće na zatezanje: 10 ( fy / fu ).

Obični zavrtnjevi se izrađuju u sledećim klasamačvrstoće:4.6 4.8 5.6 5.8 i 6.8.


Klasa čvrstoće

Granica razvlačenja fy [MPa]

Čvrstoća na zatezanje uf [MPa]

Izduženje δ5 [%]

4.6 240 400 22 5.6 300 500 20 6.8 480 600 8


Vrste spojeva sa zavrtnjevima

• Smičući spojevi (SS) i smičući spojevi sa tačnimnaleganjem (SST) kod kojih se sila prenosismicanjem tela zavrtnja;

• Zatežući spojevi (ZS) kod kojih se sila prenosizatezanjem tela zavrtnja i

• Kombinovani spojevi (KS) istovremeno smicanje i zatezanje.


Različita naprezanja zavrtnjeva

a) smicanje

b) zatezanje

c) kombinovano naprezanje

d) konstruktivni zavrtnjevi


Ponšanje zavrtnjeva u smičućim spojevima


Naprezanja zavrtnja u smičućem spoju

N dd

1/2

zavrtanjDeformisan

Stvarniomotaèu rupePritisak po

Napon smicanja

Proraèunski

1/2

bb

-

-

b

aa

b

t 0


Stvarni i proračunski dijagrami napona

d d0 0max

max

=N/A

=N/Av

b b

σ

τ

τ

σStvarni dijagrami napona Proračunski dijagrami napona


Deformacije kod smičućih spojeva

Savijanje zavrtnjeva Gnječenje osnovnog materijala

Manji zazor (Δd=d0 - d) ⇒ manje deformacije!


Poračun nosivosti zavrtnjeva u smičućimspojevima

Vidovi loma su kao kod smičućih spojeva sazavrtnjevima:• Lom smicanjem tela zakivka,• Lom gnječenjem omotača rupe,• Lom neto preseka i• Lom cepanjem lima.


Lom neto preseka Lom smicanjem zavrtnjeva

Lom cepanjem limaLom gnje~enjem omota~a rupe

e1 1e


Lom smicanjem zavrtnjeva

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 δ [mm]

F [kN]


Lom cepanjem lima

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

δ [mm]

F [kN]


Lom neto preseka

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 10 20 30 40 50 60 70 80

δ [mm]

F [kN]


Nosivost zavrtnjeva u smičućim spojevima

bvdopv FFF ,min, =

Fv nosivost zavrtnja na smicanje

Fb nosivost zavrtnja na pritisak po omotaču rupe


Nosivost zavrtnjeva na smicanje

m sečnost zavrtnja,Av,1 površina poprečnog preseka tela zavrtnja,τdop dopušten napon smicanja id prečnik zavrtnja.

dopvvdmAmF τπτ ⋅

⋅⋅=⋅⋅=

4

2

dop1,

Kod obrađenih zavrtnjeva umesto prečnikazavrtnja (d) treba uzeti prečnik rupe (d0)!


Sečnost zavrtnjeva


Nosivost zavrtnjeva na pritisakpo omotaču rupe

minΑb minimalna površina kontakta između telazavrtnja i omotača rupe;

d prečnik tela zavrtnja;minΣt minimalna debljina limova koji su opterećeni u

istom pravcu;σb,dop dopušten napon pritiska po omotaču rupe.

dopbbb AF ,min σ⋅=

Kod obrađenih zavrtnjeva umesto prečnikazavrtnja (d) treba uzeti prečnik rupe (d0)!

dopbb dtF ,min σ⋅⋅=


{ }2,1,min ,min bbb AAA =


Određivanje minimalne debljine

⎩⎨⎧ +

=∑2

31minmint

ttt

⎩⎨⎧

=∑2

1minmintt

t


Dopušteni naponi za neobrađene zavrtnjeve

I slučaj opterećenja II slučaj opterećenja Vrsta čelika od kojeg su izrađeni elementi koji se spajaju Vrsta

napona S235 S275 S355 S235 S275 S355

Idopσ⋅7,1 II

dopσ⋅7,1 dopb,σ Pritisak po omo-taču rupe

270 315 410 305 350 450

Klase čvrstoće zavrtnjeva 4.6 5.6 6.8 8.8 4.6 5.6 6.8 8.8

dopτ uf⋅28,0 uf⋅315,0

Smicanje 112 140 168 224 126 157 189 252

dopt ,σ uf⋅275,0 uf⋅312,0

Zatezanje 110 137 165 220 125 156 188 250


Dopušteni naponi za obrađene zavrtnjeve

Dopušteni naponi nisu isti za obrađene i neobrađene zavrtnjeve, mada su izrađeni od materijala istog kvaliteta!

I slučaj opterećenja II slučaj opterećenja za spajanje delova od čelika Vrsta

napona S235 S275 S355 S235 S275 S355 Idopσ⋅0,2 II

dopσ⋅0,2 dopb,σ Pritisak po omotaču

rupe 320 370 480 360 410 530

Klase čvrstoće zavrtnjeva 4.6 5.6 6.8 8.8 4.6 5.6 6.8 8.8

uf⋅35,0 uf⋅40,0 dopτ Smicanje 140 175 210 280 160 200 240 320

uf⋅275,0 uf⋅312,0 dopt ,σ Zatezanje 110 137 165 220 125 156 188 250


Nosivost zavrtnjeva na zatezanje

Zavisi od:• kvaliteta materijala i• površine ispitnog preseka (As)

232

24⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

=ddAs

π

ZAVRTANJ

p

NAVRTKA

tt/

2t/

8t/

6t/

2

60

3 2d d d

d2 srednji prečnik navoja,d3 prečnik jezgra zavrtnja.


Ispitivanje zavrtnjeva na zatezanje


Dopuštena sila zatezanja

Zavrtanj M12 M16 M20 M22 M24 M27 M30 M33

As [cm2] 0,84 1,57 2,45 3,03 3,53 4,59 5,61 6,74

t,dopsdopt AF σ⋅=,

As površina ispitnog preseka zavrtnja,

σt,dop dopušten napon zatezanja za zavrtnjeve.

Nosivost obrađenih i neobrađenih zavrtnjeva nazatezanje je ista!


Kombinovano naprezanje zavrtnjeva

Zavrtnjevi koji su istovremeno opterećeni nasmicanje i zatezanje.Pored pojedinačnih kontrola nosivosti na smicanje i zatezanje potrebno je proveriti i interaktivno dejstvosmicanja i zatezanja!


Kontrole naprezanja

12

,

1,

2

,

1 ≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

dopt

t

dopv FN

FV

dopvFV ,1 ≤

doptt FN ,1, ≤

Smicanje:

Zatezanje:

Kombinovanonaprezanje:

V1 maksimalna smičuća sila u zavrtnju,

Nt,1 maksijalna sila zatezanja u zavrtnju.


Redukcija nosivosti kod dugačkih veza

dd

⋅⋅−

−=200

151 lβ 1 ≤ β ≤ 0,75Koeficijent redukcije:

vredv FF ⋅= β,

Documents

MK1 - Predavanje 10