Zavrtnjevi

Osnove metalnih konstrukcija 1

Obični zavrtnjevi


Predosti 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

d

b

hs

ae

cd

d0m b

l

a šestougaona glavab vrat zavrtnjac navrtkad podloška


Md ed

bs

s

s

d

d

s0,9

ih

R

1ll

30

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


Dimenzije metričkog navoja

ZAVRTANJ

p

NAVRTKAt

t/ 2

t/ 8

t/ 6

t/ 2

60

3 2d d d

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.

tdttdd ⋅−=⋅−⋅+= 4/32/28/22

dtttdd −=⋅+⋅−⋅+= 12/176/228/23

)30tan2/( o⋅= pt

t⋅


Podela prema tačnosti izrademm 3,00 ≤−=∆ ddda) Obrađeni (upasovani) zavrtnjevi,

b) Neobrađeni (neupasovani) zavrtnjevi mm 0,10 ≥−=∆ 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 referentni standardi


Označavanje zavrtnjevaOznaka 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 su zavrtnjevi izrađeni, odnosno njegove mehaničke karakteristike:– fu čvrstoća na zatezanje i– fy granica razvlačenja.

Klasa čvrstoće se označava sa dva broja razdvojena tačkom!


Značenje oznake klase čvrstoćeBroj na prvom mestu predstavlja stoti deo čvrstoće na zatezanje u MPa:fu / 100.

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

Obični zavrtnjevi se izrađuju u sledećim klasama čvrstoće: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


Smičući spojevi


Ponašanje zavrtnjeva u smičućim spojevima

N dd

1/2

zavrtanjDeformisan

Stvarniomotaèu rupePritisak po

Napon smicanja

Proraèunski

1/2

bb

-

-

b

aa

b

t 0


Deformacije kod smičućih spojeva

Savijanje zavrtnjeva Gnječenje osnovnog materijala

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


F-δ dijagrami


Vrste spojeva

• Smičući spojevi (SS) i smičući spojevi sa tačnim naleganjem (SST) kod kojih se sila prenosi smicanjem tela zavrtnja;

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

• Kombinovani spojevi (KS) istovremeno smicanje i zatezanje.


Podela zavrtnjeva prema funkciji

• Statički zavrtnjevi – učestvuju u prenošenju sila koje deluju na mestu veze ili nastavka;

• Konstruktivni zavrtnjevi – usvajaju se iz konstruktivnih razlga, kao što su ukrupnjavanje delova, obrazovanje poprečog preseka, prijanjanje različitih elemenata...


Različita naprezanja zavrtnjeva

a) smicanje

b) zatezanje

c) kombinovano naprezanje

d) konstruktivni zavrtnjevi


Poračun nosivosti zavrtnjeva u smičućim spojevima

Vidovi loma su kao kod smičućih spojeva sa zakivcima:• 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, =

vF nosivost zavrtnja na smicanje

bF nosivost zavrtnja na pritisak po omotaču rupe


Nosivost zavrtnjeva na smicanje

dopvvdmAmF τπτ ⋅

⋅⋅=⋅⋅=

4

2

dop1,

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

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


Sečnost zavrtnjeva


Nosivost zavrtnjeva na pritisak po omotaču rupe

dopbb dtF ,min σ⋅⋅= ∑minΣt minimalna debljina limova koji su

opterećeni u istom pravcu,d prečnik tela zavrtnja,σb,dop dopušten napon pritiska po

omotaču rupe.

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


Određivanje minimalne debljine

∑2

1minmintt

t =

+

=∑2

31minmint

ttt


Dopušteni naponi za neobrađene zavrtnjeve

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

napona Č0361 Č0362 Č0363

Č0451 Č0452 Č0453

Č0561 Č0562 Č0563

Č0361 Č0362 Č0363

Č0451 Č0452 Č0453

Č0561 Č0562 Č0563

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

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

napona Č0361 Č0362 Č0363

Č0451 Č0452 Č0453

Č0561 Č0562 Č0563

Č0361 Č0362 Č0363

Č0451 Č0452 Č0453

Č0561 Č0562 Č0563

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

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


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

d2 srednji prečnik navoja,d3 prečnik jezgra zavrtnja.

d


Ispitivanje zavrtnjeva na zatezanje


Dopuštena sila zatezanja

t,dopsdopt AF σ⋅=,

As površina ispitnog preseka zavrtnja,

σt,dop dopušten napon zatezanja za zavrtnjeve.

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

Nosivost obrađenih i neobrađenih zavrtnjeva na zatezanje je ista!


Kombinovano naprezanje zavrtnjeva

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


Kontrole naprezanja

dopvFV ,1 ≤Smicanje:

doptt FN ,1, ≤Zatezanje:

12

,

1,

2

,

1 ≤

+

dopt

t

dopv FN

FVKombinovano

naprezanje:

V1 maksimalna smičuća sila u zavrtnju,

Nt,1 maksijalna sila zatezanja u zavrtnju.


Redukcija nosivosti kod dugačkih veza

vredv FF ⋅= β,

dd

⋅⋅−

−=200

151 lβKoeficijent redukcije:

1 ≤ β ≤ 0,75

Documents

Zavrtnjevi