background image

 

 

    POŁĄCZENIA

    2. POŁĄCZENIA NITOWE

Projektowanie połączeń nitowych mocnych 
(rys. 2.1), obciążonych siłami działającymi 
wzdłuż osi środków ciężkości elementów 
łączonych, polega na:

Rys. 2.1. Przykład połączenia nitowego 
dwurzędowego

background image

 

 

- doborze średnicy nitów,
- obliczeniu liczby nitów, przenoszących dane 
obciążenie,
- doborze lub obliczeniu wymiarów części 
nitowanych (pasów   
  blach, kształtowników itp.),
- ustaleniu wszystkich wymiarów projektowanego 
połączenia.

W obliczeniach wytrzymałościowych połączeń 
nitowych przyjmujemy następujące założenia 
upraszczające:

- obciążenie rozkłada się równomiernie na 
wszystkie nity (w  
  rzeczywistości najbardziej obciążone są nity 
skrajne),
- w połączeniach nitowanych na gorąco pomija się 
wpływ   
  zmęczenia materiału, przyjmując przy 
obciążeniach statycznych 
  i zmiennych jednakowe naprężenia dopuszczalne 
k

n

.

background image

 

 

Nity obliczamy z dwóch warunków 
wytrzymałościowych:

a) Na ścinanie

(2.1)

 

b) Na naciski powierzchniowe

(2.2)

F - siła zewnętrzna (obciążenie połączenia 
nitowego), 
d

o

 - średnica otworu nitowego (nitu 

zakutego), 

- grubość blachy (dla nitów jednociętych - 
grubość 

blachy cieńszej, a dla  dwuciętych -  

grubszej), 

- liczba ścinanych przekrojów w jednym nicie, 

)

 

(lub

4

2

0

t

n

t

k

k

n

m

d

F

0

0

k

d

g

n

F

p

background image

 

 

- liczba nitów, które należy ściąć, aby  rozłączyć 

połączenie (w połączeniach  zakładkowych - 
wszystkie nity, w połą czeniach 

nakładkowych - nity 

łączące

jeden z pasów z 

nakładkami),
k

n

 - umowne dopuszczalne naprężenia ścinające 

(tnące) dla nitów zamykanych na gorąco,
k

o

 - dopuszczalny nacisk powierzchniowy między 

powierzchnią 

boczną nitu i ściankami otworu.

We wzorze 2.2 iloczyn g



d

o

 przyjmujemy jako 

pole powierzchni nacisku na ściankę otworu.
Wartości umownych dopuszczalnych naprężeń 
ścinających dla nitów stalowych, nitowanych na 
gorąco, można przyjmować w granicach k

n

 = 70 - 

170 MPa, zależnie od technologii nitowania, liczby 
rzędów nitów i przeznaczenia złącza. W zbiorze 
zadań przyjęto dla St0 - k

n

 = 90 MPa, dla St3N - 

110 MPa oraz dla St44N - 125 MPa.

background image

 

 

Dopuszczalne naciski powierzchniowe na ścianki 
otworów przyjmuje się w zakresie k

o

 = (2 - 4) k

n

najczęściej k

o

 2,5 k

n

.

Przy obliczaniu nitów stalowych nitowanych na 
zimno (d  8 mm) wartość naprężeń 

dopuszczalnych k

t

 przyjmujemy z tabl. 4, a 

dopuszczalne naciski powierzchniowe – średnio  k

o

 

2,5 k

t

.

Porównując warunki wytrzymałościowe 2.1 i 2.2 
oraz przyjmując k

o

 2,5 k

n

 można wyprowadzić 

zależność:

(2.3)

Jeżeli warunek ten jest spełniony, wystarczy 
obliczać nity z warunku na ścinanie.

m

g

d

2

,

3

0

background image

 

 

W konstrukcjach stalowych najczęściej przyjmuje 
się d g  i przy takim założeniu nity oblicza się:

- na ścinanie - w przypadku nitów jednociętych,
- na naciski powierzchniowe - w przypadku nitów 
dwuciętych 
  (jeżeli d/g  1,6).

Według PN-88/M-82952, 82954 i 82957 (nity ze 
łbem kulistym, płaskim i soczewkowym) zalecane 
średnice trzpienia nitu wynoszą: = 1; 1,2; 1,6; 2; 
2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 24; 30 i 36 mm. 
Oznaczenie nitów stalowych ze łbem kulistym: 
NITdxl PN-88/ M-82952.

Dla nitów zamykanych na gorąco (d = 10 - 36 mm) 
przyjmujemy d

0

 = d + 1 mm, a dla nitów 

zamykanych na zimno (d  8 mm) - d

0

  d.

background image

 

 

Długość trzonu nitu l ustalamy z zależności: l = l

1

 + 

l

0

, w której l

- łączna grubość części łączonych, l

0

 - 

naddatek na spęczanie nitu w otworze i na 
utworzenie zakuwki. Orientacyjnie przyjmujemy l

= (1,3 - l,8)d.

Elementy nitowane (blachy, kształtowniki) 
obliczamy najczęściej z warunku 
wytrzymałościowego na rozciąganie, uwzględniając 
osłabienie rozpatrywanego przekroju przez otwory 
nitowe

    

 

(2.4)

gdzie:
b - szerokość płaskownika (pasa blachy), 
g - grubość blachy lub kształtownika, 
S - pole przekroju kształtownika, 
n

1

 - liczba nitów w obliczanym przekroju blachy 

(kształtownika),
k

r

 - dopuszczalne naprężenia rozciągające, 

przyjmowane z tabl. 4.

r

r

r

r

k

d

g

n

S

F

k

d

g

n

g

b

F

0

1

0

1

  

lub

  

background image

 

 

Obliczenia wystarczy wykonać dla przekroju 
najbardziej narażonego na zniszczenie. 

Według rys. 2.1 jest to: dla blach łączonych - 
przekrój I-I, a dla nakładek - przekrój II-II.

Jeżeli elementy nitowane są narażone na ściskanie, 
wówczas, zgodnie z zaleceniami podanymi w 
normie, należy pominąć osłabienie przekroju 
otworami pod nity.

Przy obliczaniu długich prętów ściskanych, np. w 
kratownicach, należy uwzględnić wpływ 
wyboczenia. W tym celu dobiera się (z tabl. 26) 
wytrzymałość obliczeniową stali f

d

 oraz smukłość 

porównawczą 

p.

background image

 

 

Po obliczeniu nośności obliczeniowej F

obl

 =  f

d

 

oraz ustaleniu wartości współczynnika 
wyboczeniowego 

 (z tabl. 27) w zależności od 

względnej smukłości pręta 

=



p

 sprawdza się 

nośność (stateczność) pręta ściskanego wg wzoru

 

(2.5)

Podczas projektowania połączeń nitowych należy 
uwzględnić podstawowe zalecenia technologiczno - 
konstrukcyjne:
- grubość nakładek jednostronnych 

powinna 

wynosić g

n

l,l g

  a każdej nakładki dwustronnej-  g

n

0,65g,

- w skrajnym rzędzie nitów (na rys. 2.1 -  przekrój I-
I
) należy 
  umieszczać – w miarę możliwości - tylko jeden nit,
- w kierunku działania obciążenia umieszczać 
maksimum 5 
  rzędów nitów 

lub 5 nitów,

- każdy element mocować co najmniej dwoma 
nitami.

obl

F

F

background image

 

 

Rozstawienie nitów należy projektować tak, aby nie 
osłabiać nadmiernie blach, zapewnić dostateczną 
wytrzymałość połączenia w pozostałych 
przekrojach niebezpiecznych oraz swobodny dostęp 
narzędzi przy nitowaniu sąsiednich nitów. 

W tym celu przyjmujemy następujące zależności 
wymiarowe: t

min

 = 2,2d (w połączeniach 

zakładkowych) i t

min

 = 3d (w połącze-niach 

nakładkowych), a = (2 - 3)de = (1,5 - 2,5)dei = 
(l,5 - 2,5), e

2

 = (1,5 - 2)d.

W połączeniach nitowych blachownie nity są 
obciążone jednocześnie momentem zginającym i 
siłą tnącą (rys. 2.2), a zatem różnice w obciążeniu 
poszczególnych nitów są znaczne. W takim 
przypadku obliczenia przeprowadzamy dla nitu 
najbardziej obciążonego:

background image

 

 

a) Obliczamy siłę F

max

, wywołaną momentem 

zginającym M

(wg rys. 2.2).

Obowiązuje zależność

Rys. 2.2. Schemat rozłożenia sił 

w złączu 

obciążonym 

momentem

h

h

F

F

1

max

1

background image

 

 

czyli

(2.6)

Moment zginający działa na wszystkie nity po 
jednej stronie złącza, stąd:

(2.7)

h

h

F

F

1

max

1

2

2

1

max

2

max

2

1

max

max

1

1

2

...

2

2

h

h

h

M

F

h

h

F

h

h

F

M

h

F

h

F

M

g

g

g



background image

 

 

Przy większej liczbie nitów niż podana na rys.2.2

(2.7a)

b) Obliczamy siłę tnącą T

i

, działającą na 1 nit

(2.8)

c) Siła wypadkowa F, działająca na 1 nit

(2.9)

Średnicę nitu obliczamy wg wzorów 2.1 i 2.2 
(przyjmując n = 1). Podany sposób obliczania nitów 
w blachownicach jest oparty na danych z literatury 
specjalistycznej - przy zastosowaniu uprosz-czeń 
dla wyznaczenia F

max

, zwiększających 

bezpieczeństwo.

2

max

2

i

g

h

h

M

F

n

T

1

2

1

2

max

T

F

F


Document Outline