POLITECHNIKA ÅšWI
TOKRZYSKA W KIELCACH
WYDZIAA
MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN
KATEDRA PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
Połączenia nitowe  przykłady obliczeń
Marcin Graba
wykład z przedmiotów: Podstawy Konstrukcji Maszyn, Podstawy Projektowania Inżynierskiego, Podstawy
Projektowania; studia stacjonarne i niestacjonarne; kierunki: MiBM, AiR, Transport, Inżynieria Bezpieczeństwa,
Zarządzanie i Inżynieria Produkcji, Energetyka
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Literatura wykorzystana do przygotowania wykładu
" Budynas R.G., Nisbett J.K., "Shigley s Mechanical Engineering Design", 8th edition in SI units, McGraw Hill, Printed in Singapore 2008.
" Burcan J.,  Podstawy rysunku technicznego , WNT, Warszawa 2006
" Dobrzański L.A.,  Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. Materiały inżynierskie z podstawami projektowania , WNT, Warszawa 2002
" Dobrzański T., "Rysunek Techniczny Maszynowy", WNT Warszawa 2002.
" Drewniak J., "Zbiór zadań z podstaw konstrukcji maszyn z rozwiązaniami - część 1", Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice 2000.
" Drewniak J., "Zbiór zadań z podstaw konstrukcji maszyn z rozwiązaniami - część 2", Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice 2000.
" Dziurski A., Kania L., Kasprzycki A., Mazanek E.,  Przykłady obliczeń z podstaw konstrukcji maszyn - tom 1: połączenia, sprężyny, zawory, wały maszynowe , praca zbiorowa pod redakcją E. Mazanka,
WNT, Warszawa 2005
" Dziurski A., Kania L., Kasprzycki A., Mazanek E., Ziora J.,  Przykłady obliczeń z podstaw konstrukcji maszyn - tom 2: łożyska, sprzęgła i hamulce , praca zbiorowa pod redakcją E. Mazanka, WNT,
Warszawa 2005
" Ferenc K, Ferenc J., "Konstrukcje spawane. Połączenia". WNT, 2006.
" Graba M.,  Elementy zapisu konstrukcji , materiały pomocnicze i informacyjne, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach, Kielce 2004
" Hibbeler R.C., "Engineering Mechanics - Statics, 12th edition", Published by Pearson Prentice Hall, New Jersey 2009.
" Knosala R., Gwiazda A., Baier A., Gendarz P.,  Podstawy konstrukcji maszyn - przykłady obliczeń , WNT, Warszawa 2000
" Kocańda S., Szala J.,  Podstawy obliczeń zmęczeniowych , PWN, Warszawa 1997
" Kurmaz L.W., Kurmaz O. L.,: Projektowanie węzłów i części maszyn , podręcznik, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach, Kielce 2007
" Lewandowski T.,  Rysunek Techniczny dla mechaników , WSIP, Warszawa 1999
" Lewandowski T.,  Zbiór zadań z rysunku technicznego dla mechaników WSiP, Warszawa 1999
" Neimitz A., Dzioba I., Graba M., Okrajni J., "Ocena wytrzymałości, trwałości i bezpieczeństwa pracy elementów konstrukcyjnych zawierających defekty", podręcznik akademicki, Wydawnictwo PŚk, 2008,
438 stron.
" Niezgodziński M.E., Niezgodziński T., "Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe", PWN 1977
" Norton R.L., "Machine Design. an Integrated Approach", third Edition, Pearson International Edition, Prinited in USA, 2006.
" Orlik Z., Surowiak W.,  Części maszyn - cz. , Państwowe Wydawnictwa Szkolnictwa Zawodowego, Bytom 1973
" Orlik Z., Surowiak W.,  Części maszyn - cz. , Państwowe Wydawnictwa Szkolnictwa Zawodowego, Bytom 1973
" Osiński Z., Bajon W., Szucki T.,  Podstawy Konstrukcji Maszyn , PWN, Warszawa 1978
" Potrykus J. (red.),  Poradnik mechanika , Wydawnictwo REA, Warszawa 2009
" Potyński A.,  Podstawy technologii i konstrukcji mechanicznych , WSiP, Warszawa 1995
" Praca zbiorowa pod red. M. Dietricha,  Podstawy konstrukcji maszyn - tom 1, , WNT, Warszawa 1999
" Praca zbiorowa, "Poradnik mechanika  tom I-II", WNT, Warszawa 1999.
" Rutkowski A.,  Części maszyn , WSiP, Warszawa 1986
" Rutkowski A., Stępniewska A.,  Zbiór zadań z części maszyn , WSiP, Warszawa 1984
" Skoć A., Spałek J.,  Podstawy konstrukcji Maszyn - tom 1: obliczenia konstrukcyjne, tolerancje i pasowana, połączenia , WNT, Warszawa 2006
" Skoć A., Spałek J.,  Podstawy konstrukcji Maszyn - tom 2: zasady dynamiki i tribologii, elementy podatne, wały i osie maszynowe, łożyska ślizgowe i toczne, sprzęgła i hamulce , WNT, Warszawa 2006
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
Projektowanie połączeń nitowych mocnych, obciążonych siłami działającymi
wzdłuż osi środków ciężkości elementów łączonych, polega na:
" doborze średnicy nitów,
" obliczeniu liczby nitów, przenoszących dane obciążenie,
" doborze lub obliczeniu wymiarów części nitowanych (pasów blach,
kształtowników itp.),
" ustaleniu wszystkich wymiarów projektowanego połączenia.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
W obliczeniach wytrzymałościowych połączeń nitowych przyjmuje się
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 kn.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
Nity oblicza się z dwóch warunków wytrzymałościowych: na ścinanie i na naciski
powierzchniowe.
F
Ä = d" kn lub kt
obliczanie nitów na ścinanie:
t
2
d0
Ä„ Å" Å" m Å" n
4
F
obliczanie nitów na naciski
p = d" ko
powierzchniowe:
n Å" g Å" d0
F - siła zewnętrzna (obciążenie połączenia nitowego),
d0 - średnica otworu nitowego (nitu zakutego),
g - grubość blachy (dla nitów jednociętych - grubość blachy cieńszej, a dla dwuciętych -
grubszej),
m - liczba ścinanych przekrojów w jednym nicie,
n - liczba nitów, które należy ściąć, aby rozłączyć połączenie (w połączeniach zakładkowych -
wszystkie nity, w połączeniach nakładkowych - nity łączące jeden z pasów z nakładkami),
kn - umowne dopuszczalne naprężenia ścinające (tnące) dla nitów zamykanych na gorąco,
k0 - dopuszczalny nacisk powierzchniowy między powierzchnią boczną nitu i ściankami otworu.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
We wzorze przy obliczaniu nitów na naciski powierzchniowe, iloczyn
gÅ"d0 przyjmuje siÄ™ jako pole powierzchni nacisku na Å›ciankÄ™ otworu.
Wartości umownych dopuszczalnych naprężeń ścinających dla nitów
stalowych, nitowanych na gorąco, można przyjmować w granicach
kn=70÷170MPa, zależnie od technologii nitowania, liczby rzÄ™dów nitów
i przeznaczenia złącza. Często dla nitów ze stali St0, kn=90MPa, dla
stali St3N - 110MPa oraz dla stali St44N - 125MPa.
Dopuszczalne naciski powierzchniowe na ścianki otworów przyjmuje
siÄ™ w zakresie k0=(2÷4)kn, przy czym najczęściej k0H"2.5Å"kn.
Przy obliczaniu nitów stalowych nitowanych na zimno (dd"8mm)
wartość naprężeń dopuszczalnych kt przyjmujemy z tablic
wytrzymałościowych podawanych w Polskich Normach, a
dopuszczalne naciski powierzchniowe ustala się na średnim poziomie
k0H"2.5kt.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
Porównując ze sobą warunki wytrzymałościowe dla obliczania nitów na ścinanie
oraz dla obliczania nitów na naciski powierzchniowe, a także przyjmując k0=2.5kt,
można wyprowadzić zależność postaci:
d0
3.2
d"
g m
Jeżeli warunek ten jest spełniony, wystarczy obliczać nity z warunku na ścinanie.
W konstrukcjach stalowych najczęściej przyjmuje siÄ™ dH"2.0Å"g i przy
takim założeniu nity oblicza się z warunków wytrzymałościowych:
" na ścinanie - w przypadku nitów jednociętych,
" na naciski powierzchniowe - w przypadku nitów dwuciętych
(jeżeli d/ge"1.6).
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
Według polskich Norm: PN-88/M-82952, PN-88/M-82954 i PN-88/M-82957 (nity ze
łbem kulistym, płaskim i soczewkowym) zalecane średnice trzpienia nitu wynoszą:
d = {1.0 ; 1.2 ; 1.6 ; 2.0 ; 2.5 ; 3.0 ; 4.0 ; 5.0 ; 6.0 ; 8.0 ; 10 ; 12 ; 16 ; 20 ; 24 ; 30 ; 36} mm
W obliczeniach wytrzymałościowych, należy podawać oznaczenie nitów
stalowych, np. nit stalowy ze Å‚bem kulistym:
NITdxl PN-88/M-82952,
gdzie d jest średnicą nita, a l jest jego długością.
Dla nitów zamykanych na gorÄ…co (d=10÷36mm), przyjmuje siÄ™, że
d0=d+1mm, a dla nitów zamykanych na zimno (dd"8 mm), przyjmuje się, że
d0H"d.
Długość trzonu nitu l ustala się z zależności: l=l1+l0, gdzie l1 to łączna
grubość części łączonych, l0 jest naddatkiem na spęczanie nitu w otworze
i na utworzenie zakuwki. Orientacyjnie przyjmuje siÄ™, że l0=(1.3÷1.8)Å"d.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
Elementy nitowane (blachy, kształtowniki) oblicza się najczęściej z warunku
wytrzymałościowego na rozciąganie, uwzględniając osłabienie rozpatrywanego
przekroju przez otwory nitowe:
F
à = d" kr
r
b Å" g - n1 Å" g Å" d0
F
à = d" kr
r
S - n1 Å" g Å" d0
gdzie:
b - szerokość płaskownika (pasa blachy),
g - grubość blachy lub kształtownika,
S - pole przekroju kształtownika,
n1 - liczba nitów w obliczanym przekroju blachy (kształtownika),
kr - dopuszczalne naprężenia rozciągające, przyjmowane zgodnie z Polską Normą.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
Obliczenia elementów łączonych  blach, wystarczy wykonać dla przekroju
najbardziej narażonego na zniszczenie. Według rysunku, 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.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
Przy obliczaniu długich prętów ściskanych, np. w kratownicach,
należy uwzględnić wpływ wyboczenia. W tym celu dobiera się z
tablic wytrzymałościowych z Polskiej Normy, wytrzymałość
obliczeniową stali fd oraz smukłość porównawczą p. Po obliczeniu
noÅ›noÅ›ci obliczeniowej, zgodnie ze wzorem Fobl=SÅ"fd oraz ustaleniu
wartoÅ›ci współczynnika wyboczeniowego Õ (zgodnie z PolskÄ…
Normą i tablicami wytrzymałościowymi) w zależności od względnej
 =  / p
smukłości pręta, obliczanej jako , sprawdza się nośność
(stateczność) pręta ściskanego według wzoru postaci:
F d" Õ Å" Fobl
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
Podczas projektowania połączeń nitowych należy uwzględnić podstawowe
zalecenia technologiczno-konstrukcyjne:
" grubość nakÅ‚adek jednostronnych powinna wynosić gne"1.1Å"g, a każdej nakÅ‚adki
dwustronnej gne"0.65Å"g,
" w skrajnym rzędzie nitów (na rysunku - 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.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
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 przyjmuje się, oznaczeń na
rysunku, nastÄ™pujÄ…ce zależnoÅ›ci wymiarowe tmin=2.2Å"d (w poÅ‚Ä…czeniach
zakÅ‚adkowych) i tmin=3.0Å"d (w poÅ‚Ä…czeniach nakÅ‚adkowych), a=(2÷3)Å"d,
e=(1.5÷2.5)Å"d, e1=(1.5÷2.5)Å"d, e2=(1.5÷2.0)Å"d.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe - informacje wstępne
W połączeniach nitowych blachownic, nity są obciążone jednocześnie momentem zginającym i siłą
tnącą (patrz rysunek), a zatem różnice w obciążeniu poszczególnych nitów są znaczne. W takim
przypadku obliczenia przeprowadzamy dla nitu najbardziej obciążonego:
" oblicza się siłę Fmax, wywołaną momentem zginającym Mg:
M Å" h
g
M = 2 Å"(F1 Å" h1 + Fmax Å" h)
Fmax =
Ä…ð
g
2 Å"(h12 + h2)
przy wiÄ™kszej liczbie nitów, niż podana na M Å" h
g
Fmax =
rysunku, prawdziwa jest zależność:
2
2 Å"
"h
i
" oblicz się siłę tnącą T1, działającą na 1 nit:
T
T1 =
n
" oblicz się siłę wypadkową F,
2
F = Fmax + T12
działającą na 1 nit:
Średnicę nitu oblicza się według wzorów na ścinanie oraz naciski powierzchniowe, przyjmując n=1.
Podany sposób obliczania nitów w blachownicach jest oparty na danych z literatury specjalistycznej, przy
zastosowaniu uproszczeń dla wyznaczenia siły Fmax, zwiększających bezpieczeństwo konstrukcji.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Obliczanie połączeń nitowych  nity jednocięte (1)
Połączenia nitowe okazują się być dość często stosowane w budowie maszyn, dlatego zalecane jest przed ich
wykonaniem przeprowadzenie wszelkich obliczeń wytrzymałościowych. Przedmiotem rozważań jest złącze nitowe
dwóch płaskowników. Płaskowniki te są rozciągane siła F=100kN. Grubość tych płaskowników wynosi g=10mm,
szerokość b=160mm. Dopuszczalne naprężenia na ścinanie wynoszą kt=100MPa, a na rozciąganie kr=160MPa
zarówno dla materiału nitów jak i płaskowników. Złącze taki trzeba sprawdzić pod kątem liczby nitów  i
potrzebnych do wykonania tego połączenia oraz pod kątem sprawdzenia wytrzymałości na rozciąganie
osłabionego otworami na nity przekroju płaskownika.
Średnicę nitu dobiera się w praktyce na podstawie grubości
blachy, przyjmując że jest ona równa w przybliżeniu dH"2g. Zatem
dla omawianego przypadku przyjmuje siÄ™ d=20mm.
wyznacza się pole przekroju jakie muszą mieć
F
Smin =
kt wszystkie nity w złączu. Przekrój jednego nitu jest
znany i wynosi
2
S1 = (Ä„d ) 4
Smin
F
Zatem ze względu na ścinanie najmniejsza liczba nitów będzie wynosić
i = =
2
S1 Ä„d
PodstawiajÄ…c dane (F=[N], d=[m], kt =[Pa]) otrzyma siÄ™, że liczba nitów wynosi Å" kt
iH"3,2. zatem do wykonanie tego złącza należy przyjąć co najmniej i=4 nity.
4
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Obliczanie połączeń nitowych  nity jednocięte (2)
Połączenia nitowe okazują się być dość często stosowane w budowie maszyn, dlatego zalecane jest przed ich wykonaniem
przeprowadzenie wszelkich obliczeń wytrzymałościowych. Przedmiotem rozważań jest złącze nitowe dwóch płaskowników.
Płaskowniki te są rozciągane siła F=100kN. Grubość tych płaskowników wynosi g=10mm, szerokość b=160mm. Dopuszczalne
naprężenia na ścinanie wynoszą kt=100MPa, a na rozciąganie kr=160MPa zarówno dla materiału nitów jak i płaskowników. Złącze
taki trzeba sprawdzić pod kątem liczby nitów  i potrzebnych do wykonania tego połączenia oraz pod kątem sprawdzenia
wytrzymałości na rozciąganie osłabionego otworami na nity przekroju płaskownika.
W rozważanym złączu siła rozciągająca blachę przenosi się na trzon nitu
poprzez nacisk ścianki otworu nitowego na powierzchnię boczną nitu.
Istnieje więc możliwość zgniecenia ścianki otworu nitowego lub trzonu nitu.
Dla zabezpieczenia się przed taką ewentualnością należy sprawdzić
rozważane połączenie na tzw. nacisk powierzchniowy, nazywany także
dociskiem powierzchniowym. W obliczeniach na nacisk powierzchniowy
należy założyć, że siła przenoszona przez nit naciska równomiernie na
osiowy przekrój  gÅ"d Å›cianki otworu nitowego
F
gdzie kd jest wartością dopuszczalnych nacisków
kd =
Można zatem zapisać, że
powierzchniowych, określanych z zależności:
i Å" g Å" d
kd = (2 ÷ 2,5)kr
Przekształcając wzór na dopuszczalny nacisk powierzchniowy, otrzymuje się:
F
Przyjmując, że kd=2kr otrzymuje się, że potrzeba iH"1,6 nita, co
i =
prowadzi do faktu, że ze względu na naciski powierzchniowe
g Å" d Å" kd
potrzeba co najmniej i=2 nity.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Obliczanie połączeń nitowych  nity jednocięte (3)
Połączenia nitowe okazują się być dość często stosowane w budowie maszyn, dlatego zalecane jest przed ich wykonaniem
przeprowadzenie wszelkich obliczeń wytrzymałościowych. Przedmiotem rozważań jest złącze nitowe dwóch płaskowników.
Płaskowniki te są rozciągane siła F=100kN. Grubość tych płaskowników wynosi g=10mm, szerokość b=160mm. Dopuszczalne
naprężenia na ścinanie wynoszą kt=100MPa, a na rozciąganie kr=160MPa zarówno dla materiału nitów jak i płaskowników. Złącze
taki trzeba sprawdzić pod kątem liczby nitów  i potrzebnych do wykonania tego połączenia oraz pod kątem sprawdzenia
wytrzymałości na rozciąganie osłabionego otworami na nity przekroju płaskownika.
Ze wzoru na naciski powierzchniowe:
F
i =
Przyjmując, że kd=2kr otrzymuje się, że potrzeba iH"1,6
nita, co prowadzi do faktu, że ze wzglÄ™du na naciski g Å" d Å" kd
powierzchniowe potrzeba co najmniej i=2 nity.
Smin
F
Ze wzoru na ścinanie:
i = =
2
Podstawiając dane (F=[N], d=[m], kt =[Pa]) otrzyma się, że
S1 Ä„d
liczba nitów wynosi iH"3,2. zatem do wykonanie tego zÅ‚Ä…cza Å" kt
należy przyjąć co najmniej i=4 nity.
4
Dwa nity to najmniejsza liczba nitów niezbędna do bezpiecznego wykonania rozważanego złącza nitowego,
wyznaczona z warunku na nacisk powierzchniowy. Biorąc pod uwagę fakt, że ze względu na prowadzone
obliczenia na ścinanie liczba nitów wypadła i=4 a ze względu na docisk i=2, należy powiedzieć, że zniszczenie
rozważanego złącza jest bardziej prawdopodobne przez ścięcie nitów niż przez zgniecenie trzonu nitu lub ścianki
otworu. Do połączenia tych dwóch płaskowników należy zatem przyjąć większą z otrzymanych liczb, czyli i=4 nity.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Obliczanie połączeń nitowych  nity jednocięte (4)
Połączenia nitowe okazują się być dość często stosowane w budowie maszyn, dlatego zalecane jest przed ich wykonaniem
przeprowadzenie wszelkich obliczeń wytrzymałościowych. Przedmiotem rozważań jest złącze nitowe dwóch płaskowników.
Płaskowniki te są rozciągane siła F=100kN. Grubość tych płaskowników wynosi g=10mm, szerokość b=160mm. Dopuszczalne
naprężenia na ścinanie wynoszą kt=100MPa, a na rozciąganie kr=160MPa zarówno dla materiału nitów jak i płaskowników. Złącze
taki trzeba sprawdzić pod kątem liczby nitów  i potrzebnych do wykonania tego połączenia oraz pod kątem sprawdzenia
wytrzymałości na rozciąganie osłabionego otworami na nity przekroju płaskownika.
Otwory na nity zmniejszają przekrój czynny
płaskownika, przez co osłabiają go. Niebezpiecznym
przekrojem płaskownika górnego jest przekrój I-I a
płaskownika dolnego przekrój II-II .W obu przypadkach
pole przekroju niebezpiecznego wynosi:
Sn = g Å" b = 2 Å" d1 Å" g
gdzie: b  szerokość płaskownika; d1  średnica otworu
nitowego, którą przyjmuje się o 1mm większą od średnicy nita.
Naprężenia nominalne w przekroju niebezpiecznym płaskownika będzie równe:
PodstawiajÄ…c dane otrzyma siÄ™, że ÃrH"83MPa, czyli jest mniejsze od naprężeÅ„ dopuszczalnych
F
na rozciąganie. Prowadząc te obliczenia należy jednak pamiętać, że w związku z
à =
r
Sn wystąpieniem karbów w postaci otworów nitowych wystąpi spiętrzenie naprężeń. Wtedy to
naprężenia rzeczywiste są większe od nominalnych. Można temu zaradzić wprowadzając
w obliczeniach współczynnik bezpieczeÅ„stwa n=(2÷5).
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Obliczanie połączeń nitowych  nity dwucięte (1)
Dwa płaskowniki o grubości g=12mm każdy mają być połączone nitami o średnicy
d = 20mm za pomocą dwóch nakładek. Obliczyć liczbę nitów, jeżeli płaskowniki są rozciągane siłą
F=120000N. Dopuszczalne naprężenie na rozciąganie dla stali nitów, wynosi kr = 150 MPa.
Na początku analizy należy zaznaczyć, że na jeden płaskownik przypadają
dwa nity, które są obciążone siłą F. zatem należy rozważać prawą lub lewą
stronę połączenia.
W problemie należy rozważyć nity ścinane w dwóch przekrojach. A
Ä…czne
pole przekroju poprzecznego wszystkich nitów, które będą zastosowane w
połączeniu powinno spełniać warunek:
S e" F kt
Pole przekroju ścinanego jednego nitu wynosi
(uwzględnia się fakt, żre nity są dwucięte):
2 2
Ä„d Ä„d
S1 = Å" 2 =
F
4 2
i e"
Liczba nitów potrzebna do wykonania tego połączenia, z
2
Ä„d
warunku wytrzymałości na ścinanie wynosi:
Å" kt
i e" S S1
2
Uwzględniając fakt, że kt = 0,6kr, po podstawieniu danych otrzymuje się z powyższego, że liczba
nitów niezbędna do wykonania tego połączenia z uwzględnienia warunku wytrzymałości na
ścinanie wynosi i = 2.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Obliczanie połączeń nitowych  nity dwucięte (2)
Dwa płaskowniki o grubości g=12mm każdy mają być połączone nitami o średnicy
d = 20mm za pomocą dwóch nakładek. Obliczyć liczbę nitów, jeżeli płaskowniki są rozciągane siłą
F=120000N. Dopuszczalne naprężenie na rozciąganie dla stali nitów, wynosi kr = 150 MPa.
Liczba nitów potrzebna do wykonania tego połączenia, z
warunku wytrzymałości na ścinanie wynosi:
i e" S S1
F
i e"
Uwzględniając fakt, że kt = 0,6kr, po podstawieniu
2
danych otrzymuje się z powyższego, że liczba
Ä„d
Å" kt nitów niezbÄ™dna do wykonania tego poÅ‚Ä…czenia z
2 uwzględnienia warunku wytrzymałości na ścinanie
wynosi i = 2.
Docisk powierzchniowy będzie bardziej niebezpieczny w miejscu, w którym powierzchnia docisku jest mniejsza.
Ponieważ grubość płaskownika jest mniejsza niż suma grubości nakładek, to na docisk należy sprawdzić ściankę
otworu pÅ‚askownika o przekroju poprzecznym  gÅ"d . z tego wzglÄ™du najmniejsza liczba nitów ze wzglÄ™du na docisk
wynosi:
przy uwzględnieniu faktu, że kd = 2kr.
F
i e" H" 1,7
Zaokrąglając do pełnej wartości, liczba nitów ze względu na nacisk
g Å" d Å" kd
powierzchniowy wynosi i=2. Do wykonania przedstawionego połączenia
zastosować należy cztery nity  po dwa na każdy płaskownik.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe  przykłady obliczeń
Przykład 1.
Zaprojektować złącze nitowe zakładkowe obciążone siłą rozciągającą F=80kN. Grubość pasów
blachy g=8mm. Materiał blachy stal St5, a nitów stal St3N.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe  przykłady obliczeń
Przykład 1 (cd).
Zaprojektować złącze nitowe zakładkowe obciążone siłą rozciągającą F=80kN. Grubość pasów
blachy g=8mm. Materiał blachy stal St5, a nitów stal St3N.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe  przykłady obliczeń
Przykład 2.
Obliczyć, jaką stałą siłą rozciągającą F można obciążyć pręt kratownicy składający się z 2
kątowników o wymiarach 60x60x6. Pręt połączono z blachą węzłową za pomocą pięciu nitów o
średnicy d=12mm. Materiał kątowników stal St4S, a nitów stal St3N. Grubość blachy węzłowej
gw=10mm.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe  przykłady obliczeń
Przykład 3.
Zaprojektować połączenie nitowe pasa grubości g=10 mm z nakładką obustronną, obciążone siłą
F=250kN. Jako materiał blach przyjąć stal St5, a nitów St3N.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe  przykłady obliczeń
Przykład 3 (cd).
Zaprojektować połączenie nitowe pasa grubości g=10 mm z nakładką obustronną, obciążone siłą
F=250kN. Jako materiał blach przyjąć stal St5, a nitów St3N.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe  przykłady obliczeń
Przykład 3 (cd).
Zaprojektować połączenie nitowe pasa grubości g=10 mm z nakładką obustronną, obciążone siłą
F=250kN. Jako materiał blach przyjąć stal St5, a nitów St3N.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012
POA

CZENIA NITOWE
Połączenia nitowe  przykłady obliczeń
Przykład 4.
Dwa pręty płaskie o przekroju 4x50, obciążone stałą siłą rozciągającą F=12kN, należy połączyć
nakładką jednostronną. Określić liczbę nitów, jeżeli materiał prętów jest stalą St0S, a materiał nitów
to stal St44N. Wskazówka: w obliczeniach pomijamy wpływ zginania prętów.
www.tu.kielce.pl/~mgraba © Copyright by Marcin Graba, Kielce, 2012