Lektion nr 5

 

 

 

Nitförband

 

I ett nitförband hålls plåtarna ihop av nitar som stukats, dvs plattats till,  så att de trycker samman plåtarna. En kraft läggs på i plåtarnas längdriktning. Niten kommer att påverkas av denna kraft så att en cirkelyta i mellanrummet mellan plåtarna påverkas av kraften. Nitens yta är parallellt riktad jämfört med kraftriktningen. Niten utsätts alltså för skjuvspänningar.

 

Vi ska dimensionera ett enkelt nitförband, dvs vi ska di­mensionera en enda nit för skjuvning. Niten håller två plåtar. Förbandet utsätts för en kraft på 12 000 N. Denna kraft angriper vinkelrätt mot nitens längdaxel.

 

Skjuvkraften i niten är alltså

F = 12 000 (N)

 

Den skjuvande ytan är lika med nitens tvärsnittsarea. Om dia­metern betecknas med d erhålles arean:

 

A = p*d2/4 (Ekv 1)

t = F/A = 12 000 / (p*d2/4) (Ekv 2)


Niten är tillverkad av ett stål med sträckgränsen 280 N/mm2. Antag en säkerhetsfaktor på 1,8. Dimensionerings­villkoret blir då:

60% av 280/1,8 = 0,6*280/1,8 =93,33 N/mm2 = ttill

 

Från ekv 2 ovan löser man sedan ut d

 

Lättast sker detta i två steg.

 

1.     Lös ut A från (ekv 2) dvs A=F/t = 12000/93,33 =128,58 mm2

 

2.     Från (ekv 1) lös ut d , dvs d=roten ur (4A/p) = roten ur(4*128,58/p) = 12,8 mm

 

Alltså lämplig nitdiameter är 13 mm

 


Jämförelsespänning

 

När man ska göra dragberäkningar tar man fram värdet från materialets dragprovning, vanligen använder man sträckgränsen, R­e . Dessa värden finns i tabeller.
Motsvarande data finns i regel inte tillgängliga för skjuvning eftersom det är svårt att utföra skjuvprov. Man brukar därför använda värdet 60% av värdet vid dragning. Alltså blir tillåtet värde i skjuvning
ttill = 0,6 * still
Man brukar kalla denna spänning för jämförelsespänning.

 

Undan­tag är limfogar där leverantören ofta anger tillåten skjuv­spänning.

Räkneuppgifter:
Börja med 49b>27a>11d>15d

 

24a VG

Fyra nitar ska ta upp en skjuvkraft på 20 000 N. Nitarna är tillverkade av ett stål med sträckgränsen 220 N/mm2 och säkerhetsfaktorn är 2,0. Beräkna nitarnas diameter! (d=9,82 dvs 10 mm)

 

25a VG

En kraft på 5 000 N angriper vinkelrätt mot en nit med diametern 8 mm. Säkerhetsfaktorn = 2,0. Beräkna erforderlig sträckgräns hos materialet. (Re=331,57 N/mm2 = 340 N/mm2)

 

49b G

Ett överlapps nitförband består av 2 st stålnitar med diametern 5 mm. Man har via materialtabeller kommit fram till att man kan tillåta upp till 200 MPa skjuvspänning hos nitarna. Vilken blir då den största dragkraften som nitförbandet kan utsättas för? (F=7854N=7,8kN)

 

 

26a VG

En plåt har nitats fast i en bygel enligt figuren. En last på 2,0 ton är an­bringad i plåten. Säkerhetsfaktorn är 2,0 och materialets sträckgräns är 220 N/mm2. Beräkna nitens diameter. (d=13,889=14 mm)

 

 

 

27a G+

Vilken last kan man anbringa i nitförbandet i figuren? Nitarna är tillverkade av stål med sträckgränsen 300 N/mm2 och har diametern 4 mm. Säkerhetsfaktorn = 2,0 ggr.
(F=6785N=6,7 kN)

 

11d G+

Två 12 mm tjocka och 85 mm breda plattstål hopnitas genom överlappning. Två nitar används. Dragkraften i plattstålen är 30 kN och tillåten skjuvspänning i nitarna är 80 MPa. Hur grova bör nitarna då vara ?

(d=16mm)

 

12d VG

Två plattstål med samma tvärsnitt, 60x12 mm skarvas genom att ändarna läggs över varandra och hopnitas med 3 nitar, placerade i rad längs med plattstålen. Plattstålen är påverkade av en dragkraft F=60 kN. Tillåten dragspänning i stålen är 175 MPa.

Beräkna:

a) nitdiametern, om tillåten skjuvspänning i nitarna är 75 MPa !

b) hur stor blir den största dragspänningen i  plattstålen ?

(a=19 mm, b=125 MPa)

 

13d G+

Beräkna erforderlig nitdiameter vid överlappsfogning av två stålplåtar som ska belastas med dragkraft i plåtarnas längdriktning med 10 000 N. Antalet nitar är 4 och tillåten skjuvspänning i nitarna är 90 N/mm2  !

(6mm (5,95) )

 

14d VG          

Två plattstål 60X10  mm skarvas genom överlapp och hopfogas med 2 nitar, placerade i rad längs plattstålen. Dragkraften är 60 kN i plattstålen. Tillåten skjuvspänning i niten är 80 MPa .

Beräkna:        

a) nitdiametern

b) dragspänningen i plattstålen

(a=22 mm, b=158 MPa)

 

15d G            

Två plåtar hopfogas med överlappning. 3 st nitar placeras i plåtarnas längdriktning. Varje nit har diametern d=6 mm. Max tillåten skjuvspänning i nitarna är 90 N/mm2. Beräkna möjlig dragkraft i förbandet!

(7,63 kN)