3. BİRLEŞİMLER VE BİRLEŞİM ARAÇLARI

Transkript

1 3. BİRLEŞİMLER VE BİRLEŞİM ARAÇLARI Birleşim yapma gereği: elemanların boyunu uzatma, elemanların en kesitini arttırma (birleşik en kesitler), düğüm noktalarının ve mesnetlerin teşkili,... Birleşimlerin türleri: çözülebilen birleşimler (bulon ile), çözülemeyen birleşimler (perçin ve kaynak ile) yapılmaktadır. Birleşim araçları: -perçin kaba siyah bulonlar olağan bulon -bulon (= cıvata) uygun parlak bulonlar -kaynak -(tutkal) yükek mukavemetli ve öngerilmeli bulonlar

2 3. 1 Perçinli Birleşimler Perçinli birleşim, birleştirilecek parçalarda önceden açılan deliklere, özel biçimli elamanların (perçin) sıcakta dövülerek ve sıkıştırılarak yerleştirilmesiyle gerçekleşir.

3 Ham perçin malzemesi: birleştirdiği çelik parçalardan farklıdır. St.37 için St.34; St. 52 için St.44 gibi. Ancak, sıcakta dövülünce perçin malzemesi, ana malzeme özelliğine dönüşür. Ham perçin boyutları: (hadde profillerine uygun çaplar profil tablolarında verilmektedir) (makina ile dövme) (uygun kapak başı için) olmalı (dövmede deliğin şişme ile dolması için ) (gömme başlı perçinlerde s 6,5d)

4 Perçinli Birleşimlerin Çalışma Şekli Perçinli birleşimler daha çok makaslanmaya zorlanırlar. Etki sayısının bulunmasında, parça sayısı kadar kuvvetlerin yönlerine de dikkat edilmeli. Ekseni doğrultusunda Çekmeye zorlanan perçinler de vardır.

5 Gerilme Yayılışı Kabulleri

6 3.1.2 Perçinli birleşim hesap bağıntıları (makaslama zorlaması) Perçinle ilgili gerilme kontrolleri: (Tablo-7.4) Makaslama kontrolü τ s = P/n τ m π d 2 /4 sem = 1400 kg/cm2 YD. 1 H 1600 kg/cm 2 YD.2 HZ Ezilme kontrolü σ l = P/n d t σ lem = 2800 kg/cm2 (YD. 1 H) min 3200 kg/cm 2 (YD. 2 HZ) m=etki sayısı t min =min (t 1,t 2 ) tek etkilide t min =min (t 2,t 1 +t 3 ) çift etkilide St. 37 St. 37 Bir perçinin güvenle aktarabileceği kuvvet π d2 P 1emτ = m τ 4 sem küçüğü P 1em değeridir. P 1eml = d t min σ lem

7 Ekseni doğrultusunda Çekmeye zorlanan perçinlerde σ z = P/n σ π d 2 /4 zem= 480 kg/cm2 St. 37 (H için) 540 kg/cm 2 (St. 37)(HZ için) = ߪ 1em P π d2 4 σ zem Perçin emniyet gerilmeleri: (kg/cm 2 )

8 Birleştirilen parçalarla ilgili kontroller: (Tablo 6.2) σ = P F n σ çem ; F n =t min (b n 1 d) (n 1 : bir en kesitteki perçin sayısı) τ = P/n 2t min e τ çem (uygun perçin aralıklarına uyulursa bu kontrol gereksizdir.) Perçin aralıkları e 2 : profillerde ayrıca belirlidir.

9 Gerilme kontrolü türü problemler Seçilen d=d 1 perçin çapı uygun mu? (levhada ve profilde ayrı ayrı) P 1 = P P n 1em (perçinde kontrol) Birleştirilen parçalarda gerilmesi kontrolü: basınç ve çekme durumlarındaki farklılık. Aralıkların uygunluk kontrolü Boyutlama türü problemler Uygun çap (*) ve boy seçimi P 1em n P 2 P 1em 5 (aksi halde çift sıra) Uygun aralıkların belirlenmesi Sonucun çizimle gösterilmesi (*: Konstrüktif olarak kısıtlı sayıda çap kullanılmalı)

10 Örnek 3. 1 Şekilde verilen perçinli birleşimi kontrol ediniz (irdeleyiniz). Perçin çapının ve perçinli birleşimin uygunluk irdelenmesi: Levhada: Profil tablosundan, L için: d 21 mm Verilen: d 0 5 0,8-0,2=1,8 cm d 19 mm (d=d0+1) 17 d=17 mm<19 mm ( ) (çap uygun) s= t=9+8=17 mm 4,5*17=76,5 mm ( ) (perçinli birleşim mümkün)

11 Perçin sayısının yeterliliği: Perçin tek etkili: m=1 P 1emτ = m π d2 4 τ sem = 1 π 1,72 4 1,4 = 3,18 t P 1eml = d t min σ lem = 1,7 0,8 2,8 = 3,81 t P 1em =3,18 t (H) P 1 = 8,50 3 = 2,83 t < 3,18 t= P 1em ( ) yeterli Birleştirilen parçalarda kontrol: Levha genişleyerek gittiğinden kontrol yalnız hadde profilinde yapılacaktır. Kuvvet çekme karakterli net en kesit F n =F- F =15,1-1,7*0,9=13,57cm 2 net kesit alanı σ = P F n = 8,50 13,57 =0,626 t/ cm2 <σ çem =1,4 t/ cm 2 ( ) Aslında, perçinler çubuk ekseninde değillerse, σ çem =0,8*1,4=1,12 t/ cm 2 azaltılabilir.

12 Aralıkların irdelenmesi: Profil tablosundan, L için: w 2 =55 mm > 3 d = 3 17 = 51 mm e=60 mm < 8d = 8 17 = 136 mm ( ) < 15t min = 15 8 = 120mm > 2 d = 2 17 = 34mm e 1 =40 mm < 3d = 3 17 = 51 mm ( ) < 6t min = 6 8 = 48mm İkinci irdeleme şekli: Perçin çapının ve birleşimin uygunluk araştırması: aynı Birleşimin güvenle aktardığı kuvvetin belirlenmesi: (İlk irdelemede hesapla bulunan değerlerin yeniden hesaplanması gösterilmeyecektir.) Birleşimdeki perçinlerin güvenle aktarabilecekleri kuvvet: P 1 em = n P 1 em = 3 3,18 = 9,54 t Çubuğun güvenle aktarabileceği kuvvet: P 2 em = F n. σ em = 13,57 1,4 1,12 = 19,0 t 15,2 Birleşimin güvenle aktarabileceği kuvvet: P max 9,54 =9,54 t > P=8,50 t (yeterli) 15,2 küçüğü Aralıkların irdelenmesi : aynı

13 Örnek 3. 2 Şekilde şematik olarak elemanları verilen birleşimi perçinli olarak çözünüz (YD.2 -HZ). a) P=40 t (HZ) için çözüm: Uygun perçin çapı ve boyunun belirlenmesi: Levhada: d 0 5 1,2 0,2 = 2,25 cm d 22,5+1= 23,5 mm 23 Profil tablosundan, L için : d max =25 mm Uygun çap : d=23 mm (küçüğü) s= t =2*12+12=36 mm<4,5*23=103,5 mm ( ) (perçinli birleşim mümkün) Ham perçin : d 0 = 23 1 = 22 mm l = s + 4 d = = 67 mm 3 3

14 Gerekli perçin sayısı: Perçin çift etkili: m=2 π d2 P 1emτ = m τ 4 sem = 2 π 2,32 1,6 = 13,29 t 4 P 1eml = d t min σ lem = 2,3 1,2 3,2 = 8,83 t P 1em =8,83 t (HZ) t min 2 1,2 1,2 1,2 cm n= 40 8,83 = 4,53 5 > 2 ( ) 5 ( ) Uygun perçin aralıklarının belirlenmesi: e min = 3d = 3 23 = 69 mm 8 d = 8 23 = 184mm seçilen e=70 mm ( ) e max 15t min = = 180 mm e 1min = 2d = 2 23 = 46 mm 3 d = 3 23 = 69 mm e 1max 6 t min = 6 12 = 72 mm seçilen e 1 =50 mm ( )

15 Profil tablosundan, L için: w 1 =55mm; w 3 =45mm Çubukta kontrol: Profil tablosundan F=2*22,7 = 45,4 cm² Çekme çubuğu F n =F- F =45,4-2*2,3*1,2=39,88 cm² P max =F n σ çem =39,88*(0,8*1,6)=51,05 t > 40 t ( ) (*: perçinler çubuk ekseniyle çakışmıyor)

16 b) P=50 t (HZ) için çözüm: (P=50 t< P max ) Hesapların farklı kısımları ele alınacaktır. Gerekli perçin sayısı: n= 50 8,83 = 5,66 6 (> 5!) Kuvvet doğrultusunda bir sırada en çok 5 adet perçin konulabileceğinden (*) farklı çözüm gerekir. Yardımcı köşebent! (*: Kuvvetin perçinlere üniform yayılı kabulü için ) Yardımcı köşebent, ana çubuk en kesitinde alınır. Gerekli 6 perçinden 4'ü ana çubuğa, 2'si yardımcı köşebente konulacaktır.

17 Bir perçine gelen kuvvet: P 1 = 50 = 8,33 t 6 NOT: Ana çubuğu yardımcı köşebentlere bağlayan perçinler tek etkilidirler ve aktardıkları kuvvetin 1,5 katına göre hesaplanırlar (dış merkez yüklemeden, konstrüktif olarak). P = 2 8,33 = 16,67 t P = 1,5 P = 1,5 16,67 = 25,00 t (Düşey eksenli perçinlere gelen kuvvet) Tek etkili düşey eksenli bir perçinde: m=1 P 1emτ = m π d2 4 τ sem = 1 π 2,32 P 1eml = d t min σ lem = 2,3 1,2 3,2 4 1,6 = 6,65 t = 8,83 t P 1eml =6,65 t n = 25 6,65 = 3,76 4 (simetri nedeniyle çift sayıya yuvarlatılıyor) Aynı çaplı perçinde aynı t min için e 1 ve e'nin alt ve üst sınırları aynıdır. Konstrüktif açıdan e=2e 1 =100 mm alınacaktır.