CIVATA BAĞLANTILARI - DEUkisi.deu.edu.tr/cicek.ozes/civatalar2012web.pdf · CIVATA BAĞLANTILARI Cıvatalar makinaların montajında, yatakların ve makinaların temele tespitinde,

CIVATA BAĞLANTILARI

Cıvatalar makinaların montajında, yatakların ve makinaların

temele tespitinde, boru flanşların, silindir kapaklarının

bağlantısında, çelik konstrüksiyonlarda ve benzeri bir çok

yerlerde bağlantı elemanı olarak kullanılırlar.

Bu sunu farklı kaynaklardan derlenmiştir.

Bağlama elemanı olarak somunlu, somunsuz ve saplama

olmak üzere üç şekilde kullanılır. Saplamaların bir tarafı

doğrudan doğruya bağlanacak parçaların birine vidalanır.

Saplamalar sık sık çözülmesi gereken sistemlerde kullanılır.

Cıvataların bağlama ve çözme işlemleri anahtar veya

tornavida denilen takımlarla yapılır.

Cıvatalı Bağlantı Konstrüksiyon Örnekleri

Parçalar

Rondela

Cıvatalar ve Vidaların görevleri:

1. Sökülebilen bağlantılarda tesbit cıvatası olarak

2. Tespit ettikten sonra öngerilim vermek maksadıyla.

3. Tapa ve kör tapa olarak.

4. Boşluk ve aşınmaları ayarlamak için ayar cıvatası olarak

5. Ölçme aletlerinde ölçü vidası olarak(mikrometre).

6. Küçük kuvvetleri büyük kuvvetlere çevirmek için

(mengene, vidalı pres).

7. Dönme hareketini ilerlemeye, ilerlemeyi dönmeye

çevirmek için (yivset-mermi).

Cıvataların teknikte neden çok kullanılırlar ?

1. Çözmek ve bağlamak çok kolaydır.

2. Standart olarak hazırlanmışlardır.

3. Kolay imal edilirler.

4. Değişik uygulamalar için değişik tipleri mevcuttur.

Dezavantajları;

1. Kendi kendine çözülmemesi için emniyet önlemleri almak

gerekir.

2. Vidanın merkezleme kalitesi yoktur.

3. Kertik (Çentik) tesiri ile kopabilir,

4. Ötelemenin dönmeye çevrilmesinde verim düşüktür.

Vidanın Özellikleri ve Genel Boyutlar

Vida silindirik çubukların dış ve dairesel deliklerin iç

yüzeyine açılmış helis şeklinde kanaldır. Vidayı;h hatve,

silindir çapı d ve eğim açısı ß olmak üzere üç ana faktör

karakterize eder.

Vida bir kanal şeklinde olduğu için dış (d) ve iç (d1)

olmak üzere iki çaptan ve bunlarını ortalamasından (d2) söz

edilebilir. Aynı durum eğim açısına da yansır.

h

d tan=h/(d)

h

h

Vidaların sınıflandırılması


Profillerine göre

Üçgen (Metrik, Whitworth),

Trapez, Testere, Yuvarlak,

Kare

Helis yönüne göre

sağ (siy) veya sol

(sity) helis

Ağız sayısına göre

bir, iki, üç veya dört

ağızlı olabilirler.

Üçgen vidalar l)Whitworth vidaları, Normal whitworth vidaları ve Whitworth boru vidası olarak ikiye ayrılır. -Normal Whitworth vidası: Tepe açısı 55° lik ikizkenar üçgen olan, dış yüksekliğinin de yuvarlatılarak 1/6 sı alınan bu vida bağlama işlerinde kullanılmaktadır.

Üçgen vidalar -Whitworth Boru vidası: TSCI/23 ...25 'e göre 1/8 "..6" arasında standartlaştırılmıştır. Dişleri fazla kalın olmayan boru cidarını zayıflatmamak için ince tutulmuştur- Orta (o) ve kaba (k) kalite olarak üretilirler. Sızdırmazlıkları keten lifler ve PTFE band ile sağlandığı gibi, sızdırmazlıkları kendinden sağlanan konik uçlu whitworth boru vidaları da vardır. (TS 61/26)

Üçgen vidalar

-BSF vidası: İngiliz standartlarında bulunan 3/16” den 4 1/4" kadar çaplar arasında standartlaştırılan bu vidaların tepe (uç) açısı 47,5°dir.

2) Metrik vidalar: Tepe açısı 60° olan bu vidaların kalın ve ince dişli tipleri vardır. İmalat toleransları ince (i), orta (o) ve kaba (k) olmak üzere üç gruba ayrılmıştır.

3)UST vidası: Metrik vida dişi gibi 60° tepe açılıdır Vida diş üstünde 1/8, diş dibinde ise 1/6’ lık bir düzeltme yapılmıştır. Kaba adımlı (MNC) ve ince adımlı UNF olmak üzere ikiye ayrılır.


NORMAL WHITWORTH VİDASI


WHITWORTH BORU VİDASI


BSF İNGİLİZ İNCE ADIMLI VİDASI


İç vida (somun)

Vida şaftı (dış vida)

Üçgen vidalar


Trapez Vidalar Vida kesiti 30° tepe açılı trapezdir. Hareket vidası olarak preslerin millerinde, krikolarda, ventillerde, vanalarda, torna tezgahlarının ana millerinde kullanılır. Çoğu kez otoblokajı kaldırmak ve hareketi hızlandırmak amacıyla çok ağızlı yapılır. Bazen sık sık çözülen yerlerde tesbit cıvatası olarak da kullanılır.


Trapez Vidalar


Testere dişli vidalar Çok önemli bir hareket vidasıdır. Tek yönden çok büyük kuvvetle yüklenen yerlerde örneğin preslerde kullanılır. Taşıyıcı yüzey vida eksenine hemen hemen dikeydir. Sırt yüzeyi ise bu eksenle 30°lik bir açı meydana getirir. Dış vidanın diş dibi çapı ile somunun diş dibi çapı eşit alınarak her iki parça için silindirik bir klavuz elde edilir. Bu yapılmazsa çalışmada tutukluk olur. Hareket vidası olarak kullanıldığından çok ağızlı olarak üretilirler.


Yuvarlak dişli vidalar Sızdırmazlık gereken yerlerde (şişe, kavanoz ağızlarında), keskin profilli vidaların pislik, kum, toz ve pastan fazla zarar gördükleri yerlerde (kirli su vana milleri, itaiye armatürleri) kullanılırlar.


Yuvarlak dişli vidalar


Kare (Dikdörtgen) vidalar Hareket vidası olarak kullanılırlar. Ancak imalattan sırasında taşıyıcı yüzeylerin temiz çıkması için torna tezgahının takımları çok hassas ayarlanmalı ve her iki diş yüzünü ayrı ayrı işlemeleri gerekir.


VİDA GÖSTERİMLERİ ÖZEL DURUMLAR

Metrik (M)

Diş başı çapı (mm) M20

Metrik ince diş (M)

Diş başı çapı (mm) x hatve (mm)

M80xl.5 Sol vida MlO.Sol

Whitworth vida (W)

Diş Başı çapı(inch) x hatve (mm)

W2"5.645 Çot ağızlı (2) vida M10.2 ağızlı

Trapez vida (Tr)


Tr48x8 Çok ağızlı (3) sol vida M10.3 ağızlı sol

Testere vida (Tv)


Tvl00xl2

Yuvarlak vida (Tv)

Diş başı çapı (mm) x hatve (mm) .

Yv40x 4.233

Boru dişi ve \idasi (R)

Borunun nominal çapı (inch)

Rl"


DIN ve TS Standartlarına göre semboller: d,dı,d2,D,Dı.D2,h,,p,t,t,,t2,a


Vida Toleransları: Vidaların birbirinden bağımsız olan 5 toleransı vardır ait oldukları boyutun indis olarak gösterirsek bunlar, Td, Td2, TD2, Td1, TD1 dir. cıvata ve somunlarda birim delik sistemi kullanılır. ISO tolerans sistemine göre cıvata vidasının tolerans bölgeleri e, g, h somun vidasının tolerans bölgeleri G, H'dir. Bu bölgelere bağlı olarak ince (i), orta (o) ve kaba (k) olmak üzere üç tolerans sınıfı vardır.


cıvata vidası M 20 - 4g 6g

Dış çapın tolerans alanı

Ortalama çapın tolerans alanı


Somun vidası M 14 - 4G 6G

Dış çapın tolerans alanı

Ortalama çapın tolerans alanı

Cıvata Malzemeleri ve Üretim Yöntemleri

Cıvata Malzemeleri Cıvata ve somunlar genellikle çelikten imal edilirler. Ayrıca çeşitli amaçlar için Al alasından, pirinç, teflon, polyamid gibi malzemeler de kullanılmaktadır. Cıvataların mekanik özellikleri kabartma olarak başlarına yazılır.

Eski Sembol

4A 4D 4S 5D 5S 6D 6S 6G 8G 10K 12K

Yeni Sembol

3.6 4.6 4.8 S6 5.8 6.6 6.8 6.9 8.8 10.9 12.9 14.9

ÜRETİM YÖNTEMLERİ

Talaş Kaldırarak Vida Dişi Açılması: Az sayıda yapılacak üretimde vida dişleri torna veya revolver tezgahlarında, lokmalar veya otomatik paftalar kullanılarak açılabilir. Trapez, testere, yuvarlak ve kare profilli vidalar torna tezgahında açılabilir. Büyük seriler halinde vida dişi soyma aparatları veya vida dişi frezeleme aparatları kullanılmak suretiyle ekonomik şekilde açılabilir. Bu aparatlarda yüksek kesme hızları ve bu sayede temiz vida dişi oturma yüzeyleri elde edilir.


Talaş Kaldırarak Vida Dişi Açılması: Somunlar ise az sayıda üretileceklerse kılavuz kullanılarak elde veya matkapta, çok sayıda üretileceklerse otomatik somun dişi açma tezgahlarında üretilirler. Hareket vidalarının somun dişleri torna tezgahlarında açılır.


Talaş Kaldırmadan Vida Dişi Açılması Bu metotla yaklaşık d2 çapındaki bir malzemeye ovalama ile dişler açılır, bu metodun talaş kaldırarak diş açma metoduna göre üstünlükleri; Malzeme tasarrufu Zaman tasarrufu Malzemenin liflerinin kesilmemesi sonucu titreşimli

yüklere karşı daha dayanıklı olması.

İki silindir segmanı ile


CIVATA ŞEKİLLERİ

SOMUN ŞEKİLLERİ

FLANŞ BAĞLANTILARI

Cıvata Bağlantılarını Sıkma Ve Çözme Metodları

Ön gerilme kuvvetinin cıvataya sağlıklı olarak etki etmesi bağlantının emniyetli olması açısından önemli faktörlerden biridir. Bu nedenle seçilecek sıkma metoduna dikkat etmek gerekir. Bu amaçla kullanılan metotlar üç ana gruba ayrılırlar. 1.Mekanik olarak sıkma (tek ve çift ağızlı anahtarlarla, yıldız anahtarlarla, inbus "altı köşe" anahtarlarla, lokma anahtarlarla ve tornavidalarla) 2.Hidrolik (basınç) ile sıkma 3.Termik (ısı) ile sıkma

Altı köşe cıvatalar

Kanca anahtar

Özel başlı cıvatalar ve uygun takım (tornavida) ağızları

Takım

cıvata Başı

ÇÖZÜLMEYE KARŞI EMNİYET TEDBİRLERİ

Bir cıvata bağlantısının iyi bir ön gerilme kuvveti

verilerek sıkılmış olması çözülmeye karşı en büyük

emniyetidir. Fakat değişken olarak etki eden işletme

kuvvetinden dolayı ön gerilme kuvveti azalıp vida dişleri

arasında oluşturduğu sürtünme ortadan kalkabilir. Bu da

cıvata bağlantısının gevşemesine sebep olur. Tehlikeli olan

bu durumun önüne geçmek için şekil bağlı ve kuvvet bağlı

emniyet tedbirleri alınmaktadır. Bunların dışında son

zamanlarda yapıştırma usulü ile de cıvata bağlantılarının

emniyete alınması yoluna gidilmektedir.

Şekil bağlı cıvata emniyetleri

Çözülmeye Karşı Emniyet Tedbirleri

Kuvvet bağlı cıvata emniyetleri



Tırtılı rondela çifti (NORD-LOCK sistemi)

Somunların ve cıvata başının artına oturma yüzeyi düz

değilse (döküm ve dövme paçalarda olduğu gibi) bir pul

konur. Böylece sıkma ve çözme momentinin gereksiz

artması bağlanan parçaların yumuşak olması durumunda ise

pul oturma yüzeyini arttırdığından yüzeylerin ezilmesi

Önlenmiş olur. Çelik konstrüksiyonlarda ise U ve I

profillerinin ayaklan belli bir eğimde olduğu için cıvata

eksenine dik bir oturma yüzeyi sağlamak amacıyla özel

pullar kullanılır.


Profil çeliklerinde özel pul


Cıvata bağlantılarına bağlama;

Somunun sıkılması ile meydana

gelen ön gerilme kuvveti ile

gerçekleşir.

Cıvataların ön gerilmeli takılmaları,

1. Sızdırmazlığı sağlar

2. Değişken zorlanma durumunda, gerilme

genliğini azaltarak cıvataların ömrünü arttırır.

Bu kuvveti meydana getirebilmek için somun;

Mstop=Ms+M’ momenti ile sıkılmalıdır.

Hesaplama Yöntemi

Ms momenti cıvata vidası ile somun vidası arasındaki

sıkma momenti

M’ momenti somun veya cıvata başı ile bağlanacak parça

arasındaki sürtünme momentidir.

Sıkma olayının fiziksel esası eğik düzlem ve sürtünmeye

dayanmaktadır. Somunun sıkılması bir yükün eğik düzlem

üzerinde kaldırılmasına benzer.

Ft

Fn

Fn

Fön

h

Ms=Ft.d2/2

Sürtünme açısı

kare vidalar için tan= Fn/Fn=

Üçgen&trapez vidalar için tan’=’, ’=/cos(/2)

Ft

Fn Fn Fön

)tan(.

)tan(.

öntüçgen

öntkare

FF

FF

212

2

22

2;)tan()

2(2/.

;)tan()2

(2/.

dddd

FdFM

dFdFM

ı

öntüçgens

öntkares

0F

0F

y

x

Ft

Fn

Fn

Fön

Sıkma momenti

)ρ-βtan(F=F;)2

d(F=M

;)ρ-βtan(F=F;)2

d(F=M

'

ön

'

üçgent

2'

üçgentüçgençöz

ön

'

karet

2'

karetkareçöz

Çözme momenti

Ft’ Fn

Fn

Fön

M’ momenti somun veya cıvata başı ile bağlanacak parça arasındaki sürtünme momentidir.

M’ momentinin belirlenmesi

Cıvata Bağlantısının Kilitlenme (otoblokaj) Şartı

Tespit cıvatalarında bağlantının kendi kendine çözülmemesi istenir. Bunun için eksenel kuvvetinin bir döndürme momenti meydana getirmemesi gerekir. Bu durumda bağlantıyı sökmek için sökme yönünde bir moment uygulanması gerekir. Buna göre; şartından veya elde edilir. Bu cıvataların çözülmeme otoblokaj şartıdır. Kilitlemeli (otoblokajlı ) sistemlerde;

0tan2

dFM /2önçöz

/

0tan2

dFM /2önçöz şeklindedir.

Fn cosβ

Fn sinβ

Cıvatanın sökülmesini önleyen kuvvet Fn cosβ

Fn sinβ Cıvatayı sökmeye çalışan kuvvet

Cıvatanın kendiliğinden sökülmemesi için ;

Fn cosβ ≥ Fn sinβ

cosβ ≥ sinβ

≥ sinβ/ cosβ

tanρ ≥ tanβ

ρ ≥ β Kare vida

ρ′ ≥ β Üçgen vida

)tan(.

)tan(.

öntüçgen

öntkare

FF

FF

Ft

Fn Fn

Fön

)tan(.

)tan(.

öntüçgen

öntkare

FF

FF

Ft

Fn

Fön

β

Çözme durumunda

)tan(.

)tan(.

öntüçgen

öntkare

FF

FF

Ft

Fn Fön

β

Otoblokajlı durumda

ρ > β (Kare vida)

Verim

Cıvata sisteminin verimi sistemden alınan işin verilen işe oranından hesap edilebilir.

Sıkılan cıvatalarda

//2

ön

ön

s

ön

t

ön

tan

tan

2.tan2

dF

h.F

2.M

h.F

tan

hF

h.F

Çözülen cıvatalarda,

tan

)tan(

h.F

2.M /

ön

çöz

Otoblokajlı bir vidada;

Sınır durum olan β=ρ’ için açılar küçük

olduğundan; tan(β+ρ’)~ β+ρ’=2 β yazılarak

2

1

2)tan(

tan/

ÖNGERİLME TEORİSİ

Bu teori sıkılarak takılan bir cıvata bağlantısında, cıvata

sistemine gelen işletme kuvvetinin etkisini gösterir.

Bir cıvata bağlantısının,

a) Serbest

b) sıkıldıktan sonraki

c) işletme kuvveti etkisi altındaki

durumları şekillerle gösterilecektir.

Fön

δc

Fön

δp

δ’

Fctop

Fb

δp

δctop δptop

Fiş

Fz

Fo

φ ψ

Fön

δc

δ’

Fctop

Fb1

δp

Fz1

Fo1

φ1

ψ

Fz2

φ2

Fo2

Fb2

Fön=sbt

Fiş=sbt

Değişken zorlanmada

Fz Fz

FÖN FÖN

δc

δc

Değişken zorlanma durumunda

Fb Fb

FÖN FÖN

δp δp

Sızdırmazlık durumunda

Fb1 Fb2

FÖN

δp2

δp1

Sızdırmazlık durumunda

Fiş=sbt

ψ2 ψ1

Fön=sbt

Fiş=sbt

Değişken Kesitli Cıvataların Rijitliği

...)+A

L+

A

L(

E

1=....+

k

1+

k

1=

k

1

2c

2

1c

1

civ2c1ctopc

Sıkılan Parçaların Rijitliği

2

Lk+s=D)d-D(

4

π=A

L

AE=k

p

oeş

2

D

2

eşp

p

pp

p

Sıkılan parçalar arasında conta varsa

dD

conta

contaconta

conta

contapp s

EA=k

k

1+

k

1=

k

1

1top

Şekil :websitem.gazi.edu.tr/nihatgem

Mukavemet Hesabı

A) Öngerilmesiz cıvatalar

sd

FAkiş

ç

4

. 2

1

s3;

16

d.

M;

4

d.

F Ak22çB3

1

s

21

önç

B) Öngerilme ile bağlanan cıvatalar

35,1....2,1

4

.:

2

1

b

Akönb

ç cvesd

FciçinrmaBoyutlandı

ii) İşletme sırasında

sd

FAkTop

ç

4

. 2

1

Değişken zorlanmada

2

FF=F;

2

F+F=F

4

d.π

F=σ;

4

d.π

F=σ

minmax

g

minmax

o

2

1

g

g2

1

o

o

ç

eK

ı

Degby

ı

DD

g

D

Ak

o

Ak

önminzöntopmax

K

1=k;σ.5,0=σ;.....k.k.k.k.σ=σ

σ.σ

σ+σ

σ=s;F=F;F+F=F=F

b) Dış kuvvet enine etkiyorsa

i) Deliğe boşluklu takılan cıvatalar:

s

σ≤τ3+σ=σ

6,1....1,1=csayıCivata:i;i.μ

F.c=F

Ak22

çB

o

o

ön

ii) Deliğe boşluksuz takılan cıvatalar

emAk

2P

s.d.i

Fp;

s

4

d..n.i

F

C) Vidanın zorlanması

a) Dış kuvvet eksenel olarak etkiyorsa:

i) Sıkma sırasında

Statik zorlanmada

C) Vidanın zorlanması

sayısıdişzkuvvetgelendişez

FF :;1

emememhadz

FP

tdz

FPveyaP

dd

FP

)..(..

;...

)(4

1222

1

2

1

a=0,5 (kare vida)

a=0,65 (trapez vida)

a=0,75 (üçgen cıvata vidası)

a=0,85 (üçgen somun vidası)

Documents

CIVATA BAĞLANTILARI - DEUkisi.deu.edu.tr/cicek.ozes/civatalar2012web.pdf · CIVATA BAĞLANTILARI Cıvatalar makinaların montajında, yatakların ve makinaların temele tespitinde,