Spajanje zakivanjem

Zakivanje je postupak spajanja plastičnom deformacijom zakovice ili jednog od spojnih dijelova.

Dvije osnovne vrste zakovičnih spojeva su: - posredni - neposredni

Zakovične spojeve su u strojogradnji, brodogradnji i drugim čeličnim konstrukcijama uglavnom istisnuli zavareni spojevi, jer bušenje rupa za zakovice i samo zakivanje iziskuje veći utrošak rada i oslabljuje strukturu. Ipak, zakovični spoj vrijedi kao bezuvjetno siguran i dalje se koristi kod lakih konstrukcija gdje se koriste laki metali, tj. aluminij i njegove slitine.Zakivanje konstrukcija od lakih metala pokazalo se povoljnijim od

zavarivanja, jer hladno zakovane zakovice potpuno ispunjavaju rupe (nema zračnosti zbog sakupljanja). Zavarivanje utječe nepovoljno na svojstva lakih metala, tako da su zakovični spojevi, unatoč visokim koncentracijama naprezanja zbog rupa, trajniji od zavarenih. Zakovane konstrukcije od lakih metala upotrebljavaju se pretežno u gradnji vozila, brodova i zrakoplova, ali i kod dizalica, mostova i u visokogradnji.

Primjena zakivanja

Spoj nastao zakivanjem nerastavljiv je i jamčene čvrstoće. Zakivanje se manje primjenjuje u finomehanici nego u strojarstvu. Razlog je viša cijena pripreme i izvedbe zakivanje u odnosu prema zavarivanju. Zakivanje ima prednost pri spajanju dijelova od llakih metala (Aluminij, Magnezij i njihove slitine). Zakivanjem se mogu spojiti dijelovi od različitih nemetala (polimeri, koža, taknina, guma…) ili metalni sa nematalnim. Neposredno se zakivanje primjenjuje za spajanje limenih dijelova, nepomičnih osovina za kučišta i osovina s polugama. Neposredni se zakovični spojevi u finomehanici češće koriste. Pri takvom zakivanju dio s ulogom zakovice ne mora obavezno biti valjkastog oblika. Posrednim zkivanjem se spajaju limeni dijelovi, profili, električni dodirnici i pričvršćuju se obloge u tarnim spojkama i kočnicama.

Sirova zakovica sastoji se od struka promjera d i duljine l i već oblikovane osnovne glave. Osnovna glava zakovice podupire se pridržačem, a završna glava zakiva se oblikačem. Kod strojnog zakivanja zakovica bolje ispunjava provrt nego pri zakivanju čekićem.

Kod punih su zakovica najčešće zakovice s poluokruglom i s upuštenom glavom:

Načelo zakivanja

Zakovični spoj postiže se trajnom deformacijom zakovice ili raskivanjem jednog od spojnih dijelova, tj. oblikovanjem završne glave. Spoj je nerastavljiv i može se izvoditi na hladno

i toplo (ne ovisi o temperaturi). Zakovični spojevi se mogu podjeliti na različite načine.

Podjele zakovičnih spojeva:

Prema načelu postizanja spoja:- posredni - neposredni

Prema međusobnom položaju dijelova:- preklopni - jednostični- dvostični

Prema broju redova zakovica:- jednoredni- višeredni

Prema međusobnom položaju zakovica u redovima: - usporedni - izmjenični

Prema broju prereznih mjesta zakovica:- jednorezni- višerezni

Prema zahjevima na spoj - čvrsti –nepropunsni

Prednosti zakovičnih spojeva:

- materijal se ne oslabljuje toplinskim utjecajima kao kod zavarivanja (posebno važno kod konstrukcija od lakih metala i

kod zrakoplova – hladno zakivanje), a nema niti opasnosti od puzanja kao kod lijepljenja

- nema temperaturnih deformacija

- kontrola kvalitete je jednostavna (vizualna)

- velika brzina izvođenja spojeva - i do 1000 zakovica/sat

- kod montaže zamjena za vijčane spojeve

- spoj se evenatulano može i rastaviti rezanjem glava ili bušenjem zakovica.

- mogu se spajati različiti materijali, različite debljine, kao i materijali s prevlakama

Nedostaci:

- priprema je zahtjevnija zbog bušenja provrta

- rupe oslabljuju konstrukciju pa su konstrukcije općenito teže

- ne mogu se izvesti čelni spojevi jer je uvijek potreban prijeklop što također čini konstrukciju težom

- zakovice i dijelovi koji se spajaju moraju biti od istog materijala jer inače može doći do labavljenja zbog različitih temperaturnih rastezanja i do galvanske korozije

- neravnomjerna raspodjela naprezanja na spoju

- površina nije glatka zbog glava zakovica.

Materijal za zakovice:

U gradnji čeličnih konstrukcija se uglavnom koriste zakovice od općih konstrukcijskih čelika, a za zakovice od obojenih materijala dolaze u obzir Cu, mjed, Al, AlCuMg i AlMg5.

Hladno zakivanje:

• za čelične zakovice promjera d < 10 mm i sve neželjezne zakovice (bakar, mjed, aluminij)

• zakovica se hladno deformira i potpuno ispuni provrt u dijelovima koji se zakivaju

• prilikom opterećenja se zakovica ponaša kao zatik opterećen posmično i na površinski tlak; ponekad je i vlačno opterećena

Toplo zakivanje:

• za čelične zakovice promjera d ≥ 10 mm

• zakovice se prije samog zakivanja ugriju na ~ 1000 °C

• prilikom hlađenja se zakovice skupljaju (skraćuju), snažno pritišću zakovane dijelove pa se vanjsko opterećenje uglavnom prenosi trenjem između stisnutih površina; zakovice ostaju vlačno opterećene.

Postupak zakivanja

Zakiva se ručno s pomoću odgovarajućih alata (čekić, oblikač glave i stezač) ili strojno na prešama i strojnim čekićima. Zakivanje se može automatizirati, pa je pogodno u serijskoj i

masovnoj proizvodnji. Pri posrednom se zakivanje zakovice umetnu u izbušene ili kod tanknkih dijelova, probijanjem izrađene provrte.Pri zakivanju zakovica može biti sobne temperature ili zagrijana na određenu temperaturu. Kad kažemo da zakivamo na sobnoj temperaturi ustvari mislimo na hladno zakivanje, a zakivanje pri određenoj temperaturi je toplo zakivanje.

Prilikom zakivanja vrlo tankih limova te elastičnih (guma, koža, plastika) i krhkih materijala (keramika, obloge na kočnicama) dopuštene su male sile zakivanja jer u suprotnom dolazi do velikih deformacija ili loma spajanih dijelova. U takvim se

slučajevima koriste prvenstveno polušuplje ili šuplje (cijevne zakovice).

Na teško dostupnim mjestima i prilikom zakivanja šupljih profila koriste se slijepe zakovice – šuplje ili polušuplje.

Provlačna zakovica: zadebljani kraj trna prilikom izvlačenja proširi donji kraj šuplje zakovice; zakovica se može zatvoriti

zatikom.

Zakovica s trnom: prilikom izvlačenja se trn prekine i njegov donji dio ostane u šupljoj zakovici.

Polušuplja zakovica sa zatikom: zabijanjem zatika u zakovicu proširi se njezin donji razrezani kraj.

Eksplozivna zakovica: prilikom zagrijavanja u zakovici eksplodira eksplozivni naboj.

Zakivanje s čelne strane: primjenjuje se na zaticima, osovinama i drugim dijelovima.

FINOMEHANIČKI SPOJEVI

Finomehanički spojevi su postupci spajanja i načini povezivanja finomehaničkih elemenata i dijelova u

funkcionalne cjeline

Spajanje proširivanjem

Spajanje preklapanjem

Spajanje utiskivanjemSpajanje porubljivanjemSpajanje pregibanjem

Spajanje zakivanjem