Kalkulačka velikosti nýtů: Najděte ideální rozměry nýtů

Kalkulátor velikosti nýtů

Kalkulátor velikosti nýtů je nástroj, který na základě velikosti otvoru, tloušťky materiálu a rozsahu sevření spoje doporučí průměr, délku a materiál nýtu. Nýt je krátký kovový kolík, který spojuje dvě nebo více vrstev materiálu vytvořením hlavy na obou koncích; jedna je vyrobena již z výroby a druhá vznikne při montáži. Volba nesprávné velikosti může spoj oslabit nebo způsobit, že nýt do otvoru vůbec nepůjde zasunout.

Jak se vypočítává průměr nýtu

Nýt musí projít předvrtaným otvorem, takže jeho průměr nikdy nemůže být větší než otvor. V praxi se otvor vrtá přibližně o 0,1 mm až 0,3 mm větší, než je tělo nýtu, aby do něj nýt snadno zasunul.

Kalkulátor vychází ze sady standardních metrických průměrů nýtů: 2,4, 3,2, 4,0, 4,8 a 6,4 milimetru. Vybere největší z nich, který se ještě vejde do otvoru.

Vzorec:

$\text{Průměr nýtu} = \text{největší standardní velikost} \leq \text{Průměr otvoru}$

Například do otvoru o průměru 4,2 mm se vejde nýt o průměru 4,0 mm (další větší rozměr, 4,8 mm, je příliš velký). Do otvoru menšího než 2,4 mm nelze použít žádný standardní nýt, takže kalkulátor místo odhadu zobrazí chybu.

Kontrola pevnosti ve smyku

Tenký nýt v silném materiálu se může při zatížení usmyknout. Orientačně by měl být průměr nýtu alespoň trojnásobkem tloušťky nejtlustší spojované vrstvy:

$\text{Minimální průměr z hlediska pevnosti ve smyku} = 3 \times \text{Tloušťka materiálu}$

Pokud je otvor příliš malý pro nýt, který by toto pravidlo splňoval, kalkulátor přesto vrátí největší nýt, který se do otvoru vejde, ale přidá upozornění, že spoj může být slabší, než je žádoucí. Řešením je vyvrtat větší otvor a použít větší nýt nebo rozmístit podél spoje více nýtů, aby se zatížení rozdělilo.

Jak se vypočítává délka nýtu

Délka nýtu závisí na rozsahu sevření, tedy na celkové tloušťce všech spojovaných vrstev. Nýt také potřebuje za rozsahem sevření další délku, aby se na jeho konci mohla vytvořit hlava; tato přídavná délka se nazývá přídavek na dřík. Tento přídavek se rovná 1,5násobku průměru samotného nýtu.

Vzorec:

$\text{Minimální délka} = \text{Rozsah sevření} + 1.5 \times \text{Průměr nýtu}$

Kalkulátor tuto hodnotu zaokrouhlí nahoru na nejbližší standardní délku: 6, 8, 10, 12, 16, 20 nebo 25 milimetrů. Pokud je požadovaná délka větší než 25 mm, žádný standardní nýt nevyhovuje a kalkulátor místo odhadu vrátí chybu.

Typ nýtu a označení nýtu

Doporučený materiál nýtu odpovídá spojovanému materiálu: pro hliníkový plech se použije hliníkový nýt, pro ocel ocelový nýt, pro nerezovou ocel nýt z nerezové oceli, pro plast plastový nýt a pro kombinaci materiálů nýt pro více materiálů. Tím se předchází galvanické korozi, ke které dochází, když se dva různé kovy dotýkají za přítomnosti vlhkosti a méně ušlechtilý kov koroduje rychleji.

Kalkulátor také sestaví krátké označení nýtu pro objednávku nebo dokumentaci:

$\text{Označení nýtu} = \text{Kód materiálu} + \text{Průměr}\times10 + \text{"-"} + \text{Délka}$

Kódy materiálů jsou AL (hliník), ST (ocel), SS (nerezová ocel), PL (plast) a MM (více materiálů). Ocelový nýt o průměru 4,0 mm a délce 8 mm dostane označení ST40-8.

Příklad výpočtu

Uvažujme hliníkový plech o tloušťce 1,5 mm s otvorem o průměru 3,2 mm a rozsahem sevření 3,0 mm.

1. Průměr: největší standardní velikost nejvýše 3,2 mm je samotných 3,2 mm.
2. Délka: minimální délka = 3,0 + 1,5 × 3,2 = 7,8 mm, po zaokrouhlení nahoru na standardních 8 mm.
3. Kontrola smyku: orientační pravidlo vyžaduje průměr alespoň 3 × 1,5 = 4,5 mm, ale do otvoru se vejde pouze 3,2 mm, takže kalkulátor zobrazí upozornění týkající se pevnosti ve smyku.
4. Výsledek: hliníkový nýt o průměru 3,2 mm a délce 8 mm, s označením AL32-8 a upozorněním, že je vhodné zvážit větší otvor a nýt.

Druhý případ se obejde bez upozornění. Ocelový plech o tloušťce 1,0 mm s otvorem o průměru 4,2 mm a rozsahem sevření 2,0 mm vede k průměru 4,0 mm (největší standardní velikost nejvýše 4,2 mm), délce 2,0 + 1,5 × 4,0 = 8,0 mm (již standardní velikost) a průměru, který splňuje minimální hodnotu smyku 3 × 1,0 = 3,0 mm. Výsledkem je ocelový nýt o průměru 4,0 mm a délce 8 mm, s označením ST40-8, bez upozornění.

Slepé a plné nýty

Slepý nýt, často nazývaný trhací nýt, lze namontovat pouze z jedné strany materiálu. Má trubkové tělo a středový kolík zvaný trn, který se po zatažení odlomí a vytvoří hlavu na odvrácené straně, na kterou montér nevidí. Plný nýt vyžaduje přístup k oběma stranám: jeden konec již má tvar hlavy a druhý se při montáži rozklepe nebo slisuje naplocho. Plné nýty obecně přenášejí při stejné velikosti větší zatížení, jejich montáž však trvá déle.

Běžná použití

Nýtování spojuje plechy bez tepla a deformací, které může způsobit svařování. Letecké potahy a konstrukční rámy používají nýty ve velké míře, protože dobře odolávají opakovaným vibracím. Karoserie, kovové střešní krytiny a obklady, žebříky a další kovové výrobky vyráběné svépomocí používají stejné spojovací prvky v menším měřítku. Trupy lodí a palubní kování často používají hliníkové nebo nerezové nýty, protože ve vlhkém prostředí odolávají korozi lépe než běžná ocel.

Běžnými alternativami jsou šrouby, svařování, lepidla a samořezné šrouby. Šroubované spoje lze později rozebrat; svařování vytváří souvislý a velmi pevný spoj, ale vyžaduje specializované vybavení; lepidla rozkládají zatížení rovnoměrně, ale v horku mohou zeslábnout; samořezné šrouby u některých materiálů umožňují vynechat samostatné vrtání otvoru.

Často kladené otázky

Co znamená označení nýtu? Kombinuje materiál (AL, ST, SS, PL nebo MM), průměr v desetinách milimetru a délku v milimetrech. AL32-8 označuje hliníkový nýt o průměru 3,2 mm a délce 8 mm.

Proč mě kalkulátor upozornil na pevnost ve smyku, i když uvedl výsledek? Otvor omezil průměr nýtu na hodnotu menší než trojnásobek tloušťky materiálu. Kalkulátor přesto vrátí největší nýt, který se do otvoru vejde, protože to je jediný nýt, který lze fyzicky zasunout, ale upozornění znamená, že spoj nemusí přenášet tak velké zatížení, jaké by měl.

Lze použít hliníkové nýty na ocel nebo ocelové nýty na hliník? Z mechanického hlediska to funguje, ale oba kovy mohou v místě dotyku korodovat, zejména ve venkovním prostředí nebo v blízkosti slané vody. Bezpečnější volbou pro spojování různých kovů jsou nýty z nerezové oceli.

Proč kalkulátor zobrazuje chybu místo velikosti? Chybu způsobují dvě situace: otvor menší než 2,4 mm, protože žádný standardní nýt není tak tenký, a tak velký rozsah sevření, že součet rozsahu sevření a přídavku na dřík překročí 25 mm, což je největší standardní délka. Širší nýt potřebuje větší přídavek, takže délka dojde dříve: nýt o průměru 6,4 mm potřebuje přídavek 9,6 mm, a proto přestane vyhovovat, jakmile rozsah sevření překročí 15,4 mm.

Co je rozsah sevření? Rozsah sevření je souhrnná tloušťka všech vrstev, kterými nýt prochází. Určuje, jaká část délky nýtu se nachází uvnitř materiálu před přídavkem na dřík, který slouží k vytvoření hlavy.

O kolik má být nýt delší než rozsah sevření? Přibližně o 1,5násobek vlastního průměru, zaokrouhlený nahoru na nejbližší standardní délku. Nýt o průměru 4,0 mm potřebuje k řádnému vytvoření hlavy přibližně 6 mm dodatečné délky za rozsahem sevření.

Reference

1. Higgins, Raymond A. (2001). Materials for Engineers and Technicians. Newnes. ISBN 978-0750652506.
2. Messler, Robert W. (2004). Joining of Materials and Structures: From Pragmatic Process to Enabling Technology. Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0750677578.
3. ASME B18.1.1: Small Solid Rivets. American Society of Mechanical Engineers.
4. ISO 14 588: Blind rivets — Terminology and definitions. International Organization for Standardization.