ORGANE DE MAINI

4. MBINRI NITUITE
4.1. Generaliti
mbinrile nituite fac parte din categoria asamblrilor nedemontabile, organul de asamblare
fiind nitul care face mbinarea ntre dou sau mai multe piese.
Nitul se compune dintr-un cap iniial, o tij cilindric (cu o mic conicitate de aproximativ
1%) de diametru d i lungime l i un cap de nchidere care se obine cu o scul special numit
cpuitor, printr-un proces de presare la rece sau la cald ( fig. 4.1; 1-table; 2-cap de nchidere; 3corpul nitului; 4-cap iniial).

Fig. 4.1
mbinrile nituite au o utilizare tot mai restrns datorit extinderii continue a mbinrilor
sudate, precum i ale mbinrilor prin lipire i ncleiere. Domeniile principale de utilizare a
mbinrilor nituite sunt: construcii metalice la care mbinarea prin sudare nu se poate face
(piesele sunt executate din materiale nesudabile sau nu este permis nclzirea la temperaturi
de sudare); asamblarea unor piese nemetalice pe supori metalici (ambreiaje, plcue de frn);
construcii aeronautice (mbinarea tablelor subiri pentru nveliuri exterioare); construcia de
autovehicule (caroserii); asamblarea componentelor din construcia aparatajului electronic;
asamblarea zalelor din transmisiile prin lan .
mbinrile nituite se pot clasifica dup urmtoarele criterii:
-dup destinaie:

de rezisten ( n construcii metalice);

de etanare ( n construcia recipientelor de depozitare);

87

ORGANE DE MAINI

de rezisten i etanare (n construcia navelor maritime i fluviale, n aeronautic,

recipiente sub presiune etc);
-dup aezarea relativ a pieselor:
prin suprapunere (fig. 4.2);
cu eclise (fig. 4.3,a- o eclis; fig. 4.3,b- dou eclise);
-dup numrul rndurilor de nituri:
cu un singur rnd ( fig. 4.2,a);
cu dou rnduri ( fig. 4.2, b) sau cu mai multe rnduri ( fig. 3.2,c);
-dup numrul seciunilor de forfecare:
cu o singur seciune de forfecare;
cu dou seciuni de forfecare;
cu mai multe seciuni de forfecare.

Fig. 4.2

Fig. 4.3

88

ORGANE DE MAINI

Niturile se pot clasifica [44]:

-dup forma capului, care poate fi bombat, semirotund, tronconic, seminecat, necat,
cilindric etc. (fig. 4.4,a);
-dup forma tijei, care poate fi plin, tubular, semitubular etc. (fig. 4.4,b).

Fig. 4.4

4.2. Materiale i tehnologie

Materialul nitului trebuie s fie tenace, s nu fie clibil i s aib un coeficient de dilatare
termic apropiat de cel al materialului pieselor mbinate. Niturile obinuite se execut din
OL34 sau cu acordul beneficiarului din OL37 (STAS 500/2); niturile din oel cu diametrul pn
la 10 mm trebuie supuse unei recoaceri de recristalizare. n cazuri deosebite, cnd asamblarea
este supus unor solicitri puternice sau coroziunii, se pot utiliza nituri executate din oeluri cu
bune caracteristici mecanice sau oeluri aliate. Se mai folosesc nituri din metale sau aliaje
neferoase: aluminiu primar (Al 99 sau Al99,5 SR EN 573-3: 1995); cupru (Cu99,5 sau Cu99,9
STAS 683-80); aliaje de aluminiu (AlMgSi1 sau AlCu2Mg1,5); aliaje de cupru (CuZn37 sau
CuZn39Pb2-STAS 95-90). Datorit avantajelor pe care le prezint, se pot folosi nituri
executate din materiale plastice (poliamide).
Nituirea , ca proces tehnologic, cuprinde urmtoarele etape:
-pregtirea pieselor care urmeaz a fi mbinate; pregtirea pieselor (tablelor) const n
ndreptarea acestora i executarea gurilor; ndreptarea se poate realiza manual prin lovire cu
ciocanul, n cazul tablelor subiri (nu este recomandat) sau pe prese cu dispozitive special
concepute; gurile se obin cu burghiul pe maini de gurit (pentru orice grosime de tabl) sau
prin tanare (poansonare) pe prese (pentru tablele sub 25 mm grosime; apare riscul producerii
de microfisuri n jurul gurilor [28][30]);
89

ORGANE DE MAINI

-nituirea propriu-zis; nituirea se realizeaz la rece, n cazul niturilor din oel cu diametrul d
<12 mm sau pentru nituri executate din materiale neferoase; n cazul niturilor din oel, de
dimensiuni mari, este necesar nclzirea captului tijei care urmeaz a fi cpuit la o
temperatur cuprins n intervalul 1000 1200 o C ; nituirea propriu-zis se poate executa
mecanic cu maini de nituit (prese, ciocane pneumatice) sau manual;
-operaii ulterioare nituirii; aceste operaii sunt: nlturarea bavurilor, tierea marginilor
rsfrnte ale capului nitului, temuirea marginilor tablelor (numai n cazul mbinrilor de
etanare).
Niturile se execut innd seama de urmtoarele condiii[42]:
-zona de trecere dintre cap i tij trebuie s reziste la ndoirea la rece a capului fa de tij sub
un unghi de 60o , fr s apar fisuri;
-deformarea la rece a captului tijei trebuie s se execute fr crpturi sau fisuri radiale;
-suprafaa nitului trebuie s fie curat, fr fisuri, bavuri sau poriuni rugoase; se admit totui
urmtoarele abateri:
stratul de oxid poate atinge valoarea maxim de 0,15 mm, dar s nu influeneze
calitatea nituirii;
ngrorile i ondulaiile de pe tija nitului trebuie s se ncadreze n abaterile limit ale
diametrului nominal;
uoare urme provenite de la operaia de debitare;
urme uoare lsate de scule, care trebuie s se ncadreze n abaterile limit la
dimensiuni;
bavuri la periferia capului nitului de pn la 0,5 % din diametrul acestuia i bavuri sub
cap de pn la 5% din nlimea sa .

4.3. Calculul mbinrilor nituite

4.3.1. Transmiterea forelor n mbinrile nituite
Prin nituire, dup executarea capului de nchidere se realizeaz o strngere a tablelor.
Aceast strngere este mai puternic n cazul nituirii la cald, datorit contraciei tijei la rcire;
astfel se dezvolt o for axial F n1, care solicit tija, iar n planul de separaie dintre table
apare o for de frecare Fn1 (fig. 4.5); executarea nituirii la cald, conduce la apariia unui joc
ntre nit i gaur (din tabl), datorit contraciei la rcire (acest joc va influena rigiditatea i
rezistena mbinrii).
n timpul exploatrii unor mbinri nituite se pot ntlni 4 etape (fig. 4.6) [30][40]:
-fora exterioar este inferioar forelor de frecare (poriunea 0-1 de pe curb din figura
4.6); transmiterea sarcinii se face numai prin frecare;
-fora exterioar devine egal sau mai mare dect fora de frecare (poriunea 1-2 de pe
curba din figura 4.6); tablele se vor deplasa cu frecare, n limita jocului dintre nit i gaur;
-creterea forei exterioare produce solicitarea tijei nitului n domeniul elastic;
solicitrile sunt la forfecare, strivire i nconvoiere (poriunea 2-3 de pe curba din figura 4.6);

90

ORGANE DE MAINI

- creterea forei exterioare peste anumite limite produce n tija nitului o tensiune care
depete limita de curgere a materialului, apar deformaii plastice i deplasri ale tablelor; se
poate ajunge la ruperea nitului (poriunea 3-4 din figura 4.6).

Fig. 4.5

Fig. 4.6
Tija nitului trebuie s reziste la solicitri de forfecare, strivire i ncovoiere (fig. 4.7),
dar o mbinare corect este caracterizat de transmiterea sarcinii prin fore de frecare.

91

ORGANE DE MAINI

Fig. 4.7

4.3.2. Calcului nitului

Calcului nitului se face considernd urmtoarele ipoteze simplificatoare [30][40]:
-fora exterioar se repartizeaz uniform pe nituri (dac aceast for se repartizeaz neuniform,
se calculeaz nitul cel mai solicitat, celelate nituri lundu-se identice cu acesta);
-toate niturile sunt identice (au acelai diametru d);
-transmiterea parial a fortei exterioare prin forele de frecare dintre piesele mbinate se ia n
considerare numai pentru adoptarea rezistenelor admisibile (tensiunile admisibile sunt
superioare celor aprute n mbinri, n mod frecvent);
-corpul nitului (tija) umple complet gaura (de diametru d 1) din piese (nu exist joc ntre tij i
gaur);
-tensiunile se repartizeaz uniform pe seciunea nitului i pe suprafeele de contact dintre nit i
piese;
-se neglijeaz ncovoierea tijei care apare ca urmare a deplasrii tablelor (n cazul existenei
jocului ntre tij i gaur).
ntr-o mbinare nituit, fora exterioar trebuie s se transmit de la o pies la cealalt, prin
intermediul forelor de frecare dintre table (fig. 4.8,a), iar dac fora exterioar este superioar
forelor de frecare, o parte a acesteia este preluat de tija nitului ( fig. 4.8,b).

Fig. 4.8
Capul nitului este solicitat de fora Fn1, la strivire, pe suprafaa de rezemare a acestuia i la
forfecare, pe seciunea cilindric dispus n prelungirea tijei (fig. 4.9). Deoarece dimensiunile
capului nitului sunt acoperitoare, la proiectare nu mai este necesar un calcul de verificare, ele

92

ORGANE DE MAINI

alegndu-se n funcie de diametrul tijei; n cazuri speciale (dac se folosesc nituri

nestandardizate) se pot efectua urmtoarele verificri:
- calculul pentru solicitarea la forfecare a capului nitului
Fn1
f
af ,
d1 h

(4.1)

unde: Fn1 este fora care solicit nitul la ntindere; d 1 diametrul gurii (din pies); hnlimea seciunii de forfecare; af rezistena admisibil la forfecare a materialului nitului;
- calculul pentru solicitarea la strivire dintre capul nitului i suprafaa de sprijin
4Fn1
s
as ,
(4.2)
(Dc2 d12 )
unde: Dc este diametrul capului nitului; as -rezistena admisibil la strivire a materialului
nitului.

Fig. 4.9
Fora Fn1 solicit, de asemenea, tija nitului la ntindere, iar calculul se face cu urmtoarele
relaii:
- pentru nituri cu seciunea plin a tijei
4F
t n12 at ;
(4.3)
d
-pentru nituri tubulare
4Fn1
t
at ,
(4.4)
(d 2 d i2 )
unde: d este diametrul exterior al tijei nitului; di diametrul interior al tijei nitului; at
rezistena admisibil la traciune a materialului nitului.
Fora exterioar F1 solicit tija nitului la forfecare, n seciunea dispus n planul de
separaie (fig. 4.10,a) i la strivire, pe suprafaa de contact dintre tij i table (fig. 4.10, b).

93

ORGANE DE MAINI

Fig. 4.10
Tensiunea n cazul solicitrii la forfecare este :
-pentru nituri cu seciunea plin a tijei
4F1
f
af ;
(4.5)
i d12
-pentru nituri tubulare
4F1
f
af ,
(4.6)
i (d12 di2 )
unde: F1 este fora care solicit tija nitului (fora pe un nit); i- numrul seciunilor de
forfecare; d1 diametrul de calcul al nitului (n calcule se consider diametrul gurii, jocul
care apare la rcirea nitului, neglijndu-se; af rezistena admisibil la forfecare a
materialului nitului.
Fora capabil a fi preluat de un nit, n cazul solicitrii la forfecare, se determin cu relaia
F1cap

i d 12
af ;
4

(4.7)

i (d12 d i2 )
af .
4

(4.8)

sau
F1cap

Condiia de rezisten la strivire este definit de relaia

F1
s
as ,
s d 1

(4.9)

unde: s este grosimea celei mai subiri table; as -rezistena admisibil la strivire a
materialului cel mai slab (nitul sau piesele).
Pentru diametrul gurii din piese d1, se recomand urmtoarele valori[42]:
-pentru d =14 mm, se adopt d1 =d+0,2 mm;
-pentru d =510 mm, se adopt d1 =d+0,5 mm;
- pentru d >10 mm, se adopt d1 =d+1 mm.

4.3.3. Calculul pieselor mbinate

94

ORGANE DE MAINI

Piesele mbinate (fig. 4.11) sunt solicitate la traciune (n seciunea dintre gurile n care se
introduc niturile), la forfecare (spre marginile tablei n direcia forei) i la strivire (n zona de
contact dintre tija nitului i peretele gurii).
Condiia de rezisten la traciune a tablelor se obine cu relaia
F1
tp
atp ,
(4.10)
(t d 1 )s
unde: t este distana dintre guri; d1 -diametrul gurii; s- grosimea tablei; atp -rezistena
admisibil la traciune a materialului piesei (tablei).
Considernd c nitul va strivi peretele gurii, condiia de rezistena la forfecare a marginilor
tablei se scrie sub forma:
F1
f p
afp
d1
,
(4.11)
2(e )s
2
unde: e este distana de la axa nitului la marginea tablei; afp -rezistena admisibil la
forfecare a materialului tablelor.

Fig. 4.11
Cu ajutorul relaiilor ( 4.10 ) i ( 4.11) se pot determina valorile forei exterioare:
F1 (t d1 ) s
atp ;

(4.12)

d1
) s afp
.
(4.13)
2
Seciunea tablei pe linia de montare a niturilor este slbit din cauza gurilor de trecere.
Pentru a defini scderea rezistenei, se folosete un coeficient de utilizare a seciunilor tablelor
ut care reprezint raportul dintre seciunea slbit prin executarea gurilor de trecere pentru
nituri i seciunea iniial (neslbit) a tablelor
(t d1 ) s t d1
ut

0, 7...0,9.
(4.14)
t s
t
F1 2(e

95

ORGANE DE MAINI

4.3.4. Calculul de verificare i proiectarea mbinrilor nituite

Metodologia de calcul a mbinrilor nituite de rezistena cuprinde urmtoarele etape [42]:
-stabilirea datelor iniiale: sarcina (sarcinile) din mbinare, forma, numrul, dimensiunile i
materialul pieselor de asamblat; se stabilesc numrul seciunilor de forfecare i, grosimea tablei
(tablelor) mai subiri s, caracteristicile materialelor af , as , at , atp , afp i schema de
realizare a mbinrii;
-alegerea tipului de nit (form i material); alegerea se face n funcie de: condiiile de
funcionare, destinaia mbinrii, forma tablelor, compatibilitatea materialelor mbinrii;
-n funcie de grosimea tablelor s i a diametrului gurii de nit d 1, se alege din STAS diametrul
nitului (tabelul 4.1);
-determinarea forei capabile a fi preluat de un nit, n cazul solicitrii la forfecare ( relaiile
(4.7) sau (4.8));
-verificarea nitului sau tablei la strivire (relaia 4.9);
-determinarea numrului necesar de nituri
F
n ,
F1
unde F este fora total care solicit mbinarea;
-alegerea dispunerii niturilor;
-verificarea la traciune a tablei n seciunile slbite de guri ( relaia (4.10));
-verificarea la forfecare a marginilor tablei (relaia (4.11));
Valorile rezistenei admisibile pentru calculul niturilor de rezisten sunt prezentate n tabelul
4.2.
Tabelul 4.1
Parametri caracteristici ai mbinrilor nituite
Nr.
Numrul Diame- Pasul
Seciuni- rndurilor trul
niturilor pe
lor de
de nituri
nitului
un rnd t,
forfecare
d, (mm) (mm)
Una

Dou

1
2
3
1
2
3

2s
(2,53)d1
sau
(44,5)d1
50s 2 (5,56)d1
3,5d1
1,5s
(5,56)d1
8d1

Distana
dintre
rnduri e1,
(mm)
(22,5)d1
sau
(0,50,7)t
(0,40,5)t

Distana
Coeficide la
entul de
marginea utilizare
tablei e,
t
(mm)
(1,5 0,67
2)d1
0,75
0,83
0,71
(1,52)d1 0,83
0,87

Tabelul 4.2
Valorile rezistenelor admisibile n calculul mbinrilor nituite, n MPa
Elementele
Solicitarea
Felul prelucrrii

96

Material

ORGANE DE MAINI

mbinrii

gurilor de nit
Poansonare
Gurire/alezare
Poansonare
Gurire/alezare
Poansonare
Gurire/alezare
Poansonare
Gurire/alezare
Poansonare
Gurire/alezare

Forfecare
Nituri

af

Strivire
as

Traciune
atp

Table

Forfecare
afp

Strivire
asp

OL34
100
120
240
280
110
140
80
100
210
240

OL37
110
140
280
320
130
160
90
120
240
280

Pentru mbinrile nituite supuse unor solicitri variabile, numrul de nituri se stabilete cu
relaia
F
n 1 n (1 0,3 min ) ,
(4.15)
Fmax
unde: n este numrul de nituri necesar n cazul solicitrii cu o sarcin constnt; F min fora
minim care solicit mbinarea; Fmax fora maxim care solicit mbinarea.
Calculul de verificare al mbinrilor nituite se face cu relaiile (4.1)(4.5), respectiv (4.9)
(4.11).
n cazul solicitrilor variabile, rezistena admisibil la forfecare a tijei nitului, se
stabilete cu relaia
afv K v af ,
(4.16)
unde
1
Kv
F
(4.17)
1 0,3 min .
Fmax
mbinrile nituite de rezisten sunt utilizate pentru montarea materialului de friciune pe
discurile de ambreiaj i saboii de frn (n construcia de automobile), pentru asamblarea
profilurilor (fig. 4.12), pentru asamblarea coroanelor dinate (fig. 4.13) etc.
mbinrile nituite de etanare se folosesc n cazul construciilor metalice, tip rezervor, iar
mbinrile nituite de rezisten-etanare se utilizeaz n cazul recipienilor sub presiune (butelii,
cazane sub presiune fig. 4.14).
Etanarea (mbinrilor nituite) se obine dac forele de frecare, care se dezvolt ntre
suprafeele de contact dintre piese (table), mpiedic deplasarea relativ a tablelor. Calculul, n
acest caz, se efectueaz prin verificarea tijei la forfecare, cu precizarea c rezistenele
admisibile la forfecare ale materialului nitului, se reduc cu 3050%[42].

97

ORGANE DE MAINI

Fig. 4.12

Fig. 4.13

Fig. 4.14
Metodologia de calcul a mbinrilor nituite de rezistenetanare, parcurge urmtoarele
etape [30][42]:
-determinarea ncrcrii pe unitatea de lungime:
D
pentru custurile longitudinale;
2
D
p
pentru custurile transversale,
4
p

unde p este presiunea de lucru, iar D-diametrul recipientului sub presiune (cazul sub
presiune);
-stabilirea tipului custurii i principalilor parametri (tabelul 4.3) ;
-verificarea coeficientului de utilizare pentru cele dou tipuri de custuri tef i 'tef ;
-determinarea tensiunilor efective din piesele asamblate, n seciunile longitudinal i
transversal:
p D
tp
atp ;
(4.18)
2 tef s a
pD
tp
atp ,
(4.19)
(s a )
4tef

98

ORGANE DE MAINI

unde: a reprezint scderea seciunii tablei datorit efectului de coroziune i are valori
cuprinse n intervalul 13 mm.
Rezistenele admisibile se stabilesc n funcie de caracteristicile materialului i temperatura
de exploatare a recipientului sub presiune :
r
pentru t <250oC;
4...4,75
02

pentru 250oC t 350o C.

1,9...2

atp
atp

Tabelul 4.3
Recomandri privind alegerea tipului custurii i principalilor parametri [42]
Tipul
ncrcarea
Diametrul
Pasul
Coeficientul Rezistena
custurii
custurii pe
nitului
nitului
de utilizare
admisibil la
unitatea de
d,
t,
alunecare
t
lungime
mm
mm
kna,
pD / 2 sau
N / mm2
pD/4
N/mm
Prin
<500
s+8
2d + 8
0,6
60...70
suprapunere
pe un rnd
Prin
350... 950
s +8
2,6d +15
0,7
6065
suprapunere
pe dou
rnduri
Prin
450...1350
s + (68) 3d + 22
0,75
5060
suprapunere
pe trei
rnduri
Cu eclise
450...1350
s + (56) 3,5d +15
0,75
2(4858)
pe ambele
pri, pe dou
rnduri
Cu eclise
450...2300
s+5
6d +20
0,85
2(4555)
pe ambele
pri, pe trei
rnduri

Niturile custurilor longitudinale i transversale se calculez cu relaiile:

p D t
f
af
;
d 2
2( i n)
4

99

(4.20)

ORGANE DE MAINI

p D t

af
,
(4.21)
i d 2
4n tot
4
unde: i n este numrul total al seciunilor de forfecare pe un pas al custurii
longitudinale; ntot - numrul total de nituri al custurii transversale; i-numrul seciunilor de
forfecare;af = 0,2r pentru t <250oC i af 0, 402 pentru t <350oC.
Verificarea rezistenelor la alunecare pentru custurile longitudinale, respectiv
transversale, se face cu relaiile:
pDt
k na

;
2n pl d12
4
pDt
kn
k na

,
2n pt d12
4

kn

(4.22)

(4.23)

unde: npl i npt reprezint numrul total al seciunilor de forfecare pe un pas al custurii
longitudinale, respectiv transversale (npl i npt reprezint, fiecare, produsul dintre numrul
niturilor de pe o lungime egal cu pasul t i numrul seciunilor de forfecare ale unui nit); k na
este rezistena admisibil la alunecare .
n cazul asamblrilor metalelor uoare, nituirea se execut la rece. Gurile de trecere a
niturilor se obin prin burghiere, pentru a evita fisurile de la marginile gurilor (specifice
poansonrilor). Este important, n cazul n care niturile i piesele de mbinat sunt executate din
materiale diferite, s se adopte msuri de evitare a coroziunii de contact (se face prin izolarea
contactelor ntre elementele mbinrii). La aceste tipuri de mbinri, datorit rezistenei sczute
a pieselor (n special la solicitri variabile), stabilirea elementelor geometrice este de multe ori
mai important dect alegerea aliajului; se prefer adoptarea unui numr mai mare de nituri cu
un diametru mai mic (pentru a reduce tensiunile de contact nit-gaur).
Elementele mbinrii nituite, n cazul metalelor uoare se recomand a fi alese cu
urmtoarele valori[17][30]: d 1,5s 2; t 2,5...6 d; e 2d . Calculul de verificare la
forfecare i strivire se face innd seama c af 0, 6...0, 7 at i as 2...2, 7 at , unde
at este rezistena admisibil la traciune a materialului nitului.

100