Dünyada en yaygın olarak kullanılan bağlama elemanı hiç şüphesiz vida ve civatalardır. Önce vida ile civatanın farkını belirtelim.

Eğer bir bağlantıda somun kullanılıyorsa dış yivleri olan silindirik elemana cıvata denir.Eğer bağlantıda somun yoksa ve bağlantı, bağlanacak elemanlardan birisinde açılan yivlerin somun yerine kullanılması ile gerçekleşiyorsa bu elemana ise vida denir.

Yapı çeliklerinin ve mekanik parçaların bağlanmasında genellikle cıvata (somunlu bağlantı) kullanılır. Cıvatalar sıkıldıklarında üzerlerine aldıkları çekme gerilimi (tension) ile bağlantı sağlanır.

Dünyada şekillerine ve dayanımlarına göre civata ve vidalar birçok standart altında tanımlanmışlardır. Türkiye de en fazla kullanılmakta olan standartlar hakkında bilgi vermeden önce kısaca cıvataların çekme mukavemetleri konusunda bilgi verelim.

 DIN normunda cıvata kaliteleri 4.6 , 8.8  şeklinde gösterilir (Bkz. Tablo 1) Bu gösterimde ilk sayı kopma gerilmesinin yaklaşık 1/10 unu , ikinci sayı ile birinci sayının çarpımı ise akma gerilmesini verir.

Örnek: 6.8 kalite civata için
Kopma gerilmi=6X10=60 Kg/mm²
Akma gerilimi= 8X6=48 Kg/mm²

SOMUNLAR

Cıvatalı bağlantıların ikinci elemanı somundur. Somun kaliteleri ise 4 6 8 gibi tek rakamlar ile belirtilir ve bu sayılar uygulanabilecek maksimum gerilimin 1/10 nu gösterir. Örnek: 6 kalite somunda uygulanabilecek maksimum gerilim 60 Kg/mm² dir.

Somunlar kendi kalite değerinde civatalar ile kullanılmalıdır (Örnek 6 kalite somun 6.8 kalite cıvata ile birlikte kullanılır). Ancak cıvataya uygulanacak yükün sınırlandırılması gerekiyorsa (Örnek : Fazla sıkma durumunda bağlanan malzemenin veya herhangi bir aksamın zarar görmesi söz konusu ise) bu durumda somun cıvatadan düşük kalitede seçilerek fazla sıkılma durumunda somun dişlerinin sıyrılarak sigorta vazifesi yapması sağlanabilir. Eğer böyle bir sınırlayıcı kısıt yoksa civatalar kendinden yüksek kalite somunlarla birlikte de kullanılabilirler. 

Somun genişliği çapın 60% si kadar olur. Somunlarda yükün çoğu sıkılma yüzeyine yakın dişlerde olur. Arkadaki dişlerde yük çok azalır. Normalde altıncı hatveden sonraki dişlerde pek fazla yük olmaz. Bu nedenle somun genişliğinin fazla olması hiçbir işe yaramaz. İkinci bir somun ise sadece gevşemeyi önlemek için kontra somun olarak kullanılır.

MEKANİK  ELEMANLARIN VİDA-CİVATA BAĞLANTISI

Mekanik elemanların bağlanmasında cıvatalar sıkıldıklarında üzerlerine aldıkları çekme gerilimi (tension) ile bağlantıyı sağlar. Mekanik elemanların bağlantısında civataların kesme gerilimi altında bulundurulması tavsiye edilmez. Eğer böyle bir bağlantı mutlaka gerekiyorsa, bağlanan elemanlardan kesme yönünde gelecek kuvvetin cıvataya aktarılmasına engel olacak  yana kaymayı engelleyen takoz  veya bağlanan elemanlarda faturalı geçme gibi tedbirler alınmış olmalıdır. (Bkz. aşağıdaki şekil)

YAPI ELEMANLARININ CİVATA İLE BAĞLANMASI

Yapı elemanlarının bağlanması inşaat mühendisliğinin alanına girmekle birlikte burada çok önemli bazı hususlara işaret etmeden geçemeyeceğim.

Yapı elemanlarının bağlanmasında yüksek mukavemetli ve korozyona dayanıklı ön gerilimli cıvatalar kullanılarak eksenel ve kesme yönündeki kuvvetlerin karşılanması sağlanabilir. Zira eksenel yöndeki gerilimin bağlanan yüzeylerde oluşturduğu basınç ile sağlanan sürtünme kuvveti elemanların kesme yönünde kaymasını önleyerek uygun bir bağlantı için yeterli olur.

Yapı elemanlarının bağlanmasında ön gerilimli civatalar daha önceleri kullanılmakta olan sıcak perçinlere göre 40 ila 55 % arasında daha fazla emniyetli bağlanma sağlayabilmektedirler. Kuvvet yönlerinin değişebileceği, darbe ve titreşime maruz kalabilecek yapı elemanlarında yüksek ön gerilimli civataların kullanılması şarttır. 

Ön gerilimli civatalar ile bağlanmış elemanlarda ısı veya korozyon nedeni ile ortaya çıkabilecek gevşemelerin önüne geçilmesi sağlanır. Bu tip yerlerde gevşemeyi önlemek için ön gerilimli cıvataların akma sınırına kadar gerdirilmiş olması gerekmektedir. Eğer ön gerilmeli civatalar akma sınırına kadar gerdirilmez ise kısa zaman içinde gevşemelerin ortaya çıkması kaçınılmaz olur. Civataların akma sınırları cıvata sağlayıcısından temin edilecek tablolardan bulunur. Civataların kalitelerine göre uygulanacak maksimum tork değerleri  ve akma mukavemetlerini TABLO 2 den bulabilirsiniz

Çelik yapılarda kullanılan civataların gevşemesini önleyecek diğer bir husus ise cıvataların uygun sıkma aparatları kullanılarak sıkılmasıdır. Hava darbeli tabancalar ile yapılan sıkmalarda sıkma tork değeri belirsizdir. Çelik yapıların cıvata bağlantılarında mutlaka sıkma torku ayarlanabilen tabancalar kullanılmalıdır.

Gevşemeyi önleyecek diğer hususlar ise bağlantı yüzeylerinin temiz olması, paslı olmaması, kaynak veya kesme çapağı bulunmaması, yağsız, kuru  olmasıdır. Çok kirli, paslı, pürüzlü yüzeylerde gerekiyorsa kumlama yapılmalıdır. Bağlanacak yüzeyler ile ilgili diğer önemli hususlar ise yüzeylerin boyasız olmaları ve galvanizlenmiş yüzey olmaması gereğidir.

Yapı çeliklerinde aynı sırada birden fazla cıvata varsa önce ortadakiler en sonda yandakiler sıkılır. İlk turda sıkma değerinin 60% si uygulanır, son turda sıkma değeri 100%  tamamlanır.

CİVATALARIN SINIFLANDIRILMASI

Civatalar  çekme mukavemetlerine göre üç gruba ayrılır. Bunlar;

• DIN 7990
•  DIN 601
• TS1021/9
• ASTM A 307-61 Grade A

• DIN 6914-  8.8 Kalite
• ASTM A 325-65
• TS 80-8G

• DIN 6914- 10.9 Kalite
• ASTM  490- 64

Türkiyede en yaygın olarak kullanılan vida cıvata standartları şunlardır. (Standartlara üzerine tıklayarak ulaşabilirsiniz)

A. AMERİKAN (ANSI)  VİDA-CİVATA   STANDARTLARI

1. Amerikan inch serisi vida-civatalar

    ANSI B18.2.1

Amerikan İnch serisi vida diş formları UN ve UNR olarak belli standartlar altında gruplandırılmışlardır. Sağdaki şekilde gösterilen vida dişleri  bir inç boyda kaç diş olduğuna göre gruplandırılmışlardır.  Bunlar;

UNC  : Kaba diş vidalar

 UNF  :  İnce diş vidalar

UNEF : Ekstra ince diş vidalar

2. Amerikan Metrik serisi vida-civatalar     

       ANSI B18.2.3

Metrik vidaların hatveleri inch serisindeki gibi parmaktaki diş sayısı olarak verilmez. Bunlarda adım bilgisi çap ölçüsünün yanınan X işareti ile birlikte milimetrik olarak yazılır.  Amerikan metrik vida diş standartları için TIKLAYINIZ

3. BORU DİŞLERİ

Türkiyede yaygın olarak hem ANSI standartlarındaki NPT boru dişleri, hemde BS standartlarındaki BSPT dişler kullanılmaktadır. Bunların hem nominal dış çapları hem de bir inch boydaki diş sayıları birbirlerinden farklıdır.

Diğer önemli farklar;

• BSPT dişlerin diş açısı 55⁰ (withworth) iken NPT dişler 60⁰ dir.
•  BSPT boru dişleri başında R harfi ile birlikte belirtilirler  (örnek: R 3/4").
•  NPT dişler konik olup eksenle 1⁰47' derece açı yapar.  
•  BSPT dişler hem silindirik hem konik olarak temin edilebilirler. 
  

NPT ve BSPT boru diş ölçülerini aşağıdaki tablodan bulabilirsiniz.

Amerikan NPT Boru diş standartları

NPT B 1.20.1

Türkiyede tesisat borulamada en yaygın olarak kullanılan boru diş standartları Amerikan NPT (Nominal Pipe Threads) boru dişleridir. Diş açısı 60⁰  olan NPT Boru dişlerinin temel özelliği konik olmaları nedeni ile manşona sıkıldıkça radyal yönde boşlukların azalarak sızdırmazlığın sağlanmasıdır. Konik açısı eksenle 1⁰ 47' dir.

BSPT Boru dişleri

BS 21-  DIN 2999

Avrupa birliğinde ve artık Türkiyede bu boru dişleri özellikle hidrolik devre bağlantılarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Diş açıları 55⁰ olup hem konik hem silindirik olarak temin edilebilmektedirler. Bu dişler gösterimde R harfi ile birlikte belirtilmektedir.

4. ACME Vida-Civata standartları   

      ACME: ASME/ANSI B 1.8

ACME standartları ANSI standartlarının genel amaçlar için revize edilmiş şeklidir. Bu standartların en fazla kullanılan sınıfı 2G sınıfında ve daha az boşluklu olanlarıdır.

ACME (TRAPEZ VİDA)

B.  İNGİLİZ (BS) VİDA-CİVATA  STANDARTLARI

Belli başlı ingiliz vida-civata standartları şunlardır;

1. Withworth vidalar (BSW)

Whithworth vidaların diğerlerinden en büyük farkı diş açısının 55 derece olmasıdır. Bu vida normu standartlaştırılmış ilk vida normudur. Bu standart artık yerini Amerikan UN ve Metrik serisi vidalara bırakmıştır. Withworth vidalar bugün daha çok avrupa ülkelerinde boru diş standartlarında kullanılmaktadır.

2.ISO Metrik vidalar

Tüm dünyada artık metrik sisteme geçildiğinden BS standartları altında ISO Metrik vida standartları oluşturulmuş bulunmaktadır.

ISO Metrik vidalar (ISO 68-1) Standartları altında özellikleri belirlenmiştir.

D. ALMAN (DIN) VİDA-CİVATALAR STANDARTLARI

Türkiye de en yaygın olarak kullanılmakta olan vidalar DIN standartlarında olan vidalardır.
Bu nedenle DIN standartlarındaki vidaların tablolarına aşağıda verilen linklerden ulaşmanız sağlanmıştır

DIN normundaki cıvatalar şekline göre DIN267 altında listelenmişlerdir.
DIN 267 standart grubu altında listelenen en önemli vida-cıvata standartları şunlardır.

HAVŞA BAŞLI, TORNAVİDA YARIKLI VİDALAR 

EŞDEĞER STANDARTLAR: DIN 87, 7987

MERCİMEK BAŞLI CİVATALAR

BOMBE BAŞLI VİDA YILDIZ AĞIZLI VİDA

EŞDEĞER STANDART: DIN7988

EL İLE SIKMA VİDASI

EŞDEĞER STANDART: DIN 465

BOMBE KAFALI KARE GEÇME CİVATALAR.

RAYBALI CİVATALAR.

CİVATA SIRTININ CİVATA YUVASINA BOŞLUKSUZ GEÇMESİ GEREKEN YERLERDE KULLANILIR

EŞDEĞER STANDART:  DIN 609

ALTI KÖŞE BAŞLI VİDA (KISMEN VİDALI)

EŞDEĞER STANDART: DIN 960, 70613

ALTI KÖŞE BAŞLI CİVATALAR (BOYDAN BOYA VİDALI)

EŞDEĞER STANDARTLAR
DIN 961, 70614

YAPI ÇELİKLERİ İÇİN KULLANILAN YÜKSEK MUKAVEMETLİ ÖN GERİLMELİ CİVATALAR