ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА МАШИНОСТРОЕНИИ

ЭКСПРИМ ЕН ГА ЛЬ НОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СТАНИН ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ДЛЯ КУЗНЕ ЧНО-ПРЕССОВЫХ МАШИН И ДРУГОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Для кузнечно-прессовых машин с базовыми деталями из желе­зобетона в ряде случаев станины целесообразно выполнять в виде пустотелого цилиндра с толстыми днищами, изготовленного из железобетона с напрягаемой арматурой. При этом усилие прес­сования, развиваемое механическими узлами пресса, восприни­мается предварительно напряженной железобетонной конструк­цией станины.

Цилиндрические станины могут быть применены для прессов, в которых условия эксплуатации не вызывают необходимости обслуживания машины в процессе работы, не требуют открытых технологических подходов и кругового обзора штамповой зоны прес са.

Конструкция станины удобна с точки зрения выполнения ее в железобетоне с напрягаемой арматурой. Применением высоко­прочного бетона (марок «400»—«600») и арматуры с высоким пре­делом прочности (до 15 ООО—18 ООО кГ/см2) могут быть обеспечены минимальные габариты и достаточно малый вес пресса в целом. Например, обжимной пресс усилием 800 т состоит из четырех монтажных элементов: двух архитравов — верхнего и нижнего и двух стенок (фиг. 1). Вес каждого элемента не превышает 5,5 т.

Размеры пресса обусловлены в основном размещением меха­нических узлов пресса (трех цилиндров, траверсы) и штамповой зоны.

Габариты пресса в плане равны 1,8 X 1,8 м, высота 5,7 м.

В сравнении с аналогичным прессом в металлическом испол­нении, вес станины которого по данным ВНИИМЕТМАШа соста­вляет 20 т, габариты пресса в плане и вес железобетонной станины не увеличиваются; металла требуется в 3,3 раза меньше и стои­мость изготовления почти в 6 раз ниже. 266

Таким образом, применение железобетонных цилиндрических станин с напрягаемой арматурой для прессов различного назна­чения дает значительный технико-экономический эффект.

При проектировании станины в первую очередь должна быть обеспечена заданная несущая способность и долговечность кон­струкции, определяемые рас­четом на прочность и выно­сливость. Кроме того, в экс­плуатационной стадии вели­чина упругих и остаточных деформаций не должна пре­вышать пределов, установ­ленных техническими усло­виями.

Принятая форма цилин­дрической станины обеспечи­вает достаточную жесткость конструкции при работе ее на продольные и поперечные усилия, возникающие при штамповании или других рабочих процессах. Однако для назначения рациональ­ных размеров и армирования элементов станины необхо­димо иметь способы оценки прочности и жесткости кон­струкции.

К настоящему времени не имеется методики расчета элементов такой сложной формы на заданную схему загружения. Разработка ме­тода расчета сама по себе является сложной задачей теории упругости. В приме­нении к железобетонной кон­струкции эта задача еще более усложняется наличием двух совместно работающих материалов (бетона и арма­туры) и особыми свойствами

Бетона (неупругость, анизотропность, неоднородность структуры).

Задача может быть несколько упрощена путем разделения станины на отдельные элементы.

ЭКСПРИМ ЕН ГА ЛЬ НОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СТАНИН ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ДЛЯ КУЗНЕ ЧНО-ПРЕССОВЫХ МАШИН И ДРУГОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Фиг. I. Обжимной пресс ПЖБ-800 уси­лием 800 т с цилиндрической станиной, выполняемой из предварительно напря­женного железобетона:

1 — верхний архитрав; 2 —нижний архитрав; 3 — стенка; 4 — напрягаемая поперечная обвивка архитравов; 5 — напрягаемая рабо­чая арматура.

Основными деталями цилиндрической станины являются архи­травы (верхний и нижний) и стены (фиг. 1). Совместная работа
элементов станины обеспечивается установкой напрягаемой сталь­ной арматуры из стержней и проволоки, натяжение которых осуществляется после затвердения бетона.

Массивные железобетонные станины прессов цилиндрической формы при эксплуатации находятся в условиях сложного напря­женного состояния (фиг. 2).

При действии эксплуатационного усилия стены станины работают на растяжение при наличии некоторого эксцентрицитета приложения равно­действующей .

Архитравы находятся в более слож­ных условиях. Эксплуатационное уси­лие пресса передается на нагружаемую поверхность архитрава через пирамиду штампов, распределяющих давление до величины, безопасной для железобе­тона.

С противоположной стороны на опорной плоскости архитрава возни­кает реактивное давление анкеров про­дольной напряженной рабочей арма­туры, передаваемое на бетон через толстые металлические шайбы, распре­деляющие давление.

На боковой поверхности архитрава имеет место давление поперечной на­прягаемой арматуры.

Реактивные усилия вызваны натя­жением арматуры и действуют на бетон конструкции постоянно, увеличиваясь в момент работы пресса до максималь­ного значения.

В цилиндрических станинах архит­равы выполняются в виде круглых или эллиптических железобетонных плит большой толщины, армированных в направлении, перпендикулярном действию усилия пресса и напрягаемой арматуры, расположенной по контуру плиты.

При этом обеспечиваются: малые габариты деталей (ввиду применения высокопрочных бетона и стали);

ЭКСПРИМ ЕН ГА ЛЬ НОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СТАНИН ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ДЛЯ КУЗНЕ ЧНО-ПРЕССОВЫХ МАШИН И ДРУГОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Фиг. 2. Схема нагрузок на цилиндрическую станину пресса:

Р — рабочее усилие*, Рі — Дав­ление продольной рабочей арма­туры; q — давление поперечной напряженной обоймы.

Малый расход материалов и снижение веса конструкции; достаточно высокая жесткость архитрава и всей конструкции станины.

Указанные качества позволяют широко применять подобные конструкции в машиностроении не только для архитравов прес­сов, но и для таких сильно нагруженных деталей оборудования, как головки растяжной машины, подвижные траверсы, подштам - повые плиты и др.

В этих случаях железобетонные элементы машин работают как толстая плита, опертая по контуру или части контура и нагру­женная центрально или эксцентрично приложенной многократно повторяющейся нагрузкой. Иногда (в архитравах со встроенными силовыми гидроцилиндрами или зажимными устройствами растяж­ной машины) эти плиты ослаблены центрально-расположенным отверстием и воспринимают дополнительную, радиально-направ - ленную нагрузку.

Стенка станины представляет собой внецентренно растянутую железобетонную конструкцию, соединенную с архитравами напря­гаемой продольной арматурой. Сечение стен определяется в основ­ном возможностью расстановки необходимой растянутой про­дольной арматуры станины, которая должна воспринимать рабо­чее усилие прессования. Для расчета стен могут быть полностью использованы положения «Строительных норм и правил» ч. II, разд. В, гл. I. «Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования». Архитравы станин являются наиболее тяжело нагруженными элементами. Их прочность и жесткость должны быть достаточны, чтобы передать рабочее усилие пресса на несущие растянутые стены станины.

Величина рабочего усилия в большинстве случаев такова, что давление р на бетон архитрава, распределенное подштампо­вой плитой, достигает величин, значительно превышающих куби - ковую прочность бетона.

При нагружении в архитраве возникает сложное напряженное состояние, которое видоизменяется в зависимости от геометри­ческих размеров, вида и прочности материалов выбранной конст­рукции и других факторов.

Поскольку бетон имеет малую прочность при растяжении, конструкции архитрава и схема распределения усилий при нагру­жении должны исключить появление значительных удлинений бетона, превышающих деформации предварительного обжатия.

ЭКСПРИМ ЕН ГА ЛЬ НОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СТАНИН ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ДЛЯ КУЗНЕ ЧНО-ПРЕССОВЫХ МАШИН И ДРУГОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Для определения напряжений и деформаций нагружаемого объемного пространственного тела из упруго работающего мате­риала существует методика расчета, разработанная инж. Гох - баумом Ф. А.

Архитравы цилиндрической формы, выполненные в железо­бетоне с напрягаемой арматурой, не могут быть рассчитаны с при­менением какой-либо известной методики расчета плит, так как отличаются значительной толщиной по сравнению с пролетом

Таким образом, имеется возможность рассчитать жесткость элемента и величину нормальных и касательных напряжений, воз­никающих на стадии нагружения, когда доля пластических дефор­маций материала мала.

Однако для расчета общей несущей способности железобетон­ной, предварительно напряженной, цилиндрической толстой плиты до сих пор не имеется каких-либо предложений.

Для разработки методики расчета такого сложного элемента необходимо иметь достаточные опытные данные, которые могут быть положены в основу теоретических исследований.

ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА МАШИНОСТРОЕНИИ

Расчет осесимметрично загруженного сплошного цилиндра конечной длины

Уравнения равновесия. Рассмотрим тело вращения — круго­вой сплошной цилиндр, на который воздействует осесиммет­ричная нагрузка. Будем пользоваться цилиндрической системой координат г, 0, г (фиг. 4, а), причем за ось вращения примем …

О ПРОЧНОСТИ И ЖЕСТКОСТИ СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ СТАНИНАМИ

Металлические закладные детали в различных железобетонных конструкциях станин станков, прессов и других машин выполняют роль стыковочных и привалочных плит, направляющих, платиков для крепления механических узлов, распределительных плит и т. д. …

Исследование несущей способности железобетонных толстых плит с напрягаемой арматурой, являющихся элементом железобетонных станин

В течение 1958—1961 гг. в лаборатории железобетонных кон­струкций для машиностроения НИИЖБ были проведены экспери­ментальные исследования толстых железобетонных плит с напря­гаемой арматурой для определения влияния на несущую способ- А) Б) Г) …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.