ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЕТАЛИ МАШИН

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&quot

Монолитное выполнение узла станин клети стана Кварто-200 в железобетоне является преимуществом для малых клетей и не может быть общим решением для тяжелых клетей станов, где га­барит по высоте станин может превышать 10 лі, а вес узла станины 200 т. Значительная длина валков в листовых станах требует установки двух нажимных винтов, а следовательно, двух отвер­стий в поперечинах каждой станины. Это значительно усложняет конструктивное решение узла станин тяжелых прокатных клетей в железобетоне. Параллельно с НИИЖБом и ВНИИМЕТМАШем в г. Краматорске НИИПТМАШем создана конструкция узла станин клети непрерывно-листового стана НЛС-1700 в железо­бетонном исполнении [2]. Для выполнения этой задачи потребова­лись совершенно новые технические решения. Непрерывно-ли - стовой стан НЛС-1700 предназначен для горячей прокатки слябов весом до 15,5 /пи длиной от 2000 до 6300 мм в полосы толщиной 1,2—10 мм, свернутые в рулоны. Рабочие клети чистовой группы служат для непрерывной прокатки полосы, придания ей оконча­тельных размеров и надлежащей чистоты поверхности. Диаметр рабочих валков 700 мм, опорных валков 1400 мм, длина бочки валка 1700 мм. Скорость прокатки 6—15 м/сек. На стане прокаты­вают углеродистые стали, а также возможен прокат полос из леги-

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&quot

Н

Рованных сталей с пределом прочности до 98-106

На пониженных режимах.

При конструировании железобетонных станин клетей исходят из конкретных условий. Так, при разработке конструкции же­лезобетонной станины стана НЛС-1700 для Карагандинского завода исходили H3jy^OBHH, что примыкающие к станинам узлы клети были уже изготовлены, то в основу проекта было положено требование максимально сохранить габарит станины. Жесткие требования сохранения в железобетонной станине формы и раз­меров повлекли за собой повышенный расход металла и большие трудности в обеспечении необходимой жесткости станины. При проектировании новых прокатных станов можно создать конструк­ции железобетонных станин любой нужной жесткости и прочности со значительно меньшим расходом металла.

Конструкция узла станины клетей стана HJ1C-1700 изображена на рис. 48 и представляет'собой две раздельные станины, жестко связанные между собой внизу двумя стальными поперечными тра­версами 8, а вверху двумя боковыми и одной центральной травер­сами. Стойки станин 2, верхняя 1 и нижняя 5 поперечины обли­цованы стальным листом. Планки 4 и 7 на нижней поперечине выполняют роль салазок, по которым выдвигают комплект валков при их смене. Внутри проем облицован листом толщиной 50 мм, к которому прикреплены сменные планки 3. Станины крепят к фун­даменту анкерными болтами, пропуская их через отверстия в сталь­ных полых литых плитах 6.

Все элементы станин, которые при действии усилий прокатки испытывают растягивающие напряжения, подвергаются предвари­тельному напряжению за счет натяжения арматуры. В таких элементах бетон всегда будет работать на сжатие, а арматура — на растяжение. Рассмотрим конструирование отдельных узлов железобетонных станин клети прокатного стана HJ1C-1700 (рис. 49).

Узлы и элементы железобетонной станины клети, в которых по условиям работы возможны растягивающие напряжения, армируют напрягаемой стержневой арматурой диаметром 40 мм из стали 30ХГ2С. Чтобы не ослаблять сечение напрягаемых стерж­ней нарезкой резьбы, с обеих концов их наваривают контактной стыковой электросваркой коротыши с резьбой М42.

При конструировании станин предусматривалось, что бетони­ровать их будут на месте монтажа. Металлический каркас станин проектировался таким, чтобы была обеспечена необходимая его жесткость при механической обработке и транспортировании. Раз­работанная конструкция технологична, изготовление отдельных элементов металлического каркаса несложно.

Металлический каркас станин запроектирован из полых стоек прямоугольного сечения и литых верхних и нижних балок. Стойки каркаса выполняют сварными из листовой стали толщиной 18 мм, а со стороны направляющих планок — окна станины из листа тол­щиной 50 мм для получения необходимой жесткости каркаса при механической обработке окна станины. Верхние и нижние балки сделаны из стального литья и в соединении со стойками образуют общую жесткую конструкцию каркаса. Такая конструкция каркаса станин позволяет производить: полную механическую обработку, контрольную сборку клети на заводе-изготовителе, транспорти­рование каркасов станин по железной дороге и бетонирование

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&quot

Рис. 48. 'Узел станин прокатного стана НЛС-1700 с железобетонными отъемными станинами:

/ — верхняя поперечина; 2 — стойки станин; 3 — сменные планкн; 4 и 7 — планки на нижней поперечине; 5 — ниж­няя поперечина; 6 — стальная литая полая плита; 8 — нижние траверсы

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&quot

Станин на месте монтажа, не нарушая классов точности посадоч­ных мест. Поскольку напрягаемую арматуру натягивают после бетонирования, для размещения ее и предотвращения сцепления бетона с арматурой последняя размещается в трубах диаметром 62 мм. Стойки железобетонной станины клети, подвергающиеся растяжению, армируют продольной напрягаемой арматурой 7. Располагают ее в стойках так, чтобы центр тяжести сечения стойки совпадал с центром тяжести суммарной эпюры изгиба и растяже­ния и центром затяжки. В местах передачи усилий от затяжки арматуры 7 на верхнюю поперечину предусмотрены планки 6 и 13 из листа толщиной 100 мм для предотвращения местного смятия бетона и распределения давления по площади.

Для восприятия растягивающих напряжений в верхней по­перечине железобетонной станины от действия изгибающего мо­мента и поперечной силы в поперечине располагают продольную напрягаемую арматуру 3 в виде сквозных шпилек длиной 4300 мм. Среднюю часть верхней поперечины в плоскости стоек армируют напрягаемой арматурой в виде коротких шпилек 12 длиной 1810 и 1410 мм. Один из концов шпилек в стальной отливке закреп­ляют на резьбе.

В местах передачи усилий от напряжения шпилек (арматуры) для равномерной передачи нагрузки на бетонные поверхности и защиты бетона от местного смятия на верхней поперечине пре­дусмотрены планки 4 из листа толщиной 50 мм. Для связи поверху между обеими станинами клети предусмотрены стяжные шпильки 1 и 16 длиной соответственно 5000 и 6030 мм. Там, где они опи­раются на наружную поверхность бетона, ставят планки 2 и 15 из листа.

Верхняя траверса 8 соединена с верхней поперечиной станины болтами 9 (М64 X 280). В сжатой зоне верхней поперечины уста­навливают ненапрягаемую арматуру 11 из стали класса А—I диаметром 24 мм, которая с помощью хомутов связана с напрягае­мой араматурой в растянутой зоне поперечины. Для повышения жесткости станины, учитывая, что в стойках наблюдаются боль­шие растягивающие усилия, верхняя и нижняя поперечины при­няты несколько большей высоты.

За счет повышения жесткости поперечин удалось снизить величины напряжений от изгибающих моментов во внутренних входящих углах станины. В железобетонных рамах для смягчения перенапряжений входящие углы необходимо проектировать в виде закруглений или вутов. В станине НЛС-1700, конструктивно, по расположению узлов и механизмов, вуты выполнить нельзя, поэтому пришлось повысить жесткость поперечины. Верхние и нижние поперечины в железобетонных станинах можно выпол­нить в любых требуемых для железобетона сечениях.

Для повышения жесткости углов сопряжений поперечин со стойками устанавливают дополнительные наклонные стержни 10 82 диаметром 24 мм. Таким же образбм конструируй? НИЖНЮЮ попе­речину станины. Напрягаемую арматуру (шпильки) располагают на таком расстоянии, чтобы обеспечить их нормальное натяжение с помощью гидравлических домкратов.

В станине НЛС-1700 расстояния между напрягаемой арматурой (шпильками) приняты от 160 до 200 мм. Арматуру верхних и нижних поперечин станин располагают таким образом, чтобы 'ее центры натяжения совпадали с центрами тяжести эпюр изги­бающих моментов в зоне растягивающих напряжений. Наружный каркас станины, облицовка верхних и нижних поперечин листовой сталью запроектированы так, что они одновременно являются опалубкой при бетонировании.

При конструировании предусмотрена технологичность изго­товления элементов и необходимая жесткость каркасов станин для транспортирования. Арматурные стержни в каркасе станины размещены так, что наконечники глубинных вибраторов могут свободно проходить между стержнями каркаса. В этом случае обеспечено качественное уплотнение бетона в конструкции. Для изготовления станин клетей следует предусматривать жесткие бетоны высоких марок (600 и более), так как в этом случае усадка бетона будет минимальной.

Для станины клети НЛС-1700 марка бетона принята 600. Чтобы предупредить возможность выпучивания боковых листов стоек при бетонировании, к листам приварены круглые стержни диа­метром 10 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для надежности анкеровки боковых листов стоек к ним приварены анкеры в виде отрезков стержней того же диаметра, длиной 200 мм с шагом 250 мм по вертикали.

В процессе эксплуатации стана необходимо периодически контролировать арматуру с помощью гидродомкратов с маномет­рами. При ослаблении затяжки натяжение доводят до требуемого.

Преимущества конструкции узла станин рабочих клетей стана НЛС-1700 заключаются в следующем: экономия металла на из­готовление станин рабочих клетей составляет на одну клеть 130 т; значительно уменьшается цикл изготовления; снижения стоимости изготовления; на заводе изготовляется только металлический каркас станины, а бетонируют его на месте монтажа, что облег­чает транспортирование станин и их монтаж; станина не уступает по прочности, жесткости и долговечности в работе станинам из стали. Для очень крупных станов и в тех случаях, когда по усло­виям' прокатки от станины не требуется большой жесткости, це­лесообразно применять составные станины. При этом облегчается изготовление, обработка и транспортирование.

В тонколистовых станах горячей и холодной прокатки имеет значение не только прочность станин (определяемая величиной возникающих в них напряжений), но и жесткость, т. е. величина их деформации при прокатке. Если деформация станин при 6* 83

Прокатке будет значительной, то это отразится На величине допу­сков по толщине прокатываемых листов.

Станины рассчитывают на максимальное усилие, действующее при прокатке на шейку валка и передающееся на нее через по­душки, нажимной винт и нажимную гайку. Горизонтальными усилиями, действующими на валки и станину в момент захвата и при прокатке с натяжением, обычно пренебрегают, так как по сравнению с вертикальным усилием они незначительны.

В станине прокатного стана 1700 наибольшее давление про­катки Рпр = f800 т, а момент прокатки Мпр = 30 ООО кГм. Для расчета станины принимается, что давление металла на валок Р направлено вертикально.

Таким образом, на ригель каждой станины от шеек верхнего и нижнего опорных валков через подушки и нажимной винт

Р

Будут действовать силы, равные - у - = 900 т.

В конструктивно принятых параметрах железобетонной ста­нины находят сечения и волокна, которые испытывают растяги­вающие напряжения.

В центре тяжести эпюры растяжения прикладывается резуль­тирующая усилий предварительного натяжения арматуры. Ее величину определяют с таким расчетом, чтобы в условиях эксплуа­тации бетон элементов станины работал на сжатие, а арматура на растяжение.

При определении напряжений в расчет вводят приведенную площадь, т. е. площадь арматуры и металла, входящего в расчетное сечение, приводят к площади бетона посредством расчетного числа п.

Кроме условий прочности, станина также должна удовлетво­рять условиям жесткости.

При расчете станины на жесткость определяют суммарную деформацию, слагающуюся из деформации стоек и ригелей. Полу­ченную суммарную деформацию всей станины сравнивают с до­пустимой деформацией для станин.

Пример. Расчет предварительно напряженной железобетонной станины не­прерывно-листового прокатного стана НЛС-1700.

Исходные данные для расчета: наибольший момент прокатки Мпр = = 30 000 кГм; наибольшее давление прокатки Рпр = 1800 т; расстояние между осями нажимных винтов 2800 мм; продолжительность цикла прокатки 40—120 сек; число пропусков за цикл — 1; максимальная деформация станины допускается равной 1,08 мм *. Бетон принят марки 600 с £б = 0,41-10в кГ/см2; напрягаемая арматура из стали Ст. 30ХГ2С со, = 9000 кГ/см2.

1. Проверка прочности станины.

Построение нейтральной линии станины и подсчет моментов инерции сечений. Схема станины изображена на рис. 50.

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&quot

А. Сечение А—А. Координата нейтральной плоскости (рис. 51)

2 (ріУІ + nFWi)

У 2(^ + 0 '

Где F-t н F. — площади участков сечений бетона и металла; 2 Ы0в

П = q = ^>^25 — отношение модулей упругости металла и бе­

Тона;

(/,• н уі — расстояние от центра тяжести участков сечений до нижней кромки сечения.

93,2.76,4-51,6— 28,3-2 (2-15 + 2,33 + 54 + 79 + 90) +

+ 5,125 [80.5.2,5 —80-1,8.99,1 +2.93,2-1,8.51,6 + 4.4,48.33 +

^______________ + 4-4,48-15 + 2-4,48 (54 + 79 + 90)]______________ =

Ja 93,2-76,4- 14-28,3 + 5,125.(80-5 + 80-1,8 + 2.93,2-1,8 +

+ 4.4,48+ 4.4,48 + 2.4,48 + 2.4,48 +2-4,48)

Приведенная площадь сечения F" = Fg + nFM. Площадь бетона Fq = 6724 см2. Площадь металла FM = 943 см2.

Fanp = 6724+ 5,125-943 = 11 561 см2. Приведенный момент инерции сечения А—А стоек станины

Janp = J6+

Где J б — момент ннерцни бетона; J іи — момент инерции металла.

= 5 047 681 см*.

7б = ^6^ + 76 4.93i2.5>62_ [ 14 ЗЛ^ + 4 304^ (312 + 132) +

2 3>1*'6 (82 + ЗЗ2 + 442)

^=^ + 80.5.43,52 + i^ + l,8-80.53,P + 2-W + + 2• 1,8• 93,2• 5,62 + 14 —(б4 — 5,554) + 4 (б2 — 5,552) (ЗІ2 + 132) +

+ 2 (б2 — 5,552) (82 + ЗЗ2 + 442) = 1 460 074 см*.

Janp = 5 047 681 + 5,125-1 460 074 = 12 523 000 см*.

Б. Сечение Д—Д Координата нейтральной плоскости (см. рис. 51) уа = 48,4 см.

JM = 7 590 966 см*. J6 = 34 070 997 см*. Приведенный момент инерции сечения Д—Д нижнего ригеля.

Jdnp = 34 070 997-f 5,125-7 590 966= 6,28-107 см4. Площадь бетона Fq = 16 862 см%. Площадь металла FM = 4260 см2. Приведенная площадь сечения

100 000 см4.

Fdnp = 16 862 + 5,125-4260 = 38 662 см2. В. Сечение В—В Координата нейтральной плоскости (см. рис. 51) ув = 71,5 см. J6 = 8 898 365 см*.

Jnp = 8 898 365 - г 5,125 13 895 729 = і

Площадь сечения бетона Fg = 9426 см2; площадь сечения металла FM = = 7680 еж2.

Приведенная площадь сечения

Fenp = 9426 + 5,125-7680 = 48776 см2. Определение деформаций в стаииие рабочей клети

Деформации (угловые и линейные) определяем исходя из упругой работы железобетонной рамы.

Г np Jnp

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&quot

IS s

К.

А)

Рис. 52. Расчетные характеристики станины:

А — расчетная схема железобетонной станины; б — момент в стойках; в — эпюра моментов

Пр

Исходные данные: Р = 900 000 кГ; 1= 251 см; Л = 709,9 см; J"np = : 80,1 • 10® см4; Jdnn = 62,8 • 10® см4; Janp = 12,523-106 см4; F°nn = 48 776 см2>

Пр

Кр 38 662 см2' Fnp = 11 561 см2> Еб = 0,41-10® кГ/см2; hx = 590 см. Расчетная схема станины дана на рис. 52, а. Моменты инерции и площади сечений приведены К бетону.

Удлинение стоек

0 = ГГ^ = о"ТГ. ГсТ - [3] кГ/см*.

0,0561 см.

И,-І І • і и"'

Прогиб верхнего ригеля

H /і + fi-fl Прогиб от изгибающего момента

F' РР 900 ООО • 2513 ПЛП0Л.

H = = 48-0,41.10«.80,1-Ю'" = °'°OSOb-

Прогиб от перерезывающей силы

Р1

Fi

2G6F°

- 1,2-— коэффициент формы прямоугольного сечения. Модуль упругости 2-го рода

^ Еб 1

°б= 2(1+]!)' при ^ = •

G6 = 0,42857£б = 0,42857-0,41.106 = 0,1755-106 кГ/см\

F,0 900 000-251 лП1СОс

= ^T^7^^T0®T48776 = 0,01585 см.

Выгиб

,„ ^ MtP. 1 8E6J°np ■

Момент в стойке (рис. 52, б)

I h, I

М _ Pl М _ pi Pl 4J"p ' J*P <Р

Р

900 000

2Fa

2-11561

Пр

Cf/Zx

39.590

Еб

0,41 • I06

М, _ _ _ М, _ _-------------- - ----- ---------- ---------------

9 Iа Iа 9 Iа " пр J пр " пр

РР Ji+Jz 9-105 - 2512

TOC \o "1-3" \h \z — X

16 , je Ja h 16

1 < Iе 4- Id \ 4- "Р "р

~2 V пР + Jnp) + ~~Та-------

Пр

(80,1 + 62,8) 106 , с, г

Эпюра моментов показана на рис. 52, в.

Г 1,67-106-2512 ПППЛ,

Fi = ОТГГО^™ = °'0004

Тогда

Fl = 0,00905 + 0,01585 — 0,0004 = 0,0245 см.

0,9-106.251

Прогиб нижнего ригеЛЯ

H = f2 + r3-n.

Прогиб от изгибающего момента

__ Р13 __ 900 ООО-2513 _ п п,, 2 ~ 48 E6Jdnp ~~ 48-0,41.106-62,8.106

Прогиб от перерезывающей силы

Г" и Pl 900 000-251

/2 = = ' 2-0,1755-106-38662 = °'01"

Выгиб

,» _ М, Р _ 1,67-106-2513 _ 2 ~ 8E6Jdn ~~ 8.0,41.10».62,8.10» ~ ,0° ' СМ'

Пр

/2 = 0,01155 + 0,0199 — 0,00051 = 0,03094 см. Общая деформация станины

/ = /і + /а + /з = 0,0245 + 0,03094 + 0,0561 = 0,11154 см.

Если вместо /з = 0,0561 см подставить величину Д2 = 0,0524 см (получен­ную из графика рис. 55), то получим

/ = /і + /а + д2 = 0,0245 + 0,03094 + 0,0524 = 0,10784 см <1,08,

Т. е. общая деформация станины находится в пределах допустимой величины. Построение нейтральной лииии станины и расчетной схемы нагружений.

I = 159 + 2 уа = 159 + 2-46 = 251 см.

H = 590 + ув + yd = 590 + 71,5 + 48,4 = 709,9 см.

Защемляющий момент в месте соединения поперечин со стойками.

Тогда

II. Определение напряжений в станине.

Напряжения в верхней поперечине (сеч. рис. 51) Растяжение в верхних волокнах бетона

(~-мЛ (135 — ув— 19)

; — 30,5 кГ/см2.

АР = ---------------- L-------------------- =

Iе "Р

0 Q.10е.9S1 ' " - (1,6/. 10") (135-71,5—19)

Напряжения в нижней поперечине (сеч. рис. 51). Растяжение

54,83-10"-88,6 62,8.10»

— 77,5 кГ/см2.

F^-M.) (137-й)

Сжатие

54,83-31,4-10" 62,8-] О6

27,4 кГ/см2.

Jdd ■

("T^O (w-17)

Пр

Напряжения в стойках

Во внешних волокнах — растяжение

Р Afa (100— — 1.8) _ 900 000 оса га — 2-11561

= 32 кГ/см2.

Zrnp пр

1,67-106 -52,2 12,523-106

1,67-10е.41

44,47 кГ/см2.

+

12,523-106

Iа пр

2F"

Во внутренних волокнах — растяжение р, М2(Уа — Ь) 900 000

,рв _.

2-11561

III. Определение усилий обжатия в стаииие рабочей клети

Верхняя поперечина (рис. 53, а).

Запас по напряжениям сжа­тия от предварительного натя­жения принимаем 20% с учетом получения напряжения в арма­туре в допускаемых пределах. Тогда напряжение сжатия от предварительного натяжения в верхних волокнах будет

1.2-30,5 =

J2T

,v J

Нейтральная

Т

Fflcn

ВД

If! m ПЛЩ илл I ^ I '

А,'58, Sen N

FZ

ГНейтральная

= 36,6 кГ/см2.

Усилие обжатия ■ +

Рв ' пр

Рис. 53. Схемы обжатий верхней н нижней поперечины

П° Iе F*

Vе =

1000 000 кГ.

Св пр пр

36,6-80,1-106-48776 80,1-10» + 48776-28,5-63,5

Vee (135 — ув — 19)

+

Пр

Нижняя поперечина (рис. 53, б).

Запас по напряжениям сжатия от предварительного натяжения также при­нимаем 20%. Тогда

Avcd = 1,2apdd = 1,2-77,5 = 93 кГ/см2.

; 864 ООО кГ.

Усилие обжатия

П° ld Fd cd пр пр

Jdnp + Kpe0(W-yd)

93-62,8-106-38662

62,8-106 38662-58,6 (137 — 48,4)

Стойки стаиииы.

Растягивающее усилие на одной стойке

Р0= ^=^ = 450000 кГ.

Предварительное натяжение арматуры стойки с запасом по напряжениям сжатия принимаем

Vа = 1,3-Р0 = 600 000 кГ.

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&amp;quot

180 | 150

Рис. 54. Схемы расположения напрягаемой арматуры в сече­нии стойки и затяжки арматуры в станине

4>

Т - ф-

-Н ПО I 250 I 2

Определяем координату центра тяжести напрягаемой арматуры (рис. 54).

45,571 см.

Уо =

4f-15 + 4f (15+ 18) + 2F(15 + 18 + 21) + + 2F (15 + 18 + 21 + 25) + IF-90 1AF

IV. Напряжения от предварительного иатяжения арматуры.

Верхняя поперечина:

Сжатие в верхних волокнах бетона

= 36,6 кГ/с. и2,

Сжатие в нижних волокнах бетона

Vа _ Уе0(13В-&— 19)

С

F" Iе

Гпр J пр

1000000 1000000-28,5.44,5 , ,

■ = 5 кГ/см2.

48776 80,1-106

Нижняя поперечина:

Сжатие в нижних волокнах бетона

= 93 кГ/см2,

Растяжение в верхних волокнах бетона

О _ Vі Vde0(yd~ 17) 864000 864000-58,6.31,4 _ _ 2

V - - fd Jd = "38662" ЩЛ05 ~ _ 2,9 Kl 'См ■

Пр пр

Стойки станины:

Максимальное сжатие в приведенном сечении

А Vа 600000

СС =------- = -,,-„. = 52 кГ см2.

С ра 11561 »Р

Максимальные напряжения сжатия в бетоне и металле стоек. Усилию V противодействуют усилие упругости бетона Vg и усилие упругости металла VaM, т.

Приняв деформации бетона и металла от силы Vа равными, получим

Л 1/0 л л V*

Д= . д = . д = ,

С-пр ^м

Где жесткость приведенного сечения

„ Ебрапр 0,41-10®• 11561 я п, ... _

= --------- 592------- =8-03-10' кГ/см.

Жесткость сечения бетона

„ E6F6 0,41 • 10®-6724 Г1 6 = - ТГ 592 = 4'67"10 кГ/СМ■

Жесткость сечения металла

= = 3,36.10е

. 1,а 600000

Тогда

Ск> = "рзЛов" = ' '

Vg = АСб = 0,0747.4,67- 10е = 348 000 кГ. АСм = 0,0747 • 3,36 • 10е = 252 000 кГ.

В бетоне

Л

П

348000 6724

252000 943

А6 =

"сж

51,8 кГ/см2;

В металле

У м ' м

ГИ1

Сж '

: 268 кГ/см2.

V. Напряжения в напрягаемой арматуре. Стойки станины.

Диаметр стержня 40 мм\ ст. 30ХГ2С. Количество п = 14 шт. Напряжения от силы натяжения

OaJ> =

3420 кГ/см2.

Vа _ 600000 nFa ~ 14.0,785-16

Напряжения от силы прокатки.

Приведенная жесткость сечения стойки

Спр = 8,03-106 кГ/см.

Жесткость арматуры на расчетной длине стойки hl = 590 см, EnFa _ 2,0-106-14-0,785.16

Са 590

Определим коэффициент нагрузки

Са + С,

Пр

Са 0,596-106

= 0,596 106 кГ/см.

: 0,0694.

106 (0,596 + 8,03)

Представим работу бетона арматуры в стойках станины в виде графика (рис. 55).

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&amp;quot

Да - деформация арматуры йбм - деформация стойки &i - деформация от силы Р

Тогда

Дополнительное усилие к натяжению согласно рис. 55.

1 = 0,0694-450 000 = 31 200 кГ, Va + Pz 600000 + 31200

«Р,

NFa 176

0,423, ре­

Д,=

0,0524 см.

Рнс. 55. График работы бетона и арматуры^в стойках станины

== 1,006 см.

= 35S0 кГ/см2, 3590

Что составит отношение

8500

Комендуется 0,4—0,9. • Деформация стойки станины будет

Pz _ 31200 Са ~ 0,596-106

Деформация арматуры на длине стойки

Vа _ -600000 Са ~ 0,596.106

Деформация стойки от сжатия

600000 8,03-10е

= 0,0748 см.

&бм = - р— = ^пр

Из графика (рис. 55) определим силу Р0, характеризующую предельную на­грузку на стойки клети по напряжениям сжатия

Р0 в и(д:«+о

; 650 000 кГ,

11561•12 = 650000 или

П =

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&amp;quot

= = 650000 5ьь-~30.5кГ/см* Z7A кГ/сп*

Рис. 56. Эпюры напряжений

А?

600000(1,006 -і - 0,0748) 1,006

Что будет соответствовать перегрузу в 1,44 раза при напряжениях в стойках, равных нулю. При растягивающих напряжениях в стойках станины, равных 12 кГ/см2, максимальный перегруз может быть допущен.

- 139000 = 789 000 кГ, Ртах 789000

Р 450000 = 1,75 раза.

Напряжение в арматуре достиг­нет

_а ____ Р Max _

°ртах - nFa

789000

4500 кГ/см2.

14-0,785.42 Верхняя поперечина.

Напряжения от силы натяжения

= 4430 кГ/см2,

Vе 1000000

A 18-0,785-42

Где п1= 18 — число стержней арматуры.

Определим дополнительные напряжения в арматуре от приложения усилия прокатки

Еб °Р-«'

А о"


Где. о

Р. 6

-напряжения от усилия прокатки по линии действия равнодействую­щей; арматуры (рис. 56)

~ М.) 28,5 Iе

V» =

0,9-106.251

J пр

80,1-106 2,0-108 0,41-10°

Дет®

— 1,67-10®^ 28,5

19,5 кГ/см2.

19,5 = 100 кГ/см2,

Максимальные напряжения 6 арматуре

Оарв + Да8 = 4430 + 100 = 4530 кГ/см2 < 6000 кГ/см1,

Т. е. максимальные напряжения в арматуре меньше браковочного минимума для стали 30ХГ2С; предела текучести 6000 кГ/см2 и предела прочности при рас­тяжении 900G кГ/сма.

Нижняя поперечина. Напряжения от силы затяжки

І Vа 864000 . . ,

4 = -^Га = 15^785-4,2 = 4580

Где «2 — 15 — число стержней арматуры.

Тогда

Напряжения в станине рабочей клети HJIC-I700 в кГ/см2

Дополнительные напряжения в арматуре от приложения усилия прокатки

И..

Mi) 58,6 _ 54,83-106-58,6

V =------------- 75--------------------- ЩЛог— - 51-2 кГ'см*'

Пр

Л 2 0-10®

= 0 41 10«"51'2 = 250 КГ, СМ2>

С^ + Дс/ = 4580 + 250 = 4830 кГ/см2 < 6000 кГіслґ.

Напряжения от усилий предварительного натяжения арматуры и прокатки приведены в табл. 10.

Таблица 10

Наименование узла

От усилия предварительного натяжения

От усилия прокатки

Волокна бетона

Арма - , тура./

Волокна бетона

Арма­тура

Наруж­ные

Внутрен­ние

Йар\гж - н ые

Внутрен­ние

Верхняя поперечина

Сжатие 36,6

Сжатие 5,0

Растя­жение 4430

Сжатие 6,1

Сжатие 47,2

Растя­жение 4530

Стойки

Сжатие 52

Сжатие 52

Растя­жение 3420

Сжатие 20

Сжатие 7,53

Растя­жение 3590

Нижняя поперечина

Сжатие ■ 93

Растя­жение 2,9

Растя­жение 4580

Сжатие 16

Сжатие 24,5

Растя­жение 4830

Эпюры напряжений железобетонной станины (стоек й ригелей) представлены на рис. 57, а и б-

Из эпюр видно, что суммарные напряжения в элементах станины (состоя­щие из установившихся напряжений предварительного обжатия бетона и напря­жений, возникающих от действия эксплуатационных нагрузок) меньше допусти­мых.

СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700&amp;quot

Рис. 57. Напряжения в станинах: а — от предварительной затяжки; б— от усилия прокатки

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЕТАЛИ МАШИН

ДЕТАЛИ ПРЕССА ТЖБ-150

НИИЖБом совместно с ВНИИМЕТМАШем и Ново-Краматор­ским машиностроительным заводом разработан проект пресса усилием 50 тыс. т модели ТЖБ-150 с железобетонной предвари­тельно напряженной станиной. Основными элементами пресса из железобетона (рис. 74) явля­ются: …

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЕТАЛИ МАШИН

А. И. ДРЫГА, В. Г. БАБАШ, А. И. ПУНТУС, М. М. БОЛЬШАКОВ Использование железобетона для изготовления базовых де­талей в тяжелом машиностроении может высвободить значитель­ное количество металла, так как на эти …

ИЗГОТОВЛЕНИЕ И СБОРКА ФОРМ

Формы должны удовлетворять требованиям быстрой и удоб­ной сборки и разборки, смазки и очистки, надежности и простоты креплений при сборке. От качества форм зависит внешний вид железобетонной де­тали; любые неровности и …

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@inbox.ru
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.