ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЕТАЛИ МАШИН

РАСЧЕТ НА ЖЕСТКОСТЬ

Основным критерием работоспособности большинства базовых деталей машин является их жесткость, поэтому расчет на жесткость для таких деталей является определяющим.

Расчет и оценка жесткости деталей может производиться:

1. По условной жесткости — перемещению точки приложения нагрузки при действии условной сосредоточенной силы. Такую 28 характеристику жесткости можно использовать для сравнитель­ной оценки жесткости рассматриваемой детали в сравнении с де­талью, зарекомендовавшей себя в работе. При этом производится сопоставление смещений в направлениях, непосредственно влия­ющих на качество и точность изготовления или точность уста­новки узлов и деталей машин. Показателем жесткости принимают величину

Р

І —-у - кГ/мм, (35)

Где Р — действующая сила;

F — деформация по направлению действия силы.

2. По геометрической жесткости сечения. На жесткость при изгибе влияют: модуль упругости Е, форма поперечного сечения

Детали, момент инерции приведенного сечения Jnp и кривизну

Оси элемента. Большое значение имеет форма поперечного сечения, так как выбором формы элемента можно увеличить моменты инер­ции. В железобетонных станинах заполнением внутренних пустот достигается значительное увеличение площади попереч­ного сечения, а следовательно, момента инерции и жесткости сечения в целом. Внешние габаритные размеры при этом остаются прежними. Показателем жесткости сечения при изгибе служит величина

В = EJnp = Me, (36)

Где е — радиус кривизны.

Жесткость при кручении характеризуется величиной

* = (37)

Где Мкр — крутящий момент;

Ф — угол закручивания на единицу длины.

3. По допустимым деформациям, установленным стандартами, которые предопределяются потребной точностью изготовления изделий, точностью установки узлов и деталей машин, требова­ниями прямолинейности и устойчивости рабочей поверхности деталей. Так, для сверлильных станков критерием жесткости является перпендикулярность оси сверла и стола, для токарных — отжим резца, для резьбонакатных — разжим станины, для станин клетей прокатных станов — разжим станины по направлению усилия прокатки и т. д. Особенно высокая жесткость требуется для базовых деталей металлорежущих^станков, которые должны обеспечивать максимальную частоту собственных колебаний и минимальную резонансную амплитуду. Железобетонная станина должна обладать такой жесткостью, при которой ее деформации, при действии наибольших усилий во время работы станка, не вы­ходят за пределы допусков на неточность обработки. При этом

29

Необходимо учесть, что в балансе упругих перемещений, приве­денных к инструменту, в станках с вращательным главным дви­жением со шпинделями, несущими поперечную нагрузку, доля станины и корпусных деталей вместе с направляющими прямо­линейного движения достигает 50%, а в станках с поступательным главным движением, в которых шпиндель отсутствует, — 90% и более [16].

Повышенная деформативность станин клетей тонколистовых прокатных станов горячей и холодной прокатки сказывается на величине допусков по толщине прокатываемых листов. В част­ности, толщина прокатываемого листа будет больше предусмотрен­ной. В данном случае необходимо обеспечить достаточную жест­кость станин клетей. Для станов холодной прокатки общие де­формации станины не должны превышать 0,2—0,3 мм, а для станов «Кварто» горячей прокатки 0,5-н0,7 мм [18].

При определении деформаций железобетонных деталей необ­ходимо учитывать деформации основного материала (собственные деформации) и местные, контактные деформации.

Собственные деформации железобетонных элементов могут быть определены в упругой стадии, так же как и для сплошного тела, с учетом работы растянутого бетона по известным формулам со­противления материалов. При этом в расчет вводят приведенные поперечные сечения с учетом арматуры. Расчет на местную жест­кость производится специальными методами (контактная задача, жесткость анкеровки и т. п.). Иногда теоретические методы рас­чета деталей очень сложны и их приходится базировать на данных экспериментов.