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 детали затрачивается до 70% металла от общего его расхода в машиностроении.
Наряду с экономией металла применение железобетона в машиностроении дает возможность создать конструкции, обладающие техническими преимуществами по сравнению с металлическими: большей жесткостью, виброустойчивостью и хорошей сопротивляемостью действию повторных и ударных нагрузок.
Использование бетонов высоких марок (500—1000) и высокопрочной стали (с пределом прочности до 20 000 кГ/см2) позволяет изготовлять железобетонные базовые детали машин, рассчитанные на большие динамические нагрузки. Применение предварительно напряженного железобетона дает возможность изготовлять детали, в которых бетон всегда работает на сжатие. Такие конструкции исключают возможность появления трещин при эксплуатации и могут иметь практически неограниченную долговечность.
Прочность предварительно напряженного железобетона при двухосном и - трехосном сжатии резко возрастает и приближается к прочности металла. По данным Научно-исследовательского института бетона и железобетона (НИИЖБ), железобетонные цилиндрические образцы с наружной предварительно напряженной обоймой из высокопрочной проволоки выдерживали без признаков разрушения на сжатие около 4000 кГ/см2.
Благодаря этому появляется возможность заменять крупные металлические отливки предварительно напряженным железобетоном.
Железобетон относится к материалам с повышенными демпферными свойствами (гашение колебаний в железобетоне происходит в 5 раз быстрее, чем в стали), поэтому базовые детали из железобетона обладают высокой виброустойчивостью.
Железобетонные детали машин могут быть выполнены с большой точностью, так как величины усадочных деформаций для сталей и чугуна составляют от 0,5 до 3%, а для железобетона 0,015%.
В настоящее время на припуски в машиностроении расходуется до 20% металла, превращаемого в стружку. При изготовлении металлических закладных частей железобетонных базовых 1* 3
Деталей величина припусков на механическую обработку снижается в 3—5 раз, что дает значительную экономию металла [28].
При замене литых чугунных и стальных базовых деталей железобетонными резко снижается трудоемкость производства и в несколько раз сокращается цикл их изготовления. Это достигается за счет сокращения объемов механической обработки и упразднения операций естественного старения металла.
Трудности, связанные с механической и термической обработкой, сваркой и транспортированием крупногабаритных деталей на машиностроительных заводах, ограничивают создание более мощного оборудования. Детали из железобетона могут быть выполнены на месте монтажа без ограничения габаритов, формы и веса, с использованием изготовленных на машиностроительном заводе лишь металлических закладных частей.
К недостаткам можно отнести получаемый в некоторых случаях большой собственный вес железобетонных деталей, а также необходимость принятия специальных конструктивных мер по защите бетонных поверхностей от агрессивных сред, повышенных температур и местных механических повреждений.
В 1941 г. в СССР на Коломенском станкостроительном заводе были изготовлены станки с железобетонными станинами для протягивания глубоких отверстий. Длительный срок службы этих станков подтвердил высокие эксплуатационные качества железобетонных станин и способность их выдерживать перевозку на большие расстояния.
На Коломенском заводе тяжелого станкостроения работает с 1955 г. продольно-строгальный станок модели 7288 С (рис. 1), на котором стойки, стол, поперечина и перекладина выполнены из железобетона. Стоимость этого станка на 47,5 тыс. руб. меньше, чем стоимость станка такого типа, изготовленного Новосибирским заводом «Тяжстанкогидропресс», в котором железобетон не применен. В продольно-строгальном станке модели 7288 С все поверхности деталей имеют облицовку из стального листа толщиной 1,5—2 мм. Металлическая облицовка послужила наружной опалубкой при изготовлении и защищает бетон от масел и эмульсий. Многолетняя эксплуатация показала, что станок обеспечивает высокую точность обработки и высокие эксплуатационные качества.
С 1959 г. на Киевском машиностроительном заводе «Большевик» изготавливают вальцы для листования резиновых смесей и пластических масс с железобетонными несущими фундаментными плитами. Заводом серийно выпускаются вальцы моделей 2130 и 1530 с железобетонными плитами толщиной 300 мм, армированными плоскими арматурными каркасами.
Краматорский научно-исследовательский и проектно-техно - логический институт машиностроения (НИИПТМАШ) разработал 4
Рис. 1. Продольно-строгальный станок модели 7288С в железобетонном исполнении
|
Рис. 2. Тяжелый токарный Станок модели 1660 с железобетонной Станиной |
Проект и совместно с Краматорским заводом тяжелого станкостроения изготовил железобетонную станину тяжелого токарного станка модели 1660. Такой станок работает на Сызранском заводе тяжелого машиностроения (рис. 2).
На Славянском керамико-изоляторном комбинате изготовлены с железобетонными станинами три станка для обточки изоляторов, которые успешно эксплуатируются (рис. 3).
|
Рис. 3. Станок с железобетонной станиной для обточки крупных изоляторов |
Краматорским заводом тяжелого станкостроения изготовлены серии глубокосверлильных станков модели КЖ-1903 и бесцен - трово-токарных станков модели 9340 (рис. 4) с железобетонными станинами, которые работают на Челябинском трубопрокатном заводе и на Никопольском трубном заводе.
НИИПТМАШем разработаны и совместно с Ново-Краматорским машиностроительным заводом изготовлены железобетонные опорные плиты приводных шестерен рудоразмольных мельниц, которые эксплуатируются на Криворожском горно-обогатительном комбинате. Научно-исследовательскими институтами НИИЖБ и ВНИИМЕТМАШ изготовлены и испытаны железобетонные предварительно напряженные станины прессов усилием 120, 500, 600 и 800 т, а также изготовлена железобетонная клеть прокатного стана «200» (рис. 5), которая эксплуатируется на Московском заводе цветных металлов.
Днепропетровским инженерно-строительным институтом совместно с НИИЖБом и Днепропетровским заводом прессов изготовлена и испытана железобетонная предварительно напряженная станина кривошипного пресса К-П7 усилием 100 т. Экспериментальным научно-исследовательским институтом кузнечно - 6
Рис. 4. Бесцентрово-токарный станок модели 9340 с железобетонной
Станиной
|
Рис. 5. Стан «Кварто-200» с железобетонной клетью |
Прессового машиностроения (ЭНИКМАШ) совместно с Воронежским заводом тяжелых механических прессов изготовлен пресс К-4НБ усилием 100/63 т с железобетонными стойками, который эксплуатируется на механическом заводе в г. Воронеже.
В настоящее время железобетон находит все более широкое применение в различных отраслях машиностроения. Из него изготовляют:
А) в станкостроении — станины тяжелых токарных, шлифовальных и ^специальных станков, станины и стойки строгальных, расточных и других станков;
Б) в металлургическом машиностроении — станины клетей прокатных станов, листоправйльных машин, дисковых ножниц, рамы рольгангов с индивидуальным и групповым приводом, ролики транспортеров, подмоторные и опорные плиты разных типов, контргрузы и т. д.;
В) в кузнечно-прессовом оборудовании — станины прессов различной мощности от 120 до 50 ООО т, станины и шаботы молотов и т. д.;
Г) в горнорудном и дорожно-строительном оборудовании —■ противовесы экскаваторов, опорные плиты рудоразмольных мельниц, основания башенных кранов, вальцы дорожных катков и т. д.
