16. Верстати для зміцнення арматури

Розрахунок основних параметрів ус­таткування для натягування арматури. Натягування гідродомкратами. Тя­гове зусилля, Н, створюване гідродомкра­том, залежно від його конструкції і на­пряму головного руху

F_д= (D²/4)p,

або

F_д= [(D²-d²)/4]p,

де р — тиск робочої рідини в циліндрі, Па; D — внутрішній діаметр циліндра чи зовнішній діаметр плунжера, м; d — діаметр штока, м;  — ККД домкрата (без ураху­вання ККД насосної станції), залежно від тиску і стану ущільнень  = 0,95...0,98. Тягове зусилля домкрата має забезпе­чити отримання розрахункових напру­жень в арматурі, тобто

F_д= F_роз

F_роз=_розsn,

де _роз – розрахункові напруження для арматури, що попередньо напружується, Па; S - площа поперечного перерізу, м²; n - кількість дротів у пакеті.

Швидкість натягування , м/с, арматури

V=4П/[(D²-d²)],

де П – подача масляного насоса, м³/с.

Хід поршня, м, гідродомкрата

L=₁l+A,

де є₁ — відносне подовження дроту при його натягуванні, є₁ = _роз /Е; l — довжина арматури, що натягується, м; А — хід поршня для вибору вільного прови­сання пакета чи стрижня, м; Е — модуль пружності арматурної сталі, Па.

Довжина арматурної заготовки, що за­знає електротермічного натягування, дорівнює відстані між опорними по­верхнями тимчасових кінцевих анкерів (див. рис. 7.20):

l_e=l_y-l_k-l_ф-l₀

де l_y — відстань між зовнішніми граня­ми упорів па формах, піддонах і стендах з урахуванням конструктивних особли­востей упорів, мм; l_k —деформація кон­тактних елементів анкерів і упорів, мм; l_ф — поздовжня деформація форми, піддона, опорних конструкцій стенда при натягуванні арматури, мм; l₀— повне розрахункове подовження натягнутої ар­матурної заготовки в холодному стані, що забезпечує максимальне розрахункове напруження, мм.

Значення l_k і l_ф визначають дослі­дами, a l₀ розраховують за формулою

l₀=l_y_0max/E_a

де _0max= ₀+р; ₀ - задане контро­льоване попереднє напруження армату­ри, Па; р — верхнє граничне відхилення від заданого напруження, взяте залежно від довжини виробу, Па; Е_a — модуль пружності арматурної сталі, Па (для стрижневої арматури Е_a = 2*10¹¹ Па ,для високоміцного дроту Е_а =1,8*10¹¹ Па).

Довжина стрижня, що відрізується,

l₀=l_a+2a

де l_а — довжина арматурної заготов­ки, мм; a — довжина кінця стрижня, що витрачається на встановлення чи утворен­ня тимчасового кінцевого анкера, мм.

Якщо після утворення чи установлен­ня анкерів арматурний стрижень зміцню­ватиметься витягуванням на 3,5 % для сталей 25Г2С і 35ГС і на 5,5 % для сталі Ст5 (відносне подовження т становити­ме відповідно 0,035 і 0,055 від початко­вої довжини), то довжина

l₀=l_a/(1+m)+2a

Під час нагрівання арматура подовжу­ється внаслідок об'ємного розширення матеріалу. Довжина стрижня l_t, нагрітого до певної температури,

l_t=l_a[1+(t_k-t₀)],

де t_к — кінцева температура нагрівання арматури, °С; t₀ — початкова температу­ра (температура навколишнього середо­вища), °С;  — тепловий коефіцієнт лі­нійного розширення матеріалу, для сталі =12*10^-6 K^-1

За температури нагрівання t_нагр = t_k –t₀ подовження стрижня

l_t=l_t-l_e;

l_t=t_нагрl_з.

Це подовження має забезпечити кріп­лення стрижня на упорах форми і виник­нення в ньому розрахункових напружень при остиганні

l_t=kl₀,

де k = 1,4. ..1,6 — коефіцієнт, що врахо­вує потрібне перевищення фактичного подовження порівняно з розрахунковим, яке компенсує зазори між анкерами й упорами форми у момент укладання і скорочення довжини стрижня внаслідок деякого його охолодження при перене­сенні з електротермічної установки до форми.

Точніше термічне подовження арматур­ної заготовки розраховують за формулою

l_t=c+l_c+l_ф+l₀,

де с = 1 — додаткове подовження арма­тури, що забезпечує її вільне укладання в упори з урахуванням остигання при пе­ренесенні в упори, на 1 м довжини арма­турної заготовки, мм.

Фактичне зусилля натягу можна роз­рахувати з урахуванням стріли прогину, частоти власних коливань, зміни магніт­них властивостей напруженої арматурної сталі тощо.

Зусилля натягу арматури, Н, з ураху­ванням стріли прогину

F_н=Fl/(4f),

де F — сила, прикладена перпендикуляр­но до дроту тягою динамометра в середній точці між опорами, Н; l — відстань між опорами приладу, м; f— стріла прогину, м.