ЕЛЕКТРОТЕРМОМЕХАНІЧНИЙ МЕТОД НАТЯГАННЯ АРМАТУРИ

Завдання. Виконати технологічні розрахунки параметрів

електротермомеханічного способу напруження арматури

Електротермомеханічний метод натягання арматури використовують переважно при безперервному армуванні, що дає змогу створювати одно-, дво- та тривісне напруження конструкцій, застосовувати комплексну механізацію та автоматизацію процесу армування, економніше використовувати арматуру.

Комбіноване напруження арматури дає можливість за рахунок нагрівання її усунути перенапруження в місцях обгинання дротом упорів та штирів під час армування і зменшити механічне навантаження. Максимальна температура нагрівання повинна бути не більша ніж 350С.

Попереднє напруження ₀, створюване внаслідок електротермо-механічного натягання арматури, з метою безпеки намотування та надійності роботи арматури під час її нагрівання не повинно перевищувати 0,65R_а^н.

Для виготовлення каркаса напруженої арматури при безперервному намотуванні застосовують стаціонарні та пересувні установки. У табл.7.1 наведено характеристики машин безперервного армування.

Таблиця 7.1. Технічна характеристика машин безперервного армування

1. — площа в плані, м²

Рис. 7.1. Схема намотування спіральної арматури на осердя труби:

1 – передня бабка; 2 – осердя труби; 3 – пересувна каретка; 4 – задня бабка; 5 – натягувальний пристрій; 6 – гальмівний ролик; 7 – правильний пристрій; 8 – бухта з дротом.

Рис. 7.2. Пересувна намотувальна машина ДН-7: 1 – дріт;

2 – механізм пересування каретки; 3 – каретка; 4 – піноль; 5 – електродвигуни; 6 – редуктори; 7 – ковзні контакти; 8 – вантаж; 9 – система блоків; 10 – механізм натягання; 11 – електрошафи; 12 – механізм подавання дроту; 13 – трансформатори; 14 – механізм гальмування; 15 – бухтотримачі; 16 – привод поздовжнього ходу

Рис. 7.3. Арматурно-намотувальна машина 6281 Б:

1 – портал; 2 – пересувний міст; 3, 8 – ланцюги механізму пересування каретки; 4 – піноль; 5 – пересувна каретка; 6 – привод пересування каретки; 7 – система блоків; 9, 18 – ланцюгова передача; 10 – натягувальна станція; 11 – вантаж; 12 – механізм подавання дроту; 13 – уловлювач; 14 – бухтотримач; 15 – бухта з дротом; 16 – піддон із штирьовими упорами; 17 – привод пересування моста; 19 – фіксатори положення піддона

Машина ДН-7 (рис. 7.2) призначена для виготовлення великогабаритних конструкцій промислових будинків за стендовою та агрегатною технологіями, машина 6281Б (рис. 7.3) – для виготовлення виробів за конвейєрною або напівконвейєрною технологіями, машина ГУКС-МПС – для виготовлення багатопустотних плит шириною до 1200 мм, машина СМЖ-360 з обертовою платформою – для армування збірних силосів елеваторів.

, (7.1)

Співвідношення між двома видами напружень рекомендується приймати в межах:

Зусилля натягання P, яке створюється вантажними механізмами, Н, визна-

чають за формулою:

(7.2)

де f – площа поперечного перерізу однієї арматурної дротини, мм²; n – число одночасно натягуваних дротин; =0,85-0,95 – коефіцієнт корисної дії пристрою для механічного натягання.

Розрахункова температура нагрівання арматури t_p, С, визначається залежністю:

(7.3)

де Е_а – початковий модуль пружності сталі, МПа; — коефіцієнт лінійного розширення сталі, 10^-6/С (табл.5.5); t₀ – початкова температура, С.

Тривалість нагрівання дроту, с, визначають за формулою:

(7.4)

де l_н — довжина відрізка, що нагрівається, мм; v – середня лінійна швидкість руху арматури при намотуванні, мм/с.

Для різних сталей повинно знаходитися у межах 10…30 с.

Силу струму I_ср, А, визначають залежністю:

(7.5)

де G – маса 1 м дроту, кг; с – питома теплоємність сталі, кДж/(кг×К); R_ср — середній розмір опору 1 м дроту, Ом, який визначається за формулою:

(7.6)

де R₁₅ – опір 1 м дроту при 15С, Ом (для високоміцного дроту приймається 0,23 Ом); t₂ — перепад температур, С; — температурний коефіцієнт опору сталі 0,0048 К^-1.

Сила струму, як правило, лежить у межах 250…400 А.

Напруга струму U_ср, В, не повинна перевищувати 60 В:

, (7.7)

Потужність джерела живлення для нагрівання W, кВА:

(7.8)

де n — число дротин, які нагріваються.

За розрахованими величинами I, U і W підбирають трансформатор або перевіряють відповідність обраної машини необхідному режиму натягання.

Приклад. Виконати технологічні розрахунки параметрів електротермомеханічного способу напруження арматури при виготовленні залізобетонних напірних труб із сталевим циліндром (діаметр 250 мм, довжина 10000 мм), розрахованих на внутрішній тиск 1,5 МПа. Попереднє напруження бетону здійснюється намотуванням на осердя труби нагрітої спіралі з дроту класу В-ІІ діаметром 5 мм у такій послідовності. Дріт змотується з бухт і механізмом подавання протягується крізь гальмівний пристрій, а потім проходить через систему блоків з вантажем, де здійснюється механічне натягання. Електроконтактами для нагрівання дроту є гальмівний пристій та намотувальна каретка, яка пересувається вздовж виробу (див. рис. 7.1). Зусилля натягу дроту ₀ становить 120 МПа.

1). Визначаємо співвідношення між двома видами напружень (механічним _0m та електротермічним _0t), яке для дроту класу В-ІІ діаметром 5 мм становить:

p₁=_0t/₀=0,75; p₂=_0m/₀=0,25

Отже, _0t=0,75×120=90 МПа; _0m=0,25×120=30 МПа;

2). Зусилля натягання, яке створюється вантажним механізмом (7.2):

Н

3). Розрахункова температура нагрівання арматури (7.3):

;

4). Тривалість нагрівання дроту – приймаємо 10 с;

5). Сила струму (7.5):

визначаємо:

• питому масу 1 м дроту: кг, де 7800 кг/м³

густина сталі;

• середній розмір опору 1 м дроту, Ом (7.6):

Ом

А;

6). Напруга струму (8.7):

В;

7). Потужність джерела живлення (7.8):

кВА

Використання самонапруженого залізобетону суттєво знижує трудомісткість армування, металомісткість конструкцій і на 20% собівартість.

ВАРІАНТ ЗАВДАНЬ