ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние конструктивных форм материалов и их дифференциации на снижение конструктивной металлоемкости из "Снижение конструктивной металлоемкости машин " Большинство изготовляемых профилей в настоящ,ее время обезличено и из них приходится выкраивать, главным образом посредством механической обработки, те профили, которые соответствуют конструктивным формам детали, что вызывает значительные потери металла, уходящего в стружку. При применении специальных профилей проката металл, уходящий на выкраивание необходимого профиля, может быть сэкономлен. По ряду данных несоответствие конструктивных форм прокатываемых профилей металла конструктивным формам деталей машин вызывает потери металла в отходы в различных отраслях машиностроения в среднем в пределах 15—23% от всего поступающего к нйм проката, причем почти половина этого количества идет в стружку. [c.77] Современные направления в области дифференцированного применения металлических материалов нужно рассматривать не только по их физико-механическим свойствам, но и по применению различных наиболее рациональных профилей, обеспечивающих, при прочих равных условиях, максимальное снижение конструктивной металлоемкости. [c.77] Внедрение дифференцированных профилей проката в соответствии с характером и величиной передаваемых усилий объясняется тем, что существующие профили в большинстве устанавливались при том уровне техники, когда знания в области прочности деталей и фактических распределений напряжений и деформаций были значительно ниже современных. [c.77] В связи с этим, например, представляет интерес сравнение прямоугольного, круглого и квадратного профилей. [c.77] Из формулы видно, что экономичность прямоугольного сечения растет с увеличением его высоты Н. [c.77] Поперечное сечение прямоугольной балки является наиболее экономичным и, как следствие, при прочих равных условиях обеспечивает минимальную конструктивную металлоемкость. [c.78] Влияние выбора профиля металла на снижение веса конструкций может быть проиллюстрировано конструкцией рамы картофелеуборочного комбайна. [c.78] Как видно из табл. 27, нижний пояс рамы (угольник основной левый ККР-7025 и угольник основной правый ККР-7049), выполняемый из угловой стали размером 75 x 50 x 8, весит 89 кг, имеет момент инерции относительно оси XX / =52,4 см и момент сопротивления 1 =10,6 см . [c.78] Этот же пояс, выполненный из прокатного швеллера, весит только 80 кг, причем момент инерции такого пояса больше, чем у пояса, выполненного из угольника, и соответствует /д = 55,2 см. Еще лучшим является пояс, изготовленный из профилированного швеллера, вес которого равен 73,2 кг. момент инерции /лг = 60,0 см и момент сопротивления Ш д =17,2 см . [c.78] Примером могут служить также результаты сравнительного анализа рациональности выбора профилей применительно к снижению веса скрепера Д-147. [c.78] Основные действующие нагрузки на боковые стенки ковша скрепера расположены в горизонтальной плоскости, в то время как швеллер 16, образующий несущую раму стенки, расположен так, что в горизонтальной плоскости имеет не максимальную, а минимальную прочность. [c.78] Снижение, веса этих узлов можно осуществить за счет более ращ-1онального использования сечений. Так, замена щвеллера 16, момент сопротивления которого = 17,55 см , швеллером 8 с моментом сопротивления — 25,3 см , значительно повысит существующую прочность боковых стенок ковша в соответствии с действующими усилиями. Замена верхнего пояса, изготовленного из уголков 150 X 100 X Ю, образующих коробчатое сечение с моментом сопротивления в горизонтальной плоскости Wx = 162 см двумя уголками 120 X 8, сваренными в коробчатое сечение и имеющими в той же плоскости момент сопротивления Wx = 227 см , дает экономию в весе ковша 195,5 кг. [c.80] Особое значение в последние годы в проблеме снижения конструктивной металлоемкости приобретает применение облегченных и полых профилей. [c.80] Выбор рационального профиля для ряда деталей затруднителен. Чтобы достаточно обоснованно выбрать профиль, конструктор должен располагать сравнительно простым методом расчета и соответствующими нормативами для оценки степени рациональности формы профиля в смысле целесообразности его применения в данной конструкции. Такой анализ формы профиля может служить основой для оценки прогрессивности конструкции в отношении использования материала. [c.80] Близкие по величине и достаточно высокие прочностные характеристики при всех видах нагрузок имеют трубы с прямоугольным сечением. В них л чше распределен материал по профилю сечения, чем у швеллера, и особенно у уголка, имеюш,его очень низкие проч-иостные характеристики при всех видах нагрузок. [c.81] Приведенные в табл. 28 данные подтверждают, что замена открытых профилей замкнутыми может значительно снизить конструктивную металлоемкость машин без снижения их прочности. [c.81] Приведенные данные позволяют прийти к выводу, что в зависимости от различных условий работы деталей в машинах, т. е. в зависимости от различных условий нагружения, необходимо применять прокат с самыми разнообразными конструктивными формами, каждая из которых наиболее полно соответствует характеру и величине передаваемых усилий при сравнительно минимальном весе. [c.81] Получаемые при этом результаты показаны в табл. 29. [c.82] К 1 м длины, а в табл. 31 — данные о расходе материала на стержни различных сечений, работающие на изгиб. [c.84] Рассматриваемый ниже пример показывает влияние формы сечения на вес конструкции при ее работе в условиях динамических нагрузок ка изгиб (фиг. 36). [c.84] Вернуться к основной статье