Стенды и кондукторы для балочных конструкций

Основные расчетные схемы зажимных устройств для балочных конструкций показаны на рис.20.

Усилия на прижимах должны быть достаточными, чтобы деформировать балку в обратном направлении при сборке и удержать балку от деформации во время ее сварки и остывания. Равномерно распределенную нагрузку g (рис.20а) можно определить по формуле:

g = 384 fEl / (5L⁴) = 9,7 Pyc^e /L²,

где I, L, е — обозначения на рис. 20, а; Е, I — характеристики жесткости сечения; Р_ус — усадочная сила (при сварке в тавр одним швом Рус = 1,7 Dk²; то же, двумя швами — P_ус = 1,15*1,7 D k²): D — диаметр детали (при автоматической сварке D = 30000, при ручной D = 40000); k — катет углового шва, см.

Полная нагрузка Q на всю балку будет:

Q = gL = 9,6 Pyc^e /L²

Расчет усилий прижатия более коротких балок (рис. 20, б и в).

Для балки по рис. 20, б

Q₁ = 48 fEl / L³ = 6P_yce / L;

Для балки по рис. 20, в

Q₂ = 24 fEl / [c (3L²-4c²)] = 3 Pyc^e L² / [c (3L²-4c²)]

Для двутавровой балки изгиб в противоположном направ­лении -определяют по выше приведенным формулам с подстановкой в них нового эксцентриситета е и момента инерции всего сечения двутавра. Затем суммируют оба изгиба (тавра и двутавра) и таким образом находят возникающие в кондукторе результирующие усилия.

Аналогичным путем рассчитываются усилия в кондукторах для сварки балок коробчатых, швеллерных и др.

Определение удерживающего усилия кондуктора для сборки и сварки двутавровых балок.

Усадочная сила на обоих швах: Pyc= 1,15*1,7 Dк². Удельная нагрузка: £=9,6 P_ye/L². Нагрузка на всю балку: Q = qL. Опорные реакции по концам: R = Q/2.

Определение усилия на прижимах тавровой балки (рис. 21). Поперечную деформацию пояса балки в зажимном устройстве можно рассматривать как изгиб двухконсольной пластинки, заделанной посередине и нагруженной по концам силами Р.

Для такой балки критическое значение угловой деформации

будет:

tg a_кp=2/З ls_доп/(Еd)

Так как действительная величина деформации меньше кри­тической, то определение необходимого усилия на прижимах производим исходя из условия прилегания краев пояса к ло­жементу кондуктора:

P=d³tgaE/(4l²)

Расчет рычажных, устройств. Определим усилия на зажимах и усилие пневмопривода (рис. 22), а также размеры цилиндра.

Усадочные силы, действующие по оси швов: после автоматиче­ской сварки первого шва P_yc1 = 1,7 Dk²; после сварки обоих швов Ру_с2= 1,15*1,7 Dк².

Расчетные усилия, возникающие на зажимах кондуктора под действием усадочных сил, будут: после сварки первого шва g₁=9,6 P_yce/L²; после сварки обоих швов g₂ = 2*9,6 Р_усе/ L²

Это значит, что зажимы, расположенные вдоль стенки балки на расстоянии через 1 м, должны воспринимать усилие S₁>= g₁ каждый, а захваты (зажимы) пояса развивать усилие сцепле­ния с поясом тавра S₂>= g₂ каждый и располагаться через 1 м.

Усилие бокового прижима Р₂ рассчитывают из условия, что создаваемые им изгибные напряжения s не превосходят s _T ме­талла шва:

P₂ = bh²[s]/6l₃;

где h — высота шва в опасном сечении; b — расчетная длина шва.

Минимальная необходимая величина Р₁ при коэффициенте запаса, равном 1,25, P₁ = l,25(S₁—fP₂).

Усилие пневмопривода Р находят из уравнения моментов относительно опоры О: Р1=Р₁1₁+Р₂1₂. Из этого выражения Р=(Р₁l+Р₂l₂)/l.

Определяют диаметр гидроцилиндра:

Ход поршня находят исходя из конструктивных соображений.

На каждом рычажно-клещевом захвате (через 1 м) необ­ходимо развивать силу сцепления с поясом тавра S₂. Эти силы должны уравновешивать изгибающее действие продольных уса­дочных сил в швах, для чего на каждом из захватов нужно создать усилие зажатия Q₂=0,5S₂/ m,

где (m — коэффициент сцепления захватов с поясом тавровой балки: m =0,2.

Усилие на штоке приводного цилиндра

Диаметр пневмоцилиндра привода