Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Дьяченко, Петр Яковлевич. Изготовление арматурных каркасов на арматурно-намоточных машинах с применением электронагрева по материалам Научно-исследовательского института бетона и железобетона АСиА СССР

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
1.93 Mб
Скачать

АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

И АРХИТЕКТУРЫ

• з*ла

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ,

 

МЕХАНИЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ

ПОМОЩИ СТРОИТЕЛЬСТВУ

 

БЮРО ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

ИЗГОТОВЛЕНИЕ АРМАТУРНЫХ КАРКАСОВ НА АРМАТУРНО-НАМОТОЧНЫХ МАШИНАХ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОНАГРЕВА

По материалам Научно-исследовательского института бетона и железобетона АСиА СССР

ГОССТРОЙИЗДАТ

Москва — 1960

h___

гос. публичная

‘•ЧМО-ГЕХНИЧЕСКАЯ БИБЛИОТЕКА СССР

1XD1Z

Автор П. Я. Дьяченко — главный инженер лабо­ ратории заводской технологии предварительно напря­ женных конструкций НИИ бетона и железобетона АСиА СССР.

В брошюре описано применение способа электротермического на­ тяжения проволоки при непрерывном армировании на арматурно-на­ моточный машинах, приводятся экспериментальные данные о результэтах нагрева высокопрочной холоднотянутой проволоки и излагаются методы модернизации указанных машин.

П325

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КАРКАСОВ

НА АРМАТУРНО-НАМОТОЧНЫХ МАШИНАХ

В настоящее время арматура для предварительно напряжен­ ных железобетонных изделий изготовляется в основном двумя способами: из отдельных стержней или проволок (пакетов про­

волок), либо путем непрерывного армирования.

Первый способ предусматривает резание и правку стерж­ ней, устройство на их концах анкеров, а также применение специальных захватных и натяжных приспособлений. При этом обращается особое внимание на сохранение заданной длины между внутренними торцами анкеров на стержнях. Колебание ее не должно превышать 0,05%, так как более значительное

отклонение от заданных допусков ведет к резкому снижению силы натяжения арматуры.

Весьма трудоемкие операции по заготовке стержней, изго­ товлению анкерных устройств на их концах, по нагреву и на­ тяжению плохо поддаются автоматизации. К тому же изготов­ ление арматурного каркаса из отдельных стержней для полу­ чения железобетонных изделий многоосного обжатия требует больших затрат труда.

При использовании способа непрерывного армирования пе­

речисленные выше операции исключаются, так как высокопроч­ ная, холоднотянутая проволока диаметрами 2 5: 3; 4: 5 и более миллиметров наматывается непрерывной нитью. Процесс на­ мотки легко поддается автоматизации и витки каркаса можно располагать строго по проекту в любом направлении. Послед­ нее обстоятельство особенно важно для изготовления тонко­ стенных железобетонных изделий.

Кроме того, при непрерывном армировании изготовление ар­ матурных каркасов на заводах сборного железобетона пере­

носится из арматурных пехов непосредственно на одну из по­ зиций технологической линии формовочного пеха.

Непрерывное напряженное армирование осуществляется на арматурно-намоточных машинах, принцип работы которых за­ ключается в том, что проволока, из которой изготовляется арма­ турный каркас, в натянутом состоянии наматывается на штыпи или упоры, выступающие над поверхностями полдона или стен­ да, либо на изготовленное железобетонное изделие.

3

Существуют четыре основных типа арматурно-намоточных машин: поворотный стол СПВ конструкции Гипроуглемяша,

арматурно-ригельная машина конструкции ЭНИМС, полуавто­

матическая— СМ-607

конструкции

этого же института, пере­

движная— типа ДН-7

для полигонов большой протяженности.

Способы натяжения и

управления

проволокой на каждой из

этих машин различны. На поворотном столе и передвижной ма­

шине ДН-7 натяжение

проволоки

производится

посредством

груза, в

арматурно-ригельной — электромагнитной

муфтой, в

машине

СМ-607 — при

помощи

груза и электромагнитной

муфты.

 

 

 

 

Работа на поворотном столе протекает в следующем поряд­ ке (рис. 1). Бухту проволоки укладывают на вращающийся сто­ лик, причем конец ее протягивают через приводной подающий механизм, направляющие блоки натяжной станции, блок гру­ зовой клети, механизм распределения и закрепляют на штыре

поддона, установленного на намоточном механизме. При вра­ щении последнего проволока будет наматываться на штыри.

Тормозной блок приводного подающего механизма охваты­ вается 3 — 5 витками проволоки; в результате возникает сила

Рис. 1. Принципиальная схема арматурно-намо­

точной машины

(поворотного стола) для электро­

нагрева высокопрочной

проволоки

при непрерыв­

I — поддон,

 

ном

армировании

 

 

 

устанавливаемый на намоточном механиз­

ме;

2 —механизм распределения

проволоки; 3, 4. 5,

в — блоки,

направляющие

проволоку; 7 — контейнер

для

грузов:

8 — подающий

механизм; 9 — столик для

бухт

проволоки;

10 — трансформатор;

11 —кнопочное

управ­

ление

КУ-1462;

12 — пускатель

П-521;

13 —амперметр

с

трансформатором тока

TT 400/5; 14 — двухполюсный

рубильник

с плавкими

предохранителями; 15

— элек­

трическая изоляция

4

трения, достаточная для того, чтобы удержать груз, поднятый

намоточным механизмом. Достигнув определенной высоты, груз нажимает на концевой выключатель (на рис. 1 он не по­

казан), приводя таким образом в действие подающий механизм. Тормозной шкив, вращаясь по часовой стрелке, будет сма­ тывать с бухты проволоку и подавать ее в натяжную станцию со скоростью, превышающей скорость потребления проволоки.

Вследствие разности скоростей груз опустится и, достигнув

нижнего концевого выключателя, установленного на некотором расстоянии от пола, остановит работу подающего механизма.

При этом подача проволоки прекратится. Если расходование

проволоки будет продолжаться, то груз опять поднимется и цикл повторится вновь. Таким образом, проволока в процессе

намотки остается все время натянутой.

При работе намоточных машин проволока движется нерав­

номерно, так как на некоторые штыри, в соответствии с проек­ том, ее наматывать не нужно. Такие штыри приходится про­ пускать, для чего механизм распределения периодически под­ нимает проволоку на заданную высоту. Это, в свою очередь,

является причиной неравномерного движения натяжного груза. Процессы торможения намоточного и подающего механизмов также порождают неравномерность движения груза.

Неравномерность движения проволоки приводит к значи­ тельной ее перегрузке и во время намотки она рвется в наи­

более слабых местах. Это же происходит и при работе арма­ турно-намоточных машин с применением других способов на­ тяжения проволоки.

Общеизвестно, что с увеличением силы обжатия бетона лучше используются упругие свойства арматурной стали и рас­ ширяется возможность применения высокомарочных бетонов,

что позволяет уменьшить вес и повысить экономичность желе­ зобетонного изделия.

Этим и объясняется стремление увеличить силу натяжения арматуры, нормативная величина которой для твердых сталей

достигает 65% их временного сопротивления.

Однако арматурно-намоточные машины не могут наматывать проволоку с такой силой по двум причинам:

из-за пониженной против номинала в некоторых сечениях прочности проволоки, вследствие наличия в ней механических включений и трещин;

ввиду сильного колебания скорости потребления наматы­ ваемой проволоки как по величине, так и по направлению. Это

является причиной возникновения перегрузки проволоки, мо­

гущей вызвать ее разрыв.

Опыт показал, что проволока

чаще всего рвется в месте

огибания

штыря. В то же время

прочность образцов, взятых

из места разрыва и испытанных

на растяжение, была номи­

нальной.

Следовательно, проволока, оказавшаяся достаточно

прочной при испытании на растяжение, имела отдельные уча­ стки, не выдерживавшие напряжений при огибании штырей.

Частые обрывы проволоки ускоряют износ машин, резко снижают их производительность. Кроме того, во время обры­ ва арматура соскакивает со штырей в уже намотанной части каркаса, что вызывает значительные отходы дорогостоящей

высокопрочной проволоки. Поэтому при освоении арматурно­ намоточных машин на производстве пришлось натяжение прово­ локи значительно уменьшить. В результате снизился эффект от предварительного напряжения железобетонных изделий.

Для полного устранения обрывов необходимо снизить абсо­ лютную величину перегрузки проволоки и подвергнуть ее низ­ котемпературному отпуску, чтобы увеличить равнопрочнссть и повысить пластические свойства.

КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ НАТЯЖЕНИЯ ПРОВОЛОКИ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ АРМИРОВАНИИ

В лаборатории заводской технологии НИИЖБ разработан

комбинированный способ натяжения проволоки при непрерыв­ ном армировании, применение которого исключает обрывы

проволоки и значительно повышает производительность арма­ турно-намоточных машин. Сущность этого способа заключает­ ся в том, что проволока натягивается грузом или электромаг­ нитной тормозной муфтой на 30 — 50% заданного натяжения и одновременно, в процессе намотки, нагревается электриче­

ским током до

температуры 250 — 300°.

в горячем

состоянии

Намотанная на штыри

или упоры

с небольшим

натяжением

проволока

остывает, в

результате

чего сила натяжения ее возрастает до заданной.

Известные до сих пор способы электротермического натя­ жения арматуры при непрерывном армировании применялись только в случае равномерного движения наматываемой про­ волоки. При этом температура нагрева обеспечивалась по­ стоянством электрических и механических параметров: силы и напряжения тока, сопротивления проволоки, скорости ее движения и расстояния между токоподводящими контактами.

Разработанный в НИИ бетона и железобетона способ электротермического натяжения арматуры для непрерывного армирования при неравномерном потреблении проволоки осно­ ван на использовании свойства самовыравнивания температуры ее нагрева. Это свойство заключается в том, что с повышением температуры проволоки, находящейся под током, сопротивле­ ние ее увеличивается, в результате чего уменьшается сила тока, проходящего по проволоке, а процесс нагревания замед­ ляется. Когда количество тепла, выделяемое проволокой и по­ глощаемое окружающей средой, становится одинаковым, тем­ пература нагрева стабилизируется.

Таким образом, если взять участки проволоки различной длины, а следовательно, с различной теплоотдачей ее поверх­ ности, можно регулировать температуру нагрева проволоки.

Ниже

приводятся

зависимости

следующих величин: ста­

бильных

температур

(при температуре окружающей среды

15°), соответствующих

различной

длине высокоуглеродистой

проволоки диаметром 3 мм (ГОСТ 7348-55), времени стабили­ зации и установившейся силы тока при напряжении на клем­ мах трансформатора 60 в.

Длина проволоки

1

м

18

15

12

9

6

Время стабилизации .

л сек.

52

50

44

41

35

Установившаяся сила

то­

 

54

56

65

68

75

ка ...........................

J,a

.Стабильная температура

/0

320

370

420

560

690

При

намотке

проволоки

на штыри

систематически

изме­

няется

длина нагреваемого

участка. Однако,

если

эта

длина

значительная (до 20 м), то колебания в пределах 15 — 20%1 не вызывают резкого изменения температуры. Из приведен­ ных выше соотношений видно, что уменьшение длины прово­

локи диаметром 3 мм с 9 до 6 м сопровождается повышением температуры на 130°, а с 18 до 15 м — повышением ее лишь на 50°.

Установлено, что отклонение силы натяжения отдельных

витков проволоки от заданной, вследствие перераспределения этой силы в остывшем каркасе, не превышает допускаемых величин.

Для практических целей рекомендуется следующий спо­ соб определения средней температуры нагрева проволоки: после ее остывания, на штырях измеряют при помощи дина­

мометра силу натяжения проволоки в каркасе (исключая пер­ вый и последний витки). Допустим она составит 700 кг, а из­ меренная сила натяжения, создаваемая грузом или электро­ магнитной муфтой — 200 кг. Тогда дополнительная сила, по­ лученная за счет температурной деформации, будет: Р — 700 —

— 200 = 500 кг.

Температура Т нагрева проволоки определяется по прибли­ женнойформуле:

™ 0.048Р

где

Т=—р—,

F — площадь сечения проволоки

в сл<2, Р — сила натяжения

в кг. В данном случае для проволоки диаметром 3 мм темпе­

ратура нагрева будет:

OO4RX5OO ^340°

0,0/

7

Для того, чтобы установить влияние скорости и с^ейенй нагрева на механическую характеристику высокопрочной про­ волоки лаборатория заводской технологии НИИЖБ провела ряд опытов. Было определено, как влияет на прочность про­ волоки процесс нагрева и охлаждения ее под нагрузкой, что имеет место при комбинированном натяжении арматуры. С этой целью испытали отрезки высокопрочной проволоки диа­ метром 3 мм (ГОСТ 7348-55) до натяжения и образцы, выруб­ ленные из остывшего каркаса, намотанного в горячем состоя­ нии при t — 300° на штыри поддона с механическим натяже­

нием 0,5 явр.

Максимальная прочность проволоки осталась

неизменной,

а средняя прочность образцов, подвергавшихся

нагреву, поднялась на 5%.

Далее была выбрана высокопрочная проволока трех диа­

метров: 2,5; 3 и 4,5 мм. Образцы этих проволок нагревались электрическим током до 500° со ступенями в 100°. Темпера­ тура измерялась хромельалюмелевой термопарой.

Нагрев производился с различными скоростями Ь = 10 сек.; = 20 сек. и тз = 30 сек.

На рис. 2 представлены графики изменения временного со­ противления испытывавшейся проволоки. Скорость нагрева в

выбранном диапазоне не оказала заметного влияния на ме­ ханические свойства проволоки. При этом резкое увеличение ее пластических свойств началось после нагрева до 250°.

МОДЕРНИЗАЦИЯ АРМАТУРНО-НАМОТОЧНЫХ МАШИН

Модернизация арматурно-намоточных машин для комбини­ рованного натяжения проволоки не требует больших капиталь­

ных затрат. Нагрев

проволоки осуществляется

при помощи

обычного электросварочного аппарата

мощностью

не менее

20 ква и вторичным напряжением в пределах 50—60 в.

Принципиальная

схема включения

проволоки

в

электриче­

скую цепь при натяжении на поворотном столе приведена на рис. 1.

Для косвенного контроля температуры нагрева на пульте ус­ танавливается амперметр со шкалой до 400—600 а. Узлы маши­ ны, с которыми проволока непосредственно соприкасается в про­ цессе намотки, должны быть изолированы от земли.

Это осуществляется следующим образом. В рамах подаю­ щего механизма и столиков, где размещаются бухты прово­

локи, а также в кронштейнах несущих блоков, увеличивают на 8 мм диаметр отверстий для крепежных болтов. В эти от­ верстия. запрессовывают текстолитовые или фибровые втулки с толщиной стенок 4 мм, а по высоте равные толщине изоли­ руемой плиты. Под плитой или рамой располагают изоляци­

онную прокладку

из листовой резины 3 = 4 — 5 мм, фибры

или текстолита 3

=2 — 3 мм.

8

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ