3. Ферманың жүктегендегі жұмыс істеу ерекшеліктері

Жеке тұрған ферманың көптеген сынақтар жүргізгенде шыбықтардағы серпімділік сатыдағы кернеулер теориялық шамалардан жеңіл фермаларда 10% - аз , ал ауыр фермаларда 18% - аз. Бұл – ферманың есепті сұлбаға қарағандағы басқаша жұмыс істеуі. Ферманың серпімділік сатыда жүмыс істеу ертерек тоқталады. Мысалға, тойтарма шегелі фермаларда кернеу 50 – 80МПа жеткенде серпімділік сатыдан өтіп серпімділік – созылымдылық сатыға жетеді. Пісірілген фермаларда кернеу 100 – 150МПа жеткенде серпімділік созылымдылық сатыға жетеді. Эксцентрицитет әсерлері және түйін қатаңдықтары кернеулерді көбейтіп серпімділік – созылымдылық сатыға өтуді жеделдетеді. Түйіндерде созылымдылық деформациялардың пайда болуы түйін қатаңдығын азайтып, оған байланысты кернеуді кішірейтеді, сондықтан ол қауіпті емес.

Екінші жүктеу гистерезис тұзағын құрап, серпімділік сатыдағы жұмыс істеуін арттырады. Егер шыбық орнықтылықтары қамтамасыз етілсе, онда олардағы кернеу ферманың қирауына дейін өседі қирау жапсарлас пісіру жігінің басынан, шыбықтың түйін қаңылтырына бекітілген жерінен, яғни кернеу шоғырланған жерлерде басталады.

Негізінен ферманың қирауы сығылған шыбықтарының орнықтылықтарын жоғалтуларына байланысты. Орнықтыларының жоғалуы ешбір көрінетін белгісіз басталады, көбіне қай шыбықтың орнықтылығы жоғалатынын алдын-ала айту мүмкін емес, өте үлкен кернеу пайда болмағанына қарамастан, көбінде ортаңғы сығылатын түйін белдеулері орнықтылықтарын жоғалтады. Соған қарағанда орнықтылықты жоғалту тек кернеу шамаларына ғана емес, оған қоса геометриялық ауытқуына, физикалық жетіспеушіліктеріне және бастапқы майысуына байланысты. Бұл майысулар дұрыс тасымағандықтан немесе даярлау кезінде ақау жіберілгендіктен олар ортаңғы иілгіш элементтер үшін аса маңызды. Сол себепті ортаңғы сығылатын элементтерді майысудан сақтау аса қажет.

Бастапқы эксцентрицитеттер мен шыбықтардың майысу мүмкіндіктерінің әсерлері ҚНжЕ талаптарына сәйкес жұмыс шарты коэфициенті егер шыбық иілгіштігі 60 артса, онда — 0,8 тең.

Пісірілген ферманың дірілдейтін жүктер әсер еткендегі қирауы шыбықтардың түйін қаңылтырларына бекітілген, кернеу шоғырланған жерінен басталады. Түйін қаңылтыр сұлбасын дұрыс қабылдамаған кезде дірілдеген кездегі беріктік өте төмен (80 – 100МПа) аздау болып және аз цикл санында қарауы мүмкін.

Дірілдеген кездегі ферма беріктігін келесі жолдармен жоғалтуға болады: шыбықтың түйін қаңылтырына жалғасуы тез өзгеретін сұлбасыз жүргізуі арқылы;

Көлбеу пісіру жігін қолдану , өңделген жерді тазалау арқылы кернеудің шоғырлануын азайту т.б.

Ферманың морт қирау қаупі — 40° С төмен ортада қолдану кезінде артады. Бұл жағдайда түйін қатаңдығына байланысты пайда болатын кернеулерге қойылатын талаптар күшейеді, белдеулердің жалғасулары түйін шекарасынан шығара орналастыру ұсынылады.

№13 дәріс. Тақырып: Ферма стержіндерінің қима түрлері.Қималарда таңдау

1. Ферма шыбықтарының қима түрлері

2. Жеңіл фермалар шыбықтарының қимасын таңдау

1.Ферма шыбықтарының қима түрлері

Жеңіл фермалар шыбықтары негізінен қос бұрышты қималы болып жобаланып келеді (112 сур).

Сурет 112. Жеңіл фермалар қималарының түрлері

Бұндай қималар басқа конструкцияларды бекітуге, ұстындармен жалғастыруға, түйін қаңылтырлы фермаларды конструкциялауда тиімді, және қима ауданы өзгеру ауқымы кеңірек. Бұл конструкциялардың негізгі кемшілігі – қолданылатын элементтерінің түрлерінің көптігі, түйін қаңылтырына, жолақ қаңылтырларға металдың қосымша шығыны, даярлауға керекті көп еңбек шығыны. Тавр тәрізді қойылған қос бұрыш сығылуға жұмыс істеуі нашар.

Сортаменттің дамуы – кең белдеулі қоставр, пісірілген құбыр, жабық майыстырылған қималар және қоставрды екі бөліп тавр алу мүмкіндігі қос бұрышты қима орнына жеке профильден тұратын қималы фермаларды пайдалануды арттырды.

Бұл конструкцияның жаңа сұлбасының даярлануы оңай, өйткені қолданылатын детальдар саны екі есеге азаяды, қималары сығылуға жақсы жұмыс істейді. Жеке профильден тұратын шыбықтарды қайта-қайта қарап сырлап тұруға мүмкіндік бар, сөйтіп пайдалану уақыты артады. Жаңа конструктивтік сұлба профильдердің түрлері шектеулі болғандықтан, әлі де қос бұрышты қималы фермалар іс жүзінде қолданылды.

Кеңістіктегі фермалар (мұнаралар, діңгектер, кран жебесі т.б.) белдеулері перпендикуляр фермалардан тұратын болғандықтан ең оңай қима жеке бұрыш (112 сур.). Крест тәрізді екі бұрышты қима мұнара мен діңгектердің белдеуіндегі бір бұрыш ауданы жеткіліксіз болғанда қолданылады. Жеке бұрыштар ферманың азырақ жүктелген шыбықтары үшін қолданылады. Стропилалық ферма шыбықтары бір бұрышты болған шешімдер металл мен еңбек шығынын азайтуға мүмкіндік береді. Бұндай фермалардың шыбықтары өз өсінде симметриясы жоқ екенін ескеруі қажет. Асимметрияны азайту үшін тор элементтері белдеуге іш жағынан бекітіледі. Бірден бір бұл шешім — белдеудің айланып кету мүмкіндігін тыс жазықтықта фермалар байланыстармен күшейтілуге тиіс.

Сығылған шыбықтар үшін қос бұрышты қима есепті ұзындықтары бірдей және әртүрлі болса да екі жазықтықта да бірдей орнықты түрін табуға мүмкіндік береді.

Қима қатаңдығы оның геометриялық өлшемдеріне пропорционал инерция радиусымен сипатталады және қос бұрыш тавр секілді қойылған да олар – және тең (112, б – г сур.).

Егерде ферма шыбықтарының екі жазықтығы да есепті ұзындықтары бірдей болса, онда бірдей орнықтылықты қамтамасыз ету үшін тең болуы шарт. Бұл үшін қабырғалары тең емес бұрыштарды үлкен қабырғаларымен біріктіріп тавр ретінде қою қажет (112, г сур.).

Кіші қабырғаларымен бірге тавр ретінде қойылған қима ферма жазықтығындағы ұзындық тыс жазықтықтағы ұзындығынан екі есе кіші болғанда қолданылады. Бұндай қимада , сондықтан , 2 сөйтіп ферма жазықтығынан тыс жазықтықтағы қатандығы өз жазықтығына қарағанда екі есе артық.

Қабырғалары тең тавр тәрізді қойылған бұрыштар шыбық кималарында көп қолданылады. Бұл қима есепті ұзындықтары бірдей емес шыбықтар үшін тиімді, өйткені .

Қазіргі кезде құбырлы қималы көбірек қолданылып жүр. Құбыр қабырғасының қалындығын кем қабылдауға болмайды. Құбырлы қималар мұнараларда, діңгектерде, ашық эстакадаларда, крандарда қолданылады. Бұл қималардың артықшылығы олардың жел арынына аз қарсыласуы.

Белдеулері қоставрлы кесіп алынған таврлар, ал торы бұрыштардан жасалған фермалар жеңіл, сондықтан тиімді.

Майысқан қаңылтырдан жасаған фермалар жеңіл, өндірісте қолданылып жүр.