Ребра жесткости на металлоизделиях: понятие, нанесение, применение

Ребра жесткости на металлоизделиях: понятие, нанесение, применение

Тонколистовой металл используется для изготовления различной продукции: воздуховодов, элементов кровли, фасадных панелей, корпусов, тары и пр. Такой металл отличается множеством преимуществ, среди которых: простая и легкая обработка, малый вес, коррозийная стойкость, доступная цена. Но помимо достоинств, тонколистовой металл обладает и недостатками, в частности, ему свойственна низкая сопротивляемость деформирующим нагрузкам. Для получения изделий с достаточным уровнем прочности необходимо либо приобрести более толстый и дорогостоящий металл, либо воспользоваться другим технологическим решением.

Распространенный способ улучшить сопротивляемость металлоизделий деформациям – включить в конструкцию ребра жесткости. Чтобы сделать обработку тонколистового металла максимально эффективной, промышленные предприятия используют станки для накатки ребер жесткости.

Понятие и виды

Ребро жесткости – поперечное уплотнение на изделии, обеспечивающие сохранение изначальной геометрических параметров отдельной детали или целой металлоконструкции. Ребра жесткости принимают на себя основную нагрузку, благодаря чему изделия из тонколистового металла могут выдерживать больший вес в статике и значительные динамические усилия. Эти элементы могут быть как неотъемлемой частью изделия (в таком случае для обработки листового металла применяется станок для нанесения ребер жесткости) так и самостоятельными деталями, закрепленными на конструкции.

Самый простой способ сделать деталь прочной – включить в конструкцию несколько граней, стыки которых и образуют ребра жесткости. Вторым по популярности решением служит оснащение конструкций дополнительными ребрами жесткости в виде уголков и швеллеров, которые изготавливаются отдельно и закрепляются на внутренней стороне изделия. Также применяется способ проектировки соединительного узла таким образом, чтобы место стыковки отдельных конструктивных элементов образовывало ребро жесткости. Для этого местам зацепления деталей придают особую форму.

Назначение ребер жесткости

Главная задача ребер жесткости – обеспечение стойкости тонкого металла к статическим и динамическим нагрузкам. Формирование ребер жесткости делает металл прочным и долговечным. Благодаря применению металлоизделий с ребрами жесткости конструкции не утрачивают своих эксплуатационных качеств, их внешний вид не изменяется под деформирующими нагрузками. К главным особенностям этих элементов можно отнести:

• незначительное увеличение массы готового изделия;
• усиление конструкции, защиту металла от прогиба или перекоса;
• выполнение декоративных функций (для ребер, наносимых на лицевую сторону изделий).

Как создают ребра жесткости?

Ребро жесткости на станке получается в результате изгибания металлической заготовки под определенным углом. Ребра жесткости наносятся по всей поверхности листа с фиксированным шагом. Формирование ребер жесткости на изделии осуществляется за одну технологическую операцию.

Станки для накатки применятся для работы с разными видами тонколистового металлопроката: гальванизированной сталью, нержавейкой, оцинковкой и др. Кроме формирования ребер жесткости, некоторые модели станков могут осуществлять прессовку металла для улучшения его прочностных показателей и устойчивости к нагрузкам. Подобное оборудование востребовано при создании и обслуживании систем ОВК, в гражданском и промышленном строительстве, приборостроении и автомобильном производстве.

Конструирование ребер жесткости.

Ребра жесткости применяют для увеличения жесткости и прочности литых деталей, усиления нагруженных мест без увеличения толщины стенок, предотвращения коробления выступающих тонкостенных объектов. Ребра жесткости позволяют уменьшить сечение отдель­ных частей деталей, снизить внутренние напряжения в местах сопряжения стенок различной толщины, а также способствуют предотвращению коробления или брака по трещинам.

Рисунок 2.11 – Ребра жесткости

При конструировании ребер жесткости нужно пользоваться следующими положе­ниями:

1) Толщина наружных ребер жесткости не должна превышать 0,8 толщины сопрягаемой стенки.

2) Внутренние ребра из-за более медленного охлаждения металла выполняют менее мас­сивными: толщина их составляет 0,6 — 0,7 толщины сопрягаемой стенки.

3) В местах сопряжений ребер жесткости с сечениями детали в ребрах жесткости предусматривают отверстия с целью исключить образование усадочных дефектов.

4) Отверстия, предусмотренные в чертеже литой детали, не во всех случаях возможно и целесообразно выполнять при литье. Технически возможно получение отверстий литьем, если их диаметры меньше 20 мм при массовом, 30 мм при серийном, 50 мм при единичном производствах.

5) Ребра жесткости располагаются в плоскости разъема формы или перпендикулярно к ней, чтобы избежать применение отъемных частей модели

6) Иногда для повышения жесткости детали вместо ребер жесткости применяют двойные стенки, а для снижения усадочных напряжений предусматривают конструктивные отверстия – окна овальной или круглой формы.

7) Литую деталь необходимо конструировать с минимальным количеством бобышек, буртов, приливов (причина возникновения усадочных дефектов), они требуют применения отъемных частей формы, удорожают отливку.

8) Следует избегать в отливке узких пазов, полостей и выемок.

9)Дня чугунного литья при единичном и мелкосерийном производствах литые отвер­стия выполняют, когда их диаметры не меньше: для мелкого — 15 мм; для среднего — 20 мм; дои крупного — 30 мм.

10) Практически при всех способах литья, кроме литья по выплавляемым и газифици­руемым моделям, применяются формы с одной или несколькими плоскостями разъема, поэтому для беспрепятственного удаления литых деталей из формы конструктор должен предусмотреть так называемые конструктивные уклоны, назначаемые на стенки, перпендикулярные плоскости разъема.

ГОСТами установлены необходимые размеры для радиусов сопряжения.

На качество отливки большое влияние оказывает правильный выбор радиусов закруглений в местах переходов от одних сечений к другим. Слишком малый радиус закруглений приводит к образованию трещин, чрезмерно большой – к образованию усадочной рыхлости.

Закругления производят из одного центра как для внутреннего, так и для наружного радиусов, если сопрягаемые стенки одинаковой толщины.

Для отливок из серого чугуна рекомендуются радиусы закруглений: 1,2,3,5,8,10,16,20,25,32,40мм: при этом радиусы выбирают в пределах 1/3 -1/5 среднего арифметического от толщины сопрягаемых стенок.

Элементы сопряжения стенок отливок радиусов закруглений

Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 1109 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Что такое кляймер, каких видов бывает, где применяется

Строительный рынок богат материалами для отделки, которые нужно монтировать с особой аккуратностью. Это обусловлено тем, что высок риск потери эстетики и прочности.

Ранее, при монтаже пиломатериала и других изделий, изготовленных под дерево, применяли гвозди и саморезы. Но сегодня, на их место пришел новый вид метиза. Так называемый кляймер стал не менее востребованным на рынке в тех местах, где требования к эстетике максимальны.

Как вы уже смогли догадаться, кляймер представляет собой потайной вид метиза, расположенный на стыке двух элементов. Он скрыт от глаз человека, поэтому со стороны кажется, что в работе не задействовано ни единого гвоздя.

Покупая этот метиз для себя, нужно разбираться в особенностях его выбора, поскольку зачастую он имеет индивидуальные характеристики и подходит под конкретный вид строительного материала. Предлагаем подробнее углубиться в особенности выбора и эксплуатации.

Что такое кляймер?

Каждый, кто держал этот метиз в руках, может сказать, что перед ним небольшая металлическая пластинка, на фронтальной части которой расположен уголок. Именно этот уголок и прижимает материал к направляющей, которая заранее выставлена по уровню и прикручена к стене. Сам кляймер для панелей прибивается к основе на гвоздики, реже прикручивается на небольшие саморезы.

Крепление кляймера саморезом

В зависимости от того, с каким материалом придется работать, отличается размер изделия, состав и толщина металла, а также глубина уголка. Для уличных работ, например, для монтажа террасной доски, подходит оцинкованное изделие, которое не боится влаги, потому не потеряет свои характеристики спустя годы.

Виды кляймеров

Кроме того, что метиз может быть оцинкованным и не оцинкованным, он еще отличается в зависимости от особенностей. Например:

• Для вагонки на основе винила и изделий из пластика. Для этой работы подойдет изделие номер 1.
• Для МДФ. Подойдет кляймер №
• Для ЛДСП, ДСП, Евровагонки и других пиломатериалов. Здесь рекомендовано использовать метиз №3, который подбирается под конкретную толщину изделия, поскольку то же ЛДСП бывает 8, 10, 16 мм.
• Кляймер №4 является специализированным и применимым для отделки стен и потолков евровагонкой.
• №5 является усиленным, зачастую имеет ребро жесткости. Металл у метиза большей толщины, что наделяет его высокой прочностью. Отсюда область применения для монтажа подвесных конструкций, в том числе деревянных ламелей.

Это далеко не все виды кляймеров. Например, для монтажа блок хаоса применим кляймер под номером 6. Метизы продаются уже фасованные в объеме от 50 до 1000 штук. Покупать объем большей фасовки выгоднее, поэтому рассчитывайте под собственные нужды.

Применение

Применяется метиз в вопросах строительства и отделки, там, где нельзя или нежелательно применять гвозди, по причине того, что можно испортить внешний вид. Перед использованием нужно собрать деревянную или металлическую конструкцию в виде направляющих, которые устанавливаются по уровню в одной плоскости.

Количество направляющих для крепежа должно быть не менее 3 штук, где материал будет зафиксирован в центре и по краям. Рекомендовано использовать не менее 5-направляющих на длину в три метра.

Кляймер для вагонки

Размещают метизы равномерно. При использовании саморезов и их закручивании в дерево, рекомендовано производить засверловку, чтобы исключить растрескивание направляющей.

Область применения такова, что клеймеры задействуют частные лица в вопросах отделки, а также профессиональные строители. Например, его используют при отделке бани вагонкой из сортов любой древесины. Его применяют для монтажа МДФ панелей в прихожих и на кухнях, для подшивки потолков, для обустройства полов в беседках и лоджиях путем укладки террасной доски.

Как крепить вагонку кляймером?

Отвечая на вопрос, как крепить кляймеры, важно понимать, что монтаж вагонки может быть вертикальным или горизонтальным. Особых отличий нет, но есть принципиальные нюансы, которые нужно знать. Давайте рассмотрим вертикальный монтаж, который проходит в следующих этапах:

• Подготавливают обрешетку. В качестве обрешетки рекомендуется использовать деревянный брусок сечением не менее 50 на 25 мм. Обрешетка выставляется по уровню, где ставят первые две направляющие, затем натягивают нитку и между ними с установленным шагом завершают установку брусков.
• Начинают монтаж. Делают это с угла и двигаются слева направо или наоборот. Первый элемент прибивается гвоздями к направляющим. Гвозди рекомендовано либо использовать в цвет будущему лаку, либо не забивать их до конца. В последнем случае шляпки гвоздей откусывают кусачками и забивают до максимального притяжения. Лучше всего фиксировать в угловой части, там, где потом можно будет поставить уголок, который закроет крепеж. Первый элемент будущей стены должен быть установлен по уровню, иначе плоскость будет нарушена.
• Установка металлических пластин. На этом этапе ставят метизы в паз первой доски, и прибивают крепление кляймер к направляющей. Вместо гвоздей можно использовать саморезы, если площадь направляющей позволяет это сделать, иначе она может лопнуть.
• Установка второй доски. Ее нужно устанавливать в паз предыдущей вагонки и плотно забивать, сохраняя геометрию. Делать это молотком нельзя, поскольку можно расплющить дерево, что вызовет ряд проблем с установкой следующего элемента. Для монтажа следует использовать деревянную киянку и небольшой брусок. Нужно простучать элемент в трех точка, сначала посадить верх или низ, затем середину.
• Монтаж кляймера. Как только мы убедились, что вагонка установлена в верной плоскости, следует поставить кляймер для доски по всем местам стыковки, зафиксировать его и перейти к следующему элементу. Проверять каждую доску по уровню не следует, поскольку это приведет к потере времени. Но, каждую десятую вагонку нужно проверить для собственного спокойствия и, если уровень нарушен, постараться постепенно выровнять плоскость на следующих досках.
• Завершаем монтаж. Работа будет продолжаться в указанном цикле до того, пока не будет прибита последняя вагонка. Ее может потребоваться подрезать по размерам, для чего стоит использовать лобзик или ножовку. При этом последняя вагонка тоже прибивается на гвозди.

Монтаж вагонки кляймером

Горизонтальный монтаж выполняется почти так же, как и вертикальный. Единственное, здесь сложнее крепить первую, стартовую вагонку, которая должна быть установлена идеально по уровню. Она тоже крепится на гвозди. При отделке стен снаружи нельзя, чтобы первая доска касалась бетона или земли, поскольку это приведет к гниению.

Преимущества и недостатки

Применяя клеймер в процессе работы, вы неоднократно экономите свое время. Только представьте, работая с гвоздями, на каждом забитом из них, пришлось бы откусить шляпку, на что уходит много времени. В противном случае, можно нарушить внешний вид вагонки. Среди других преимуществ, можно выделить следующее:

• Невозможно повредить материал в процессе установки. Даже если что-то пошло не так, можно удалить кляймер и не использовать его именно в этом месте монтажа.
• Возможен демонтаж без потери внешнего вида.
• Исключено повреждение коммуникаций, которые находятся под вагонкой. Дело в том, что вы ставите кляймер для бруса всегда в одном месте, поэтому не повредите провод или трубы.
• Большой выбор. Есть кляймеры с покрытием от коррозии, есть обычные. Это расширяет область применения, но, влияет на цену. Поэтому на этапе выбора определите все нюансы, чтобы не переплачивать. Ассортимент позволяет выбирать метизы под разные виды вагонки и не только.
• Минимум инструмента в работе. На самом деле нет ничего специфичного в том, как крепить вагонку кляймерами. Обычный шуруповерт, саморезы, молоток или гвозди, уровень, отвес, шнурка, карандаш. Для использования кляймера не нужны специализированные навыки, поскольку все интуитивно понятно, справится любой.

Недостатков таких метизов почти нет. Разве что нужно ориентироваться в выборе. За это отвечает номер коллекции, который позволяет понять подходит метиз под материал или нет.

Для уличных работ нужно брать либо оцинкованный метиз, либо покрывать специальным антикоррозийным составом. В противном случае есть вероятность разрушения, что приведет к образованию зазора межу направляющей и вагонкой.

Кляймер для керамогранита

Не стоит забывать, что какой бы вид крепежа вы не использовали, по окончанию работы с деревом лучше всего обработать его антисептическим составом, поскольку оно может потемнеть, ли в нем могут завестись насекомые.

Если не сделать правильный расчет, есть вероятность купить лишнее или, напротив, несколько раз ездить в магазин. Расчет несложный. Нужно определить для себя высоту стены, что будет равно высоте вагонки. Затем, рассчитать шаг направляющих, где рекомендовано брать в расчет величину в 50 см.

Таким образом, при трехметровой высоте вагонки, нужно заложить не менее 7 направляющих. Затем, нужно посчитать сколько досок пойдет на то, чтобы покрыть 1 стену и умножить на 7, поскольку клеймер для вагонки должен ставиться на каждую направляющую.

Таким образом, при полезной ширине вагонки в 10 см, на стену в 2 метра пойдет порядка 20 единиц. Итого, на расчетную стену нужно 140 клеймеров. При условии, что в упаковке 100 штук, придется купить 2 упаковки метиза.

Как и на любой вид крепежа, цена кляймеров может отличаться по разным критериям. Например, стоимость изделия зависит от назначения, от типа используемой стали и ее толщины, а от количества в упаковке и региона продаж.

Для крепления евровагонки можно приобрести метизы стоимостью от 70 копеек за штуку. Как правило, это обычная сталь, толщиной не более 0,7 мм. Размеры кляймеров тоже небольшие. Это обусловлено небольшим весом деревянной заготовки.

Сегодня на стену можно крепить не только дерево, но и плитку, а также керамогранит, где последний материал весит достаточно много. По этой причине должен быть установлен кляймер для керамогранита высокой прочности. Отсюда и цена значительно выше.

Кляймер для пластиковых панелей

Под керамогранит толщиной 6 и 8 мм средняя цена одного метиза может быть в промежутке от 10 до 22 рублей. Варианты подешевле имеют меньшую прочность, не оцинкованы, их толщина до 1 мм. Варианты подороже не ржавеют, поэтому не теряют прочность при внешнем воздействии окружающей среды. Толщина металла 1,2 мм, присутствуют ребра жесткости.

Если в случае с деревом, первый элемент крепится на гвозди, то для керамогранита предусмотрен стартовый и рядовой кляймер, цена между которыми варьируется в пару рублей. Кляймер для ламината может быть использован для монтажа на стены, что позволяет производить работу в вертикальной плоскости.

Стоимость одной штуки от 90 копеек до одного рубля. В целом, монтаж на кляймеры выгоден, поскольку клей с высокой прочностью стоит дороже, к тому же он не всегда работает с гладкими поверхностями. Кляймеры для МДФ стоят аналогично.

Ребро жесткости в мебели

в балках 1-го класса, если значение условной гибкости стенки превышает 3,2 — при отсутствии подвижной нагрузки на поясе балки или 2,2 — при наличии такой нагрузки;
Расстояние между поперечными ребрами не должно превышать при и при .
Для балок 1-го класса допускается превышать эти расстояния до значения при условии, что устойчивость балки и стенки обеспечена выполнением требований 8.4.4,а или 8.4.4,б, если не превышает значений, определяемых по формуле (71).
В стенке, укрепленной только поперечными ребрами, ширина их выступающей части должна быть для парного ребра не менее ( ) мм, для одностороннего ребра — не менее ( ) мм; толщина ребра должна быть не менее .
8.5.10 Поперечное ребро жесткости, расположенное в месте приложения сосредоточенной нагрузки к верхнему поясу, следует проверять расчетом на устойчивость: двустороннее ребро — как центрально сжатую стойку, а одностороннее — как стойку, сжатую с эксцентриситетом, равным расстоянию от срединной плоскости стенки до центра тяжести расчетного сечения стойки. При этом в расчетное сечение стойки необходимо включать сечение ребра жесткости и полосы стенки шириной с каждой стороны ребра, а расчетную длину стойки следует принимать равной расчетной высоте стенки .
8.5.11 Стенки балок 1-го класса, у которых при действии нормальных напряжений от изгиба устойчивость не обеспечена, а также при значениях условной гибкости стенки (где — напряжение в сжатом поясе балки), следует укреплять продольным ребром жесткости, устанавливаемым дополнительно к поперечным ребрам.
8.5.12 В стенке балки симметричного двутаврового сечения 1-го класса, укрепленной кроме поперечных ребер одной парой продольных ребер жесткости, расположенной на расстоянии от границы сжатого отсека (рисунок 9), обе пластинки, на которые это ребро разделяет отсек, следует рассчитывать порознь:

271 × 49 пикс. &nbsp Открыть в новом окне

, (89)

1325 × 1366 пикс. &nbsp Открыть в новом окне

здесь значения , следует определять согласно требованиям 8.5.2, а значения и — по формулам:
при
, (90)
где ;
при и (при следует принимать )
; (91)

212 × 59 пикс. &nbsp Открыть в новом окне

, (92)
где и ; (93)
критическое напряжение следует определять по формуле (83) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки;

349 × 65 пикс. &nbsp Открыть в новом окне

, (94)
где и — напряжения, определяемые согласно 8.5.2;
(95)
при ; (96)
— напряжение, принимаемое равным в зависимости от того, к какому поясу приложена нагрузка: к сжатому (см. рисунок 9, а) — (здесь следует определять согласно 8.5.2); к растянутому (см. рисунок 9, б) — ;
— напряжение, определяемое по формуле (82), где и следует определять соответственно по таблице 14 при и по таблице 15 при , заменяя значение значением ( );
— напряжение, определяемое по формуле (83) с подстановкой в нее размеров проверяемой пластинки.
В этом случае расчет пластинки 1 следует выполнять по формулам (89) — (93), в которых величину а следует заменять величиной , где — расстояние между осями соседних промежуточных ребер (см. рисунок 10). Расчет пластинки 2 следует выполнять согласно требованиям 8.5.12, б.

1437 × 687 пикс. &nbsp Открыть в новом окне

8.5.14 Проверку устойчивости стенок балок асимметричного сечения (с более развитым сжатым поясом), укрепленных поперечными ребрами и парным продольным ребром, расположенным в сжатой зоне, следует выполнять по формулам (89) и (90); при этом в формулы (90), (91) и (94) вместо отношения следует подставлять , а в формулу (95) вместо ( ) следует подставлять , где — краевое растягивающее растяжение (со знаком «минус») у расчетной границы отсека.

поперечного ( )
продольного ( )

8.5.16 При значениях условной гибкости стенки балки симметричного двутаврового сечения допускается проектировать как балки 2-го класса с гибкими (неустойчивыми) стенками согласно приложению М.
При укреплении стенки балки опорными ребрами жесткости с шириной выступающей части (как правило, не менее , здесь — ширина нижнего пояса балки) в расчетное сечение этой стойки следует включать сечение опорных ребер и полосы стенки шириной не более с каждой стороны ребра.
Толщина опорного ребра жесткости должна быть не менее , где — ширина выступающей части.
Расчетную длину стойки следует принимать равной расчетной высоте стенки балки .
Нижние торцы опорных ребер (рисунок 11) должны быть остроганы либо плотно пригнаны или приварены к нижнему поясу балки. Напряжения в этих сечениях при действии опорной реакции не должны превышать расчетного сопротивления стали: в первом случае (см. рисунок 11, а) — смятию при и сжатию при а > 1,5t; во втором случае (см. рисунок. 11, б) — смятию .

1031 × 693 пикс. &nbsp Открыть в новом окне

8.5.18 Устойчивость сжатых поясов следует считать обеспеченной, если условная гибкость свеса пояса или поясного листа балок 1-го класса, а также бистальных 2-го класса при выполнении требований 7.3.7, 8.2.1 и 8.2.8 не превышает предельных значений ( ), определяемых по формулам: