Перейти к содержанию
QuZ

Расчет прямоугольной стальной трубы

Рекомендуемые сообщения

Дата: (изменено)

Добрый вечер, Уважаемые форумчане. Возникла необходимость сделать столик станину 2 метра на 5 метров с 4-ремя ножками в углах.

Не могу выбрать сечение трубы, которое необходимо для этой затеии. Основное требование - выдерживать от 100 до 300 кг без изгиба конструкции. На техническом рисунке пока отметил под эти задачи прямоугольну, стальную 120 на 60 или 120 на 80 (в связи с доступностью) и тощиной стенки в 4 мм. На сколько данные трубы подойдут моим потребностям? САПР не изучал, за все время потребовалось думать о таком первый раз.

Если кто подскажет формулы для рассчета - тоже буду благодарен.

 

Конструкцию планируется делать следующий образом.

2 продольные трубы верткально стоят на 2-вух поперечных трубах, располагаемых горизонтально. Трубы разполагаются по периметру.

Про марку стали говорить ничего не буду, так как мало знаком как с ее показателями прочности, цены и доступности. Т.е. если стандартная сталь ххххх справится с данной нагрузкой, то, зачем искать что-то менее доступное.

 

Спасибо большое.

Изменено пользователем QuZ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Балка 5 метров с нагрузкой (в худшем случае) 300кг в центре и две опоры на крайние ножки?

 

В ближайшем проеткте - под перекрытие - 20 швеллер...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Если есть возможность добавить промежуточные опоры, то жесткость конструкции повысится при значительном уменьшении массы

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Основное требование - выдерживать от 100 до 300 кг без изгиба конструкции.

Боюсь что в нашей вселенной это невозможно

Изгиб будет иметь место даже от одного миллиграмма ;-)

Поэтому советую определиться с допустимым изгибом вашей трубы =)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

6 ног для стола плюс укосы - спасут отца русской демократии.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Изгиб будет иметь место даже от одного миллиграмма ;-)

и даже без нагрузки на такой длине прогнётся под собственным весом

6 ног для стола плюс укосы - спасут отца русской демократии.

 

и вас тоже

Изменено пользователем wadimbrd

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А столешницу какую планируете делать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Спасибо за столь быстрое реагирование.

Балка 5 метров с нагрузкой (в худшем случае) 300кг в центре и две опоры на крайние ножки?

 

В ближайшем проеткте - под перекрытие - 20 швеллер...

Да, примерно так.Только берем в учет, что это стол, по этому 2-ве балки по 5ть метров, которые лежат параллельно.

 

Если есть возможность добавить промежуточные опоры, то жесткость конструкции повысится при значительном уменьшении массы

К сожалению, делать дополнительные опоры не желательно. Мне необходимо пространство под столешницей, чтобы там спокойно мог передвигаться механизм.

Sulde, м.. В цифрах могу сказать) Больше 1-ного мм - плохо уже.

олег ан, Я думаю, что такой вес с 6-ть ногами вытянуло бы и куда более маленькое железо. Всеж, пролет в 5-ть метров и в 2.5 - это совершенно разные вещи. Но, повторюсь, очень желательно, чтобы передвигалось под столом рама, которая выходит за рамки стола.

elnino, Столешница - сетка из труб 20х20 (20х40), с шагом в метр. Сверху - 18-ти мм слой ДСП.

 

Я такие трубы в руке не держал, гнуть не пытался). Даже примерно не представляю, как они сильно будут гнуться под собственным весом..

 

Пока, оптимальное из того, что нашел -

120х80х4,0/ 5,0 ГОСТ 8645-68

Изменено пользователем QuZ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

К сожалению, делать дополнительные опоры не желательно. Мне необходимо пространство под столешницей, чтобы там спокойно мог передвигаться механизм.

А что за механизм? И желательно показать иллюстрацию похожей установки для ознакомления с самой конструкцией. Тогда мысли будут более конструктивными чем можно-не можно

Изменено пользователем spaun

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Вот на коленке прикинул.

При расчете лист ДСП не учитывался и считался как абсолютно жесткий.

Нагрузка 300кг, равномерно распределенная (следует из допущения про абсолютно жесткий лист ДСП).

Думаю там все понятно, что к чему.

post-17079-042292200 1384164900_thumb.jpg

post-17079-065011800 1384164907_thumb.jpg

post-17079-067447300 1384164918_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

elnino,

да теперь более понятно

формула будет такова

J=5*Q*L^4/386*E*f

Где

Q-нагрузка в кгс на см длины балки

L - длина пролета в см

E- модуль упругости материала в кгс/см

f- допустимый прогиб в центре пролета в см

 

в итоге получим минимально допустимый момент инерции профиля в см4

и сможем подобрать трубу нужного сечения

ЗЫ ^4 означает четвертую степень

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Господа, форумчане. Спасибо за разъяснение. Столик Вы нарисовали верным.

Буду сейчас

Думаю там все понятно, что к чему.

К сожалению, я понял, как будет распределяться нагрузка, но не уловил, на сколько плохо - красное)

J=5*Q*L^4/386*E*f

Вот, что такое J - не совсем понятно. Буду изучать новые словосочетания.

Благодарю.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Вот, что такое J - не совсем понятно. Буду изучать новые словосочетания.

Латинской J обозначают осевой момент инерции сечения

как правило его смотрят в сортаменте на профиль

но для простых случаев типа трубы можно рассчитывать на коленке формулы есть у Анурьева в первом томе или в сети например тут http://www.dpva.info/Guide/GuideMatherials/MaterialsResistant/MomentsOfInertion/

Физическим смыслом этой величины можете не забивать себе голову (он без условно есть но практической пользы не имеет)

достаточно просто запомнить что J вашей трубы должно быть не меньше результата расчета и подобрать подходящую трубу

 

К стати у меня ошибка в формуле не 386 а 384 писал по памяти

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

К сожалению, я понял, как будет распределяться нагрузка, но не уловил, на сколько плохо - красное)

В графике с нормальным напряжением, максимальное значение 32. Чтобы посчитать запас прочности, нужно взять предел текучести материала, для обычных труб и швеллеров которые вы купите на рынке это 200-240МПа (ст20). 200/32=6.25.

Т.е. чтобы стол начал деформироваться вам надо приложить нагрузку в 6 раз большую чем 300кг, а чтобы сломался - в 12 раз больше.

С прогибом получается 6мм в центре при максимальной нагрузке, если хотите уменьшить эту цифру берите швеллер, который по длине, большего формата. По краям швеллер можно брать такой же как и по длине, хуже не будет, лучше правда тоже ))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Уважаемые, огромное спасибо, будет еще возможность изучить данные формулы. Если я правильно понял, то при нагрузки в 300 кг, данный стол начнет прогибаться больше, чем на 6-ть мм в красной области. Результат меня вполне, потенциально, удволетворил. В любом случае, 6-ть мм не так критично на первое время, после уже, может быть добавлю пару таких труб по длине, будет по 45 см между ними - думаю, в разы улучшится картина, или на пол ( в данном случае - под ним второй стол)), поставлю рельсы, и сделаю катающуюся каретку, которая будет поддерживать верхний элемент.

 

Как я понимаю, Вы расчеты сделали в солиде.. Надо будет его получше узнать.

 

Да, А Вы какую толщину стенок брали? 4 или 5 мм?

Изменено пользователем QuZ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Расчеты в Инвенторе. по толщинам и сортаменту труб можно посмотреь на первой картинке слева.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Sulde, м.. В цифрах могу сказать) Больше 1-ного мм - плохо уже.

данный стол начнет прогибаться больше, чем на 6-ть мм в красной области. Результат меня вполне, потенциально, удволетворил

:unknw:

Так на 1мм или на 6мм нужно чтобы не гнуло?

будет еще возможность изучить данные формулы

а чего там изучать берем и считаем

У нас есть 2 балки L=500см

они должны держать распределенную нагрузку 300кг

коэффициент совместной работы примем равным 0,7 (чтобы запас был)

следовательно имеем одну балку которая должна держать 300х0,7=210кгс на длину пять метров

откуда Q=210кгс/500см=0.42кгс/см

Далее допустимый прогиб 1мм следовательно f=0.1см

Модуль упругости для стали 210МПа или 210 000 000 кгс/см принимаем E=2 100 000 кгс/см

(любопытный факт что модуль упругости стали практически не зависит от марки :8P: )

подставим цифры в формулу J=5*Q*L^4/384*E*f =(5*0,42*500^4)/(386*2100000*0,1)=1619,2см4

Глядим сортамент допустим на швеллер гнутый

видим что это жлыга 280мм со стенкой 5 j=3388,17см4 потому как со стенкой 3мм это маловато всего 1495,61см4 :shok:

 

Тут мы понимаем что с 1мм прогиба слегка погорячились :crazy:

и 6мм отличный результат

считаем новое значение J=1619,2/6=269.9cм4

Смотрим сортамент 120х70х5 нас вполне устраивает j=272,71см4 :yahoo:

а вот 120х80х4 нам мало J=252,49 следовательно f=6*(269.9/ 252,49)=6.41мм :vava:

 

Расчеты в Инвенторе

завязывайте в с этим :bad:

 

калькулятор или табличный процессор :good:

быстро дешево и надежно :hi:

 

 

а солиды с инверторами нужны для другого

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

В ручную я тоже умею считать, если что ))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Sulde, Спасибо..

1-мм - это замечательно, конструкция без доработок.

6-мм - значит, на первое время подойдет, в чертежи внести коррективы для установки дополнительных элементов, чтобы потом уже не переделывать)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Если вам нужна сильно жесткая конструкция, то и проектировать ее нужно немного по другому. Я, не зная ваших задач, спроектировал обычный стол, для заготовок скажем. А делать так, чтобы потом переделывать, как то немного бессмысленно, вам не кажется?))

Изменено пользователем elnino

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А можно и по другому сделать...взять два ЖБ прогона или отлить их на месте, вот тогда будет всё очень надёжно, даже если вдруг погрузчик стукнет нечаянно :)

Неужели нет места чтоб приставить ещё 4 ножки и не мучиться? Ну если там внизу будет поддон который хочется иногда вынимать то сделать две ножки съёмными

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

1-мм - это замечательно, конструкция без доработок.

Значит и надо делать без доработок

в цене метала разница не такая и великая будет

но если охота с экономить то расскажите что это и зачем оно такое жесткое надо?

 

потому как есть масса ходов по уменьшению металоемкости ;

Например перенести ножки ближе к центру стола и считать нашу балку как неразрезную

это улучшит ситуацию в несколько раз

но надо быть уверенным что нагрузка равномерно распределенная (например как снег на крыше или вода в бассейне)

Можно расчитывать балку переменного сечения

можно вообще уйти от балок и ригелей и делать толстую непрерывную столешницу

из проф листа или гипрочных направляющих и вашего любимого ДСП (хотя лучше использовать бакелитовую фанеру)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Спасибо за ответы, давно не посещал форум - выходные.

Скажу так.

У данного стола должно быть несколько применений. Не хочется держать 10-ть квадратных метров, + еще по полтора метра с каждой стороны для работы, которую на данном столе можно выполнить в разы быстрее по плану ( в 5-10-ть раз). Т.е. то, что сейчас делается вручную за месяц, причем, частично в 2-ве смены, будет делаться за неделю по 7-мь часов в день. Данных объемов мне хватает и увеличивать их пока не собираюсь. Там отдельные издержки.

В данном случае - вес материала, который будет на нем лежать = 10 кг на 1 кв. метр ( равномерно, по всей длине стола) и еще до 80-ти кг по бокам, почти на 3-рех метрах в сумме. Т.е. первоначальные веса проходят с запасом.

Проблема заключается в очень не удачном проходе в офис, где происходит работа и, я думаю, после того, как будет собрана конструкция, я задумаюсь по поводу переезда. Это накладывает много ограничений. Например, чтобы завезти балки, мне пришлось сделать сквозное отверстие в несущей стене для вентиляции. Приходится это учитывать в проекте.

Далее уже - планируется установить каретку ( портал) ЧПУ. Есть заказы, которые смогу выполнять на данном столе в свободное его время ( грубо говоря, 3 из 4 -рех недель). Там уже потребуется устойчивость к описанным выше массам. Именно из-за этого портала, я не могу ставить ножки по середине, так как я считаю, что лучше его сделать замкнутым для устойчивости, чем стол. Можно установить устройство определения расстояния до стола и по нему уже делать поправки ( Это вариант с граблями), или заложить возможность в дальнейшем ( с разработанными местами для крепления) установить дополнительные трубы в крышку.

Так же, Я описал в первом посте, что трубы продольные лежат на поперечных. Это не с проста. В полном варианте чертежа, по которому я буду изготавливать стол с отключенными\ не отображенными другими элементами, которые мне на данный момент не нужны, но с техническими отверстиями под них я заложил снизу аналогичный контур из аналогичных труб, на которых будут установлены линейные направляющие. Т.е. получится верхний стол с направляющими снизу и на 8-мь см ниже аналогичный стол с рельсами, направленными на верх и соединенных между собой уже вместе для избавления от провисания. Т.е. портал ЧПУ будет передвигаться совместно с дополнительными парами поддерживающих механизмов.

 

Примерно так, извиняюсь, что запутано, но.. Обстоятельства влияют на наш выбор(

 

Спасибо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

я заложил снизу аналогичный контур из аналогичных труб, на которых будут установлены линейные направляющие

а нафига? :unknw:

2 трубы 120мм сваренные вместе в некий профиль высотой 240

будут жестче почти на порядок

я же усе вам написал....

берите швеллер или двутавр 22 или 24 и не выдумывайте глупостей

 

Т.е. портал ЧПУ будет передвигаться совместно с дополнительными парами поддерживающих механизмов.

:fool:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Sulde, Я писал, про узкий проход. Очень не удачно располагается лестница вниз. Пронести туда что-то длиннее 2-вух метров - уже проблема ( И это для плоских вещей).

Двутавр весит около 27-ми кг за метр. При учете, что это будет 5-ть метров - получаю около 140 кг. Крепить их между собой достаточно сложно, если не брать в расчет сварку. С трубами - дела проще - 2-ва болта и оно затянуто ( Или брать двутавр с прямыми стойками).

Далее - я писал, что заносить буду через вентиляционное отверстие в стене дома. Если трубу я туда еще пропихнуть смогу, то вот про двутавр таких размеров можно забыть... Это мне придется расширять отверстие и достаточно сильно ( стена около метра в толщину). По этой же причине, я не хочу соединять 2-ве трубы. Можно болтами, сбоку, через пластины.. Но это добавит много лишних трудностей...

Швеллер - остается вопрос с креплением направляющих... Да и по надежности, я не думаю, что он лучше.

Спасибо.

Изменено пользователем QuZ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.