> Техника, страница 97 > Шпонка ромбически-кольцевая

Шпонка ромбически-кольцевая

Шпонка ромбически-кольцевая является новым типом сопряжения элементов деревянных конструкций, которое предложено инж.

Ю. М. Ивановым. В отличие от известных до сего времени сопряжений оно соединяет в себе качества плотного, вдавливаемого в древесину и в то же время сборно-разборного сопряжения. Ш. p.-к. представляет незамкнутое железное кольцо (фигура 1) специального ромбовидного сечения (фигура 2), вдавливаемое в древесину соединяемых элементов. Равная глубина вдавливания кольца в соединяемые элементы обеспечивается ребром, выступающим симметрично с обеих сторон посредине ширины кольца. Размеры сечений колец (в миллиметров) следующие:

220 180 140 200 160 120.

b. 40 35 28

а. 6 5 4

Полосы ромбовидного профиля прокатываются из круглых или квадратных прутков. Для заготовки колец полосу разрезают на куски длиной около 3 метров на месте работ или при заводском изготовлении колец на заводе.

Гнутье кольца производится на механизированном или ручном станке, подобном применяемому для гнутья кольцевых шпонок, лишь с тем отличием, что прижимной ролик и болванка или прижимные валки должны быть снабжены канавками для ребер полосы ромбического профиля. Запрессовка соединения Ш. р.-к. разделяется на собственно запрессовку, при которой происходит вдавливание колец в древеси

ну с образованием гнезд, производимую более мощным и длинным болтом с большими шайбами (фигура %,А) или же специальным сжимом, и стяжку соединения после его запрессовки при помощи болта проектных размеров (фигура 3,Б). Замена болта производится с полным освобождением запрессованных элементов от обжатия, что возможно осуществить благодаря почти полному отсутствию распирающего действия колец. В этом заключается одна из особенностей Ш. р.-к., при запрессовке которой получаются лишь остаточные деформации древесины. Соединение на

Ш. р.-к. является разборным, так как запрессованные элементы м. б. легко разъединены и вновь собраны с последующей стяжкой проектным болтом. По сравнению с кольцевой шпонкой Тухше-рера (смотрите Тухшерера кольцо) за счет некоторого усложнения заводской заготовки полосы достигается упрощение операций на месте производства работ благодаря устранению отдельных операций, например точной разметки и сверления кольцевых дорожек, и менее строгим требованиям к точности выполнения при сборке.

Работа соединения на Ш. р.-к. вдоль волокон характеризуется весьма незначительными деформациями в пределах ок. 150% усилия (фигура 4), рассчитанного по формуле разрезного кольцапри допускаемом напря

>

жении 80 килограмм 1см², то есть как для кольцевой шпонки. При этом возникают чисто упругие деформации, которые полностью возвращаются при снятии нагрузки. Такие же результаты получены и при испытаниях с повторным нагружением образцов до расчетной нагрузки (10—50 циклов) и общей продолжительностью их 1—3 часа, при которых в пределах точности измерений приращения деформаций не обнаружено. Ш. р.-к. создает при вдавливании напряженное состояние в прилегающих частях древесины, благодаря чему при нагружении соединение вступает в работу без первичных неупругих сдвигов. Вторая стадия работы соединения (АВ на фигуре 5) соответствует появлению пластич. дефор-маций. Эта стадия является основной областью работы на дополнительные усилия, которые неизбежно возникают при работе конструкции, как следствие неравномерного распределения усилий о г

6 8 10 12 Им»

Фиг. в составных стержнях и воздействия изгибающих моментов. Третий участок кривой (ВС на фигуре 6) указывает на значительное нарастание пластич. деформаций, переходящее в пластич. течение, соответствующее величине разрушающего усилия. С точки зрения работы целой конструкции с соединениями элементов на III. р.-к. указанные особенности диаграммы этого сопряжения должен быть расценены как наиболее благоприятные. Отсутствие начальных смещений при приложении усилия обеспечивает немедленное вступление в работу всех элементов конструкции при приложении нагрузки без остаточного прогиба, вызывающего дополнительный изгиб элементов. Наличие же пластич. деформаций при возрастании усилия сверх 150% расчетного обеспечивает выравнивание усилий при перегрузках отдельных соединений или элементов и тем способствует более надежной работе конструкции. Разрушение соединения вследст- | вие постепенного нара- £ стания пластич. деформаций обеспечивает конструкцию от внезапного обрушения. При разных углах наклона волокон и различной влажности древесины сохраняется описанный выше характерный вид диаграммы.

Из опытов автора, результаты которых даны в таблице, III. p.-к. дает относительно меньшие деформации по сравнению с кольцевой шпонкой Тухшерера. В таблице даны усилия в долях от расчетного усилия для кольцевой шпонки. Ромбически-кольцевая шпонка обозначена Шрк, а кольцевая шпонка Тухшерера — Шк; воздушно-сухая древесина — А, мокрая древесина — Б.

Деформация

Фигура 6.

Деформация Фигура 5.

Деформации соединений в миллиметров.

« н	А*1		Б*1		А*2		Б* 2
1=2 Н о >>	Шрк	Шк	Шрк	Шк	Шрк	Шк	Шрк	Шк
0,5	0,15	0,70	I 0,10	0,70	0,05	0,45	0,15	0,30
1,0	0,30	1,70	о о СМ o o	1,50	0,15	0,75	0,25	10,40 10,60
1,5	0,65	2,10	0,С0	2,30	0,25	1,00	0,40	/0,80 11,20
2,0	—	—	—	—	0,40	1,20	0,60	(2,0 (2,5

Сжатие вдоль волокон. *з Сжатие поперек волокон.

Величина расчетного усилия для Ш. p.-к. при работе вдоль волокон приблизительно равна допускаемому усилию для кольцевой шпонки тех же размеров (при п₀=80 килограмм/см²). При работе же под углом расчетное усилие для Ш. р.-к. получается путем небольшого снижения по сравнению с работой вдоль волокон, при наибольшем снижении ориентировочно около 15% для 90°. Т. о. работа Ш. р.-к. под углом весьма благоприятна по сравнению с кольцевой шпонкой Тухшерера, что происходит благодаря уплотнению волокон в прилегающих частях древесины при вдавливании Ш. р.-к.

Лит.: Стрелецкий Н., Обзор научно-исследовательской работы ЦНИПС, М., 1934, стр. 32; Иванов Ю._гОпытное исследование соединений элементов деревянных конструкций на ромбически-кольцееой шпонке. «Труды ЦНИПС», 1935. 10. Иванов»