Особенности выбора железобетонных конструкций

Железобетонные конструкции: виды, характеристики и армирование

Железобетонные конструкции: виды, характеристики и армирование

Сегодня ни один строительный объект не обходится без использования железобетонных изделий (ЖБИ). Ежедневно в мире производят около 2 миллиардов изделий из бетона, при этому существующие технологии постоянно обновляются и дорабатываются.

Основными преимуществами использования железобетонных конструкций являются быстрота и удешевление возведения домов различной сложности. Это обеспечивается, в том числе простотой изготовления ЖБИ.

Особенности конструкций

Железобетонная конструкция нашла применение в строительстве жилых зданий, производственных сооружений и инженерных построек. Наиболее часто применяют сборный железобетон, но встречается монолитный и сборно-монолитный. Чтобы получить изделие наименьшей массы, насколько это позволяет технология, снизить расходы на оплату труда и материалы, для железобетонных конструкций применяют качественный бетонный раствор и арматуру высокой прочности.

Основные виды железобетонного изделия применяются в строительстве, где температурный режим не превышает пятидесяти градусов по Цельсию и не опускается до минус семидесяти градусов. Железобетонными конструкциями пользуются чаще стальных или каменных в случае возведения следующих объектов:

  • аэродромы;
  • атомные реакторы;
  • бункера;
  • дымовые трубы большой высоты;
  • различные массивные сооружения;
  • здания складского назначения;
  • дороги;
  • фундаменты;
  • морские сооружения;
  • заводские постройки.

Часто ЖБИ являются основой конструкций промышленных объектов и жилых домов.

В железобетонных конструкциях следующие преимущества:

  • прочность, которая со временем только увеличивается;
  • долговечность;
  • стойкость к воздействию огня;
  • относительно допустимая цена;
  • возможность собственноручного изготовления;
  • стойкость к сейсмической активности;
  • возможность железобетона принимать различные архитектурные формы.

К недостаткам относятся:

  • образование трещин;
  • большой вес;
  • требуется дополнительное утепление;
  • теплопроводность.

Вернуться к оглавлению

Плюсы и минусы

Несмотря на то, что железобетон – это достаточно надежный стройматериал, он обладает как достоинствами, так и недостатками. Основные преимущества железобетонных изделий такие:

  • Долговечность. При правильной нагрузке, надлежащей эксплуатации ЖБ конструкции служат продолжительный период времени. Причем их несущая способность вовсе не снижается.
  • Сравнительно небольшой вес. Для достижения аналогичных показателей прочности монолитный материал должен весить в пять раз больше.
  • Огнестойкость. Железобетонные элементы не поддерживают процесс горения.
  • Самоуплотняемость. Под влиянием влаги прочность материала повышается.
  • Устойчивость к коррозии. Применение специального вида цемента при производстве железобетонных изделий позволяет избежать коррозионных процессов.
  • Технологичность. Можно выпускать элементы различных форм, придавать им любого оттенка с помощью добавок.
  • Доступная цена. Монолитные и сборные ЖБ конструкции отличаются минимальной себестоимостью.

  • Высокая тепло- и звукопроводность. По этой причине требуются дополнительные расходы на укладку утеплителя, выполнение шумоизоляции.
  • Существует риск образования трещин. При этом несущая способность конструкции сохраняется лишь до определенного момента.
  • Продолжительное изготовление. Монолитные элементы отвердевают на стройплощадке, соборные – на заводе. В обоих случаях процесс занимает много времени.
  • Плохая воздухопроницаемость. Построенные из железобетона здания требуют установки вентиляционной системы, если в них длительно пребывают люди.

Важно! Применение в строительстве тяжеловесные ЖБ элементов требует создания мощного фундамента, поскольку почва не всегда способна выдержать огромные нагрузки.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

БЕТОН

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА БЕТОНА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

2.1. Для бетонных и железобетонных конструкций следует предусматривать бетоны следующих классов и марок:

а) классов по прочности на сжатие:

B10; B15; B20; B25; B30; B35; B40; B45; B50; B55; B60;

б) классов по прочности на осевое растяжение:

0,8; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8; 3,2;

в) марок по морозостойкости:

F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500;

г) марок по водонепроницаемости:

W2; W4; W6; W8; W10; W12.

2.2. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и на осевое растяжение (проектный возраст), назначают при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загружения конструкции проектными нагрузками. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливают в возрасте 28 суток.

Значение отпускной прочности бетона в элементах сборных конструкций следует назначать в соответствии с ГОСТ 13015.0* и стандартами на конструкции конкретных видов.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 13050-2003. — Примечание изготовителя базы данных.

2.3. Класс бетона по прочности на сжатие назначается во всех случаях.

Класс бетона по прочности на осевое растяжение назначается в случаях, когда эта характеристика имеет главенствующее значение, и ее контролируют на производстве (например, для бетонных изгибаемых элементов).

Марку по морозостойкости назначают для конструкций, подверженных в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию (надземные конструкции, подвергающиеся атмосферным воздействиям, находящиеся во влажном грунте или под водой и др.).

Марку по водонепроницаемости назначают для конструкций, к которым предъявляют требования ограничения водопроницаемости (резервуары, подпорные стены и др.).

2.4. Для железобетонных конструкций рекомендуется принимать класс бетона на сжатие не ниже В15; при этом для сильно нагруженных сжатых стержневых элементов рекомендуется принимать класс бетона не ниже B25.

Для бетонных сжатых элементов не рекомендуется применять бетон класса выше B30.

2.5. Для надземных конструкций, повергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной зимней температуре наружного воздуха от минус 5 °С до минус 40 °С, принимают марку бетона по морозостойкости не ниже F75; при этом, если такие конструкции защищены от непосредственного воздействия атмосферных осадков, марку по морозостойкости можно применять не ниже F50.

При расчетной зимней температуре выше минус 5 °С в указанных выше конструкциях марку бетона по морозостойкости не нормируют.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается согласно п.1.5.

НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

2.6. Нормативные значения сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) и осевому растяжению (при назначении класса по прочности на сжатие) принимают в зависимости от класса бетона B согласно табл.2.1.

Нормативные сопротивления бетона и и расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний второй группы и , МПа (кгс/см ) при классе бетона по прочности на сжатие

Классификация ЖБИ, виды конструкций и бетонов

В настоящее время в индустрии строительства востребованы различные виды бетонов, которые дифференцируются по ряду признаков и критериев

Разновидности ЖБИ

В зависимости от методики, используемой при изготовлении, железобетонные конструкции разделяются на следующие категории:

  • железобетон монолитного типа – сооружения, построенные по данной технологии, отличаются тем, что раствор обретает необходимую форму благодаря опалубке. При этом формы заливаются непосредственно на строительной площадке на месте возведения объекта;
  • конструкции сборные. Изготовление таких изделий реализуется на заводе-изготовителе. При этом к месту установки их транспортируют в готовом виде;
  • железобетонные изделия сборно-монолитной конструкции, которым свойственны характеристики, как сборных, так и монолитных типов изделий.

Целесообразность использования любого из упомянутых видов ЖБИ устанавливается специалистами проектных организаций индивидуально на основании расчетов и анализа условий строительства объекта.

Читайте также:
Скрытые двери невидимки своими руками

Типы бетона

При изготовлении железобетонных конструкций находят применение различные типа бетонных растворов, которые отличаются включением в их состав специальных и вяжущих компонентов. Среди них:

  • ячеистые бетоны – растворы, выполненные на основе кремнеземистого заполнителя и минеральных вяжущих веществ;
  • легкие и тяжелые бетоны – силикатные растворы, выполненные на основе песка, цемента, воды и пористых заполнителей с крупной фракцией, а также цемента и воды с крупными и мелкими заполнителями увеличивающими плотность соответственно;
  • специальные разновидности растворов, которые отличаются заданными характеристиками в области огневой стойкости, химической устойчивости, с ярко выраженными декоративными свойствами и т. д.

Богатый выбор добавок и материалов позволяет изготовителям обеспечить изделия необходимыми качествами и эксплуатационными характеристиками.

Виды конструкций

Изделия и конструкции, выполненные из железобетона, разделяются в зависимости от типа примененной в процессе изготовления арматуры:

  • с жесткой арматурой изготавливаются наиболее прочные и массивные несущие конструкции и закладные детали;
  • с использованием гибкой предварительно напряженной, а также ненапряженной арматуры

Сборные железобетонные конструкции

Ключевой особенностью сборных жб конструкций является то, что их изготавливают в виде отдельных железобетонных изделий (ЖБИ), транспортируют на стройплощадку и уже здесь собирают в единую конструкцию. Возведение инженерных сооружений при использовании готовых сборных железобетонных конструкций в конечном итоге сводится к последовательному монтажу отдельных жб элементов сборной системы.

Примеры сборных железобетонных конструкций:

  • сборные железобетонные лестницы;
  • блок-комнаты и блок-квартиры;
  • конструкции для устройства канализации;
  • шахты лифтов;
  • железобетонные стеновые блоки;
  • фундаменты;
  • каркасы зданий.

Сборный железобетон, а точнее жб изделия, из которых состоят сборные ЖБК конструкции, скрепляются сваркой или проволочной скруткой. Для этого в ЖБИ предусмотрены специальные выступы арматуры — стальные проушины. С их помощью железобетонные элементы надежно скрепляются друг с другом, обеспечивая прочное соединение.

Достоинства железобетонных сборных конструкций

  • сжатые сроки возведения, сокращение времени и трудовых затрат на стройплощадке;
  • строительство железобетонных конструкций практически не зависит от погодных условия;
  • сборные ж б конструкции возможно изготовить с внешней отделкой (придать фактуру, отделать плиткой) в заводских условиях и не проводить отделочные работы на объекте;
  • конструкции из сборного железобетона можно оперативно вводить в эксплуатацию, так как время на набор прочности бетона не требуется.

Недостатки сборных жб конструкций

  • стоимость сборных конструкций из железобетона на 60-100% дороже, чем монолитное строительство;
  • при возведении железобетонных зданий требуется тяжелая грузоподъемная техника;
  • необходимость заделки стыков и швов при строительстве здания из сборных железобетонных изделий;
  • возведение конструкций из жби имеет ограничения по массе и размерам;
  • сборный железобетон в строительстве отличается низкой устойчивостью к динамической нагрузке.

Сборные бетонные сооружения оправданы в случае, если в конкретных условиях строительства конструкции из ЖБИ — максимально эффективный вариант; если требуется большое количество однотипных элементов, а максимальная масса каждого не превышает 10 тонн; если сроки строительства поджимают.

Применение в строительстве

Железобетон стал неотъемлемым элементом современного проектирования и строительства. По назначению, ЖБК (железобетонные конструкции) разделяют на 4 группы:

  • Для сооружения жилого и гражданского назначения;
  • Для строительства промышленных зданий;
  • Для инженерных сооружений;

Железобетон находит применение в гидротехническом строительстве. С его помощью строят гидроэлектростанции, искусственные плотины, шлюзы, дамбы и ливневые канализации, также он применяется в строительстве объектов энергетики, таких как опоры ЛЭП, элементы подстанций, корпуса тепловых и атомных электростанций.

Нашел он свое применение и в горной промышленности (с него создают надшахтные здания, крепления подземных горных выработок), в судостроении (из него делают корпуса доков, барж, дебаркадеров), в машиностроении (опорные станины тяжёлых станков), в ракетостроении (элементы космических кораблей), в транспортном строительстве (железнодорожные и автомобильные тоннели, мосты, метрополитен), при возведении жилых домов, зданий общественного и гражданского назначения, различных инженерных сооружений, объектов сельскохозяйственного назначения и много где ещё.

Сферы, в которых ЖБИ (железобетонные изделия) предпочтительнее стальных или каменных изделий:

  • Строительство аэродромов;
  • Строительство корпусов и защитной оболочки реактора АЭС;
  • Постройка крупных дымовых труб;
  • Сооружение зданий морского, складского, военного назначения, заводские постройки и др;
  • Прокладка дорог;
  • Строительство фундамента.
  • Высокая прочность конструкций;
  • Длительный срок службы;
  • Огнестойкость;
  • Сравнительно доступные цены на материал;
  • Возможность производить изделия собственноручно;
  • Относительно высокая устойчивость к землетрясениям;
  • Сопротивление нагрузкам;
  • Адаптивность и универсальность железобетона, возможность принимать самые разные архитектурные формы.
  • Тяжёлый вес (устраняется применением легких пористых заполнителей, которые уменьшают плотность изделия);
  • Быстрое образование трещин;
  • Высокая звуко- и теплопроводность;
  • Не используется, если средняя температура окружающей среды при строительстве превышает 50C или опускается до -70C.

2 метода проектирования железобетонных конструкций

Метод 1: расчет соответствующих сечений по допускаемым напряжениям.

Здесь за основу берутся допущения о замене площади сечения арматуры площадью сечения бетона. Однако при этом не представляется возможным точно высчитать напряжение в материалах (потому что бетон здесь принимается за упругий материал), а значит и их запас прочности. В итоге арматуры расходуется больше. Кроме того, метод малоэффективен еще и потому, что постоянно появляются новые высокопрочные виды бетона и стали.

Метод 2: расчет по разрушающим усилиям (по предельным состояниям).

Суть метода состоит в том, чтобы высчитать предельные состояния конструкций из железобетона. Расчетные коэффициенты при этом применяются такие, чтобы учесть самые сильные предполагаемые нагрузки и минимально возможную прочность материалов. Данный подход позволяет разумнее расходовать ресурсы в процессе строительства.

Показатели нагрузок (от разных видов воздействий), сопротивления (для сталей и бетонов разных марок) прописаны в СНИП, которые и используются при проектировании железобетонных конструкций. Виды нагрузок различают следующие:

  • Постоянные: идут от постоянных и ограждающих конструктивных элементов, от грунтов.
  • Длительные: идут от стационарного оборудования, от грузов (на складах), нагрузки в жилых домах.
  • Кратковременные нагрузки: недолго воздействующие на конструктивные элементы (к примеру, пока изготавливается, монтируется или транспортируется какое-либо изделие из железобетона).
  • Нагрузки особого характера: от взрывов, землетрясений, перемещений грунтовых слоев, иные воздействия аварийного характера.

Резюмируя, можно выделить следующие рекомендации для проектирования железобетонных конструкций: непременно принимать во внимание условия их эксплуатации, высчитывать предполагаемые общие нагрузки и правильно подбирать состав и характеристики бетона и арматурной стали (в соответствии с положениями СНИП). При выполнении этих условий конструкции получатся надежными, долговечными и будут дешевле обходиться в производстве.

Какими бывают ЖБ конструкции

Отправим материал на почту

  • Особенности ЖБИ
  • Армирование бетона
  • Виды ЖБ конструкций
  • Монолитные конструкции
  • Сборные конструкции
  • Монолитно-сборные конструкции
  • ЖБ изделия
  • Железобетонные плиты
  • Железобетонные фермы
  • Балки и ригели
  • Железобетонные сваи
  • Железобетонные опоры (стойки)
  • Железобетонные колонны
  • Объемные железобетонные блоки
  • Заключение
Читайте также:
Пакетировочные прессы: особенности устройства и принцип действия

В 99% случаев при строительстве различных промышленных, военных и бытовых объектов используются разные виды железобетонных конструкций. Такое положение вещей существует еще с середины XX века, когда применение ЖБ изделий постепенно начало завоевывать весь мир. Это не случайно, так как прочность такого композитного материала для строительства зданий и сооружений практически вне конкуренции, а по стоимости это один из самых дешевых материалов.

Особенности ЖБИ

Слово «железобетон» на сегодняшний день стало именем нарицательным, и когда его произносят, не всегда подразумевают строительный материал, но под этим непременно кроется определение какой-либо прочности и незыблемости. И в самом деле, если учитывать качества, которыми обладают монолитные и сборные железобетонные конструкции, такое сравнение не лишено смысла.

Армирование бетона

Создание любых конструкций из железобетона предусматривает армирование стальными прутьями того или иного сечения, о чем упоминается уже в определении самого строительного материала. Для этой цели используется стальная проволока сечением 6 мм, но это чаще всего идет как вспомогательный элемент для общего каркаса. В основном армирование монолитных, сборных и монолитно-сборных конструкций производится стальным прутком диаметром от 10 до 16 мм. При этом используют разную арматуру, то есть, она может быть либо гладкой, либо рифленой (AIII).

Армирующие каркасы собираются «мягким» способом, то есть, на соединении не используется сварка, так как такой метод себя не оправдал – он не выдерживает внутреннего напряжения и деформации, которой подвергаются различные бетонные конструкции. Соединения производятся при помощи:

  • Вязальной проволоки. Это самый распространенный метод в строительстве и его внедряют либо вручную, либо при помощи каких-то приспособлений, как то: вязального крючка, шуруповерта или специального пистолета.
  • Скрепок. Этот метод достаточно быстрый, так как там нет вязального узла, но его нельзя назвать распространенным.
  • Пластмассовых хомутиков. На первый взгляд методика заслуживает внимания, как не подверженная воздействию коррозии, но из-за невысокой прочности на разрыв не пользуется популярностью у профессионалов.
  • Клипсов. Своеобразные фиксаторы, соединяющие арматуру, используется крайне редко.

Примечание: вязальная проволока, используемая в 90% случаев, может быть с цинковым покрытием либо без него, но учитывая чуть ли не полное отсутствие доступа кислорода и влаги внутрь цементного камня, это практически не имеет значения.

Виды ЖБ конструкций

Под видом железобетонных конструкций подразумевается их тип изготовления, и они бывают:

  • монолитными или состоящими из одного цельного блока;
  • сборными, которые изготавливаются на ЗЖБИ, транспортируются на стройплощадку для сборки;
  • сборно-монолитные конструкции подразумевают два типа сразу и укладываются на объекте, как единое целое.

Монолитные конструкции

На сегодняшний день монолитные железобетонные конструкции приобретают все большую и большую популярность, как надежный эффективный и недорогой вид строительства. Его используют в жилой, промышленной и даже в военной сфере. Процесс создания монолитного железобетона достаточно прост. Если это большое промышленное строительство каких-либо зданий или сооружений, то сначала идет сборка армирующего каркаса, затем выставляется опалубка, в которую шлангом подается бетонная смесь того или иного класса прочности и марки (зависит от производственных расчетов).

В домашних условиях (в частном секторе) монолитные конструкции из железобетона – это широко распространенные ленточные фундаменты для строительства домов, хозпостроек и заборов. В данном случае армирующий каркас вяжется в виде прямоугольного куба, опускается в предварительно вырытую траншею и заливается бетоном. Бетон чаще всего изготавливают на стройплощадке в бетономешалке, но иногда (если есть возможность), делают заказ на каком-либо частном или государственном предприятии и раствор доставляется в автобетономешалке в готовом состоянии. Если есть потребность, то над траншеей устанавливают опалубку, как на верхней фотографии, и ленточный фундамент заливают одновременно с цоколем.

Сборные конструкции

Сборные конструкции из железобетона известны у нас еще со времен Советского Союза как жилые дома брежневского периода или «брежневки». Но СССР не был новатором в подобном строительстве, и первые проекты появились у нас при содействии чехословацких инженеров, которые стали известны как «чешки». Тем не менее, суть заключалась в следующем: на заводе ЖБИ по заданным чертежам отливаются какие-либо детали (плиты, перекрытия, колонны и т.д. и т.п.), и все это транспортируется на стройплощадку по железной дороге и/или автотранспортом. На месте из привезенных деталей собирается конструкция по заранее разработанному проекту. Среди обывателей такое жилье обычно называют «блочным домом».

Монолитно-сборные конструкции

По большому счету, сборно-монолитные железобетонные конструкции используются для строительства мостов, хотя это не является какой-то монополией, а просто прерогативой. Из монолитных деталей здесь, как правило, одни опоры, да и то не полностью, но, тем не менее, они есть – все остальной относится к сборным деталям, которые изготавливаются на ЗЖБИ по проектным чертежам. В современном строительстве такого типа к железобетону добавляются пластмассы и ячеистые материалы, улучшающие механические характеристики бетона на противостояние механическим нагрузкам. Самое важное в таких сооружениях, это прочность и надежность соединения сборных и монолитных элементов, в данном случае – несущих опор и остальных блоков.

Видео описание

ЖБ изделия

Для сборных железобетонных конструкций применяется целый ряд изделий, которые изготавливаются на ЗЖБИ на пару путем вибрации. Безусловно, в домашних условиях такое сделать, невозможно, так как не позволят технические условия (элементарное отсутствие необходимого оборудования). Единственное, что может хоть как-то напоминать заводское ЖБ изделие, это то, что в бытовых условиях можно сделать на импровизированном вибростоле. Но в данном случае из-за невозможности применять пар, изделие будет иметь просадку, так как вода при выпаривании освобождает объем.

Железобетонные плиты

Железобетонные плиты перекрытия в современном строительстве можно назвать самым востребованным материалом, так как из них делают не только потолки, но и полы, либо одно перекрытие выполняет двойную функцию. Такая заливка имеет полую конструкцию, где внутренние отверстия не только значительно понижают массу изделия (почти вдвое), но также могут послужить в качестве кабель-каналов для прокладки различных коммуникаций. Как правило, это разводка проводов для потолочного (верхнего) освещения, но иногда это могут быть кабеля сигнализации, ТВ или Интернета.

Транспортировка железобетонных перекрытий на ЖД или специализированных автомобильных платформах осуществляется в лежачем положении (плашмя). Каждая плита укладывается на деревянные бруски, чтобы толчки, которые неизбежно возникают при перевозке, не нанесли ущерб изделиям. Для погрузочно-разгрузочных работ у перекрытий предусмотрены специальные петли из стальной проволоки сечением 6 мм, которые фиксируются к армирующему каркасу плиты.

Железобетонные фермы

Железобетонные фермы выполняют функцию стропильной системы только в больших масштабах, то есть, их используют для перекрытия производственных цехов, торговых комплексов, спортзалов и т.д. Изделие имеет арочную или прямоугольную форму с решетками жесткости, то есть, без проблем несет на себе любую кровлю. Фермы делают из тяжелого, легкого или конструкционного бетона, но в любом случае, это жесткий элемент, не рассчитанный на какую-либо деформацию. Транспортировка железобетонных ферм любыми видами транспорта осуществляется только в вертикальном положении без уклона и с деревянными прокладками между элементами.

Читайте также:
Какой выбрать портативный GPS-трекер

Балки и ригели

Железобетонные балки и ригели служат в качестве перемычек для соединения колонн, подвесов или стен (перегородок) и бывают односкатными, двухскатными или прямоугольными. Такие элементы служат в качестве поддерживающей части крыши или пола здания. Транспортировка изделий осуществляется на боковой грани, но, ни в коем случае не плашмя, так как это может привести к разрушению.

Железобетонные сваи

Все железобетонные сваи следует классифицировать по их конструкционным особенностям и в современном строительстве можно выделить:

  • набивные сваи, как правило, делают непосредственно на стройплощадке и опускают в заранее заготовленную яму;
  • монолитные сваи делают на ЗЖБИ, но в грунт их погружают при помощи специального молота;
  • пустотные сваи выглядят, как обсадная труба и после установки их укрепляют бетоном.

Железобетонные опоры (стойки)

Железобетонные стойки известны абсолютно всем, так как они служат концевыми, промежуточными, угловыми или анкерными опорами для линий электропередач и связи. В народе чаще всего эти опоры называют бетонными столбами, но суть от этого не меняется. Стойки бывают с квадратным, трапециевидным и круглым сечением, причем последние делают полыми, чтобы компенсировать массу ЖБИ. Транспортировка опор осуществляется в горизонтальном положении с деревянными прокладками, чтобы исключить критические удары при перевозке.

Железобетонные колонны

Прежде всего, железобетонные колонны служат в качестве несущих конструкций зданий различного типа, но одновременно могут являться одним из декорирующих элементов архитектурного ансамбля. По своей структуре они очень похожи на стойки, но в данном случае сечение столба может быть либо круглым, либо квадратным. Транспортировка осуществляется в горизонтальном положении с деревянными защитными прокладками.

Объемные железобетонные блоки

Объемные железобетонные блоки представляют собой готовые помещения, для которых остается только наружная и внутренняя отделка (облицовка). С экономической точки зрения это чрезвычайно выгодный вариант, так как трудовые затраты уменьшаются в два раза, а время, потраченное на строительство помещения, вообще сокращается в три-четыре раза. Жилье может состоять, как из одного блока, так и из нескольких конструкций, соединенных между собой.

Видео описание

Напряженный железобетон – принцип работы, описание технологий.

Заключение

Единственным недостатком железобетонных монолитных и сборных конструкций является большая масса, причем, это распространяется не только на тяжелые, но и на легкие бетоны. В остальном, это сплошные плюсы, а любая железобетонная конструкция вне зависимости от погодных условий имеет эксплуатационный ресурс не менее 100 лет.

Проектирование железобетонных конструкций: общие принципы, методология

Проектирование железобетонных конструкций – востребованная сфера проектно-изыскательной деятельности, так как практически любое современное здание, сооружение строится с применением бетона и железа. Проектирование необходимо для точного расчета нагрузок, составления сметы, дальнейшего оформления и ввода объекта в эксплуатацию.

Существуют различные методы проектирования ЖБК, каждый из которых применяется в зависимости от специфики строящегося объекта и задач, стоящих перед подрядчиками. Из нашего материала вы узнаете о принципах и методологии проектирования.

Необходимость проектирования и расчета железобетонных конструкций

В проектировании железобетонных конструкций нет необходимости, когда речь идет о перепланировке, или о выполнении в здании либо помещении ремонтных работ (вне зависимости от того, текущий предстоит ремонт или капитальный). Но при этом нередко конструкцию все же необходимо обследовать, чтобы составить картину о том, каково ее состояние, какие может взять на себя нагрузки и есть ли необходимость в проектировании усилений.

Обязательное проектирование железобетонных конструкций, как правило, необходимо именно при строительстве либо проведении реконструкций. Вот какие конструктивные элементы обычно сооружаются из бетона, стали либо с сочетанием этих материалов:

  • фундаменты, основания для зданий (вне зависимости от выбора материала для их верхней части);
  • стены (несущие, внутренние), плиты перекрытий, лестничные пролеты и площадки, антресоли, иные составляющие;
  • входные группы, вспомогательные постройки, парковки и места для транспорта, подъездные дорожки.

Проектирование железобетонных конструкций без предварительного напряжения необходимо для того, чтобы:

  • составить смету и подсчитать общий бюджет;
  • получить разрешение на строительство;
  • подготовить рабочую документацию для подрядчика;
  • чтобы подрядчик мог подготовить исполнительную документацию (с готовым проектом) и предоставить ее застройщику;
  • осуществлять надзор за возведением объекта;
  • подсоединить инженерные сети новой постройки к уже действующим системам и инфраструктурам;
  • зарегистрировать новый объект в установленном законом порядке и ввести его в эксплуатацию;
  • согласовать выполнение работ, связанных с реконструкцией (добавление этажей, возведение пристроек и т. п.).

Один из самых важных элементов здания – фундамент, проект которого создается в рамках проектирования железобетонных конструкций, и тут должны быть соблюдены определенные правила. Вот что необходимо учитывать:

  • общую концепцию и архитектурные особенности объекта;
  • тип грунта на площадке, и какие нагрузки для него допустимы;
  • силу нагрузок на проектируемые элементы;
  • глубину грунтовых вод;
  • предполагаемые нагрузки со стороны окружающей природы (ветры, сейсмическая опасность);
  • предпочтительный метод строительства.

Часто возникает необходимость в проектировании, если речь идет о реконструкции здания и при этом планируется изменение его параметров (добавление этажей, замена или восстановление старых железобетонных элементов). Тогда тоже проводится обследование объекта, со всеми необходимыми расчетами и обоснованиями параметров.

На основании расчетов составляется рабочая документация, которой подрядчик пользуется в процессе выполнения строительных работ, а собственник здания – в процессе его эксплуатации.

Задачи проектирования бетонных и железобетонных конструкций

Бетон и железобетон – это высокопрочные материалы (даже повышенной прочности), используемые при строительстве крупных общественных и производственных зданий, при возведении спецобъектов вроде аэродромов, мостов, гидротехнических сооружений. Требования при этом такие:

  • готовое здание должно быть безопасно и для людей, и для находящегося в нем имущества;
  • обязательное соответствие условиям эксплуатации (имеется в виду климат, температурные воздействия);
  • соответствие установленным срокам эксплуатации.

Если есть какие-то особые требования, то они прописываются в техническом задании, входящем в пакет проектной документации.

В отношении проектирования бетонных и железобетонных конструкции действуют те же СНИП, иные законодательные нормы, что и для прочих проектных работ. Это Градостроительный кодекс, ПП РФ № 87 и еще ряд специальных документов:

  • СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции».
  • ГОСТ 34028-2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций».
  • ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований».
Читайте также:
Этапы строительства бани на своем участке

Плюс еще отдельно предусмотрены ГОСТы для разных видов стали, бетона (по марке, плотности). Какой именно материал подойдет для конкретного строительства – решают проектировщики.

Общие принципы проектирования железобетонных конструкций зданий и сооружений

Даже у чисто металлических конструкций есть свой запас прочности, износостойкости, устойчивости к эксплуатационным нагрузкам и погодным воздействиям. И уж тем более это актуально для бетона и железобетона. Прочность бетона зависит от примесей, таких показателей, как плотность, водо- и морозоустойчивость, и прочее. Об этом нельзя забывать при выборе материала для того или иного объекта.

Любое сооружение или здание – это в первую очередь каркас, на котором держатся прочие конструктивные элементы. В современном строительстве используются методы оптимального проектирования железобетонных конструкций, которые могут быть:

  • обычными;
  • с предварительным напряжением.

Классифицируются они с учетом степени напряжения материалов, задействованных в их изготовлении.

Что касается особенностей проектирования сборных железобетонных конструкций, то по своей структуре они бывают:

  • монолитными;
  • сборными;
  • комбинированными.

Наиболее распространен первый тип, из-за внедрения инвертных опалубок, применяемых при возведении скользящих, передвижных, переставных объектов. Проектирование и изготовление монолитных железобетонных конструкций обходится дешевле (в сравнении со сборными) благодаря применению современных высоких технологий.

Большое значение имеет индустриализация армирования. В таком случае применение ЖБК в строительстве дает еще большую эффективность. Это позволяет создавать все железобетонные армированные элементы максимально рационально, унифицировано, и в то же время просто.

Для того чтобы здание не представляло опасности и соответствовало техническому заданию, при проектировании железобетонных конструкций должны быть соблюдены обязательные для выполнения нормы и правила выполнения работ:

  • на участке (объекте, в коммуникациях) требуется проведение предварительных изыскательных и лабораторных исследований, изучение материалов, их состава и качества:
  • необходимо выполнение всех расчетов: по нагрузкам, деформациям, прогибам, разрушениям под воздействием природной среды;
  • нужно грамотно подобрать проектные решения и дать им обоснования, указав характеристики стали и бетона (марка, класс);
  • подготовить пакет документации (проектной и рабочей) для предоставления на согласования, проведения экспертиз, получения разрешения на строительство.

Бетонные элементы зданий могут изготавливаться отдельно и затем подвозиться на строительную площадку, а могут создаваться прямо на месте в процессе стройки. К примеру, бетон заливают в заранее установленную опалубку (внутри которой для большей прочности размещается арматура, штыри, сетки, иные металлические элементы) при возведении оснований для зданий.

При этом способов комбинирования бетонных и железобетонных элементов очень много. К примеру, можно использовать арматуру большего либо меньшего сечения, брать бетон разной степени температурной устойчивости, рассчитанный на те, или иные нагрузки и сроки эксплуатации. Необходимые данные есть в СНИПах и ГОСТах по проектированию железобетонных конструкций.

Основные этапы проектирования железобетонных конструкций

Чтобы железобетонное изделие получилось действительно прочным и качественным, необходимо грамотно рассчитать состав бетона, в частности, правильно подобрать арматуру (высчитать, сколько прутьев и какого диаметра понадобится). Это должен делать специалист, потому что при неверных расчетах конструктивные элементы в итоге получатся слабыми, ненадежными. Они не отслужат установленных сроков, начнут рушиться, и на проект придется потратить значительно больше средств, чем было запланировано.

Методы проектирования железобетонных конструкций есть разные, но в любом случае важно, чтобы конечное изделие получилось прочным и надежным в эксплуатации. Поэтому обязательно следует учесть статические, динамические нагрузки, возможные деформации и все прочее. Помните, что конструктивные элементы бывают внецентрально-сжатые и центрально-изгибаемые (это колонны и балки соответственно).

Выделяют два основных этапа в проектировании ЖБИ и ЖБК:

1. При расчете арматуры за отправные точки берутся пределы разрушающих деформирующих сил в зоне растяжения бетона. Прутья следует располагать по направлению сил растяжения. Разрушающее воздействие в стандартных разрезах нейтрализуется за счет арматуры, размещенной продольно. А для смягчения действия разрушающих сил в наклонных разрезах арматуру укладывают поперечно. При этом она еще и уменьшает деформацию по главной оси. Таким образом, форм разрушения существует две:

  • по нормальным сечениям (под воздействием изгибающего момента);
  • по наклонным сечениям (под влиянием наклонных сил).

2. При проектировании железобетонных конструкций, согласно используемым при этом опытным методам расчетов, выделяют и учитывают три основные стадии напряженно-деформированного состояния:

  • первые мелкие трещинки в местах наибольшего растяжения (нагрузка идет и на бетон, и на стальные прутья);
  • крупные трещины в бетоне (в местах растрескивания нагрузку берут на себя прутья, а там где трещин нет – конструкцию держат вместе и бетон, и сталь);
  • разрушение (происходит на границе показателя текучести стали).

2 метода проектирования железобетонных конструкций

Метод 1: расчет соответствующих сечений по допускаемым напряжениям.

Здесь за основу берутся допущения о замене площади сечения арматуры площадью сечения бетона. Однако при этом не представляется возможным точно высчитать напряжение в материалах (потому что бетон здесь принимается за упругий материал), а значит и их запас прочности. В итоге арматуры расходуется больше. Кроме того, метод малоэффективен еще и потому, что постоянно появляются новые высокопрочные виды бетона и стали.

Метод 2: расчет по разрушающим усилиям (по предельным состояниям).

Суть метода состоит в том, чтобы высчитать предельные состояния конструкций из железобетона. Расчетные коэффициенты при этом применяются такие, чтобы учесть самые сильные предполагаемые нагрузки и минимально возможную прочность материалов. Данный подход позволяет разумнее расходовать ресурсы в процессе строительства.

Показатели нагрузок (от разных видов воздействий), сопротивления (для сталей и бетонов разных марок) прописаны в СНИП, которые и используются при проектировании железобетонных конструкций. Виды нагрузок различают следующие:

  • Постоянные: идут от постоянных и ограждающих конструктивных элементов, от грунтов.
  • Длительные: идут от стационарного оборудования, от грузов (на складах), нагрузки в жилых домах.
  • Кратковременные нагрузки: недолго воздействующие на конструктивные элементы (к примеру, пока изготавливается, монтируется или транспортируется какое-либо изделие из железобетона).
  • Нагрузки особого характера: от взрывов, землетрясений, перемещений грунтовых слоев, иные воздействия аварийного характера.

Резюмируя, можно выделить следующие рекомендации для проектирования железобетонных конструкций: непременно принимать во внимание условия их эксплуатации, высчитывать предполагаемые общие нагрузки и правильно подбирать состав и характеристики бетона и арматурной стали (в соответствии с положениями СНИП). При выполнении этих условий конструкции получатся надежными, долговечными и будут дешевле обходиться в производстве.

Сборные и монолитные железобетонные конструкции

Сборные железобетонные конструкции и монолитные ЖБИ – базовый элемент современного строительства. Две эти технологии используются для возведения зданий, устройства фундаментов, строительства мостовых переходов, дамб, тоннелей, авиадуков, сетей коммуникаций и других инженерных сооружений.

Читайте также:
Что такое анаграммы?

Распространённость железобетонных конструкций ЖБК в строительстве объясняется их эксплуатационными свойствами.
Монолитные и сборные железобетонные системы:

  • долговечны, огнестойки, отлично сопротивляются негативным факторам внешним среды (снег, дождь);
  • воспринимают сжимающие и растягивающие нагрузки без разрушения и получения необратимых деформаций;
  • обладают высокой сопротивляемостью динамическим нагрузкам (проезжающие автомобили, железнодорожные составы);
  • при возведении зданий из монолитных и сборных железобетонных конструкций дальнейшая эксплуатация этих сооружений не требует значительных денежных средств.

Сборные железобетонные конструкции

Ключевой особенностью сборных жб конструкций является то, что их изготавливают в виде отдельных железобетонных изделий (ЖБИ), транспортируют на стройплощадку и уже здесь собирают в единую конструкцию. Возведение инженерных сооружений при использовании готовых сборных железобетонных конструкций в конечном итоге сводится к последовательному монтажу отдельных жб элементов сборной системы.

Примеры сборных железобетонных конструкций:

  • сборные железобетонные лестницы;
  • блок-комнаты и блок-квартиры;
  • конструкции для устройства канализации;
  • шахты лифтов;
  • железобетонные стеновые блоки;
  • фундаменты;
  • каркасы зданий.

Сборный железобетон, а точнее жб изделия, из которых состоят сборные ЖБК конструкции, скрепляются сваркой или проволочной скруткой. Для этого в ЖБИ предусмотрены специальные выступы арматуры – стальные проушины. С их помощью железобетонные элементы надежно скрепляются друг с другом, обеспечивая прочное соединение.

Достоинства железобетонных сборных конструкций

  • сжатые сроки возведения, сокращение времени и трудовых затрат на стройплощадке;
  • строительство железобетонных конструкций практически не зависит от погодных условия;
  • сборные ж б конструкции возможно изготовить с внешней отделкой (придать фактуру, отделать плиткой) в заводских условиях и не проводить отделочные работы на объекте;
  • конструкции из сборного железобетона можно оперативно вводить в эксплуатацию, так как время на набор прочности бетона не требуется.

Недостатки сборных жб конструкций

  • стоимость сборных конструкций из железобетона на 60-100% дороже, чем монолитное строительство;
  • при возведении железобетонных зданий требуется тяжелая грузоподъемная техника;
  • необходимость заделки стыков и швов при строительстве здания из сборных железобетонных изделий;
  • возведение конструкций из жби имеет ограничения по массе и размерам;
  • сборный железобетон в строительстве отличается низкой устойчивостью к динамической нагрузке.

Сборные бетонные сооружения оправданы в случае, если в конкретных условиях строительства конструкции из ЖБИ – максимально эффективный вариант; если требуется большое количество однотипных элементов, а максимальная масса каждого не превышает 10 тонн; если сроки строительства поджимают.

Монолитные железобетонные конструкции

Монолитная железобетоннаяконструкция – это технология, при которой элементы здания или сооружения изготавливаются непосредственно на стройплощадке с использованием опалубки, установкой арматурных каркасов и послойной укладкой бетона. После того как бетон наберет достаточную прочность, опалубку удаляют.

Примеры монолитных железобетонных конструкций:

  • монолитные фундаменты – сооружение устраивается на опасных грунтах и позволяет избежать изменения геометрии фундамента из-за просадки или вспучивания грунтов;
  • плотины – гидротехнические сооружения из монолитного железобетона, выдерживающие колоссальное давление воды и разрушающие гидрологические воздействия – удары – без потери прочности. Плотины из монолитного железобетона, как важная составляющая часть гидроэлектростанций, служат многие годы, обеспечивая электроэнергией целые города;
  • несущие стены – монолитный железобетонный каркас, который дополнительно выполняет функции теплоизолирующей и ограждающей конструкции. По прочностным и теплоизоляционных качествам железобетонная стена толщиной в 12 см приравнивается к кирпичной кладке в 25 см, газобетону в 40 см и пенобетону в 63 см;
  • монолитные аэродромные и дорожные покрытия – эффективно гасят значительные динамические нагрузки, отлично сопротивляются истирающим воздействиям колес автомобилей и шасси самолетов, обладают превосходными сцепными характеристиками.

И это далеко не полный перечень сооружений, построенных из монолитных железобетонных конструкций. Из монолитного железобетона выполнено большое количество уникальных строительных объектов: промышленные трубы, путепроводы и тоннели метро, телевизионные башни, атомные реакторы АЭС и множество других сооружений.

Достоинства конструкций из монолитного железобетона

  • возведение монолитных ж б конструкций отличается гораздо более низкой стоимостью, нежели строительство из ЖБИ;
  • монолитная конструкция не имеет швов и стыков;
  • бетонная монолитная конструкция может быть любой формы, массы и размера;
  • монолитные железобетонные сооружения отличаются высокой устойчивостью к динамическим нагрузкам.

Недостатки железобетонного монолита

  • высокие временные и трудовые затраты на стройплощадке;
  • требуется время для набора прочности бетона, поэтому монолитную жб конструкцию вводят в эксплуатацию через определенные сроки;
  • в процессе монолитного жб строительства имеются большие объемы “мокрых” работ.

Строительство монолитных конструкций рационально в случае, если будущие здания и сооружения, а также их элементы отличаются большими размерами, массивностью, большим весом (колонны, большие фундаменты, плиты), а также если конструкции имеют сложные формы.

Монолитные железобетонные здания, сооружения, конструкции возводятся при условиях воздействия на них больших динамических нагрузок и т.д.

Сравнительный анализ сборных и монолитных железобетонных конструкций

Различия монолитных и сборных железобетонных конструкций:

  • сборные системы имеют существенное преимущество перед монолитными конструкциями – они позволяют внедрять в строительство прогрессивные методики изготовления ЖБК на заводах с использованием современной техники в идеальных условиях для затвердевания бетона;
  • материальный аспект – затраты на возведение сборных фундаментов на 50-75 % выше, чем на устройство монолитных конструкций с такими же характеристиками;
  • прочностные характеристики – сборный фундамент проигрывает по прочности монолитному;
  • использование монолитных конструкций позволяет от 2-х до 5-ти раз снизить расход арматуры по сравнению с аналогичной по характеристикам сборной конструкции.

Монолитные и сборные железобетонные конструкции при всех своих различиях могут использоваться и в тандеме. Часто на монолитный фундамент ставится сборный каркас здания или, наоборот, на сборном фундаменте возводятся монолитные стены.

Достоинства применения монолитных и сборных конструкций из железобетона в строительстве неоспоримы. При относительной простоте изготовления они позволяют возводить жилые, промышленные и общественные сооружения любой сложности.

Как выбрать лазерный станок для резки металла?

Лазерные металлорежущие станки (резаки по металлу) по праву занимают одно из ведущих мест среди инновационного оборудования, используемого в различных отраслях народного хозяйства: металлургии, машиностроении, мебельном производстве и других. Все потому, что с их помощью можно получить детали самой сложной конфигурации с высокой степенью точности без необходимости дальнейшей обработки по контуру. При этом с учетом минимальной толщины реза и рационального раскроя листа можно добиться безотходного производства.

К достоинствам такого процесса можно также отнести:

  • высокую производительность;
  • наличие автоматизированной системы управления;
  • снижение себестоимости продукции

Критерии выбора лазерных металлорежущих станков

Многие руководители рано или поздно задумываются об обеспечении своих предприятий и компаний такого рода высокотехнологичными агрегатными механизмами. Ведь иметь на производстве хотя бы один лазерный станок для резки металла — это отказаться от устаревшего и малоэффективного оборудования и при минимуме энергозатрат обеспечить необходимым объемом деталей и заготовок участок сборки. Но поскольку существует несколько видов такой техники, да еще по высокой стоимости, к выбору модели для каждого определенного случая следует подходить индивидуально. Попробуем разобраться, на что обратить внимание, выбирая лазерный металлорежущий станок для конкретного производства.

Читайте также:
Где можно найти подробную информацию о путешествиях в разные уголки мира?

Особенности работы лазерного резака

Для начала разберемся с конструкцией лазерного станка и с особенностями его работы. Лазерный резчик, тот же резак по металлу, состоит из следующих узлов:

  • излучателя, который генерирует узконаправленный импульс или поток фотонов;
  • системы перемещения газа, предназначенного для охлаждения излучателя и выдувания расплавленного металла из рабочей зоны;
  • привода, используемого для перемещения излучателя над поверхностью резания;
  • координатного стола, на который укладывается лист металла либо обрабатываемая заготовка;
  • автоматизированной системы управления (АСУ) либо ЧПУ.

Технология лазерной резки заключается в испарении либо выдувании при помощи потока газовой смеси тонкого слоя металла, расплавленного под воздействием мощных излучателей (лазеров). Такой способ обработки гарантирует получение высокого качества среза как всех
видов листовых сталей, так и цветных металлов и сплавов.

Разновидности лазеров: сравнение газовых и волоконных

Определимся с разновидностями лазеров, поскольку принцип работы лазерных установок заключается в фокусировке луча, обеспечивающего высокую концентрацию энергии на поверхности материала. Диаметр этого луча составляет всего несколько десятков миллиметра, что обеспечивает малую толщину реза. Процесс расплавления и изменения структуры металла происходит в случае достижения мощности луча до определенных значений.

Существуют следующие типы лазеров:

  • газовые, в которых роль активной среды играет смесь углекислого газа, азота и гелия;
  • волоконные, использующие в качестве активной среды оптические волокна;
  • твердотельные, где место активной среды занимают кристаллы и особые виды стекла.
  • диодные.

Рассмотрим основные два, занимающие верхние строчки в списке, и проведем их сравнительный анализ. При этом обратим внимание на три важных момента, которые следует учитывать при выборе лазерного станка:

  1. Эффективность резки какого-либо материала зависит от длины волны излучения. Так, волоконные лазеры с коротковолновым излучением показывают высокие показатели качества в случае с резкой тонколистового металла толщиной до 3 мм. Газовые лазеры, у которых волна излучения длиннее, демонстрируют отличные результаты при резке листов металла большой толщины.
  2. Волоконные лазеры имеют более высокую стоимость установки в сравнении с газовыми аналогами.
  3. Оборудование, оснащенное волоконными лазерами, отличается небольшими габаритами и продолжительным сроком службы в 100 тыс. часов, обусловленным качеством оптоволокна и отсутствием перегрева.
  4. Пятно, излучаемое световым лучом волоконного лазера, отличается небольшими размерами при хорошей глубине резкости по сравнению с газовым лазером.
  5. При обработке металлов при помощи волоконных лазеров можно добиться получения более точных квалитетов

Рабочее поле: на что обратить внимание

При выборе лазерного металлорежущего станка также необходимо определиться и с размерами рабочего поля координатного стола. В случае с необходимостью выполнения раскроя материала, следует остановить выбор на модели с большим столом. Если же нужно воплотить идеи, связанные с декоративно-прикладным искусством, можно приобрести лазерный резак по металлу с габаритами поменьше.

Покупая лазерное металлорежущее оборудование, следует знать следующее: если мощность лазера можно увеличить, то стол поменять нельзя — он меняется вместе со станком.

Оборудование, используемое для управления лазерным резаком

Для управления лазерным резаком по металлу, как правило, используется компьютеризованная система управления АСУ либо ЧПУ. С ее помощью производится
контроль и управление параметрами лазера, передача команд на исполнительные модули координатного стола и системы перемещения и излучения газа.

Вывод

В последнее время металлообрабатывающая индустрия предлагает вместе с лазерным оборудованием множество видов металлообрабатывающих агрегатов, позволяющих проводить разделение даже самых твердых сплавов в считанные минуты и с минимальным участием человека в процессе.

Это:

  1. Гильотина, осуществляющая резку металлических листов на полосы при помощи специальных ножей по металлу.
  2. Плазменные станки, используемые для раскройки токопроводных материалов и работающие с применением плазмотронов.
  3. Газокислородные агрегаты, предназначенные для раскройки металла большой толщины путем его нагревания до температуры 1000 градусов и подачи тонкой струи кислорода на заранее подготовленные участки.
  4. Гидроабразивное оборудование, которое обеспечивает резку металла толщиной до 300 мм путем воздействия на срез струи воды, смешанной с абразивным материалом, под давлением 5 тыс. атмосфер.

Однако ни один металлорежущий агрегат не входит ни в какое сравнение с лазерным резаком по металлу, способным осуществлять раскрой любой сложности с получением идеально ровных краев без наплывов и заусенцев.

Какими бывают лазерные станки и как их выбирать?

  1. Особенности
  2. Виды
  3. Лучшие модели
  4. Комплектующие
  5. Критерии выбора
  6. Что можно делать?
  7. Эксплуатация

Станки, работающие с применением лазерных резаков, представляют собой современный и удобный вид обработки различных материалов. Несмотря на то, что все они устроены на одном принципе использования лазерного луча для разрезания деталей, существует целый ряд структурных отличий, влияющих на интенсивность работы и мощностной диапазон.

Особенности

В зависимости от пределов мощности, лазерные станки делятся на несколько типов по виду излучения, которое инициируется различными энергетическими факторами, такими как оптические, химические или электрические. Все они основаны на способности некоторых веществ излучать фотоны с определенной длиной волны. Оставшиеся без поглощения своими двойниками, свободные фотоны образуют лазерный луч, способный разрезать многие виды достаточно твердых предметов из металлов, камня или кости.

Схематично принцип работы излучателя лазерного луча можно определить как взаимодействие 3-х необходимых факторов:

  • наличия активной среды;
  • включения источника энергетического питания;
  • усиление столкновения фотонов при образовании направленного луча с помощью резонатора.

Лазерные установки могут классифицироваться не только по силе излучения, но и по типу активной среды, которая бывает газовой, твердотельной или полупроводниковой. Мощности луча хватает на проникновение в массу заготовки, предназначенной для обработки. В зависимости от вида материала, он может испаряться, загораться, плавиться или изменять свою целостную структуру каким-либо другим образом.

В результате воздействия на предметы лазерным лучом происходит механическое изменение их конфигурации, но при этом не остается отходов в виде пыли, опилок или стружки.

Очень малая область вмешательства режущего луча в структуру материала оставляет аккуратный вид среза и позволяет производить обработку деталей с максимальной точностью.

Из применяемых в настоящее время лазерных станков, газовые установки с ЧПУ появились намного раньше и прошли большой путь практических испытаний. Их активной средой является углекислый газ, который начинает излучать фотоны под действием электрического тока. Они считаются наиболее универсальным видом режущих устройств с использованием лазерного луча.

Читайте также:
Как выбрать офисный диван?

Технической особенностью таких станков является длина волны в 10,6 мкм, которой достаточно для разрезания бумаги, кожаных, пластиковых и деревянных деталей в условиях промышленного производства.

Однако металлы, независимо от жесткости, оказываются для этой волны слишком прочным материалом, который она не может резать. Это не мешает использованию газовых станков для резки картона и других материалов.

Для работы с различными металлами применяют лазерные установки с короткой длиной волны, которая составляет 1,06 мкм. Из-за данной технической особенности они совсем не годятся для работы с другими видами материалов, зато успешно режут, маркируют и сваривают детали из металла. Принцип работы оптоволоконных твердотельных станков основан на использовании стекловолокна и диодов в качестве источника питания.

Имеются также неодимовые приборы, действие которых происходит благодаря активации полупроводниковых кристаллов. Они также отличаются большой интенсивностью работы, так как излучают короткую и мощную волну, силы которой достаточно для разрезания изделий из пластика, керамики и металла.

Выбирая лазерный станок с ЧПУ, необходимо учитывать его технические возможности и особенности. В зависимости от предполагаемых видов работ, каждый станок соответствует своей специализации.

Малоформатные

Для нанесения точных и качественных граверных изображений на поверхность почти всех материалов, кроме металлов, используется настольный лазерный прибор с небольшой мощностью. С помощью станка небольших габаритных размеров можно выполнять объемные или плоские изображения на поверхности различных изделий из пластика, фарфора или кожи.

Такой вид оборудования при необходимости можно приобрести для домашней мастерской. Компактный лазерный гравер способен не только наносить поверхностные рисунки, но и производить сквозное разрезание тонких заготовок, только немного уступая в производительности большим промышленным установкам, предназначенным для ткани или для кожи.

Для быстрого производства гравированных изделий с высоким качеством исполнения можно приобрести мини-станок, известный также под наименованием «лазерный маркер». Небольшая рабочая область устройства, в сочетании с микрокомпьютерным программным обеспечением, подходит для решения высокоточных задач. Мобильность небольшого по размерам прибора становится еще одним плюсом к удобной организации рабочего процесса.

Среднеформатные

Размеры лазерных станков определяются в первую очередь параметрами рабочего стола. Наибольшей популярностью пользуются устройства среднего формата, которые легко размещаются на небольшой территории помещений, выполняя при этом максимальную рабочую нагрузку. Они предназначены для работы по камню, пластику, керамике и некоторым видам металлов. Средняя компактность лазерных приборов позволяет располагать их на небольшом рабочем столе в мастерских по изготовлению и оформлению сувенирных изделий.

Широкоформатные

Лазерно-гравировальные станки с ЧПУ предназначены для разных видов обработки и очистки материалов, поэтому их габаритные размеры бывает от 0,5 до 2 метров, а также еще больше. Самые крупные модели лазерных установок предназначены для промышленного производства высокоточных деталей различных размеров.

Станки защищены монолитными, мощными корпусами, которые не только делают конструкцию достаточно устойчивой, но и успешно справляются с возникающей в процессе резки вибрацией.

В целях повышения производительности используют дополнительные конструктивные решения, такие как параллельная работа сразу 2-х лазерных трубок на одном рабочем столе для синхронной обработки 2-х заготовок.

Лучшие модели

Оборудование, работа которого основана на использовании в качестве инструмента резки лазерного луча, в настоящее время становится приоритетным во многих сферах промышленного производства. Исходя из растущего рыночного спроса, все больше компаний осваивает выпуск лазерных станков разного вида. Продукция многих производителей из Германии, Тайваня, США, Китая и Австрии относится к люксовой линейке станочного оборудования для обработки дерева, металлов и других материалов.

Из лучших моделей, которые можно использовать дома, в небольшой мастерской или в промышленных цехах, можно упомянуть следующие.

  • WATTSAN MICRO 0203 – отличное устройство для декоративно-прикладных работ и гравировки по фанере или оргстеклу. Английское качество малогабаритной модели, весом 28 кг, позволит легко вырезать нужные узоры, заданные компьютерному устройству.

  • ZERDER FLEX 1060 – немецкая модель среднего формата отличается высокой точностью лазерной резки и гравировки.

  • MCLAZER 4030 METAL – китайское устройство, позволяющее выполнять универсальные виды работ, не только с металлическими заготовками, но и с другими материалами.

  • FIBER FB1325 – мощный оптоволоконный генератор с высокоточным обеспечением ЧПУ позволяет с помощью этого станка выполнять резку и гравировку по особо толстым разновидностям металлов и прочных сплавов. Агрегат китайского производства отличается высокой степенью эргономичности и точностью выполнения технических задач.

Лазерные станки и гравировальное оборудование российского производства можно увидеть среди продукции известных компаний, находящихся:

  • в Ярославле – ПТК «Станки Трейд»;
  • в Красноярске – ООО «ЧПУ 24»;
  • в Новосибирске – «MULTICUT».

Комплектующие

Производители лазерного оборудования, предназначенного для различных видов обработки деталей из любых материалов, заинтересованы в обеспечении обслуживания покупателей комплектующими деталями. Использование станков, как в домашней мастерской, так и в условиях промышленных цехов, требует качественного технического обслуживания и ремонта. Для этого на рынке запасных частей к оборудованию можно найти лазерные трубки, заполненные углекислым газом, запасные линзы резонаторов, стекла из оптических наборов и вытяжки.

В качестве источников питания в продаже представлены компрессоры различной мощности, а также воздушные помпы для охлаждения лазерных трубок. Среди запасных комплектующих элементов можно найти ламели для направления различных видов материалов при их разрезании и крое. В продаже широко представлены сотовые столы с ячеистой структурой поверхности, которые позволяют избегать скольжения заготовок и служат для отведения сгоревших отходов.

Также для нормальной работы лазерного станка с ЧПУ могут понадобиться запасные фильтры, датчики и вытяжки.

Критерии выбора

Чтобы надежды на пользу и окупаемость приобретенного лазерного оборудования оправдались, необходимо руководствоваться некоторыми информативными данными.

  • Следует исходить из объема и габаритов выполняемых работ, так как рабочий стол аппарата, выполняющего одни и те же операции, может быть предназначен для дома, предприятия малого бизнеса или крупного производственного цеха.
  • За основу выбора берется вид материала заготовок, которые будут обрабатываться с помощью станка. Так, газовый тип лазерных станков справляется со многими видами материалов, за исключением металлов, а характеристика мощности излучателя влияет на толщину разрезаемых заготовок.
  • Желая повысить функциональные возможности оборудования, надо выбирать устройства с ручным или автоматическим перемещением рабочего стола, а также с 2-мя рабочими головками для синхронной резки, что увеличивает производительность станка вдвое. Некоторые виды оборудования для лазерной обработки материалов обладают дополнительными опциями, что может стать решающим фактором при выборе.

Что можно делать?

Лазерные станки с ЧПУ обладают очень широким диапазоном технических возможностей. С их помощью можно производить различные детали, элементы и готовые изделия, не требующие дополнительной обработки, так как высокоточное и аккуратное качество резки заложено в основу метода. Лазерные аппараты успешно применяются на многих видах производств – как крупных, так и индивидуальных.

Читайте также:
Украшения для сада своими руками

Каждый желающий может приобрести настольное устройство для выполнения декоративных надписей или рисунков на тканях, кожаных чехлах, канцтоварах, пластиковых, керамических и металлических предметах. С помощью гравера можно создавать оригинальные ювелирные изделия, элементы декора в интерьере, печати, маркировку на резине и оргстекле.

Для мастеров по изготовлению мебели актуальным вопросом является нарезка изделий из фанеры, а также выполнение резных вставок для фасадов дизайнерских проектов из дерева. Фанерные панели с прорезанными в них узорами используются в качестве декоративных решеток, закрывающих источники отопления или освещения в интерьерах.

Для обладателей небольшого лазерного станка, установленного в домашней мастерской, может оказаться интересным и выгодным такой вид малого бизнеса, как изготовление брелоков в виде стикеров, магнитов на холодильники и другой сувенирной продукции.

Эксплуатация

Лазерные станки любой мощности являются разновидностью электрооборудования, а значит, при его подключении к сети необходимо проверить заземление. В процессе работы на газовом оборудовании следует проверить включение системы водяного охлаждения лазерной головки. При работе с металлическими поверхностями выполняется юстировка оптического оснащения, что повышает точность работы станка.

В целях долговечности и безопасности работы оборудования необходимо применять его только для тех материалов, которые указаны в руководстве по эксплуатации. Стабильность в работе программы обеспечивает не только исправность электроники, но также стабилизированное напряжение сети. Для продления срока использования станков следует вовремя смазывать механические узлы и проводить регулярные технические осмотры.

Лазерный станок с ЧПУ с толковой комплектацией. Какой выбрать для хобби и производства? ВИДЕОобзор

By Федоров Дмитрий Борисович

Выбор лазерного станка для начинающего – дело не простое. Поди разберись на старте во всех тонкостях станкостроения, особенностях лазерной резки и гравировки, без знания которых невозможно понять, что влияет на скорость обработки, стабильную точность в процессе продолжительной эксплуатации, и как следствие производительность лазерного оборудования.

В этом материале мы подробно расскажем про основные технические характеристики, комплектацию лазерных станков с ЧПУ по неметаллам и объясним, как она влияет на качество лазерной резки и гравировки различных материалов. После прочтения данного материала, а также просмотра детальных ВИДЕОобзоров некоторых аппаратов, вы точно сможете разобраться в данной теме и выбрать для себя оптимальную комплектацию станка с СО2 лазером под ваши задачи.

Содержание

  • На что влияет комплектация лазерного станка
  • Контроллер
  • Лазерная трубка
  • Блок розжига или высоковольтного напряжения (БВН)
  • Система перемещения лазерного станка с ЧПУ
  • Моторы по осям X и Y
  • Драйвера моторов
  • Направляющие по осям X и Y
  • Ремни привода по осям X и Y
  • Редукция и на что она влияет
  • Концевые датчики
  • Система перемещения по оси Z и управление ею
  • Купольная система вытяжки и сама вытяжка
  • Металл и эргономика корпуса для удобного обслуживания и эксплуатации

На что влияет комплектация лазерного станка

Комплектация лазерного станка с СО2 излучателем напрямую влияет на производительность этого оборудования и как следствие – рентабельность вашего бизнеса. Поэтому определяя начинку вашего аппарата, следует ориентироваться на производственные задачи, которые стоят перед вашей мастерской.

Если вам достаточно низкой скорости обработки, вы будете работать в основном с тонкими неметаллическими материалами и готовы тратить больше обычного времени на обслуживание, то подойдет недорогая комплектация, свойственная малоформатным станкам с рабочим полем до 600х400 мм. Когда у вас предполагается крупная серия, нужна высокая производительность и низкая себестоимость услуг или конечных изделий – выбирайте более совершенный в техническом плане станок с размером рабочего поля 600х900 мм и больше.

Для наглядности и понимания различий посмотрите видеообзор двух разных станков, полупрофессионального малоформатного Zoldo 6040 RD и широкоформатного Zoldo 1610.

ВИДЕОобзор Zoldo 6040 RD

ВИДЕОобзор Zoldo 1610

А теперь давайте разберемся с основными комплектующими, которые влияют на производительного лазерного станка для резки и гравировки.

Контроллер

Контроллеры для лазерных станков можно четко разделить на однозадачные и многозадачные. К первым относится плата М2, разработанная компанией LIHUIYU Studio Labs, с управляющей программой CorelLaser, в качестве примера вторых можно выделить наиболее распространенные RuiDa (управляющая программа RDWorks) и AWC от компании Trocen (управляющая программа LaserCAD).

Минус однозадачных контроллеров в том, что если вам необходимо материал и гравировать, и резать, то одновременно в рамках одной задачи обе эти операции вы сделать не сможете. Только друг за другом. Такие контроллеры целесообразно выбирать тогда, когда на вашем производстве большое количество однотипных задач, к примеру, только лазерная резка или только лазерная гравировка. В ином случае вам придется фактически дважды делать макет, а это время.

Многозадачные контроллеры позволяют запускать лазерный резку, гравировку либо быстрый рез в различных режимах обработки в любом количестве в рамках одной задачи. И это значительно экономит время на производстве и снижает себестоимость услуг или готовых изделий.

Лазерная трубка станка, она же СО2 излучатель

На выбор трубки фактически влияет три фактора: мощность, задачи в части обработки и производитель. По первому фактору все просто, чем мощнее лазерная трубка, тем быстрее будет лазерная резка и как следствие производительность вашего лазерного станка с ЧПУ. В зависимости от толщины материала СО2 излучатель одной и той же мощности будет резать его на различных скоростях и с различной мощностью, настраиваемых через контроллер или управляющую программу. К примеру, это примерные скорости резки у наиболее популярных лазерных трубок для резки фанеры, оргстекла или акрила.

Скорость резки фанеры, оргстекла или акрила лазером

Лазерная трубка 40 Вт

  • 3 мм – 12 мм/с
  • 4 мм – 10 мм/с
  • 6 мм – 5 мм/с
  • 8 мм – 2 мм/с
  • 10 мм – в два прохода
  • 12 мм – в два прохода

Лазерная трубка 50 Вт

  • 3 мм – 16 мм/с
  • 4 мм – 14 мм/с
  • 6 мм – 7 мм/с
  • 8 мм – 2 мм/с
  • 10 мм – в два прохода
  • 12 мм – в два прохода

Лазерная трубка RECI W1 80 Вт

  • 3 мм – 20 мм/с
  • 4 мм – 18 мм/с
  • 6 мм – 14 мм/с
  • 8 мм – 7 мм/с
  • 10 мм – 4 мм/с
  • 12 мм – 3 мм/с

Лазерная трубка Lasea F2 80 — 95 Вт

  • 3 мм – 22 мм/с
  • 4 мм – 20 мм/с
  • 6 мм – 15 мм/с
  • 8 мм – 10 мм/с
  • 10 мм – 5 мм/с
  • 12 мм – 3 мм/с
Читайте также:
Преимущества схемы вышивки

Лазерная трубка RECI W2 90 — 100 Вт

  • 3 мм – 25 мм/с
  • 4 мм – 22 мм/с
  • 6 мм – 19 мм/с
  • 8 мм – 10 мм/с
  • 10 мм – 6 мм/с
  • 12 мм – 5 мм/с

Лазерная трубка Lasea F4 100 — 120 Вт

  • 3 мм – 27 мм/с
  • 4 мм – 23 мм/с
  • 6 мм – 20 мм/с
  • 8 мм – 12 мм/с
  • 10 мм – 7 мм/с
  • 12 мм – 6 мм/с

Лазерная трубка RECI W4 100 — 130 Вт

  • 3 мм – 35 мм/с
  • 4 мм – 30 мм/с
  • 6 мм – 25 мм/с
  • 8 мм – 18 мм/с
  • 10 мм – 15 мм/с
  • 12 мм – 10 мм/с
Лазерная трубка / Толщина материала 3 мм 4 мм 6 мм 8 мм 10 мм 12 мм
40 Вт 12 мм/с 10 мм/с 5 мм/с
50 Вт 16 мм/с 14 мм/с 7 мм/с 2 мм/с
RECI W1 80 Вт 20 мм/с 18 мм/с 14 мм/с 7 мм/с 4 мм/с 3 мм/с
Lasea F2 80 — 95 Вт 22 мм/с 20 мм/с 15 мм/с 10 мм/с 5 мм/с 3 мм/с
RECI W2 90 — 100 Вт 25 мм/с 22 мм/с 19 мм/с 10 мм/с 6 мм/с 5 мм/с
Lasea F4 100 — 120 Вт 27 мм/с 23 мм/с 20 мм/с 12 мм/с 7 мм/с 6 мм/с
RECI W4 100 — 130 Вт 35 мм/с 30 мм/с 25 мм/с 18 мм/с 15 мм/с 10 мм/с

Да, на лучшую прорезаемость влияет несколько факторов, среди которых и идеальная юстировка, и подаваемое в зону реза с компрессора давление воздуха, и температура в системе охлаждения, и, если речь идет о то же фанере, даже ее качество. Но если вас интересует скорость резки фанеры лазером, то возьмите за основу данные из таблицы.

Помимо этого определяясь с лазерной трубкой надо понимать, что более мощные излучатели (выше с 90-100 Вт) не смогут дать вам детальную ювелирную гравировку, к примеру, при изготовлении печатей или на фотогравировке тех же портретов, из-за большого диаметра пятна прожига. Поэтому если перед вашим оборудованиям стоят исключительно подобные задачи, то следует остановиться на универсальной трубке 90-100 Вт или ниже.

Касаемо производителя лазерной трубки, мы рекомендуем RECI от компании Beijing Reci Laser Technology Co., Ltd. На данный момент это наиболее надежные и производительные СО2 излучатели, которые зарекомендовали себя годами. Можете проверить данную информацию на специализированных форумах и убедиться в этом сами.

Блок розжига или высоковольтного напряжения (БВН)

На лазерном станке СО2 излучатель работает в паре с блоком высоковольтного напряжения (БВН) он же блок розжига. От его надежности зависит не только срок службы излучателя, но и его производительность. На данный момент наиболее совершенными из всех представленных на рынке БВН считаются LaserPWR серии Z, серии ES или серии ESA производства Shandong Laser Source Technology Co., Ltd. Среди прочего они:

  • Обеспечивают улучшенный контроль удержания силы тока
  • Имеют функцию защиты от размыкания цепи

Помимо этого блоки высоковольтного напряжения серии Z могут передавать параметры работы и данные об ошибках на дисплей контроллера RuiDa, а также имеют возможность последовательного подключения.

А БВН серии ESA комплектуются информационным дисплеем с потенциометром, который позволяет в режиме реального времени подстраивать мощность СО2 излучателя, что очень полезно при ювелирных настройках на гравировке или на этапе тестов, когда вам необходимо быстро подобрать на станке необходимые параметры лазерной гравировки.

ВИДЕО. Обзор информационного дисплея с потенциометром БВН LaserPWR

Система перемещения лазерного станка с ЧПУ

На скорость и точность перемещения лазерной головы по рабочему полю и как следствие производительность лазерно гравировального станка влияет его механика, которая состоит из двигателей по осям X и Y, драйверов, направляющих, редукторов, датчиков, а также ремней. Вот основные требования при определении оптимальной комбинации системы перемещения.

Моторы по осям X и Y

На лазерных станках, от которых требуется производительность, должны быть установлены трехфазные шаговые двигатели 57-й серии. Наиболее совершенными и надежными, обеспечивающими стабильно высокую точность и скорость перемещения по рабочему полю в процессе продолжительной эксплуатации на данный момент являются двигатели под торговой маркой Leadshine производства Leadshine Technology Co., Ltd.

Но почему именно трехфазные? Если по-простому, то в отличие от дешевых инертных двухфазных они ускоряют производство на 20-30%. Помимо этого трехфазные моторы позволяют гравировать очень продолжительное время без пропуска шага на скорости до 1000 мм/сек. Такой режим обработки применяется, к примеру, на так называемой светлой лазерной гравировке фанеры или гравировке оргстекла (акрила). Двухфазные моторы не обладают такими показателями, они не смогут нормально гравировать на скорости 1000 мм/сек. Также большие скорости без пропуска шага необходимы в процессе быстрого реза.

В техническом плане основное отличие трёх- от двухфазных моторов в том, что при увеличении скорости вращения первые сохраняют больший крутящий момент. А это значит, что при быстром увеличении частоты вращения мощность у трехфазных моторов теряться не будет, чего не скажешь о медленных двухфазных.

А вот вам небольшой пример того, как это преимущество трехфазных моторов влияет на снижение времени производства. Во время лазерной гравировки любые шаговые двигатели лазерного станка по оси X могут приближаться к своим предельным нагрузкам/возможностям, и тут трёхфазный значительно выигрывает у двухфазного за счёт более высокой динамики разгона, следовательно, можно уменьшить в настройках контроллера расстояние вылета головы по оси X, необходимое при лазерной гравировке на больших скоростях и как следствие сэкономить время на производстве с одной стороны и обработать большую площадь – с другой.

Если речь идет о еще больших скоростях и точности, то обратите внимание на моторы с энкодером (с обратной связью), время производства с которыми в зависимости от задачи уменьшается на 30-40%.

На малоформатных станках с рабочим полем 300х200 мм, 400х400 мм или 600х400 мм допустимо устанавливать двухфазные моторы 42-й серии, так как на таких размерах большие скорости не развить в следствии необходимости запаса пути на разгон и торможение.

Драйвера моторов

Для эффективной подачи напряжения на обмотки шаговых моторов и управления ими на лазерные станки с ЧПУ устанавливаются драйвера. От их качества и надежности также зависит точность и скорость перемещения лазерной головы по рабочему полю. Как и шаговые моторы наиболее совершенными и надежными в техническом плане сегодня являются драйвера Leadshine.

Читайте также:
Что такое анаграммы?

Направляющие по осям X и Y

На производительных СО2 лазерах должны быть установлены квадратные направляющие рельсового (профильного) типа шириной не менее 15 мм. Именно такие дают стабильные показатели точности перемещения лазерной головы и портала по соответствующим осям на больших скоростях и как следствие обеспечивают высокую производительность и снижение себестоимости готовой продукции.

Менее надежный и требующий постоянного обслуживания вариант – роликовые или круглые направляющие, устанавливаются на лазерном СО2 оборудовании для резки и гравировки с малым размером рабочего поля, так как на таком оборудовании нет возможности развить большую скорость перемещения.

Ремни привода по осям X и Y

Зубчатые ремни на лазерных станках устанавливаются для передачи вращательного движения по осям X и Y. Их качество и натяжка напрямую влияют на качество обработки. По материалу и конструкции зубчатые ремни для лазерных станков делятся на резиновые (неопреновые) с кордной нитью или тканью и полиуретановые с металлическим кордом. Также по профилю их можно разделить на дюймовые MXL и метрические 3М.

Преимущество полиуретановых ремней с металлическим кордом над резиновыми в том, что в процессе очень продолжительной эксплуатации они не рвутся и не растягиваются в незаметных местах, гарантируя тем самым точность обработки. С обычными резиновыми ремнями подобная история происходит часто.

Если на вашем лазерном станке будут установлены обычные резиновые (неопреновые) ремни черного цвета, то в скором времени на лазерной резке вас ждет несовпадением размеров, незамыкание тех же окружностей, несовпадение точки старта и финиша, на гравировке наиболее распространенным результатом дефекта резиновых зубчатых ремней является размытость или по другому задвоение изображения.

Именно поэтому все наши лазерные станки, на которых установлены шкивы с количество зубьев не менее чем 24 мы, мы комплектуем полиуретановыми ремнями с металлическим кордом. На шкивы с меньшим количеством зубьев такие ремни устанавливать нельзя, так как меньший диаметр приведет к скорой деформации и разрыву металлического корда, что сразу же скажется на качестве обработки.

Редукция и на что она влияет

Несмотря на высокую точность шаговых трехфазных двигателей улучшить их показатели по осям X и Y помогает редукция. Она может быть 1:2 или 1:3. И чем больше редукция, тем лучше точность позиционирования.

Концевые датчики

Для ориентации в пространстве лазерной головы по оси X и портала по оси Y, а по другому определения нулевой координатной точки, на лазерном станке устанавливаются концевые датчики. Они бывают двух типов: индуктивные и нажимные (механические).

Минус механических в открытости системы, которая со временем загрязняется продуктами горения и выходит из строя. Индуктивные датчики – это датчики закрытого типа, поэтому они более надежны.

Система перемещения по оси Z и управление ею

Выбирая лазерный станок не следует забывать о его дополнительных производственных возможностях. Очень хорошим бонусом к раскрою и гравировке листовых или рулонных материалов будет обработка габаритных или толстых изделий или заготовок, а также цилиндрических предметов, таких как стеклянные бутылки, бокалы и тд и тп.

Для этого на вашем оборудовании должна быть реализована система подъема /опускания рабочего поля по оси Z. Но тут не все так просто. В зависимости от комплектации станка управление этой системой может быть как с отдельных кнопок, так и через контроллер. Если ваш аппарат оснащен платой управления М2, то вам доступен только первый вариант, который увы менее функциональный. В случае с той же RuiDa подъемом/опусканием рабочего поля можно управлять с самого контроллера и ускорить производство в 3-4 раза. Что это дает на практике – смотрите в подробном видеообзоре.

ВИДЕОобзор. Как ускорить лазерную гравировку в 4 раза

Также опускание рабочего поля позволит вам устанавливать в рабочую зону лазерного станка поворотное устройство для обработки цилиндрических изделий. И понятное дело, чем глубже будет опускание по оси Z, тем большее возможностей у вас будет.

Купольная система вытяжки и сама вытяжка

Дым, образующийся в процессе лазерной резки и гравировки, а по другому – продукты горения, являются препятствием для лазерного луча. И чем больше в рабочей зоне будет дыма, тем хуже будет качество обработки. Поэтому на лазерном станке реализована система вентиляции, к которой подключается вытяжка. Оптимальная мощность вытяжки на средне и широкоформатных станках считается 550 Вт, для малоформатных из-за подойдет 250 Вт и меньше. Вытяжки могут быть как встроенные, так и отдельностоящие радиального типа (Улитка). Преимущество вторых в том, что их вы можете устанавливать как рядом со станком, так и далеко от него без потери эффективности удаления продуктов горения из рабочей зоны станка. Единственным условием их работы является периодическая очистка и обслуживание, так как со временем они забиваются теми самыми продуктами горения.

Для наиболее эффективного удаления дыма из станка в процессе обработки в рабочей зоне должно быть реализовано две зоны вытяжной вентиляции: под рабочим полем, чтобы эффективно удалять дым в процессе сквозной лазерной резки, и за ним, чтобы делать это в процессе поверхностной гравировки, когда нижний отвод невозможен.

Помимо этого нижняя система вытяжки должна быть оборудована купольной системой, обеспечивающей наибольшую эффективность, а также защищающей механизм подъема/ опускания рабочего поля от загрязнений. Также дополнительным приятным бонусом такой системы является установка в ее нижней части контейнера для сбора мелких деталей и отходов производства.

Металл и эргономика корпуса для удобного обслуживания и эксплуатации

Обсудив комплектацию отдельно хотелось бы отметить качество корпуса лазерного станка с ЧПУ, который должен быть выполнен из толстого листового металла. Оптимально для базы считается металл 2,8 мм и больше. Для стенок – 2 мм, для крышек – 1,5 мм. Именно такие толщины обеспечат жесткость и большой вес корпуса станка и как следствие точность обработки в процессе продолжительной эксплуатации. Оборудование из тонколистового металла толщиной 1 мм не может гарантировать подобные показатели. Поэтому, выбирая лазерный станок обращайте внимание на толщину металла корпуса. Это действительно очень важный параметр.

Помимо этого корпус должен быть эргономичен, то есть удобным для обслуживания и эксплуатации. В рабочей зоне должно быть много места, а доступ к обслуживанию всех основных механизмов и узлов – легким.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: