Версия для печати темы

Автор: Пчеловод из России 11.8.2020, 9:06

Расчеты проводил в САПР'е. Задача была изучить рациональное использование проволоки на рамке. В расчет взял самые распространенные рамки, высотой 300 и 230 мм. Количество рядов проволоки на рамке стандартное. Нагрузку задавал исходя из того, что масса сота на рамке высотой 300 мм равна 4 кг, на рамке высотой 230 мм - 3 кг.

Перемещение при горизонтальном натяжении проволоки на рамку - 9,533
Коэффициент запаса прочности по напряжению при горизонтальном натяжении проволоки на рамку в сто с лишним раз меньше единицы. Это значит, что запаса прочности у проволоки нет и она начнет вытягиваться и рваться.

Перемещение при вертикальном натяжении проволоки на рамку - 0,0001017, фактически ноль.
Перемещение при вертикальном натяжении проволоки на рамку и боковой нагрузке (исходя из допустимого угла наклона 30 гр) - 1,254, что в разы меньше, чем при горизонтальном натяжении проволоки на рамке. Это значит, что если при горизонтальном натяжении проволока будет провисать на 5 мм, то при вертикальном меньше одного мм. Даже если положить сот плашмя, провисание будет почти в 2,5 раза меньше, чем при горизонтальном натяжении проволоки на рамке.
При вертикальном натяжении проволоки на рамку коэффициент запаса прочности по напряжению выше 7 единиц.
При вертикальном натяжении проволоки на рамку и допустимом угле наклона (30 гр) коэффициент запаса прочности по напряжению меньше единицы, но в 4,7 раза больше, чем при горизонтальном натяжении проволоки. Иными словами, рваться проволока будет значительно меньше, чем при горизонтальном натяжении. С учетом ничтожного перемещения, проволока останется почти неизменной, так как врезавшись в древесину может удлиниться значительно больше, чем от растяжения.

Теперь о брусках. При горизонтальном натяжении проволоки на рамку деформирующая нагрузка за счет ее натяжения приходится на боковые планки рамок. Чем длиннее планка, тем больше она деформируется. При этом, деформирующая нагрузка исходно образуется от натяжения проволоки, а потом усиливается за счет веса сота. Это значит, что деформация боковых брусков будет увеличиваться с течением времени. При вертикальном натяжении проволоки на рамку деформирующая нагрузка приходится на верхний и нижний бруски, которые тоже деформируются, но распределение нагрузки происходит несколько иначе. При таком натяжении нижний брусок деформируется лишь за счет непосредственного натяжения проволоки на рамку, при этом вес сота оказывает на него влияния лишь при его наклоне. Когда проволока вытягивается под весом сота, деформирующая нагрузка на нижний брусок снижается. Верхний же брусок испытывает деформирующую нагрузку в начале за счет натяжения проволоки, а затем за счет веса сота и натяжения проволоки (последний может оказаться равным нулю). Фактически сот висит только на верхнем бруске рамки, а не на боковых брусках, как при горизонтальном натяжении проволоки на рамку. Верхний брусок имеет огромный запас на текучесть, ничтожную стрелу прогиба и большой вписанный в деформацию радиус закругления, которыми можно пренебречь. Визуально он будет выглядеть как абсолютно ровный, без деформаций.

Немного машинного расчета с произвольным материалом (не критично какой именно, как и приложенная нагрузка).

10*20*415
Коэффициент запаса на текучесть 349,6
Перемещение 5,754E-06

12*20*415
Коэффициент запаса на текучесть 508,1
Перемещение 3,349E-06

15*20*415
Коэффициент запаса на текучесть 803,5
Перемещение 1,722E-06

20*20*415
Коэффициент запаса на текучесть 1497
Перемещение 8,424E-07

25*10*300
Коэффициент запаса на текучесть 635,2
Перемещение 1,581-06

25*8*300
Коэффициент запаса на текучесть 190,5
Перемещение 2,459-06

25*10*230
Коэффициент запаса на текучесть 879,3
Перемещение 5,279E-07

Как видно из анализа с произвольным материалом и равной нагрузке, у боковых брусков стрела прогиба меньше, чем у нижнего бруска. Это происходит из-за разницы длины. При толщине бруска в 12 мм вписанный в деформацию радиус закругления несколько больше таковому у боковых планок, что говорит о меньшей деформации. При толщине нижнего бруска в 15 мм этот показатель становится больше в два раза, то есть, деформация еще меньше. Увеличивать толщину нижнего бруска более 15 мм не целесообразно по биологическим причинам. Уменьшить деформацию нижнего бруска можно ограничив его стрелу прогиба во время натяжения проволоки на рамку, с течением времени она не будет увеличиваться. Но это анализ при равной нагрузке, которая взята произвольно. Фактическая нагрузка на боковые планки рамки несколько больше, чем на верхний брусок при вертикальном натяжении рамки. Особо хочу отметить, что деформация боковых планок рамки высотой 230 мм не столь значимая, как у рамки высотой 300 мм. Ее вписанный в деформацию радиус закругления почти в два раза меньше, чем у рамок высотой 300 мм. Однако, напряжение и деформация проволоки от этого меньше не становятся.

Как это выглядит практически. При горизонтальном натяжении проволоки на рамку она под весом сота провисает по типу цепной линии. Для этого она должна либо растянуться, либо деформировать боковые планки рамки. Так как сот прикреплен к проволоке и опирается на нее, он следует за ее деформацией. В итоге ячейки сота расположены также по типу цепной линии. При наклоне сота деформация по типу цепной линии с одной стороны растягивает ячейки, а с другой - сжимает их. Совершенно иная картина при вертикальном натяжении проволоки на рамке. В этом случае ячейки сота расположены на ровной линии, без деформаций. При наклоне сота ячейки деформируются, но визуально это не определяется. С течением времени проволока на рамках вытягивается ничтожно мало и в натяжении особо не нуждается. Деформации брусков рамки с течением времени не наблюдается. Рамку полную меда наклонял в разные стороны, трес, но значимых деформаций, обрыва проволоки или какой-либо поломки за этим не последовало. Исходя из практики, наиболее целесообразно делать нижние бруски толщиной 15 мм, но с сечением по форме ближе к треугольной, вершиной к средостению сота, или с сечением прямоугольного формы и толщиной 12 мм. Что касаемо расхода проволоки, то он несколько меньше при вертикально натяжении проволоки на рамке. Это касается рамок высотой от 160 мм до 300 мм.

Данный анализ и практическое испытание говорит о том, что натягивать проволоку на рамку горизонтально не целесообразно.

Автор: Ермыч 11.8.2020, 13:49

Проволока, армирующая соты, в рамках МФУ не применяется. Эта тема и обсуждение проволоки актуальны для полноформатных ульев. На этом форуме она врят ли будет уместна так как не найдёт аудиторию достаточную для обсуждения.

Автор: Пчеловод из России 11.8.2020, 15:09

Ермыч, а ульи Top Bar или Кафедральный улей обсуждаются?

Автор: ded 11.8.2020, 15:24

Ну и где там проволока?

Автор: ural.mg 11.8.2020, 23:47

Малоформатные ульи это не только улей Удав.

Есть малоформатные ульи в которых применяются рамки с проволокой и у наших участников форума такие есть.

Мои рамки высотой в 230 мм имеют три ряда проволоки, расположенной горизонтально.

Считаю что вертикальное расположение рядов проволоки никак не препятствует провисанию вощины и сот .

В таком случае для чего нужно вертикальное расположение проволоки,какова ее функция в рамке?
Это вопрос к автору темы.

Автор: ural.mg 11.8.2020, 23:58

Какая функция у планки треугольного сечения?

А сечение прямоугольной формы толщиной менее 12 мм не обеспечит функциональность нижней планки?

Автор: Пчеловод из России 12.8.2020, 6:35

Такая же, как и при горизонтальном расположении.

Такая же, как и у двутавровой балки. Дело в том, что она по толщине 15 мм, но убранная часть древесины позволяет пчелам строить в этом месте ячейки сота, что уменьшает расстояние перехода между корпусами. Если делать из прямоугольного бруска толщиной 15 мм, то в целом высота перехода между корпусами (от сота к соту) составит 20+10+15=45 мм. Пчелы могу попросту не перейти из корпуса в корпус в зимний период. Этот вопрос уже неоднократно поднимался в странах с холодным климатом. Также предлагалось делать верхние бруски треугольного сечения. Исходно верхний брусок рамки делали тонким (до 6 мм), но из-за пониженной прочности такая конструкция рамки не прижилась. Сторонником такой толщины верхнего бруска рамки был А.И. Рут, но он укреплял углы рамки металлом и посреди рамки була дополнительная распорка. Он же и проволоку на рамку натягивал вертикально. Как видите, вертикально натягивать проволоку на рамку далеко не ново. Если быть точнее, в начале натягивали проволоку вертикально. Потом стали изготовлять верхний брусок рамки толщиной 20-22 мм, сверлить его оказалось проблемно, а шилом и вообще не проткнуть. Дадан решил проблему оригинально. Он стал изготовлять вощину армированную проволокой расположенной вертикально, а в верхнем бруске делал паз, в котором закреплял вощину. Но так делали не все. Многие начали крепить проволоку к боковым брускам рамки, но она провисала и деформировала ячейки сота. Горизонтально натянутую проволоку пытались закрепить вертикальной проволокой к верхнему бруску, но из-за сложности конструкции и невозможности наващивать такую рамку электрическим током новшество не прижилось. Пробовали натягивать проволоку по диагонали, в крест - но тоже не прижилось.

В том и дело, что это минимальная толщина нижнего бруска рамки, которая будет не хуже бокового в плане деформации, но чем толще, тем прочнее.

ural.mg, за счет чего должна быть деформация проволоки и сота, закрепленного на ней?

Автор: Skopin 12.8.2020, 7:57

А нельзя вместо треугольной планки,не теряя в прочности, применить просто более узкую? Например, шириной 8-10 мм.

Автор: Пчеловод из России 12.8.2020, 8:32

Skopin, увы, нет. Во-первых, она потеряет прочность. Во-вторых, ширина верхнего и нижнего брусков выбрана не случайно. Если их сделать уже толщины сота (25 мм), то пчелы в этом месте построят ячейки сота. Завершится это тем, что пчелы застроят сотом и вертикальный промежуток между рамками, превратив один над одним расположенные соты в монолит. В результате получится не многокорпусный улей, а узко-высокая колода. Ширина верхнего бруска должна быть 25-28 мм.

Автор: Skopin 12.8.2020, 13:21

Шура делает ширину 23 мм.Не строят монолитов.

Автор: Скворцов 12.8.2020, 16:37

Ещё как применяется ! Она особенно нужна для откачки мёда в скоростных медогонках,
да и с ней соты при отстройке не коробятся.

Автор: ded 12.8.2020, 17:04

выше 250 оборотов медогонки обычно и не бывают. а если рамка низкая то проволока никчему и ничего там не коробит. с проволокой чуток натяжение ослабло и вот вам коробление.

Автор: Ермыч 12.8.2020, 21:48

Что то я не пойму чем тогда такие малоформатные ульи отличаются от полноформатных, если у них такой размер рамки и вес с мёдом по 3 - 4 кг.?
В разных источниках встречал отличительные особенности малоформатных ульев, и одна из основных указывается значительно меньший размер рамки и исходящая из этого простота работы. А это фактически получается не малый, а уменьшенный формат.

Автор: Скворцов 12.8.2020, 23:49

Коробление не от проволоки, а отсутствия её в в период отстройки сота на вощине.

Автор: ded 13.8.2020, 6:49

Если длина стенок улья больше 300-350мм, то это уже не МФУ. МФУ характеризует малое сечение улья. Высота рамки не более 230мм

Автор: Пчеловод из России 13.8.2020, 8:13

И сколько рамок в корпусе?

Автор: ded 13.8.2020, 8:47

8-9

Автор: Пчеловод из России 13.8.2020, 12:45

По сути это улей Лангстрота. Длина рамки у него увеличилась со временем.

Автор: Vla.Bel. 13.8.2020, 21:15

Вы судите по рамке Рута,и Дадана. В МФУ прекрасно переходят,т.к. клуб в нижнем корпусе с осени не помещается,и межрамочное пространство в МФУ,по факту,уже внутри клуба.

В малоформатнике нет разницы,как натягивать проволоку, из за уменьшенного размера рамки.Впрочем,как не важна и толщина планок рамки.У меня вся рамка собрана из реек толщиной 8 мм,и шириной 23 мм.Проволока натянута в 3 ряда горизонтально,и никакого коробления сот, из за провисания проволоки не наблюдаю.

Автор: Пчеловод из России 14.8.2020, 17:28

Vla.Bel., если не секрет, подскажите размеры используемой вами рамки.

Автор: Vla.Bel. 15.8.2020, 19:11

Какой уж тут секрет.Половина рамки дадана - моя рамка.Но не магазинная.

Автор: Пчеловод из России 22.8.2020, 5:57

То есть, высота 300, ширина примерно 215 мм?

Автор: Skopin 22.8.2020, 9:31

Пчеловод из России, МФУ это разные ульи, имеющие один общий признак - горизонтальное сечение у них чуть шире обычного зимнего клуба. Обычно 300 * 300 мм., или около того..
Это является плюсом, когда семья растет - пчёлам легче удерживать тепло в районе рамплода.
Это же является неприятным минусом зимой. Пчелы стараются держаться подальше от холодных стенок. В результате, клуб веретеном вытягивается вверх.

Автор: ded 22.8.2020, 11:39

я бы так не сказал.....а фальш стенка рамок и увеличенные улочки по краям с этим хорошо справляются и никакого шила нет. А 9я рамка в корпусе позволяет по бокам клуба иметь мёдоперговые запасы.

Автор: Skopin 22.8.2020, 13:02

У меня не справляются.
Пытался в трех корпусах зимовать - все равно под потолок в январе залазят. Как ни крути, в конце января сверху корпус с медом ставить приходится. Самое интересное - внизу пол-корпуса меда нетронутого на это время остается. Может, нижний корпус сверху ставить в Татьянин день?

Автор: ded 22.8.2020, 15:25

3и корпуса-это как раз полноценый клуб полноценной семьи и он занимает практически весь улей от низу до потолка. поэтому ему и двигаться то некуда и он зимует на медовых рамках. у меня так не редко зимуют не двигаясь правда на 4х корпусах........это так канадцы на одном корпусе рута зимуют.

значит у вас в зиму идёт небольшая семейка и поэтому идут, да ещё и веретеном)

Автор: Vla.Bel. 23.8.2020, 14:10

Нет. Наоборот.