Расчет веса металла – формулы для разных типов профилей

Очень часто, имея в наличии только габариты проката, необходимо выполнить расчет удельного веса листового металла по размерам, и тогда возникает нужда в простых способах вычисления, которыми являются таблицы и формулы.

1 Чем усложняется расчет веса металла?

Кузнечное искусство давно отошло на второй план, и сегодня основным источником стальных, чугунных или медных изделий стала металлургия. Продукция проходит различные виды обработки, претерпевает изменения на всевозможных станках, однако следует разделять способы обработки. Прежде всего, это холодный и горячий прокат. Разница между ними огромна, поскольку воздействие на металл при высоких или низких температурных режимах дает определенные отличия в результатах. В частности, речь идет о геометрии проката.

Техпроцесс при обоих видах обработки один и тот же – заготовка размещается между двумя вращающимися в разных направлениях валами, которыми и прессуется до нужного состояния профиля. Ввиду того, что холодный прокат не связан с продолжительным нагревом металла до высоких температур, и обработка осуществляется в большей степени за счет механической нагрузки, а не пластичности материала, лист получается ровнее. Горячий прокат, наоборот, изготавливается при постоянной термообработке, обычно это твердые сплавы, имеющие незначительную пластичность.

Из-за непрерывного нагрева поверхность листов окисляется, рекристаллизация происходит неравномерно, поэтому разные участки горячекатаного изделия могут быть разной толщины.

Таким образом, становится очевидным, что точность расчетов второго типа металлопрофилей будет довольно относительной. Ведь погрешности в толщине вынуждают принять какую-то среднюю, приблизительную величину для этого значения. А безукоризненная геометрия листа, полученного при холодном прокате, позволит вычислить его вес с достаточной степенью точности. С другой стороны, масса горячекатаных изделий зачастую зависит от типа и калибра профиля, что позволяет не принимать во внимание небольшие отклонения при вычислениях. А значит, можно смело начинать вычисления или использовать готовый калькулятор расчета веса листа металла онлайн.

2 Как вычислить массу профиля прямоугольного сечения?

Наиболее распространенные типы профилей, с которыми приходится сталкиваться в быту – это, в первую очередь, металлические изделия круглого или прямоугольного сечения. К первым можно отнести прутки, арматуру, трубы, а второй тип – это полые профили с квадратным сечением, металлические балки, и даже обычный катаный лист входит в эту же категорию. Проще всего рассчитать изделия с прямоугольным профилем, поэтому начнем ознакомление с вычислением именно такого типа продуктов проката.

На фото - профиль прямоугольного сечения, om-ts.ru

Формула для определения массы любого металлического изделия, независимо от его сечения: m = pV, где p – плотность, а V – объем. Те, кто знаком с химией, знают: сколько существует химических элементов, столько же и соответствующих им плотностей. Следовательно, каждому металлу или сплаву соответствует определенная, характерная ему величина этого значения, которую можно узнать в ГОСТе. А вот объем надо высчитывать, причем исходя из формы профиля, для чего подключаются знания геометрии.

Сначала узнаем площадь сечения: для листа – перемножая толщину и ширину, для трубы квадратного сечения – складываем величины сторон и умножаем на толщину стенки. Затем умножаем результат на длину изделия. Таким образом, для листа у нас получается формула массы mЛ = ABLp, а вес квадратного профиля mКП = b2(A+B)Lp, где A и B – ширина сторон профиля, b – толщина стенки изделия, L – длина, а p – плотность металла.

Расчет веса прямоугольного профиля
 
 
 
 

3 Определяем вес профиля круглого сечения

Очень часто для строительных работ приходится закупать пруток, арматуру и, конечно, трубы, без которых невозможно обеспечить снабжение дома холодной и горячей водой. Но предварительно нужно рассчитать массу металлического изделия, чтобы правильно организовать транспортировку.

Расчет веса круглой трубы
Введите наружный диаметр
Введите толщину стенки
Введите длину трубы

Если вы приобретаете пруток или арматуру, все довольно просто, берем все ту же общую формулу для определения массы профиля m = pV, и все, что нам остается сделать – это найти объем.
Фото строительной арматуры, staltrest.ru

Начинаем с вычисления площади сечения, которое, впрочем, отличается от расчетов для квадратного профиля. В данном случае формула будет выглядеть так: S = πD2/4. Результат умножаем на длину и получаем объем V = SL. В итоге m = (πD2/4)Lp. Так можно рассчитать любой вес стального круга: хоть проволоки, хоть арматуры. Массу последней можно узнать и из таблицы:

Диаметр арматуры

Вес 1 метра арматуры

Погонных метров в тонне

d 6

0,222

4504,5

d 8

0,395

2531,65

d 10

0,617

1620,75

d 12

0,888

1126,13

d 14

1,21

826,45

d 16

1,58

632,91

d 18

2

500

d 20

2,47

404,86

d 22

2,98

335,57

d 25

3,85

259,74

d 28

4,83

207,04

d 32

6,31

158,48

d 36

7,99

125,16

d 40

9,87

101,32

d 45

12,48

80,13

d 50

15,41

64,89

d 55

18,65

53,62

d 60

22,19

45,07

d 70

30,21

33,1

d 80

39,46

25,34

Другое дело, если вам нужно рассчитать трубу круглого профиля. Здесь дело придется иметь уже с внутренним и внешним диаметром, а также с толщиной стенки. В основе всего будет лежать все та же формула массы, определяемой по произведению объема и плотности. Объем же, как вы помните, можно найти, перемножив площадь сечения и длину изделия.

Второе значение определяется путем простейших измерений, а первое, то есть площадь сечения, находим по формуле S = π(D2 - d2)/4. Здесь D – внешний диаметр, а d – внутренний диаметр, которые мы определяем по формуле d = D - 2b, где b – толщина стенки профиля. В итоге формула массы трубы с круглым сечением будет выглядеть следующим образом: m = (π(D2 - (D - 2b)2)/4)Lp.

Расчет веса арматуры
 
 

4 Как узнать массу шестигранного профиля?

Может случиться так, что вам придется столкнуться с профилем нестандартной формы сечения. К примеру, мы привыкли видеть на строительной площадке обычную круглую арматуру. Но иногда возникает необходимость в шестигранном прутке, который, надо отметить, используется крайне редко, ввиду специфической формы и, зачастую, как заготовка для производства различных изделий.
В частности, многие могут помнить, как в школе на уроках труда из коротких срезов этого прутка изготавливались гайки. Проще всего найти массу такого профиля, зная его размер (номер), с помощью следующей таблицы:

размер

вес (кг)

размер

вес (кг)

размер

вес (кг)

размер

вес (кг)

№10

0,68

№20

2,72

№32

6,96

№48

15,66

№11

0,82

№21

3

№34

7,86

№50

16,98

№12

0,98

№22

3,29

№36

8,81

№52

18,4

№13

11,15

№24

3,92

№38

9,82

№55

20,58

№14

1,33

№25

4,25

№40

10,86

№57

22,35

№15

1,53

№26

4,59

№41

11,54

№60

24,5

№16

1,74

№27

4,96

№42

11,99

№17

1,96

№28

5,33

№43

12,71

№18

2,2

№29

5,27

№46

14,53

№19

2,45

№30

6,12

№47

14,95

Размер или, иначе говоря, номер шестигранника определяется по диаметру окружности, вписанной в сечение профиля, имеющее форму шестиугольника, то есть это расстояние между его противоположными сторонами. Готовых данных может не оказаться под рукой, и на этот случай лучше всего знать формулу, с помощью которой можно достаточно легко рассчитать массу шестигранного прутка. Как всегда, за основу принимаем m = pV.

Для получения объема нам нужно узнать площадь сечения, которое имеет форму шестиугольника. Именно здесь мы сталкиваемся с основной сложностью, поскольку нужно будет высчитывать корни. Формула имеет следующий вид S = (3√3 . A2)/2, где А – ширина грани. Остается результат умножить на длину, и мы получаем объем, произведение которого с плотностью металла и даст нам массу, что в итоге будет выглядеть как m = ((3√3 . A2)/2)Lp.

Рекомендуемые организации
ООО ПКФ «Сармат» ООО ПКФ «Сармат»
Россия, Ижевск, улица Гольянский поселок, 1 А
ООО «МТСК» ООО «МТСК»
Россия, Москва, Северный, Чермянский проезд, 7, строение 1
Обзор товаров
Трубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособленияТрубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособления

В этой статье мы рассмотрим различные механические трубогибы, которые можно использовать руками, применяя только мускульную ...

Смотреть
Виды сварочных аппаратов – обзор популярных моделейВиды сварочных аппаратов – обзор популярных моделей

Статья подскажет вам, какое специальное оборудование имеет смысл приобрести, если вы планируете производить работы по ...

Смотреть
Трубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособленияТрубогиб ручной ТР и другие марки – рассматриваем типы этого приспособления

В этой статье мы рассмотрим различные механические трубогибы, которые можно использовать руками, применяя только мускульную ...

Виды сварочных аппаратов – обзор популярных моделейВиды сварочных аппаратов – обзор популярных моделей

Статья подскажет вам, какое специальное оборудование имеет смысл приобрести, если вы планируете производить работы по ...