Калькуляторы металла и механики

Металл продают тоннами и килограммами, а нужен он метрами, листами и штуками. Калькуляторы раздела переводят одно в другое через плотность и геометрию сечения, а для резьбовых соединений считают, с каким моментом затягивать болт и выдержит ли соединение нагрузку.

Какой калькулятор выбрать

• Калькулятор веса металла — лист, пруток, квадрат, шестигранник, уголок и швеллер из стали, нержавейки, чугуна, алюминия, меди и латуни; вес единицы, погонного метра и всей партии.
• Калькулятор веса трубы — круглая труба из металла или пластика, в том числе водогазопроводная по ГОСТ 3262 по условному проходу; вес метра, трубы и партии, внутренний объём в литрах.
• Калькулятор профильной трубы — вес погонного метра квадратной и прямоугольной трубы, общий вес с запасом, число хлыстов по 6 м и стоимость с доставкой.
• Калькулятор раскроя — линейный раскрой трубы, профиля, уголка и бруса из хлыстов: карты раскроя, сколько хлыстов купить, отход, резы и деловые остатки; раскрой листа.
• Калькулятор допусков и посадок — поля допусков отверстия и вала по ГОСТ 25346-2013 для любого размера до 500 мм, предельные размеры, зазоры и натяги, схема полей.
• Калькулятор режимов резания — точение, фрезерование и сверление: обороты, минутная подача, мощность и момент на шпинделе, машинное время, проверка мощности станка.
• Калькулятор метизов — болты, гайки, шайбы, саморезы, анкеры, гвозди и дюбели из штук в килограммы и обратно, стоимость партии.
• Калькулятор момента затяжки болта — усилие затяжки по классу прочности от 4.8 до 12.9, момент в Н·м с учётом трения, допустимая нагрузка на срез и проверка группы болтов.
• Калькулятор строп — подбор стропа по массе груза, схеме строповки и углу ветвей: коэффициенты удавки, петли и многоветвевых стропов, текстильный строп по цвету и цепь класса 8.
• Калькулятор пружины сжатия — жёсткость, сила, ход и длины пружины по ГОСТ 13765-86, напряжение по классу ГОСТ 13764, подбор числа витков под жёсткость.
• Калькулятор шестерни — геометрия зубчатой передачи по ГОСТ 16532-70: диаметры по модулю, межосевое расстояние со смещением, перекрытие, общая нормаль, подрезание, обороты и момент.
• Калькулятор ремённой передачи — длина клинового ремня и стандартная по ГОСТ 1284.1, межосевое расстояние, угол обхвата, число ремней и натяжение по ГОСТ 1284.3-96.
• Калькулятор усилия гидроцилиндра — толкающее и тянущее усилие гидро- и пневмоцилиндра, скорость и время хода, мощность насоса, расход воздуха, подбор диаметра по ГОСТ 6540-68 и проверка штока на продольный изгиб.
• Калькулятор расхода сварочных материалов — наплавленный металл по сечению шва, расход электродов, проволоки и прутка, время горения дуги, защитный газ и баллоны.

Вес через плотность

Вес проката — это объём металла, умноженный на плотность: у стали 7 850 кг/м³, у нержавейки 7 900, у алюминия 2 700, у меди 8 900. Стальной лист 2000 × 1000 × 2 мм весит 31,4 кг, такой же алюминиевый — 10,8 кг. У трубы считается только кольцо стенки: стальная труба 57 × 3,5 мм весит 4,62 кг на метр, шестиметровая — 27,7 кг.

Профильную трубу считают по формуле ((A + B) × 2 − 4t) × t × ρ. Труба 40 × 40 × 2 мм весит 2,39 кг на метр. На 10 м с запасом 10 % уйдёт 26,25 кг металла — два хлыста по 6 м. Толщина стенки влияет на вес сильнее, чем кажется: та же труба со стенкой 3 мм тяжелее почти в полтора раза.

Метизы и затяжка

Крепёж заказывают на вес, а нужен он поштучно. Болт M10 × 50 по DIN 933 весит 47 г — в килограмме 21 штука. Калькулятор метизов хранит такие веса для восьми видов крепежа и пересчитывает партию в обе стороны.

Болт держит соединение затяжкой: пока внешняя нагрузка меньше усилия затяжки, стык не раскрывается. Усилие берут как 70 % предела текучести: F = 0,7 × As × Rp0,2, момент — T = K × F × d. Болт M12 класса 8.8 на сухой резьбе затягивают моментом 90,7 Н·м, с консистентной смазкой — 54,4 Н·м при том же усилии. Поэтому таблица моментов без указания смазки ничего не говорит, и трение в калькуляторе выбирается явно.

Раздел пополняется. Размеры и вес стандартного проката — в справочниках металлопроката и крепежа. Проверку балок и ферм на прочность ведут калькуляторы раздела «Расчёт конструкций». Стоимость обработки металла считают калькуляторы лазерной резки, гибки листа и порошковой покраски.