Een lasconstructie vullen: demping zonder gietmodel

Hoe vullen met beton of mineraalhars een stalen machinebed demping en massa geeft, wat dat doet met levertijd en kosten, en welke details het doen slagen.

Tussen een kale stalen lasconstructie en een machinebed van gietijzer of mineraalgietwerk ligt een groot middengebied, en de meeste machinebouwers laten het nooit prijzen. De profielen van een stalen constructie vullen is de goedkoopste manier om demping te kopen, en het wordt stelselmatig over het hoofd gezien omdat het geen eigen marketingcategorie heeft.

Wat de vulling werkelijk doet

Een gelaste stalen koker galmt. Staal heeft een zeer lage inwendige demping, dus energie die door een snede, een omkering of een onbalans in een rotor in de constructie wordt gebracht, sterft langzaam uit. Meer plaatdikte lost dat niet op: het verhoogt de stijfheid en de massa, maar het materiaal neemt nog steeds geen energie op.

Het vullen van de gesloten profielen met beton of een mineraalharsmengsel doet twee nuttige dingen:

Massa. Meer massa verlaagt de amplitude bij een gegeven excitatie en verschuift de eigenfrequenties omlaag, vaak weg van de excitatiefrequenties die de problemen veroorzaakten.

Demping. Dit is de echte winst. Een minerale vulling heeft hetzelfde mechanisme van inwendige grensvlakken dat gietijzer en polymeerbeton goed laat dempen. Energie die tussen staal en vulling overgaat, en binnen de vulling zelf, wordt warmte.

Wat de vulling niet doet, is veel stijfheid toevoegen. De stalen mantel zit aan de buitenkant van de doorsnede, waar materiaal het meest bijdraagt aan buiging en torsie. De vulling zit dicht bij de neutrale lijn en doet constructief heel weinig. Buigt uw bed onder belasting te veel door, dan lost vullen dat niet op; u hebt meer doorsnede, betere ribben of een andere opbouw nodig.

Wanneer dit de juiste keuze is

• Een stalen ontwerp dat zijn doel voor statische doorbuiging haalde, maar ratelt.
• Een machine waarbij extra massa welkom is in plaats van een probleem.
• Kleine of middelgrote aantallen, waarbij een gietmodel of vorm niet kan worden terugverdiend.
• Een ontwerp dat waarschijnlijk nog verandert, want de mantel blijft een lasconstructie en blijft aanpasbaar.
• Grote afmetingen waarbij gieten of mineraalgieten onpraktisch is.

Wanneer niet

• De machine moet licht zijn, of ze wordt verplaatst, of een klant heeft een grens aan de vloerbelasting.
• U hebt stijfheid nodig, geen demping.
• Het volume is zo hoog dat een gietstuk per stuk werkelijk goedkoper is.
• De inwendige geometrie heeft geen gesloten profielen die zonder herontwerp gevuld kunnen worden.

De details die bepalen of het werkt

Hier slagen gevulde machinebedden of stellen ze teleur, en het gaat bijna volledig om de hechting tussen mantel en vulling.

Voorkom loslaten. Gewoon beton krimpt bij het uitharden en kan loskomen van het staal, zodat er een spleet ontstaat die een groot deel van de demping tenietdoet. De opties zijn een krimpgecompenseerd mengsel, een vulling van mineraalhars die zo is samengesteld dat ze niet krimpt, of mechanische verankering: deuvels, hoekprofielen of platen die aan de binnenvlakken worden gelast voordat het profiel wordt gesloten, zodat de vulling vastzit, wat ze chemisch ook doet.

Ontwerp de profielen zo dat ze te vullen zijn. Vul- en ontluchtingsopeningen bovenaan elke gesloten cel, aftapopeningen onderaan, en geen inwendige holtes waarin lucht blijft steken. Compartimenten die een triltoestel niet kan bereiken, krijgen holtes in de vulling, en een holte is een zachte plek die u niet kunt zien.

Vul vóór het naverspanen. Vullen voegt massa toe en brengt de constructie door een uithardingsproces. Beide kunnen haar iets laten bewegen. Doe het vóór de laatste snede, niet erna, zodat het naverspanen plaatsvindt op de constructie in haar eindtoestand.

Gloei de lasconstructie eerst spanningsarm. De normale volgorde blijft gelden: lassen, spanningsarm gloeien, voorverspanen, vullen en laten uitharden, spanningsarm gloeien of laten rusten als de specificatie dat vraagt, naverspanen. Vullen neemt de noodzaak van spanningsarm gloeien niet weg; de restspanning zit in het staal en komt nog steeds vrij als u erin snijdt.

Sluit de openingen goed af. Vulopeningen worden in een werkplaats waterputten. Dop ze af en dicht ze, en behandel elk binnenoppervlak dat bloot blijft voordat het wordt dichtgemaakt.

Vermeld wat de vulling is. De dichtheid en het daaruit volgende eindgewicht veranderen de kist, de hijspunten en de vracht. Een producent die een holle lasconstructie prijst en dan ontdekt dat die gevuld wordt, heeft de verkeerde opdracht geprijsd.

Wat het doet met kosten en levertijd

De kosten stijgen bescheiden: vulmateriaal, de arbeid om het aan te brengen en de verankeringsdetails. Het is een fractie van wat een gietmodel of een vorm kost, en dat is het hele commerciële argument.

De levertijd neemt toe met de uithardingstijd, en dat zijn dagen, niet de weken die een wachtrij in de gieterij toevoegt. U behoudt het snelste eerste exemplaar van alle gedempte constructies.

Hoe u het in een aanvraag zet

Schrijf niet alleen “gevuld bed” en laat het daarbij. Vermeld het type vulling of zeg dat u wilt dat de producent er een voorstelt, de verankeringsmethode, de indeling van vul- en ontluchtingsopeningen, het verwachte eindgewicht en waar het vullen in de bewerkingsvolgorde valt. Dan gaan de offertes die u terugkrijgt over dezelfde opdracht.

Vergelijk met de alternatieven in gietijzer tegenover gelast staal en epoxygraniet.

Veelgestelde vragen

← Alle vakartikelen