Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 4. 29 jan. 1938 - Bimetall, av Robert Engström
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Tidskrift
m
etc., dvs. där regulatorn måste vara billig och ej får
upptaga någon stor plats. Det är huvudsakligast på
detta område som bimetallerna på senare år fått
användning.
En bimetall består, som namnet anger, av två
hopfogade metaller. I tyskt språkbruk avser man med
bimetall även pläterat guld och silver samt
nickelplä-terad plåt, kopparöverdragen järntråd osv. Det har
även försökts att lancera benämningen "Zweimetall".
I svenskt språkbruk avser man med bimetall
mestadels plåt av under 2 mm tjocklek, där de båda
komponenterna ha olika
utvidgningskoefficient och plåten således böjer sig vid
temperaturändringar. I England och
framförallt i U. S. A. användes för
dylik plåt benämningen "thermostatic
metal". Det är uteslutande denna sorts
bimetall som avses i det följande.
Den första kända användningen
av dylika bimetaller daterar sig från
1766, då man föreslog att temperaturkompensera
oron i kronometrar genom att utföra densamma
av två metaller med olika utvidgningskoefficient.
1859 uttogs ett amerikanskt patent på en
kon-densvattenavledare med hopnitad bimetall av
mässing och stål (l).1 Skillnaden i dessa metallers
utvidgningskoefficienter, ca 6 X 10—6, är relativt
blygsam efter nutida förhållanden. 1863
publicerade fransmannen Villarceau en avhandling om
teorien för bimetallers böjning (2). Villarceaus
intresse var endast att få kronometrar med fullt
riktig temperaturkompensation. Han är den förste som
matematiskt utrett frågan om bimetallers böjning.
Fransmännen kalla därför med all rätt koefficienten
för denna böjning "Villarceaus koefficient".
Villarceau härledde följande formel för böjningen:
äro de båda komponenternas
utvidgningskoefficienter och s plåtens tjocklek. Faktorn 3(a2—a,)/2 är
den för bimetallens böjning utslagsgivande
koefficienten, den s. k. Villarceaus koefficient.
För en ursprungligen rak remsa är r0 = oo och
således t/r0 ~ 0. Tar man hänsyn till att
bimetallens böjning alltid är relativt liten i förhållande till
längden, kan formeln 2) för en rak remsa förenklas
till:
(t — t.) 12
77TW-............... <3>
D Konst.-
c° *—i—,
it
)
- — -*- = (* — *„)
3 (a 2 — ai)
2 s
4 s2 E" e" E’ ë
4 s2 ■ E" e" E’ ë -f [E" e"2 — E’ e’2)
’ e’2)2]
(1)
Fig. 1—3. Rak bimetallremsa, U-form och hårnål.
Detta är den vanliga formeln för bimetallers
böjning. D, l och s räknas i mm, t och t0 i °C (t > 10).
Konstanten skulle här ha värdet 0,75 (a2—aj men i
vanliga fall räknar man den specifika böjningen i mm
per °C för en remsa av 100 mm fri längd och 1 mm
tjocklek, varvid man får införa faktorn 104 i
nämnaren. Konstanten får härvid värdet ca 0,15 för
goda bimetaller. Formeln 3) gäller tillräckligt
noggrant så snart D < 0,25 l.
Utom i form av raka remsor, användes bimetall
även i följande standardformer:
U-form (fig. 2) Radialspiral (fig. 5)
Hårnål ( „ 3) Axialspiral ( „ 6)
Cirkel ( „ 4) Skiva ( „ 7)
För t7-formen är rörelsen D i mm hälften så stor
som för en rak remsa, dvs:
(t-Kyp
2 s■104 ........
Inom den stora parentesen betyder e’ och e"
tjockleken av vardera komponenten samt E’ och E"
elasticitetsmodulerna för desamma, s är plåtens
tjocklek, dvs. = e’ + e". För vanliga bimetaller
väljer man båda komponenterna lika tjocka enär detta
ger maximal böjning och tillverkningen i annat fall
betydligt skulle försvåras. I ovanstående formel blir
då e’ = e" = s/2, varigenom den stora parentesen
förenklas till 16/(14 + ra + 1 /ra), där re = E’/E". Vid
ra = 1 blir denna parentes en etta och vid n = 1/2
eller 2 blir parentesen = 16/16,5:= 0,97. Det
framgår således härav att — inom stora gränser —
variationer i elasticitetsmodulerna för de båda
komponenterna äro utan inflytande på böjningen. Några
författare ha låtit elasticitetsmodulerna släpa med i ett
flertal formler för den fria böjningen men detta är
alldeles meningslöst för praktiskt bruk. Vi kunna
således utan vidare sätta ra= 1 och få då formeln:
1___l__3(a2—at) t —t,
r r„ ~
2 s .....
I denna formel betyder r0 krökningsradien vid
temperaturen t0, r d:o vid temperaturen t, a2 och c^
D = Konst.
(4)
För hårnålsformen är böjningen densamma som för
den raka remsan enligt formeln 3). För cirkeln,
radial- och axialspiralen är rörelsen T) i mm endast
1 Inn, dvs. för en cirkel ca 1/3 av den raka remsans
rörelse, dvs:
B = Konst.
n s■104-ra
(5), där ra = antal varv.
Formeln 5) gäller tillräckligt noga så snart D pr
arv är mindre än hälften av cirkelns radie. Vill
(2)
i Siffrorna inom parentes hänvisa till litteraturförteck-
ningen.
Fig-. 4—6. Bimetall i cirkelform, som radial- och axialspiral.
29 jan. 1938
41
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
