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
man i stället för att uttrycka D i mm ha vridningen
i grader, övergår formeln 5) till:
360 ,(t—te).l
A = Konst.
71 s ■ 104
(6)
Vridningsvinkeln A i grader är således ej
proportionell mot kvadraten på remsans längd utan växer
i linjär proportion till längden.
Skivan enligt fig. 7 knäpper över i det prickade
läget vid temperaturen t1 som bestämmes av
ekvationen (10, 52):
d2. Konst, (ti—10) _ 1 + 1^/4 (1—m†
8 • 104 - as 1 + V 27 • m2 (?)
I denna ekvation betyder d skivans diameter. Konst,
är den vanliga tekniska bimetallkonstanten, dvs. ca
0,15. a är skivans båghöjd och s dess tjocklek (a och
s små i förh. till d). t0 är rumstemperaturen, varvid
förutsattes att skivan är spänningslös vid denna
tem-41
peratur. m är — där I är tröghetsmomentet för en
A a1
tvärsektion av skivan med tvärsnittsytan A, varför
man även kan skriva m = s2/3a2.
Skivan enligt fig. 7 återtar sitt förra läge vid
temperaturen t2, som bestämmes av ekvationen:
d2- Konst. (t2 — t0)
8•10"•as
’—K
4(1 —m†
27 ?n*
För att få en dylik skiva känslig, dvs. för att få
den att knäppa fram och tillbaka på ett litet
temperaturintervall, skall således (t2 — t0)j(tL — t0) vara så
nära 1 som möjligt. Detta uppnås tydligen för
m = 1, dvs. om båghöjden a — 0,577 s. Utföres
skivan av 0,6 mm plåt, skulle man således icke få göra
båghöjden större än 0,35 mm. Så små båghöjder kan
man ej använda i praktiken enär man då ej uppnår
någon noggrannhet. Man måste göra skivan kupigare
men uppnår i alla fall —-t0)/(h — *<>)= ca 0,9. För
strykjärn, som arbeta vid ca 300°, kan man uppnå
ca 30° intervall.
Rörelsen hos en skiva enligt fig. 7 är ytterligt
snabb, ca 1/5000 sekund (9). Dessa skivor1 ha
uppfunnits av en amerikan, John
Spencer, vilken i yngre
dagar eldade en ångpanna i ett
sågverk i Nordamerika.
Ugnsluckan var försedd med en
böjd järnplåt, som vid full
fyr i pannan var böjd inåt
mot fyren. När fyren
började gå ned, svalnade
ugnsluckan och böjde sig med en
knall i riktning utåt. Spencer
kunde visserligen inte som
den bekante Humprey Potter helt och hållet skolka
från arbetet men han behövde inte sitta och passa
fyren. Han behövde endast vistas i närheten av
pannan, eftersom denna med en ljudlig knallsignal själv
sade ifrån när den behövde mer bränsle. När Spencer
blev äldre, utnyttjade han sin tidigare erfarenhet och
grundade The Spencer Thermostat Co., som nu är en
stor firma. Spencerskivorna utföras från ca 25 upp
till ca 65 mm <‡>. Vid riktig utformning, kan man
få dessa skivor att hålla flera hundratusen knäpp.
Utom själva rörelsen för en viss temperatur, är
Fig. 7. Bimetallskiva
(spencerskiva).
det även av intresse att veta den kraft en viss
bi-metall kan prestera vid sin fria ände. Denna kraft
kan man beräkna genom att först se efter hur många
mm bimetallen böjer sig för en viss
temperaturdifferens och sedan räkna ut den kraft som erfordras för
att böja den tillbaka i utgångsläget. För den raka
remsan enligt fig. 1 blir kraften P i gram följande
..................m
Insätta vi värdet på D enligt ekv. 3) övergår
formeln 9) till:
P-Kon,.™^ ......... (10)
För hårnålsformen enligt fig. 3 blir kraften, som
lätt inses, dubbla detta värde.
Kraften P är i ovanstående formler räknad i gram
och elasticitetsmodulen E i kg/cm2.
För cirkeln, radialspiralen och axialspiralen är
vridande momentet Pr i gramcentimeter följande:
(t —10) ■ E ■ bs2
Pr = Konst.
6 • 104
(11)
(8)
1 USA pat. 1.448.240, 1.697.886, 1.852.543.
Vridande momentet är således i detta fall
oberoende av längden enär spiralen blir vekare i samma
prop. som den bimetalliska kraften ökar. Formeln
11) förutsätter att båda ändarna äro fast inspända,
dvs. att de ej kunna vrida sig om sina
infästningspunkter. Temperaturdifferenserna räknas givetvis i
formlerna 9—11 från den temperatur då bimetallen
"ligger an". Om en rak bimetallremsa måste
värmas till t. e. 100° innan den fria änden ligger an mot
ett stopp ställe, är det endast temperaturhöjningen
ovanför 100° som producerar en extra kraft i
anligg-ningsytan.
I formlerna 9—11 ingår ej någon påkänning i
kg/cm2 varför kraften skenbart kan bli hur stor som
helst. Detta av den enkla anledningen att det är
mycket vanskligt att avgöra hur pass stor påkänning
man kan utsätta en bimetall för. En bimetall har i
tillverkningen fått vissa inre spänningar. Vid
uppvärmningen uppstå nya spänningar i materialet.
Har t. e. en spiral en viss vikt att bära, har den
därigenom fått inre spänningar osv. Alla metallers
hållfasthet minskar vid högre temperatur och
bimetaller-na utgöra härvidlag intet undantag. Den påkänning
i materialet som man kan tillåta i en bimetall vid
temperaturer under 100° kan man ej på långt när
tillåta vid 400°—500°. Ju mindre det arbete är som
en bimetall skall utföra, ju större är säkerheten för
att den skall funktionera under lång tid utan att
mattas. Den påkänning man kan tillåta, är i hög
grad en erfarenhetssak och man gör klokt i att
härvidlag fråga fabrikanten eller ännu bättre, att anställa
praktiska försök. I varje fall bör man vid
rumstemperatur ej belasta en bimetall mer än till 20 kg/mm2
och helst bara till halva detta värde.
Det arbete en bimetall kan utföra inom vissa
temperaturgränser, erhålles som halva produkten av
kraften X böjningen enligt formlerna 3 — 11, således
för en rak remsa:
PD „ E bsl
A = — = Konst2 • (t — t0f — iQ9 gcm
För cirkeln, radialspiralen och axialspiralen gäller:
PD „ „ E bsl
A = _ - = Konst2 • (t — t0f - gcm.
42
15 jan. 1938
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
