Fixpunten en Schuifstukken

Uitzetten en krimpen

Fixpunten worden toegepast bij buizen met een grote expansie. Het uitzetten en krimpen van de buizen gebeurt doorgaans onder invloed van temperatuurswisselingen. Het fixpunt wordt ingezet op het neutrale punt, waarna de buis in beide richtingen van het fixpunt kan uitzetten. Glijstukken worden ingezet tussen de fixpunten, zodat de buis hier vrij kan uitzetten en/of krimpen.

Om het juiste fixpunt te kiezen is het noodzakelijk te weten:

uit welk materiaal de buis gemaakt is;
de diameter en wanddikte van de buis;
de omstandigheden, in het bijzonder de minimum en maximum temperatuur;
de druk in de buis.

Het uitzetten van de buis kan op twee manieren opgevangen worden:

op een natuurlijke manier, in bochten of expansiebochten;
op een natuurlijke manier bijvoorbeeld met behulp van een kompensator.

Gebruik van kompensators

Bij gebruik van een kompensator moet ook rekening gehouden worden met de druk in de buis. Daarom verdient het de voorkeur om de expansie op een natuurlijke manier op te vangen. Het fixpunt heeft dan de functie om de expansie in de richting van de expansiebocht of de kompensator te leiden en de hierdoor veroorzaakte krachten op te vangen.

De tussen het fixpunt en de expansiebocht gelegen buisbevestigingen dienen alleen om de buis te geleiden. Bij deze geleidingspunten is nog van belang dat hier een wrijvingsweerstand optreedt, waarvan de krachtcomponent ook door het fixpunt opgeno men moet worden.

Expansiebochten

Bij een expansiebocht is de afstand van de eerste geleidingsbeugel tot de bocht van groot belang. Hoe kleiner deze afstand is, hoe groter de krachten zijn om de bocht te buigen en de expansie in de buis kwijt te raken. Deze kracht wordt weer overge dragen op het fixpunt.

Optredende kracht op een fixpunt Ff met gebruikmaking van een expansiebocht.

De wrijvingskracht veroorzaakt door de glijdende bevestigingen Fw.
De kracht veroorzaakt door het buigen van de expansiebocht Fb.

Ff = Fw + Fb

Om de buigkracht Fb te bepalen is het van belang eerst de lengte van de expansiebocht te bepalen. De lengte hiervan hangt af van de lengteverandering van de buis. De lengteverandering ΔL van de buis is afhankelijk van de lengte L tussen fixpunt en expansiebocht, de uitzettingscoëfficiënt α van het buismateriaal en het temperatuurverschil ΔT.

ΔL = L x α x ΔT

De lengte van de expansiebocht Lb is afhankelijk van de uitzetting ΔL , de buitendiameter van de buis Db en materiaaleigenschappen van de buis K.

K is afhankelijk van de elasticiteitsmodulus van het buismateriaal E en de maximaal toelaatbare spanning in het materiaal σ .

K = √(1.5 x E)/σ

De wrijvingskracht Fw is afhankelijk van de wrijvingscoëfficiënt μ van de glijdende bevestigingen en de belastingen F op de glijdende bevestigingen. De belasting bestaat uit het gewicht van de buis met inhoud Fp .

Fw = Fp x μ

Legenda:

Functie:	Omschrijving:	Waarde:
Ff	Kracht op het fixpunt	N
Fw	Wrijvingskracht	N
Fp	Gewicht van de buis = inhoud	N
Fb	Kracht om de expansiebocht te buigen	N
Db	Buitendiameter van de buis	mm
Di	Binnendiameter van de buis	mm
I	Traagheidsmoment van het buismateriaal	mm4
E	Elasticiteitsmodulus van buismateriaal	N/mm2
K	Materiaalconstante
Lb	Lengte van expansiebocht	mm
ΔL (Delta L)	Lengteverandering van de buis	mm
ΔT (Delta T)	Verschil tussen max. en min. temp.	°C
α (Alfa)	Lineaire uitzettingscoëfficiënt van het buismateriaal	mm/m°C
μ (Mu)	Wrijvingscoëfficiënt van glijdende bevestiging
σ (Sigma)	Max. toelaatbare spanning in de buis	N/mm 2
π (Pi)	Wiskundig getal	3.142