-
Формула, чтобы рассчитать вес трубы
-
Рассчитываем вес листа металла
-
Как рассчитать вес арматуры и прутка
-
Общие подходы или немного скучной теории
-
Объём пирамиды
-
Объём усечённой пирамиды
-
Объём клина и обелиска
-
Объём прутка и трубы
-
Объём конуса и усечённого конуса
-
Объём сферических элементов металлоконструкций
-
Объёмы прокатных профилей
-
Для тавра
-
Для двутавровой балки
-
Для уголка
-
Как установить массу конструкции особо сложной формы
При отсутствии возможности для непосредственного взвешивания, массу металлолома можно установить и иными путями. Наиболее точный результат даст расчёт, но не следует пренебрегать и другими возможностями.
Итак, чтобы не грузить читателей лишними формулами, которые все же будут, но ниже, обозначим сразу формулы для расчета самых популярных изделий из стального проката и трубы — трубопроката. Здесь вы не найдете онлайн-калькулятора для расчета веса, лишь формулы, запомнив, которые 1 раз Вам больше не придется пользоваться специальными калькуляторами. Например, при демонтаже металлоконструкций или дымовой трубы, не всегда есть есть под рукой компьютер, интернет или справочник, а конструкции сварены все из сортового проката вот здесь и выручат наши формулы!
Формула, чтобы рассчитать вес трубы
M=(D-s)*s*0,02466
, где
- M — масса одного погонного метра трубы, кг;
- D — наружный диаметр рассчитываемой трубы, мм;
- s — толщина стенки трубы, мм;
- 0,02466 —коэффициент при плотности стали равной 7,850 г/см3.
Эта формула очень точна. Вы можете рассчитать вес трубы и сверить расчетную массу с теоретической в любом сортаменте и значение по формуле будет точнее! Также можно вычислить
к содержанию ↑
M=S*7,85
, где
- M — масса стального листа, кг;
- S — площадь вычисляемого листа, в метрах квадратных;
- 7,85 — вес листа толщиной 1 мм и площадью 1 метр квадратный, в килограммах
Так можно рассчитать вес листа металла любого размера, у которого Вы можете вычислить площадь. Точность расчетов по такой формуле выше, чем теоретическая масса в справочниках, т.к. в сортаменте при расчете массы металла программа округляет значения. Ну а как узнать площадь листа (любой формы — квадрата, прямоугольника, параллелепипеда, трапеции, ромба и т.д. ) — должен знать каждый человек, окончивший среднюю школу.
к содержанию ↑
Как рассчитать вес арматуры и прутка
Для круга, прутка, гладкой арматуры формула для расчета массы будет такой:
M=(0,02466*D2)/4
, где
- M — масса 1 погонного метра круга/арматуры/прутка, кг;
- D — диаметр круга;
- 0,02466 —коэффициент при плотности стали равной 7,850 г/см3
Для расчета веса рифленой арматуры (А2, А3) можно и нужно использовать эту же формулу! Расхождений с теоретической массой не будет, не смотря на различные рисунки поперечных сечений.
Такую кучу металлолома, конечно, без взвешивания нереально посчитать по формулам
к содержанию ↑
Общие подходы или немного скучной теории
Для определения веса любого предмета достаточно умножить его объём на удельный вес. Если с удельным весом всё более-менее понятно, то объём определить труднее (если не рассматривать такие простые формы как куб). Наиболее общим принципом расчёта объёма считается принцип Гюльдена, когда площадь поперечного сечения какого-либо предмета умножают на его высоту. С высотой металлоконструкции проблем также обычно не возникает, её легко (либо почти легко) замерить непосредственно, особенно, если сечение по высоте постоянно. Так можно поступить в отношении стальных труб любого сечения и профиля, двутавров, швеллеров, уголков и т.д. Метод определения массы металлических предметов сложных и непостоянных по высоте форм рассмотрим позднее.
к содержанию ↑
Объём пирамиды
Пирамидальные окончания наверший стальных кованых заборов, дефлекторов и прочих частей металлоконструкций встречаются часто. Объём пирамиды легко рассчитать по формуле:
, где:
- В – площадь основания пирамиды;
- Н – высота пирамиды.
Поскольку в технике основаниями пирамиды могут служить квадрат, прямоугольник или треугольник, то проблема решается весьма просто.
к содержанию ↑
Объём усечённой пирамиды
Форму усечённой пирамиды имеют ограждающие колпаки, защитные задвижки и дверцы. В таких ситуациях используется зависимость:
, где:
- h – высота усечённой пирамиды;
- F – площадь её большего основания;
- f – площадь меньшего основания.
Если пирамидальная часть конструкции, сданной на металлолом, несколько деформирована, то недостающий объём добавляют или удаляют с каждой из сторон.
к содержанию ↑
Объём клина и обелиска
Клин в технике часто является пятигранником, в основании которого лежит прямоугольник, а боковые грани являются равнобедренными треугольниками или трапециями. Формула для расчёта объёма клина имеет вид:
, где:
- а – сторона основания подножия клина;
- а1 – ширина верхушки клина;
- b – толщина клина;
- h — высота клина.
Обелиск — это шестигранник, основанием которого являются прямоугольники, которые расположены в параллельных плоскостях. Противоположные грани при этом симметрично наклонены к основанию обелиска. Объём данного геометрического тела:
, где:
- а и b – размеры длины и ширины большего основания обелиска;
- а а1 и b1 – меньшего основания обелиска;
- h – высота обелиска.
к содержанию ↑
Объём прутка и трубы
Для расчёта всех геометрических сечений, в основе которых лежит круг, не обойтись без параметра π – 3,14 (более высокая точность для металлолома и не требуется). Тогда для цилиндра имеем:
, где:
- R – радиус прутка;
- H – длина/высота прутка.
Для трубы (полого цилиндра) объём рассчитывается по формуле:
, где
r – внутренний радиус трубы.
к содержанию ↑
Объём конуса и усечённого конуса
Геометрические формы конуса и усечённого конуса широко используются при конструировании деталей механизмов и машин. Объём конуса равен:
, где
- R – радиус основания конуса;
- Н – высота конуса.
Для вычисления объёма усечённого конуса используют более сложную зависимость:
, где
R – радиус меньшего основания конуса.
к содержанию ↑
Кроме собственно сферы, в практике приходится считать также объём шарового сегмента и сектора. Используются следующие зависимости:
к содержанию ↑
Объёмы прокатных профилей
Чаще всего приходится определять вес тавров, двутавров, швеллеров, уголков. Для этого используются следующие зависимости:
Для тавра
,где b и b1 – соответственно ширина полки и стенки тавра; h и h1 – толщина основания и полки тавра; Н – высота таврового фрагмента лома;
Для двутавровой балки
,где Н – высота/длина двутаврового элемента; а – толщина стенки двутавра; с и с1 – толщина полки двутавра в основании и по торцу соответственно;
Для уголка
,где Н – длина уголка; l1 – толщина уголка; h1 и h2 соответственно – ширина каждой из полок.
Как установить массу конструкции особо сложной формы
Решение этой задачи возможно двумя способами. Согласно первому из них устанавливают значение так называемого коэффициента заполнения (способ применяется для габаритных узлов, разборка которых либо затруднительна, либо вовсе невозможна). Например, для ползунов кривошипных машин коэффициент заполнения принимают равным 0,3…0,35. Тогда считают массу узла G в предположении, что она сплошная, а затем умножают полученный результат на коэффициент заполнения.
Примерно такую же точность даёт эмпирическая формула Нистратова:
, где Р – номинальное усилие пресса в тоннах.
Оригинально можно установить массу небольших неразъёмных конструкций по объёму вытесненной ими воды. Для этого в тарированную ёмкость наливают до краёв воду. Устанавливают ёмкость в другую со значительно большим объёмом, а затем в первую ёмкость помещают данную конструкцию. Вытесненный ею объём воды взвешивают. Этот объём и будет равен объёму конструкции.
При составлении сметы строительства или демонтажа металлоконструкций, покупке металлопроката или подготовке металлолома к сдаче, для найма подъемных механизмов бывает необходимо вычислить массу и количество металла, вес лома.
Как это сделать
Для получения необходимой информации можно обратиться к справочникам, и они рассчитают теоретический вес. Второй вариант – воспользоваться помощью калькулятора расчета веса металла по размерам. Если нет под рукой Интернета, есть простой выход – использовать школьные формулы вычисления массы по объему и плотности.
По справочникам
Сборник справочных материалов содержит таблицы металлов, по которым легко определить вес металлопроката любого вида, из черного и цветного металлов или сплавов. Кроме этого, в сборнике приведены формулы, чтобы посчитать вес металла по размерам для заготовок различных конфигураций, данные по удельному весу металлов.
К справочнику приходится обращаться при самостоятельном произведении математических расчетов, например, к таблице плотности металлов. Чтобы вычислить массу детали из цветного металла, понадобится переводной коэффициент.
С готовой таблицей легко самостоятельно рассчитать вес листа металла. По данной толщине и марке стали находится теоретический вес 1 м2, искомая величина умножается на площадь листа. Особенно это удобно для стали с рифлением, выступами, цинковым напылением, учитывается также способ прокатки (холодный или горячий).
Упрощается просчет массы швеллера и двутавра – изделий со сложным сечением. Для них есть таблица с указанием номера профиля и соответствующего веса 1 пог. м в кг. Не нужно заморачиваться, чтобы вычислить вес стальной арматуры, к тому же в таблице указано количество погонных метров в 1 т.
Аналогичные таблицы существуют для металлических профилей Г-образного сечения: указан вес 1 м уголка для конкретной толщины и ширины полки. Правда, такие расчеты отличаются от фактического веса, так как таблицы составлены на основе ГОСТа. В реальности же прокат не всегда соответствует государственным стандартам.
Плотность стали зависит от температурных показателей. Все табличные данные соответствуют температуре 20°C. Данное замечание не относится к цветному прокату.
По калькулятору
Посчитать вес металла по размерам можно онлайн либо скачать калькулятор на компьютер (смартфон). Это удобный вид расчета, потому что не нужно перелистывать справочники в поисках нужных таблиц – достаточно задать конкретные параметры. С помощью калькулятора определяют вес железа любой марки и конфигурации с точностью до сотых долей:
- арматуры, прутков;
- листового проката;
- шестигранников, кругов, квадратов;
- труб;
- плит;
- уголков, швеллеров, двутавров.
Существуют также калькуляторы для цветного проката и для определения объемного веса металла, который важно знать для грузоперевозок.
Алгоритм работы с калькулятором простой:
- Выбирается тип проката, вид изделия и марка металла.
- Заносятся результаты замеров.
- Нажимается кнопка «Посчитать».
Особенно удобна калькуляция для изделий с нестандартной и сложной формой. Кроме того, можно определять метраж изделия по его весу, т.е. переводить килограммы в метры.
Расчет веса по математическим формулам
Вес любого изделия находится так: M = ρV (ρ – плотность, V – объем изделия) или по формуле массы через площадь сечения: M = ρSL (S — площадь сечения, L — длина). Для углеродистой стали принято использовать усредненное значение ρ, равное 7850 кг/м3 или 0,00785 г/мм3, либо 7,85 г/см3 (в зависимости от выбранных единиц измерений). Самое простое вычисление – это масса стального куба со стороной 1 м. Она равна 7850 кг, или 7,85 т.
Различают практические и теоретические формулы массы. Первые адаптированы к определенным условиям, чтобы облегчить и ускорить расчеты.
Листовой прокат
Для расчета веса листового металла нужно перемножить 3 измерения – длину, ширину и толщину изделия, полученный результат умножить на плотность металла. Например: длина проката 1 м, ширина – 2 м, толщина – 2мм, тогда M = 1×2×0,002×7850 = 31,4 (кг).
При определении массы нескольких одинаковых листов железа, достаточно рассчитать вес 1 листа и умножить на количество.
Пруток, проволока и арматура
Для определения массы прутка или любого изделия круглого сечения, используется такая теоретическая формула: M= πR2Lρ, где L – длина, R – радиус заготовки, π = 3,14, ρ – плотность металла. Другая, практическая, формула: M = (0,02466R2)L. Ее можно использовать и для рифленой арматуры.
Из объема найти массу прямоугольного прутка совсем просто. Нужно перемножить длину, ширину и толщину (это объём V), затем найти в справочнике соответствующую плотность и умножить ее на V: M = ABLρ, где A, B – ширина и толщина.
Круг
Чтобы найти вес металлического круга, нужно подставить числовые значения в формулу: M = πR2dρ (R– радиус, d – толщина).
Шестигранный пруток
Лучше всего обратиться за помощью к готовым таблицам, но в их отсутствии расчеты можно произвести самостоятельно:
M = (3√3/2)а2Lρ,
где а – длина стороны шестигранника (мм), L – длина прутка (мм), ρ = 0,00785 г/мм3.
Прямоугольный профиль
Узнать массу прямоугольной профильной трубы можно так:
M = 2(a+b)sLρ,
где a и b – ширина и высота сечения (мм), s – толщина стенки (мм), L – длина трубы (мм), ρ = 0,00785 г/мм3 . Если стенки разной толщины, проводится несколько измерений и находится среднее значение.
Масса круглой трубы
Посчитать вес металла по размерам в данном случае можно по следующим формулам:
M = π(R2 – r2)Lρ, M = 2πRsLρ, M = (D-s)s×0,2466
где М – масса, R2 – внешний радиус, r2 – внутренний радиус, L – длина трубы, ρ. – плотность стали, s – толщина стенки, 0,2466 – константа, соответствующая плотности углеродистой стали ρ = 7,85 г/см3.
Трубу с закрытым концом можно рассматривать как бочку и применить для нахождения ее веса представленные выше формулы для трубы и круга.
Вес фигурных изделий
Посчитать массу, зная объем и плотность, можно для изделий любой конфигурации. Нужно только правильно вычислить объем и подставить значение в известную формулу M = Vρ.
Объем пирамиды рассчитывается по формуле: V = 1/3 SH, где S – площадь основания, H – высота пирамиды.
Для усеченной пирамиды V = 1/3 h(F + f + √Ff), где F и f – площади большего и меньшего основания.
Объем цилиндра: V = πR2H.
Объем конуса: V = 1/3 πR2H, объем усеченного конуса: V = 1/3 πH(R2 + Rr + r2), где H – высота, R и r – радиусы большего и меньшего основания.
Объем шара: V = πD3/6 (D – диаметр).
Для уголка: V = s(h1 + h2)L, где L – длина уголка, s – толщина металла, h1 и h2 – ширина полок.
Объем изделия витиеватой формы и небольших габаритов находят по количеству вытесненной жидкости, поместив его в емкость с водой.
Если конструкция изготовлена из разных металлов и сплавов, тогда можно найти ее массу через вес отдельных деталей.
Теоретический вес рассчитывается по формулам, практический (фактический) определяется взвешиванием. Естественно, что всегда между этими величинами будет несоответствие. Расчет массы заготовки, произведенный самостоятельно по математическим формулам, также может отличаться от табличных или же выданных калькулятором.
Для получения более точных результатов целесообразно пользоваться данными справочников или электронных вычислительных устройств.
Калькулятор веса стального листа
Листовой металл — это изготавливаемая прокаткой заготовка из определенного материала, чаще всего стали, которая находит широкое применение в промышленном производстве, строительстве, автомобилестроении и других отраслях.
Листовая сталь — самый популярный вид листовых заготовок, который производится по технологии холодной или горячей прокатки. В первом случае сталь будет называться холоднокатаной (максимальная толщина листа до 5 мм), а во втором — горячекатаной.
Калькулятор веса листового металла KALK.PRO позволяет рассчитать массу листовой стали по известной толщине и площади. Вы также можете ознакомиться с марочником металлов и нормативными документами в соответствующих вкладках инструмента. Калькулятор работает на основании ГОСТ 19903-74 «Прокат листовой горячекатаный».
Используя калькулятор можно найти вес листового проката любого размера и толщины, например листы 1, 3, 6, 8, 10 мм и т. д., стандартный материал – углеродистая сталь Ст3ст с плотностью 7850 кг/м3.
По умолчанию считается вес 1м2 стали листовой.
Для того чтобы рассчитать вес листового металла на нашем калькуляторе, необходимо придерживаться инструкции:
- Выберите тип металла (по умолчанию Сталь).
- Подтвердите тип сортамента – Лист / Плита.
- Выберите марку металла (по умолчанию Сталь Ст3ст).
- Укажите параметры листа – толщина t (мм), ширина a (мм), длина b (мм).
- Введите количество металлопроката, шт.
Формула расчета веса листового металла
Вес листового металла, также можно рассчитать самостоятельно с помощью простых математических формул и таблиц по ГОСТ.
Формула расчета веса листа металла: m = a × b × t × ρ
- a – ширина;
- b – длина;
- t – толщина;
- ρ – плотность.
Таблица веса 1 м2 листового металла по ГОСТ 19903-74
Данная таблица распространяется на листовой горячекатаный стальной прокат шириной 500-4400 мм, толщиной от 0,5 до 160 мм.
| Размер листа (ТхШхД), мм | Толщина листа, мм | Вес 1 метра квадратного, кг | Масса листа, кг |
| 0,5х1250х2500 | 0,5 | 3,93 | 12,27 |
| 0,7х1250х2500 | 0,7 | 5,5 | 17,17 |
| 0,8х1250х2500 | 0,8 | 6,28 | 19,63 |
| 1х1250х2500 | 1,0 | 7,85 | 24,53 |
| 1,2х1250х2500 | 1,2 | 9,42 | 29,44 |
| 1.5х1250х2500 | 1,5 | 11,78 | 36,80 |
| 2х1250х2500 | 2 | 15,70 | 49,06 |
| 2,5х1250х2500 | 2,5 | 19,63 | 61,33 |
| 3х1250х2500 | 3 | 23,55 | 73,59 |
| 3,5х1250х2500 | 3,5 | 27,48 | 85,86 |
| 4х1500х6000 | 4 | 31,40 | 282,60 |
| 5х1500х6000 | 5 | 39,25 | 353,25 |
| 6х1500х6000 | 6 | 47,10 | 423,90 |
| 7х1500х6000 | 7 | 54,95 | 494,55 |
| 8х1500х6000 | 8 | 62,80 | 565,20 |
| 1500х6000 | 9 | 70,65 | 635,85 |
| 10х1500х6000 | 10 | 78,50 | 706,50 |
| 12х1500х6000 | 12 | 94,20 | 847,80 |
| 14х1500х6000 | 14 | 109,90 | 989,10 |
| 16х1500х6000 | 16 | 125,60 | 1130,40 |
| 18х1500х6000 | 18 | 141,30 | 1271,70 |
| 20х1500х6000 | 20 | 157,00 | 1413,00 |
| 22х1500х6000 | 22 | 172,70 | 1554,30 |
| Размер листа (ТхШхД), мм | Толщина листа, мм | Вес 1 метра квадратного, кг | Масса листа, кг |
| 25х1500х6000 | 25 | 196,25 | 1766,25 |
| 28х1500х6000 | 28 | 219,80 | 1978,20 |
| 30х1500х6000 | 30 | 235,50 | 2119,50 |
| 32х1500х6000 | 32 | 251,20 | 2260,80 |
| 35х1500х6000 | 35 | 274,75 | 2472,75 |
| 36х1500х6000 | 36 | 282,60 | 2543,40 |
| 40х1500х6000 | 40 | 314,00 | 2826,00 |
| 45х1500х6000 | 45 | 353,25 | 3179,25 |
| 50х1500х6000 | 50 | 392,50 | 3532,50 |
| 55х1500х6000 | 55 | 431,75 | 3885,75 |
| 60х1500х6000 | 60 | 471,00 | 4239,00 |
| 65х1500х6000 | 65 | 510,25 | 4592,25 |
| 70х1500х6000 | 70 | 549,50 | 4945,50 |
| 80х1500х6000 | 80 | 628,00 | 5652,00 |
| 90х1500х6000 | 90 | 706,50 | 6358,50 |
| 100х1500х6000 | 100 | 785,00 | 7065,00 |
| 110х1500х6000 | 110 | 863,50 | 7771,50 |
| 120х1500х6000 | 120 | 942,00 | 8478,00 |
| 130х1500х6000 | 130 | 1020,50 | 9184,50 |
| 140х1500х6000 | 140 | 1099,00 | 9891,00 |
| 150х1500х6000 | 150 | 1177,50 | 10597,50 |
| 160х1500х6000 | 160 | 1256,00 | 11304,00 |
По справочникам
Сборник справочных материалов содержит таблицы металлов, по которым легко определить вес металлопроката любого вида, из черного и цветного металлов или сплавов. Кроме этого, в сборнике приведены формулы, чтобы посчитать вес металла по размерам для заготовок различных конфигураций, данные по удельному весу металлов.
К справочнику приходится обращаться при самостоятельном произведении математических расчетов, например, к таблице плотности металлов. Чтобы вычислить массу детали из цветного металла, понадобится переводной коэффициент.
С готовой таблицей легко самостоятельно рассчитать вес листа металла. По данной толщине и марке стали находится теоретический вес 1 м2, искомая величина умножается на площадь листа. Особенно это удобно для стали с рифлением, выступами, цинковым напылением, учитывается также способ прокатки (холодный или горячий).
Упрощается просчет массы швеллера и двутавра – изделий со сложным сечением. Для них есть таблица с указанием номера профиля и соответствующего веса 1 пог. м в кг. Не нужно заморачиваться, чтобы вычислить вес стальной арматуры, к тому же в таблице указано количество погонных метров в 1 т.
Аналогичные таблицы существуют для металлических профилей Г-образного сечения: указан вес 1 м уголка для конкретной толщины и ширины полки. Правда, такие расчеты отличаются от фактического веса, так как таблицы составлены на основе ГОСТа. В реальности же прокат не всегда соответствует государственным стандартам.
Плотность стали зависит от температурных показателей. Все табличные данные соответствуют температуре 20°C. Данное замечание не относится к цветному прокату.
О какой физической характеристике пойдет речь?
Плотность представляет собой величину, которая характеризует количество вещества, находящегося в известном объеме. Согласно этому определению, ее можно математически вычислить так:
ρ = m/V.
Обозначают эту величину греческой буквой ρ (ро).
Плотность является универсальной характеристикой, поскольку по ней можно сравнивать разные материалы. Этот факт можно использовать для их идентификации, что и сделал греческий философ Архимед, согласно легенде (он смог установить подделку золотой короны, измерив величину ρ для нее).
Этот параметр для конкретного материала зависит от двух основных факторов:
- от массы составляющих вещество атомов и молекул;
- от средних межатомных и межмолекулярных расстояний.
Например, любой из переходных металлов (золото, железо, ванадий, вольфрам) имеет большую плотность, чем любой углеродный материал, поскольку масса атома последнего в десятки раз меньше. Другой пример. Графит и алмаз — это две углеродные структуры. Второй является более плотным, поскольку межатомные расстояния в его решетке меньше.
По калькулятору
Посчитать вес металла можно онлайн либо скачать калькулятор на компьютер (смартфон). Это удобный вид расчета, потому что не нужно перелистывать справочники в поисках нужных таблиц – достаточно задать конкретные параметры. С помощью калькулятора определяют вес железа любой марки и конфигурации с точностью до сотых долей:
- арматуры, прутков;
- листового проката;
- шестигранников, кругов, квадратов;
- труб;
- плит;
- уголков, швеллеров, двутавров.
Существуют также калькуляторы для цветного проката и для определения объемного веса металла, который важно знать для грузоперевозок.
Алгоритм работы с калькулятором простой:
- Выбирается тип проката, вид изделия и марка металла.
- Заносятся результаты замеров.
- Нажимается кнопка «Посчитать».
Особенно удобна калькуляция для изделий с нестандартной и сложной формой. Кроме того, можно определять метраж изделия по его весу, т.е. переводить килограммы в метры.
Онлайн калькулятор металлопроката
К металлопрокату относится вся продукция, которая прошла горячий или холодный прокат на специальных станках. На сегодняшний день существует много видов с различными характеристиками. Запомнить плотность каждого металла и сплава невозможно. Поэтому и рассчитать тоннажность крайне сложно. Для этого используйте калькулятор металла на нашем сайте. Он быстро произведет расчеты исходя из особенностей изделия.
Расчет веса по математическим формулам
Вес любого изделия находится так: M = ρV (ρ – плотность, V – объем изделия) или по формуле массы через площадь сечения: M = ρSL (S — площадь сечения, L — длина). Для углеродистой стали принято использовать усредненное значение ρ, равное 7850 кг/м3 или 0,00785 г/мм3, либо 7,85 г/см3 (в зависимости от выбранных единиц измерений). Самое простое вычисление – это масса стального куба со стороной 1 м. Она равна 7850 кг, или 7,85 т.
Различают практические и теоретические формулы массы. Первые адаптированы к определенным условиям, чтобы облегчить и ускорить расчеты.
Листовой прокат
Для расчета веса листового металла нужно перемножить 3 измерения – длину, ширину и толщину изделия, полученный результат умножить на плотность металла. Например: длина проката 1 м, ширина – 2 м, толщина – 2мм, тогда M = 1×2×0,002×7850 = 31,4 (кг).
При определении массы нескольких одинаковых листов железа, достаточно рассчитать вес 1 листа и умножить на количество.
Пруток, проволока и арматура
Для определения массы прутка или любого изделия круглого сечения, используется такая теоретическая формула: M= πR2Lρ, где L – длина, R – радиус заготовки, π = 3,14, ρ – плотность металла. Другая, практическая, формула: M = (0,02466R2)L. Ее можно использовать и для рифленой арматуры.
Из объема найти массу прямоугольного прутка совсем просто. Нужно перемножить длину, ширину и толщину (это объём V), затем найти в справочнике соответствующую плотность и умножить ее на V: M = ABLρ, где A, B – ширина и толщина.
Круг
Чтобы найти вес металлического круга, нужно подставить числовые значения в формулу: M = πR2dρ (R– радиус, d – толщина).
Шестигранный пруток
Лучше всего обратиться за помощью к готовым таблицам, но в их отсутствии расчеты можно произвести самостоятельно:
M = (3√3/2)а2Lρ,
где а – длина стороны шестигранника (мм), L – длина прутка (мм), ρ = 0,00785 г/мм3.
Прямоугольный профиль
Узнать массу прямоугольной профильной трубы можно так:
M = 2(a+b)sLρ,
где a и b – ширина и высота сечения (мм), s – толщина стенки (мм), L – длина трубы (мм), ρ = 0,00785 г/мм3 . Если стенки разной толщины, проводится несколько измерений и находится среднее значение.
Масса круглой трубы
Рассчитывают вес трубы по следующим формулам:
M = π(R2 – r2)Lρ, M = 2πRsLρ, M = (D-s)s×0,2466
где М – масса, R2 – внешний радиус, r2 – внутренний радиус, L – длина трубы, ρ. – плотность стали, s – толщина стенки, 0,2466 – константа, соответствующая плотности углеродистой стали ρ = 7,85 г/см3.
Трубу с закрытым концом можно рассматривать как бочку и применить для нахождения ее веса представленные выше формулы для трубы и круга.
Вес фигурных изделий
Посчитать массу, зная объем и плотность, можно для изделий любой конфигурации. Нужно только правильно вычислить объем и подставить значение в известную формулу M = Vρ.
Объем пирамиды рассчитывается по формуле: V = 1/3 SH, где S – площадь основания, H – высота пирамиды.
Для усеченной пирамиды V = 1/3 h(F + f + √Ff), где F и f – площади большего и меньшего основания.
Объем цилиндра: V = πR2H.
Объем конуса: V = 1/3 πR2H, объем усеченного конуса: V = 1/3 πH(R2 + Rr + r2), где H – высота, R и r – радиусы большего и меньшего основания.
Объем шара: V = πD3/6 (D – диаметр).
Для уголка: V = s(h1 + h2)L, где L – длина уголка, s – толщина металла, h1 и h2 – ширина полок.
Объем изделия витиеватой формы и небольших габаритов находят по количеству вытесненной жидкости, поместив его в емкость с водой.
Если конструкция изготовлена из разных металлов и сплавов, тогда можно найти ее массу через вес отдельных деталей.
Теоретический вес рассчитывается по формулам, практический (фактический) определяется взвешиванием. Естественно, что всегда между этими величинами будет несоответствие. Расчет массы заготовки, произведенный самостоятельно по математическим формулам, также может отличаться от табличных или же выданных калькулятором.
Для получения более точных результатов целесообразно пользоваться данными справочников или электронных вычислительных устройств.
Плотность металлов
Это самая многочисленная группа периодической таблицы Менделеева. Металлом является любое вещество, которое обладает высокой тепло- и электропроводностью, характерным блеском поверхности при ее полировке, способностью к пластической деформации.
Такой химический элемент обладает низкой электроотрицательностью в сравнении с такими веществами, как азот, кислород и углерод. Этот факт приводит к тому, что в объемных структурах атомы металла образуют друг с другом металлическую связь. Она представляет собой электрическое взаимодействие между положительно заряженными ионными основаниями и отрицательным электронным газом.
Атомы металлов в пространстве располагаются в виде упорядоченной структуры, которая называется кристаллической решеткой. Существует всего три их типа:
- кубическая;
- ОЦК (объемно-центрированная кубическая);
- ГПУ (гексагональная плотноупакованная);
- ГЦК (гранецентрированная кубическая).
Плотность металлов — это физическая величина, которая зависит от типа кристаллической решетки. Ниже приводится таблица этого параметра для всех химических элементов в г/см3, которые при нормальных условиях находятся в твердом состоянии.
Из таблицы следует, что плотность металлов — это изменяющаяся в широких пределах величина. Так, самым слабым является литий, который при одинаковых объемах в два раза легче воды. Плотность редкого металла осмия является самой большой в природе. Она составляет 22,59 г/см3.
Почему лучше использовать калькулятор расчета металла
Металлопрокат используется повсеместно: в строительстве, ЖКХ и т.д. Часто требуется его транспортировка. Однако машины имеют определенную грузоподъемность, превышение которой недопустимо. Тут встает вопрос, как узнать тоннажность металла, если его нельзя разместить на весах из-за большого объема? Данный расчет выполняет специальный калькулятор, разработанный так, что способен учесть все особенности металлопроката, включая нестандартную форму.
Не рассчитав вес металлопроката вы рискуете переплатить за доставку груза. Если вызовете фуру, которая будет слишком большой для транспортировки, то вы однозначно переплатите. Стоимость доставки будет высокой. При решении сэкономить, рискуете оформить машину с меньшей грузоподъемностью. В результате вам придется либо заказывать еще один грузовик, либо оформлять более большой грузовой транспорт. Результат будет аналогичным — переплата и потеря времени.
Раньше люди самостоятельно занимались расчетом массы определенного количества металлопроката. Однако они были крайне сложными и часто приводили к ошибкам. С популяризацией интернета, рассчитать вес металлопроката не составит труда.
Определение и использование плотности
В природе лишь некоторые металлы присутствуют в большом количестве. Удельный вес железа в земной коре 4,6%, алюминия — 8,9%, магния — 2,1%, титана — 0,63%. Металлы незаменимы в большинстве сфер человеческой деятельности. Их производство растёт год от года. Для удобства металлы разделены на группы.
Железо и его сплавы
Чёрными металлами принято называть стали и чугуны разных марок. Сплав железа и углерода считается сталью, если железа не менее 45%, а содержание углерода 0,1%—2,14%. Чугуны, соответственно, углерода содержат больше.
Для получения необходимых свойств сталям и сплавам их легируют (присаживают при переплаве легирующие добавки). Таким образом плавят заданные марки. Все марки металла строго соответствуют определённым техническим условиям. Свойства каждой марки регламентированы государственными стандартами.
В зависимости от состава плотность стали варьируется в диапазоне 7,6—8,8 (г/см³) в СГС или 7600—8800 (кг/м³) в СИ (это видно из таблицы 1). Конечно, сталь имеет сложную структуру, это не смесь различных веществ. Однако присутствие этих веществ и их соединений изменяют свойства, в частности, плотность. Поэтому самыми большими плотностями обладают быстрорежущие стали с высоким содержанием вольфрама.
Цветные металлы и их сплавы
Изделия из бронзы, латуни, меди, алюминия широко применяются на производстве:
- Обычно бронзы это сплавы меди с оловом, алюминием, свинцом и бериллием. Однако в бронзовом веке, когда удельный вес бронзы в общей массе металлических изделий составлял почти 100%, это были сплавы медь — мышьяк.
- Сплавы на основе цинка — латуни. В латуни может присутствовать олово, но его количество меньше, чем цинка. Чтобы получить сыпучую стружку, иногда добавляют свинец. Кроме ювелирных сплавов латуни и бронзы, они нужны для деталей машин и морских судов, скобяных изделий, пружин. Некоторые сорта применяют в авиации и ракетостроении.
- Дюралюминий (дюраль) — сплав алюминия с медью (меди 4,4%) — это высокопрочный сплав. Главным образом применяется в авиации.
- Титан по прочности превосходит многие марки стали. Одновременно он вдвое легче. Эти качества сделали его незаменимым в большинстве отраслей промышленности. А также он широко применяется в медицине (протезировании). Удельный вес титана в производстве летательных аппаратов достигает 70% от всего выплавляемого в мире. Около 15% титана идёт для химического машиностроения.
- Серебро и золото — первые металлы, с которыми познакомился человек. За всю историю существования человечества эти металлы, по большей части, шли на ювелирные изделия. И в настоящее время тенденция сохраняется.
- Вольфрам из-за высокой тугоплавкости незаменим в приборостроении. Большая плотность позволяет применять его, как защиту от радиации.
- Никель и хром образуют нихром — жаропрочный пластичный сплав, очень долговечный и надёжный.
Различные марки сталей и чугунов, бронз и других металлов имеют разный химический состав и разную плотность. Плотности всех востребованных материалов измерены и систематизированы. Таблицы, содержащие эти данные доступны пользователям. С их помощью можно легко найти массу изделия заданной формы.
Что это — плотность металлов, как она определяется? Расчет плотности для осмия
Плотность является важной физической величиной для любого агрегатного состояния материи. В данной статье рассмотрим вопрос, что это — плотность металлов, приведем таблицу этого параметра для химических элементов и расскажем о самом плотном металле на Земле.
Как находят величину?
Плотность металлов — это характеристика, которую можно определить двумя принципиально разными способами:
- экспериментальным;
- теоретическим.
Экспериментальные методы бывают следующего вида:
- Непосредственные измерения веса тела и его объема. Последний легко вычислить, если известны геометрические параметры тела, а его форма является идеальной, например, призмой, пирамидой или шаром.
- Гидростатические измерения. В этом случае используются специальные весы, изобретенные еще Галилеем в XVI веке. Принцип их действия достаточно прост: сначала взвешивают тело неизвестной плотности в воздухе, а затем — в жидкости (воде). После этого по простой формуле вычисляют искомую величину.
Что касается теоретического способа определения плотности металлов — это достаточно простой метод, который требует знания типа кристаллической решетки, межатомного расстояния в ней и массы атома. Далее покажем на примере осмия, как этот метод применяют.
Перевозки изделий из металлов
В системе грузоперевозок задействовано такое понятие, как «объёмный вес». Если масса предмета в одном кубическом метре 167 кг, то такой вес считается физическим, а если меньше — объёмным. Например, масса куба стали углеродистой — 7750 кг. Другими словами, объёмный вес стали 7750 кг. Эти расчёты нужны, чтобы определить, какой объем займёт перевозимый груз.
Однако в зависимости от того, какие металлические изделия перевозятся, объем будет меняться. Предположим, что есть несколько различных метизов одной и той же марки стали. По идее, они обладают одинаковой плотностью. Однако слитки, крупносортные изделия и бунты проволоки обладают различным объёмом, а следовательно, при их перевозке займут больше или меньше места на транспорте. Таким образом, они обладают разным объёмным весом. При любых условиях кубометр стали больше 167 кг, следовательно, его не назовёшь объёмным.
Металл получил достаточно широкое применение в различных отраслях промышленности. Создавая металлические конструкции необходимо предварительно рассчитать два таких важных показателя: прочность, общий вес. Прочность конструкции может быть рассчитана по методикам теории сопротивления материалов.
Вес рассчитывается с учётом следующих характеристик:
- стандартная плотность образца (определяется по физическим характеристикам);
- форма металла (согласно существующего сортамента – листовой прокат, швеллер, уголок, труба, так далее);
- геометрическая форма, размеры детали.
Наличие многообразных форм металлических изделий требует индивидуального подхода при проведении расчёта следующих параметров:
- массы всей металлической конструкции;
- необходимый объём металла.
Считаем вес листового проката
Расчёт веса металлопроката достаточно простая задача подобного класса. Простота определяется формой исследуемого образца. Чтобы приступить к вычислениям, необходимо знать следующие характеристики:
- геометрические размеры исследуемого образца;
- плотность металла (для стали можно использовать усреднённый показатель, который равен 7850 кг/м3);
Первый этап предполагает вычисление веса листа металла площадью один квадратный метр толщиной один миллиметр. Вычисляют объём этого образца, умножают на плотность стали. Его получают стандартным перемножением трёх геометрических параметров между собой длины, ширины, высоты. Перемножив полученный результат на плотность, получают значение равное 7,8 кг/м3. Оно позволит вычислить вес листа любого геометрического размера и формы. Удобно тем, что не зависит от длины, ширины, толщины. Можно получить конечное значение, не прибегая к предварительному пересчёту. Поэтому основной задачей будет вычисление объёма выбранного листа. 
Например, вес листа, размер которого составляет длиной один метр, шириной два метра, толщиной 0,35 мм будет весить 5,5 кг. Лист толщиной 5 мм, размерами 1,5 м в ширину и длиной 6 метров будет весить 353,25 кг. Прежде чем применять металлический лист как перекрытие или строительную конструкцию следует оценить его вес. 
Что такое переводной коэффициент?
Он позволяет рассчитать вес изделий из любого материала. Его получают, как отношение плотности выбранного материла к значению плотности стали. Далее для вычисления искомого параметра достаточно вычислить такой параметр стального изделия заданной формы. Полученный результат умножит на переводной коэффициент для данного материала.
Коэффициент является безразмерной величиной. Имеет свои конкретные значения у различных металлов и сплавов. Например, алюминий имеет 0,34, медь – 1,14, к бронзе марки ОЦС5-5-5 применяют 1,12.
Чтобы вычислить вес листа из указанной бронзы необходимо получить параметр такого же листа из стали, перемножив с переводным коэффициентом. 
Такую же методику расчёта, применение переводного коэффициента, справедливо применять к неметаллическим изделиям прямоугольной формы. Например, к текстолиту с коэффициентом 0,18, органическому стеклу – 0,15. Полученные результаты будут удовлетворять требованиям по точности.
Чем усложняется расчёт веса металла?
Серьёзным различием в полученных данных по расчёту массы стального изделия является технология его производства. Разница между холоднокатаным прокатом металла и горячекатаным может быть достаточно существенная. Речь идет о точности геометрических характеристик при сохранении плотности по всей протяжённости изделия. Применение непрерывного нагрева и последующего охлаждения приводит к таким негативным явлениям как окисление, рекристаллизация. Неравномерность этих процессов вызывает изменение такого параметра как толщина. 
Точность расчетов холоднокатаных и горячекатаных металлических профилей будет отличаться. Погрешность, вызванная нестабильностью толщины, требует получения некоторого усредненного значения.
Как вычислить массу профиля прямоугольного сечения?
Прямоугольный профиль представляет собой параллелепипед с заданной толщиной стенки. Толщина стенки задаётся в технической документации на конкретный образец. 
Расчёт массы можно произвести двумя способами. В первом способе рассчитывают площадь сечения: для листа заданной толщины. Рассчитывают массу прямоугольного параллелепипеда по внешним размерам. Затем производят такие же вычисления для параллелепипеда с внутренними размерами. Разность двух значений и будет являться искомой характеристикой. Во втором способе рассчитывают значение веса одной стенки конструкции. Если сечение квадратное, умножают на четыре. Если прямоугольное – вычислят отдельно величину меньшей и большей стенки. Затем умножив каждое значение на два, и сложив результаты, получают итоговый показатель. 
Для упрощения процесса разработаны специальные таблицы.
Определяем вес профиля круглого сечения
К металлопрокату круглого сечения относятся сплошные прутки, арматура, трубы различного диаметра. Подход к решению задачи сохраняется прежним. Если изделия является сплошным, необходимо вычислить объём, умножить на плотность материала. Объем металла вычисляется по известным геометрическим формулам. 
Если круглая заготовка является внутри полой, необходимо знать толщину стенки. Далее можно воспользоваться одним из способов, применимым для расчёта значения прямоугольного проката. Отличие будут составлять только расчётные соотношения для нахождения объёма.
Как узнать массу шестигранного профиля?
Часто применяются сплошные металлические прутки, имеющие шестигранное сечение. Методика расчёта таких изделий сохраняется прежней. Необходимо вспомнить из школьного курса геометрии, как вычисляется объём правильного шестигранного параллелепипеда. Задача значительно упрощается, зная размер или номер, такого проката. Все номера приводятся стандартизованной таблицей.
У шестигранного профиля с самым маленьким номером 10 вес составляет всего 0,68 кг, у самого большого №60 вес равен 24,5 кг.
В основу вычислений положена формула расчёта объёма правильной шестигранной призмы. Вычислив этот объём, его умножают на плотность металла. Получают массу шестигранного изделия. Следует помнить, что применение упрощённых методик даёт приближённые результаты. Их используют, проводя экспресс оценки. При детальной разработке проектной документации применяются более точные показатели.
Как узнать массу трубы
Нахождение параметра металлической трубы любого диаметра производиться аналогично методике для круглого профиля. Рассчитывают разницу площадей двух кругов. Первый имеет внешний радиус трубы. Второй имеет внутренний радиус трубы. Полученную разность умножают на длину трубы, вычисляя объем металла. Умножив на плотность стали, находят массу трубы заданной длины. Операция с изделиями цветных металлов упрощается благодаря применению переводного коэффициента. 
При работе с готовыми таблицами следует найти данные для прутка 1 м с радиусом равным величине внешнего диаметра. Вычислить величину прутка диаметр, которого равен величине внутреннего диаметра. Вычесть из большего значения меньшее значение, получится искомый результат. Его следует умножить на длину образца.
Как рассчитать массу уголка, швеллера, двутавровой балки
Расчёт параметра производится с использованием данных о ширине полки, толщине металла. Изделие рассматривают как половину прямоугольного профиля.
Для всего сортамента металлопроката существуют готовые расчётные таблицы.
Однако уголки различных производителей имеют реальные весовые характеристики отличные от табличных данных. Они намеренно снижают толщину полки. Мотивируют стремлением к удешевлению продукции. Разница параметра значительно отличается от параметров, предусмотренных ГОСТ. Весовые характеристики швеллера, двутавровые балки определяются по данным таблиц. Это вызвано трудностями расчёта объёма сложных геометрических фигур.