Рельсобалочная конструкция с двуглавыми рельсами
Изобретение относится к конструкциям внутрицехового транспорта преимущественно с тяжелым интенсивным режимом работы кранов при числе циклов нагружений более 20 миллионов за весь срок эксплуатации. Рельсобалочная конструкция содержит подкрановую балку, верхний пояс которой выполнен из прокатного крестообразного профиля. На крестообразном профиле размещены два двуглавых рельса. Сбоку к основной балке симметрично примыкает тормозная балка. Шейка каждого двуглавого рельса выполнена прогнутой по дуге круга и размещена в лоткообразном элементе, выполненном на вертикальном элементе крестообразного верхнего пояса. Двуглавые рельсы контактируют боковыми поверхностями одних из их глав с образованием центральной главы, опирающейся на вертикальный элемент верхнего пояса. Технический результат изобретения - повышение долговечности и ремонтопригодности рельсобалочной конструкции и снижение ее материалоемкости. 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к конструкциям внутрицехового транспорта преимущественно с тяжелым интенсивным режимом работы кранов (8К, 7К) при числе циклов нагружений более 20 миллионов за весь срок эксплуатации.
Известен четырехглавый рельс [1]. Прокат цельного четырехглавого рельса затруднен, и центр тяжести такого рельса по отношению к рельсобалочной конструкции понижен, что снижает ее эффективность.
Сварной же шов подкрановой балки с желобчатым верхним поясом [2] всегда имеет дефекты, допускаемые техническими условиями [3, с. 5]. Поэтому сварной шов должен быть помещен в малонапряженной зоне, то есть на достаточном удалении от возмущающих сил Р и Т [4].
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является рельсобалочная конструкция, раскрытая в RU 2183186 С1, опубл. 10.06.2002, содержащая подкрановую и тормозную балки и закрепленные на подкрановой балке два двуглавых рельса, главы каждого из которых соединены посредством шейки.
Технический результат изобретения - повышение долговечности и ремонтопригодности рельсобалочной конструкции и снижение ее материалоемкости.
Он реализован тем, что в рельсобалочной конструкции, содержащей подкрановую и тормозную балку и закрепленные на подкрановой балке два двуглавых рельса, главы каждого из них соединены посредством шейки.
Отличие в том, что подкрановая балка выполнена с крестообразным верхним поясом, имеющим вертикальный элемент, пересекающийся с лоткообразным элементом, обращенным выпуклостью вниз.
Шейка каждого из двуглавых рельсов изогнута по дуге круга и помещена в лоткообразный элемент. Упомянутые рельсы помещены симметрично относительно вертикального элемента крестообразного верхнего пояса и расположены с контактированием боковых поверхностей одних из глав между собой. Контактирующие главы образуют центральную главу, опирающуюся на упомянутый вертикальный элемент крестообразного верхнего пояса.
Центральная глава воспринимает вертикальные силы от основных колес крана и горизонтальные силы от его направляющих роликов.
Шейки двуглавых рельсов с лоткообразным элементом и упомянутые рельсы с вертикальным элементом крестообразного верхнего пояса соединены полыми заклепками с внедряемыми в них сердечниками, а тормозная балка выполнена в зоне сопряжения с подкрановой балкой швеллерного сечения.
Сопоставление разработанной рельсобалочной конструкции с аналогами показывает ее существенные отличия:
- все четыре главы четырехглавого рельса находятся на верхнем краю рельсобалочной конструкции, что обеспечивает снижение материалоемкости;
- прокат четырехглавого рельса упрощается, так как первоначально прокатывается двуглавый рельс с прямолинейной шейкой, а затем в процессе проката шейка рельса принимает очертание, например, по дуге круга;
- усталостные трещины в разработанной конструкции появиться не могут, так как сварной шов с неизбежными дефектами в нем [3, с.5] размещен в зоне, где локальные напряжения близки к нулю (снижение локальных напряжений пропорционально кубу расстояния от возмущающих сил Р и Т [4]).
Таким образом, разработанная конструкция существенно отличается от аналогов.
На фиг.1 показано сечение рельсобалочной конструкции, на фиг.2 - вид сбоку, на фиг.3 - ее опорные ребра.
Рельсобалочная конструкция содержит основную подкрановую балку 1, верхний пояс которой выполнен из прокатного крестообразного профиля 2. На крестообразном профиле 2 размещены два двуглавых рельса 3. Сбоку к основной балке 1 симметрично относительно оси Y примыкают тормозные балки 4.
В единое целое рельсобалочная конструкция объединена [5] - полыми заклепками с внедряемыми выстрелами сердечниками.
Нижняя часть подкрановой балки 1 выполнена как обычно. Нижний пояс и стенка выполнены из листов, причем заранее верхний край стенки отбортован и образуется продольное ребро.
Верхний пояс подкрановой балки 1 выполнен прокатным из крестообразного профиля 2, состоящего из вертикального элемента a, пересекающегося с лоткообразным элементом b, имеющим положительную кривизну, то есть выпуклостью вниз.
На крестообразном профиле 2 неподвижно (сдвигоустойчиво) закреплены симметрично относительно вертикальной оси Y два двуглавых рельса 3.
Тормозные 4 балки прикреплены к главной 1 балке неподвижно (сдвигоустойчиво).
Главы d каждого из рельсов 3 соединены друг с другом трубчатой шейкой i, вложенной в лоток b крестообразного профиля 3, и соединены с ним соединением 5. Главы двух смежных рельсов 3 примыкают друг к другу сбоку, соединены в единое целое соединениями 5, пропущенными сквозь вертикальный элемент а профиля 3 и опираются на его торец сверху. Опорные ребра 6 прикреплены к балке соединениями 5.
Рельсобалочная конструкция изготавливается следующим образом.
Двуглавые рельсы 3 с цилиндрической шейкой i прокатывают из износостойкой стали на прокатном стане.
Крестообразный профиль 2 также прокатывается в соответствии с сортаментом рельсов 3.
Полые заклепки 5 и внедряемые сердечники изготавливают штамповкой на специальных автоматах с последующей обработкой.
Остальные элементы рельсобалочной конструкции изготавливают из листов стали на обычном оборудовании заводов металлоконструкций.
Сборка конструкции производится в специальных сборочных стендах [6].
Источники информации
1. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Подкрановый рельс. Патент России 2081049, приоритет от 12.10.93. Зарегистрирован 10 июня 1997 г.
2. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Металлическая подкрановая конструкция. Патент России №2095527. Бюл. №31, 10.11.1997.
3. СНиП III-18-75. Правила производства и приемки работ. Металлические конструкции. М., 1976, с. 161.
4. Нежданов К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета /дисс. на соискание уч. степени доктора техн. наук. - Пенза, 1992.
5. Нежданов К.К., Васильев А.В. и др. Способ и устройство для неподвижного соединения металлических элементов. Патент России №2114328. Бюл. №18, 12.05.1995.
6. Абаринов А.А. и др. Технология изготовления стальных конструкций. - М.: Госстройиздат, 1963. - 307 с.
Формула изобретения
Рельсобалочная конструкция, содержащая подкрановую и тормозную балки и закрепленные на подкрановой балке два двуглавых рельса, главы каждого из которых соединены посредством шейки, отличающаяся тем, что подкрановая балка выполнена с крестообразным верхним поясом, имеющим вертикальный элемент, пересекающийся с лоткообразным элементом, обращенным выпуклостью вниз, причем шейка каждого из двуглавых рельсов выполнена изогнутой по дуге круга, размещена в лоткообразном элементе, упомянутые рельсы размещены симметрично относительно вертикального элемента крестообразного верхнего пояса и расположены с контактированием боковых поверхностей одних из глав между собой и образованием этими главами опирающейся на упомянутый вертикальный элемент крестообразного верхнего пояса центральной главы для восприятия ею вертикальных сил от основных колес крана и горизонтальных сил от его направляющих роликов, причем шейки двуглавых рельсов с лоткообразным элементом и упомянутые рельсы с вертикальным элементом крестообразного верхнего пояса соединены полыми заклепками с внедряемыми в них сердечниками, а тормозная балка выполнена в зоне сопряжения с подкрановой балкой швеллерного сечения.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
