Устройство для регулирования механических нагрузок в силовых конструкциях

 

Ю.А. Шелгунов, А.Г. Троцевский, В.Д. Журавлев, Д.И. Данилов, Ю.М. Кантор-Левандовский, A.È. Шашко и В.А. Козловский (72) Авторы изобретения

Норильский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горно-металлургический комбинат им. А.П. Завенягина (7!) Заявитель.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕХА

НАГРУЗОК В СИЛОВЫХ КОНСТРУКЦИ

Изобретение относится к устройствам для регулирования механических нагрузок, возникающих в силовых конструкциях и превышающих заданные, и предназначено, например, для предохранения элементов от деформации или разрушения при неуправляемом повышении нагрузок.

Преимущественно изобретение может быть использовано в конструкциях кар-, касов (обвязок) металлургических и прочих промышленных печей и агрегатов, при эксплуатации которых наблюдается так называемый "рост" печи (агрегата), т.е. произвольное увеличение размеров кладки в течение всей эксплуатации печи.

Известно устройство для регулирования нагрузок методом упругой компенсации, включающее швеллеры и уголь-2о ники, установленные на опорных кронштейнах колонн, соединенный между собой связями, а также упругий элемент, который выполнен в виде рессор и при

Н и ц помощи шайбы и гайки укреплен на связи (lj.

Известно также устройство для регулирования нагрузок, включающее жестко связанные с данными балками печи колонны и опорные приспособления, имеющие направляющие, смонтированные на колоннах, на которых установлены роликовые опоры, а каждый из шарнирно соединенных с колоннами рычагов выполнен с продольным пазом, q котором расположена шайба, связанная посредством пружины со стрелкой, фиксирующей величину сжатия последней $27 .

Недостаток этих устройств - перегружение элементов конструкции вследствие того, что компенсирующие элементы, выполненные в виде рессор, пружин и т.д., подвергаются упругой деформации, при этом усилия сопротив" ления, воздействующие на каркас, увеличиваются пропорционально деформа" ции компенсирующего элемента. Если .

3 9549 допускаемое перемещение деформируемого элемента недостаточно, то нагрузки на каркас и кладку увели гиваются и становятся неуправляемыми.

Известно устройство для регулирования механических нагрузок, например, в каркасах промышленных печей, включающее балки (колонны), соединенные стяжками, на концах которых размещены регулирующие элементы в виде 10 пружин, рессор. Каркас воздействует непосредственно н регулирующий элемент, деформируя его Я .

Недостатками указанного устройства являются невозможность стабили- is эации нагрузки на силовую конструкцию при выполнении регулирующего элемента в виде пружины или рессоры из-за присущей им определенной сило" вой характеристики (зависимость ве- р личины нагрузки от деформации представляет собой наклонную линию), а также в силу этого невозможность нагружения силовой конструкции по режиму, отличающемуся от силовой характеристики, присущей регулирующему элементу. Возможность перегрузки силовой конструкции вследствие полного использования хода упругого перемещения (сжатия) пружины, рессоры.

При этом пружина превратится в шайбу, а рессора в прокладку и нагрузка, воздействующая на силовую конструкцию, начнет возрастать неуправляемо и мо-. жет разрушить силовую конструкцию.

Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования механических нагрузок в силовых конструкциях, например в каркасах промышленных печей, содержащем балки, соединенные стяжками, на концах которых размещены регулирующие элементы, регулирующий элемент выполнен в виде ступенчатого цилиндра, жестко связанного со стяжкой и опорно-деформирующего кольца, установленного на поверхности цилиндра с меньшим диаметром и закрепленного на балке, а также тем, что кромка опорно-деформирующего кольца, сопряженная с большим диаметром цилиндра„выполнена под тупым, острым или прямым углом к оси цилиндра.

На фиг. 1 показана рудно-терми- ss ческая печь с предлагаемым устройством для регулирования механических нагрузок, на фиг. 2, 3 - узлы

63 4 1 и 11 на фиг. 1 соответственно; на фиг. 4, 5 - то же, а аксонометрии.

Устройство для регулирования механических нагрузок содержит каркас промышленной печи 2, включающий вертикальные балки 3 (колонны), которые соединены горизонтальными стяжками 4. На концах стяжек 4 размещены регулирующие элементы, которые выполнены в виде ступенчатых цилиндров 5, на меньшем сечении которых установлено с упором в ступеньку 6 опорно-деформирующее кольцо 7. Опорно-деформирующее кольцо 7 с помощью крепежного приспособления 8 связано с балкой 3, а на регулирующем элементе установлено с возможностью продольного перемещения под нагрузкой относительно него. Опорно-деформи- .. рующее кольцо 7 может быть выполнено, например, в виде волоки, дорна или кривого резца. В последнем случае большее сечение (диаметр) регулирую" щего элемента разделено на шлицы.

Устройство для регулирования механических нагрузок работает следующим образом.

При разогреве печи происходит расширение кладки печи 2, так называемый "рост" печи. При этом явлении возникают нагрузки в .силовой конструкции - каркасе 1, которым обжата кладка печи 2. Вертикальные балки 3 (колонны) каркаса 1 передают эти на.грузки на регулирующий элемент через опорно-деформирующее кольцо 7. Так как кольцо 7 установлено с упором в ступеньку 6 цилиндра, то возникают усилия сопротивления, воспринимаемые стяжкой 4. При нагрузках на бал-. ки 3 (колонны), превышающих заданные, опорно-деформирующее кольцо 7 перемещается вдоль регулирующего элемента в сторону большого сечения, деформируя поверхностный слой. Возникающие при этом усилия сопротивления пропорциональны толщине деформируемого слоя (высоте ступеньки 6). А так как она может быть задана зара- . нее, то, следовательно, и усилил сопротивления, возникающие при этом, оказываются заданными, т.е. нагрузки на силовые конструкции регулируются по заданному режиму. Так, например, при обработке давлением (волочением, дорнованием) или резанием, задают геометрические размеры ступенчатого цилиндра 5 такими, чтобы при применении определенного

5 95 процесса воздействия получить необходимые осевые усилия.

Использование предлагаемого устройства для регулирования механических нагрузок, возникающих в силовых конструкциях, обеспечивает возможность регулировать нагрузки в силовых конструкциях Ilo заданному режиму, благодаря чему исключаются их перегрузки и разрушения; воэможность регулировать величину нагрузки в широких пределах с достаточной для техники точностью. а также возможность унификации регулирующих устройств по габаритам причем в каждой унифицированной группе можно иметь большой диапазон нагрузок.

Формула изобретения

4963 Ь но-деформирующего кольца, установлен" ного на поверхности цилиндра с меньшим диаметром и закрепленного на балке.

5 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что кромка опорно-деформирующего кольца, сопряженная с большим диаметром цилиндра, выполнена под тупым углом к оси цилиндра.

1в . 3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кромка . опорно-деформируЮщего кольца, сопряженная с большим диаметром цилиндра, выполнена под острым углом к оси циtS линдра.

4. Устройство по и. 1, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что кромка опорно-деформирующего кольца, сопряженная с большим диаметром цилиндра, 20 выполнена под прямым углом к оси цилиндра.

1. Устройство для регулирования механических нагрузок в силовых конструкциях, например, в каркасах промышленных печей, содержащее балки, 25 соединенные стяжками, на концах которых размещены регулирующие элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, регулирующий элемент вы- Зв полнен в виде ступенчатого цилиндра, жестко связанного со стяжкой, и опорИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство CCCP

И 353910, кл. 6 03 8 5/16, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР и 203172, кл. P 27 В 3/10, 1965.

3. Серебряный Я.Л. Электроплавка медно-никелевых руд и концентратов.

М., "Металлургия", 1974, с. 76-78 (прототип).

954963

Составитель Н. Середа

Редактор А. Мотыль Техред З.Палий

Корректор М. Демчик

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 33/ 9 Тираж 91

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4/5