анкерное устройство для крепления оборудования к фундаменту

Формула изобретения

АНКЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ К ФУНДАМЕНТУ включающее стержень с гайкой на одном конце и с сужающимися в сторону гайки конусом на другом конце, раздвижные полувтулки с зубчатой поверхностью, охватывающие конус, и свободную надетую на стержень упорную трубу, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства оно снабжено дополнительным конусом, обратным основному и свободно надетым на стержень, дополнительными полувтулками, охватывающими дополнительный конус, и пружиной, размещенный между конусами, а труба уперта в большее основание дополнительного конуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для крепления различного оборудования к несущей поверхности сооружений и конструкций, подвергающихся как статическим, так и динамическим воздействиям, например для крепления вибраторов к фундаментам турбоагрегатов при их динамических испытаниях.

Известно анкерное устройство для крепления оборудования к несущим элементам сооружений, состоящее из стального стержня с резьбой с одной стороны и коническим хвостовиком с другой, которое устанавливается в скважину, образованную в готовом бетонном или железобетонном элементе сооружения, и фиксируется в ней с помощью цементного раствора.

Недостатком этого устройства является длительность монтажа анкерного устройства, так как цементный раствор твердеет в течение 28 сут, и хрупкость цементного камня, который растрескивается при действии на него знакопеременных динамических нагрузок, например, при работе вибраторов во время динамических испытаний сооружений, что удлиняет процесс строительства объекта и снижает точность результатов испытаний.

Известен анкер для крепления элементов к основанию, принятый в качестве прототипа. Данное устройство состоит из стержня с расширительной частью на нижнем конце и раздвижных щек, стягиваемых упругим кольцом. В заранее подготовленное цилиндрическое отверстие основания устанавливают анкер и нагружают его вертикальной силой путем навинчивания на стержень гайки, вследствие чего щеки раздвигаются, т.е. расклиниваются в отверстии.

Недостатком известного анкера является то, что он воспринимает лишь растягивающую нагрузку и совсем не воспринимает нагрузку противоположного направления (сжатие).

Целью изобретения является повышение прочности и надежности крепления оборудования к строительной конструкции при знакопеременных динамических нагрузках, сокращение времени монтажа оборудования.

Цель достигается тем, что анкерное устройство, включающее стержень с гайкой на одном конце и с сужающимся в сторону гайки конусом на другом конце, раздвижные полувтулки с зубчатой поверхностью, охватывающие конус, и свободно надетую на стержень упорную трубу, снабжено дополнительным конусом, обратным основному и свободно надетым на стержень, дополнительными полувтулками, охватывающими дополнительный конус, и пружиной, размещенной между конусами, а труба уперта в большее основание дополнительного конуса.

Предлагаемое анкерное устройство по сравнению с известными способно воспринимать большие статические и знакопеременные динамические нагрузки растяжения и сжатия, например, при использовании его для крепления вибраторов, необходимых для проведения динамических испытаний таких ответственных сооружений, какими являются фундаменты под турбоагрегаты большой мощности.

Отличительным признаком заявляемого устройства является введение в его состав нового элемента - дополнительного обратного конуса с раздвижными полувтулками с зубчатой поверхностью, который в сочетании с нижним основным конусом позволяет воспринимать этим устройством как растягивающие, так и сжимающие усилия статического и динамического характера.

За счет введения дополнительного обратного конуса повышается надежность, жесткость и прочность работы анкерного устройства.

На фиг. 1 представлена конструкция анкерного устройства до приложения нагрузки; на фиг. 2 - то же, после приложения нагрузки; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Анкерное устройство состоит из стержня 1, конусов 2, раздвижных полувтулок 3 с зубчатой поверхностью, пружины 4, упорной трубы 5, гайки 6, шайбы 7, колец 8, штифтов 9, стяжных пружинных колец 10 и центрирующей шайбы 11 с вертикальными пазами 12.

Стержень 1 имеет в верхней части резьбу для навинчивания гайки 6.

Из двух имеющихся конусов 2 нижний (основной) приварен к стержню 1, верхний (дополнительный) свободно надет на него.

Полувтулки 3 с зубчатой поверхностью, надетые на конусы 2, стягиваются пружинными кольцами 10 и удерживаются на них в исходном положении кольцами 8 и штифтами 9. Раздвижные полувтулки 3 имеют на внешней поверхности зубцы, которые врезаются в бетон скважины строительной конструкции при монтаже в ней анкерного устройства, а также пазы для стяжных пружинных колец 10 и вертикальные пазы 13 для прохода жидкой эпоксидной композиции при заливке ее после монтажа анкерного устройства в скважине строительной конструкции (в случае применения анкерного устройства в конструкциях, подверженных большим знакопеременным динамическим нагрузкам), а также для обеспечения более легкого врезания зубцов полувтулок 3 в бетон при расклинивании их за счет уменьшения периметра зубцов.

Упорная труба 5 предназначена для передачи усилия на верхний дополнительный конус 2 и далее на полувтулки 3 при завинчивании гайки 6. Сбоку труба имеет отверстия 14 для проникновения жидкой композиции к поверхности стержня 1.

Пружина 4 служит для удержания верхней сборки от соприкосновения с нижней в первоначальном положении.

В верхней части анкерного устройства на упорную трубу 5 надета центрующая шайба 11 с вертикальными пазами 12, предназначенная для передачи бетону 15 строительной конструкции горизонтальных знакопеременных динамических нагрузок. Вертикальные пазы 12 в центрующей шайбе 11 служат для прохода жидкой композиции в случае заливки ею скважины 16.

Монтаж анкерного устройства выполняется следующим образом.

На стержень 1 с приваренным нижним (основным) конусом 2 надеваются последовательно детали, составляющие нижнюю сборку: раздвижные полувтулки 3 с зубчатой поверхностью, кольцо 8, а в пазы полувтулок вставляется стяжное пружинное кольцо 10. Затем в боковые отверстия конуса 2 забиваются штифты 9, удерживающие кольцо 8 и раздвижные полувтулки 3 с пружинным кольцом 10 на конусе 2.

Далее на стержень 1 надеваются пружины 4 и верхняя сборка, состоящая из тех же деталей, что и нижняя, конусом вниз. Затем на стержень 1 надеваются упорная труба 5, центрующая шайба 11 и шайба 7, после чего на стержень навинчивается гайка 6 до касания ее о шайбу 7.

Затем в предварительно просверленную в бетоне 15 строительной конструкции цилиндрическую скважину 16 опускается собранное анкерное устройство до упора стержня 1 в ее дно. После этого навинчивают на стержень 1 гайку 6.

При завинчивании гайки 6 (т.е. нагружении стержня 1 вертикальной силой) происходит следующее. Гайка 6 давит через шайбу 7 и центрующую шайбу 11 на упорную трубу 5, создавая продольную силу, направленную вниз по скважине, которая давит на верхний (дополнительный) конус 2. Под действием этой силы верхний конус перемещается вниз и, скользя вдоль стержня 1, раздвигает остающиеся на месте верхние раздвижные полувтулки 3, благодаря чему в скважине 16 создается расклинивающее усилие, показанное на фиг. 2 стрелками. Под действием расклинивающего усилия полувтулки 3 врезаются своей зубчатой поверхностью в бетон 15 строительной конструкции. Одновременно при завинчивании гайки 6 стержень 1 под действием силы, направленной вверх, поднимается, увлекая за собой нижний (основной) конус 2, который раздвигает нижние полувтулки 3, последние своей зубчатой поверхностью также врезаются в бетон строительной конструкции.

При этом пружина 4, сжимаясь, не препятствует сближению друг с другом нижнего (основного) и верхнего (дополнительного) конусов.

После полного врезания зубцов полувтулок 3 в бетон прекращают завинчивание гайки 6, при этом перемещение стержня 1 и упорной трубы 5 прекращается и анкерное устройство занимает положение, показанное на фиг. 2. Благодаря врезанию зубцов полувтулок 3 в бетон строительной конструкции обеспечивается прочное сцепление анкерного устройства с бетоном.

После монтажа оборудования на фундаменте строительной конструкции при возникновении знакопеременной динамической нагрузки анкерное устройство работает следующим образом.

Если возникает вертикальная сила, направленная вверх, то работает нижняя сборка, воспринимая эту силу и передавая ее на фундамент; если возникает вертикальная сила, направленная вниз, то аналогичным образом работает верхняя сборка.

Возникающие при работе оборудования горизонтальные знакопеременные динамические нагрузки воспринимаются шайбой 11, центрующей анкерное устройство в скважине 16.

Для восприятия больших знакопеременных динамических нагрузок скважина 16 после монтажа в ней и натягивания анкерного устройства заполняется полимерной композицией, например эпоксидным клеем.

Использование изобретения позволяет повысить надежность получаемых результатов при динамических испытаниях сооружений и строительных конструкций.

Изобретение можно использовать как при строительстве новых предприятий, так и при реконструкции действующих в различных отраслях промышленности, особенно в тех случаях, когда оборудование часто перемещается с места на место, например при изменении технологического процесса.