устройство для соединения подкрановой конструкции с колонной

Формула изобретения

Устройство для соединения подкрановой конструкции с колонной, содержащее подкрановые балки, несущие трехглавый рельс, тормозные балки с горизонтальным листом, опоры подкрановой балки, связанные по горизонтали регулировочными шпильками с колонной, отличающееся тем, что горизонтальный лист тормозной балки переходит справа в швеллер, размещенный между верхним поясом подкрановой балки и продольным ребром, образованным отгибом ее стенки, слева подвешен к колонне гибким листовым шарниром, симметрично указанному швеллеру размещен усиливающий швеллер, зазор между нижним поясом балки и плитой уступа колонны составляет 2 - 3 толщины нижнего пояса подкрановой балки, причем в качестве опор подкрановой балки использованы симметричные амортизаторы, выполненные из гнутых по синусоиде элементов, снабженные по концам фланцами, стык подкрановых балок перекрыт трехглавым рельсом и симметричными швеллерами, а между торцами нижнего пояса подкрановых балок поставлены распорные прокладки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлическим конструкциям, преимущественно подкрановым, с тяжелым режимом работы (8К, 7К) мостовых кранов, например черной и цветной металлургии.

Известно узловое соединение подкрановой конструкции с колонной с использованием монтажной сварки, в том числе и трудновыполнимой потолочной [1, с. 200, рис.10.31].

Примем это решение за прототип. Недостатки прототипа следующие:

1. Невозможно применить трехглавые рельсы, дающие значительный экономический эффект. (патент России N2081049, приор. от 12.10.93, Бюл. N16. 12.06.97).

2. Низкая долговечность прототипа, так как концентрация напряжений достигает четырех единиц [2, с. 140].

3. Невозможность рихтовки без срезки крепежных элементов.

Технический результат изобретения - повышение долговечности и снижение материалоемкости подкрановых конструкций.

Он достигнут перекрытием стыка разрезных подкрановых балок трехглавым рельсом и включением его в состав сечения подкрановой конструкции.

Тормозная балка выполнена гнутой из листа и установлена пониженно по отношению к верхнему поясу. Это необходимо для обеспечения свободного прохода боковых роликов крана, взаимодействующих с боковыми главами рельса, правая часть тормозной балки, примыкающей к подкрановой, выполнена из швеллера, левая часть - тавровой. Стык тормозной балки смещен в 1/3...1/4 пролета, поэтому швеллеры перекрывают стык подкрановой балки.

Опорная реакция от каждой подкрановой балки передается через амортизаторы-стойки, гнутые по синусоиде из прокатного двутавра.

Каждый амортизатор снабжен фланцем сверху и снизу. Чем меньше радиус гиба, тем большей амортизирующей способностью будет обладать амортизатор. Нижние опоры амортизаторов соединены с плитой уступа колонны с возможностью перемещения в направлении поперек рельсового пути. Такое перемещение опор влево или вправо или навстречу друг другу обеспечивается регулировочными шпильками и этим достигается рихтовка пути в горизонтальном и вертикальном направлении. Сопоставление устройства с прототипом показывает его существенные отличия:

1. Обеспечивает применение трехглавого рельса (в прототипе не возможно).

2. Обеспечивает амортизацию динамических воздействий (в прототипе амортизация отсутствует).

3. Обеспечивает рихтовку подкрановых путей (в прототипе рихтовка невозможна).

4. Долговечность подкрановой конструкции повышена не менее чем в десять раз (трехглавый рельс, коробчатое сечение верхнего пояса, минимальная концентрация напряжений с использованием фрикционных соединений).

На фиг. 1 и 2 показано устройство для соединения подкрановой конструкции с колонной. Устройство содержит: трехглавый рельс 1, установленный на верхнем поясе из тавра 2 подкрановой балки 3. Стенка тавра 2 приварена стыковым швом, выполненным с проплавлением на всю толщину стенки 4 подкрановой балки 3 в зоне ее гиба. Верхняя часть стенки 4 снабжена продольным ребром 5, образованным отбортовкой края стенки, на листогибочном станке симметрично ребру пять относительно стенки установлен уголок 6, соединенный с ней фрикционным соединением. Полка уголка находится в одной плоскости с продольным ребром 5. Нижний пояс 7 подкрановой балки выполнен, например, из листа. Длина элементов: тавра 2, стенки 4 с ребром 5, уголка 6 и нижнего пояса 7 одинакова и равна пролету подкрановой балки 3, т.е. они разрезаны над колонной 8.

Подкрановая балка 3 опирается на плиту колонны 8 через амортизаторы 9, изогнутые по синусоиде, для придания им амортизирующих свойств. Они снабжены по концам фланцами 10 и соединены через них вверху с балкой 3, а внизу с плитой уступа колонны 8 через овальные отверстия в ней, обеспечивающие подвижку нижней части амортизаторов поперек пути. Поперечная же подвижка осуществляется регулировочными шпильками 11, соединяющими низ амортизаторов 9 в горизонтальной плоскости с надкрановой частью колонны 8 и ее плитой.

Тормозная балка 12 размещена на 200-240 мм ниже полки тавра 2. Правая ее сторона снабжена швеллером 13, размещенным между верхним поясом тавра 2 и продольным ребром 5. Внешний пояс тормозной балки из тавра 14 подвешен к колонне гибким листовым шарниром 15.

Симметрично швеллеру 13 тормозной балки 12 размещен такой же швеллер 13, оба швеллера перекрывают стык подкрановой балки. Нижние пояса подкрановых балок соединены друг с другом накладками 16, а между торцами нижних поясов 7 поставлены прокладки 17, обеспечивающие превращение разрезной схемы подкрановых балок в неразрезную после перекрытия растянутой зоны стыка трехглавым рельсом 1 и швеллерами 13.

Соединение подкрановой конструкции с колонной работает следующим образом. Вертикальные сосредоточенные силы, приложенные к центральной главе рельса, воспринимаются рельсом и распределяются им на значительную длину подкрановой балки. Если эти силы не превышают нормативные, то опорные реакции подкрановой балки 3 передаются на плиту колонны через амортизаторы 9. В случае же перегрузки мостового крана сверх нормы амортизаторы 9 упруго оседают, зазор под нижним 7 поясом балки 3 закрывается и часть опорной реакции начинает передаваться через стенку 6 и нижний пояс 7, разгружая амортизаторы 9 и предотвращая их перегрузку.

При действии горизонтальной силы Т, передающейся на боковую главу трехглавого рельса, она воспринимается мощным сечением верхней части балки и затем воспринимается тормозной балкой. Повороту опорного сечения балки упруго препятствуют амортизаторы 9 и подвеска 15. Растягивающих усилий в анкерных болтах амортизаторов 9 не возникает, так как горизонтальная сила Т составляет только 0,1 от вертикальной Р.

Рихтовка подкранового пути по горизонтали и по вертикали осуществляется регулировочными шпильками 11. Эти шпильки 11 обеспечивают перемещение подкранового пути влево или вправо. В случае же затягивания шпилек, как на левом, так и на правом амортизаторе 9, расстояние между опорами амортизаторов 9 будет увеличиваться, и подкрановый путь будет осаживаться вниз. При уменьшении же расстояния между опорами амортизаторов 9 путь будет подниматься вверх.

Величину амортизирующей способности амортизаторов 9 регулируют за счет увеличения или уменьшения радиуса гиба амортизатора.

При уменьшении радиуса гиба амортизирующая способность увеличивается.

Экономический эффект достигается за счет значительного увеличения долговечности. Все узлы подкрановой конструкции имеют минимальную концентрацию напряжений, сопряжения выполнены на фрикционных соединениях, верхний пояс имеет значительные моменты инерции при изгибе и кручении, поэтому произошло резкое снижение всех локальных напряжений, и подкрановая конструкция стала работать в зоне неограниченной долговечности. Обеспечена надежная эксплуатация ее не менее 50 лет [3].

Разрезные подкрановые балки превращены в неразрезные. Значительно повышена (2.5. ..2 раза) их несущая способность. Разработанная конструкция позволяет рихтовать подкрановый путь по горизонтали и по вертикали без остановки основного производственного процесса в цехе.