рельсобалочная конструкция

Формула изобретения

Рельсобалочная конструкция, содержащая подкрановую балку, усиленную продольными ребрами, симметричными относительно стенки, швеллеры, размещенные между продольными ребрами и верхним поясом балки по всей ее длине и соединенные с продольными ребрами и верхним поясом балки шпильками, и тормозную балку, отличающаяся тем, что она содержит рельсовый блок, выполненный из тавра, ориентированного стенкой вверх и двух рельсов, размещенных симметрично относительно стенки тавра и соединенных с ним шпильками, полка тавра рельсового блока и полки швеллеров выступают наружу на 50-100 мм за продольную грань верхнего пояса подкрановой балки, причем полка тавра соединена с соответствующими полками швеллеров шпильками, проходящими рядом с полкой верхнего пояса снаружи.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к подкрановым конструкциям с интенсивным тяжелым режимом эксплуатации (8K, 7К), например, в цехах черной и цветной металлургии.

Известна рельсобалочная конструкция, содержащая подкрановую балку, поврежденную усталостными трещинами, в которой верхние части вертикальных ребер жесткости срезаны газорезкой, концентраторы напряжении устранены зашлифовкой шлифовальным кругом, изготовлены продольные ребра по всей длине балки и швеллеры с отверстиями (сверловка в сборке) для соединения фрикционными элементами.

Продольные ребра размещены на оставшихся частях ребер, как на столиках, и приварены к стенке усиляемой балки в удобном положении сверху вниз с проваром на всю толщину ребра, что обеспечивается разделкой его кромки.

Между верхним поясом усиляемой балки и продольным ребром введены швеллеры полками наружу. Отверстия в полках усиляемой балки и в швеллерах совмещены. Рельс заменен рельсовым блоком, соединенным шпильками с усиляющими швеллерами и ребрами. Причем усталостные трещины заключены в замкнутый трубчатый контур, разделенный стенкой балки пополам [1].

Известное устройство обеспечивает восстановление утраченной работоспособности подкрановой балки, но, к сожалению, прокат эффективных трехглавых рельсов пока не налажен и затруднено совмещение старых отверстий в поясе подкрановой балки, в подошве трехглавого рельса и полке усиляющих швеллеров.

За аналог примем патент RU 21 14045 Cl, 27.06.1998, в котором описана рельсобалочная конструкция, содержащая подкрановую балку, усиленную продольными ребрами, симметричными относительно стенки, швеллеры, размещенные между продольными ребрами и верхним поясом балки по всей ее длине и соединенные с продольными ребрами и верхним поясом балки шпильками, и тормозную балку.

Технический результат изобретения - повышение долговечности и ремонтопригодности и упрощение конструкции.

Он достигнут выполнением рельсобалочной конструкции из следующих элементов: подкрановой балки, усиленной продольными ребрами, симметричными относительно стенки, швеллерами, размещенными между продольными ребрами и верхним поясом балки по всей ее длине и соединенными с продольными ребрами и верхним поясом балки шпильками; тормозной балки и рельсового блока.

Рельсовый блок выполнен из тавра, ориентированного стенкой вверх, и двух рельсов, размещенных симметрично относительно стенки тавра и соединенных с ним шпильками. Полка тавра рельсового блока и полки швеллеров выступают наружу на 50. .. 100 мм за продольную грань верхнею пояса подкрановой балки, причем полка тавра соединена с соответствующими полками швеллеров шпильками, проходящими рядом с полкой верхнего пояса снаружи [2].

Рельсовым блок изготавливается из стандартных элементов, производство которых отлажено. Он установлен на подкрановую балку соосно с ее стенкой, причем полка тавра шире пояса усиляемой подкрановой балки на 100...200 мм, то еcть по 50. . . 100 мм с каждой из сторон. Полки усиляющих швеллеров, размещенных ниже верхнего пояса, также выступают за его продольные грани на 50. .. 100 мм и соединены с полками швеллеров шпильками, проходящими рядом с полкой верхнего пояса подкрановой балки снаружи. Затяжка шпилек производится автоматизировано пневмогайковертом с гарантированным натягом.

Основное отличие рельсобалочной конструкции от прототипа - усиление подкрановой балки рельсовым блоком, выполненным из тавра и двух рельсов, причем рельсовый блок соединен непосредственно с усиляющими швеллерами, минуя верхний пояс подкрановой балки. Верхний же пояс зажат между полкой тавра и усиляющими швеллерами.

На фиг.1 показана рельсобалочная конструкция, в разрезе; на фиг.2 - вид сбоку.

Рельсобалочная конструкция содержит рельсовый блок 1, подкрановую балку 2, поврежденную усталостными трещинами, усиляющие швеллеры 3, продольные усиляющие ребра 4, тормозную балку 5, полые заклепки 6 с внедряемым в каждую сердечником [2] , объединяющие рельсобалочную конструкцию в единое целое. Соединения выполнены полыми заклепками или с использованием шпилек с гарантированным натягом.

Рельсовый блок 1 содержит тавр a с вертикальной стенкой и симметрично размещенные относительно стенки рельсы b. Мешающая часть подошвы каждого из рельсов b срезана заподлицо с боковой поверхностью главы рельса. Срезанная часть подошвы каждого из рельсов примыкает к вертикальной стенке с двух сторон, и рельсы соединены друг с другом и с тавром шпильками 6. Рельсовый блок 1 установлен на подкрановой балке 2. Тормозная балка 5 содержит внешний пояс с, например, из листа, тормозной лист d и швеллер 3, стандартный или образованный посредством двух гибов тормозного листа d на листогибочном станке.

Рельсовый блок 1 выполнен в 2...4 раза (24 м) более длинным, чем пролет подкрановой балки 2, причем элементы блока а и b смещены относительно друг друга в продольном направлении. Этим обеспечено взаимное перекрытие стыков элементов и устранена ударная нагрузка при прохождении колеса через стык. Кроме того, торцы всех элементов фрезерованы и обеспечен их плотный контакт. Стык рельсового блока размещен в середине пролета усиляемой балки, а так как рельсовый блок 1 объединен шпильками 6 с балкой 2 в единое целое, то при изгибе балки оказывается в сжатой зоне сечения и раскрытие зазора в стыке исключено. Тем не менее стык перекрыт накладками, также смещенными относительно друг друга по длине. Рельсовый блок 1 устанавливается из стандартных элементов а и b в заводских условиях. Предпочтительная длина рельсового блока 24 м. Фрикционные соединения 6 поставлены с гарантированным натягом, обеспечивающим работу блока как единого целого.

Поврежденная усталостными трещинами подкрановая балка 2 усиляется без демонтажа и без остановки производственного процесса в цехе. Изготавливаются усиляющие элементы: швеллеры 3 и продольные ребра 4. Ребра 4 выполнены из уголков. Образование отверстий в элементах 3 и 4 производится в сборке с использованием энергии выстрела [2]. В полке тавра 1 рельсового блока также образуются отверстия с таким же шагом, как в полках швеллеров. Производятся срезка верхней части ребер, зашлифовка остатков швов и ликвидация концентраторов напряжений.

В продольных ребрах 4, уложенных на нижнюю часть вертикальных ребер жесткости, образуются выстрелом отверстия, и ребра соединяют со стенкой полыми заклепками [2]. Монтируют швеллеры 3 и тормозные балки 5 с постановкой фрикционных соединений 6.

На одном из торцов цеха демонтируют изношенный рельс и устанавливают без закрепления первый отрезок рельсового блока, фиксируемый на верхнем поясе подкрановой балки 2 в поперечном направлении боковыми фиксаторами и известным способом [3] продольно поступательно перемещают рельсовый блок 1, вытесняя старый рельс на другой конец цеха, наращивают рельсовый блок следующими отрезками и продолжают вытеснять старый рельс до полной его замены. Совмещают отверстия в полке тавра рельсового блока и швеллеров и соединяют рельсовый блок с подкрановыми балками, образуя единое сечение подкрановой конструкции и превращая разрезной подкрановый путь в неразрезной (зазоры между торцами балок в зоне нижнего пояса заполнены плотно подогнанными прокладками).

Экономический эффект достигнут от полного восстановления работоспособности вышедшей из строя подкрановой балки, причем старые усталостные трещины заключены в замкнутую полость и развитие их остановлено. Возникновение новых усталостных трещин ниже зоны усиления исключено, так как размах динамической переменной части напряжений снижен так значительно, что подкрановая конструкция стала работать в зоне неограниченной долговечности [4].

Экономический эффект достигнут также от повышения ремонтопригодности рельса и подкрановой балки.

Рельсовый блок следует использовать при реконструкции подкрановых путей, так как включением рельсового блока в работу сечения подкрановой конструкции повышается не только ее долговечность, но и несущая способность в два раза и более.

Список литературы

1. 2099274. Патент России. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Устройство и способ усиления подкрановой конструкции. Бюл. 35 - 20.12.1997.

2. 2099275. Патент России. Нежданов К.К., Нежданов А.К., Васильев А.В. Подкрановый путь. Бюл. 35 - 20.12.1997.

3. 358248. А. с. СССР. Нежданов К. К. и др. Способ замены кранового рельса: М. Кл. В 66 С 7/08. Бюл. 33 - 1972.

4. Нежданов К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета/Дисс. на соискание уч. степени доктора техн. наук. - Пенза, 1992.