рельсовый блок и способ восстановления работоспособности подкрановой конструкции

Формула изобретения

1. Рельсовый блок, содержащий рельсы, отличающийся тем, что он выполнен из крестообразного профиля и четырех рельсов, два из которых являются основными, а другие два - тормозными, причем крестообразный профиль содержит вертикальный элемент, пересекающийся с лоткообразным элементом, снабженным расположенными слева и справа горизонтальными участками, подошва каждого из основных рельсов подрезана в одной плоскости с соответствующей боковой поверхностью главы рельса, причем основные рельсы примыкают с двух сторон к вертикальному элементу, устанавливаются симметрично относительно этого элемента и соединены с ним полыми заклепками с внедренными сердечниками в единое целое, образуя единую главу, и опираются подошвами на лоткообразный элемент, при этом каждый из тормозных рельсов ориентирован главой наружу пути, опирается шейкой на горизонтальный участок лоткообразного элемента и соединен с ним полыми заклепками с внедряемыми сердечниками.

2. Способ восстановления работоспособности подкрановой конструкции, содержащей двутавровую балку, потерявшую работоспособность из-за усталостных трещин в зоне верхнего пояса, тормозную балку, имеющую тормозной лист, и рельс, отличающийся тем, что демонтируют подкрановую балку вместе с тормозной и рельсом, вырезают 1/5-1/6 часть стенки, примыкающую к верхнему поясу, а также тормозной лист тормозной балки, сверлят в отрезанном верхнем поясе, в дополнительно используемых двух швеллерах и в изготовленном по п. 1 рельсовом блоке совпадающие отверстия, изготавливают тормозную балку, соединяя тормозной лист с одной стороны сваркой встык с полкой одного из упомянутых швеллеров, а с другой стороны - с внешним поясом тормозной балки с проплавлением на всю толщину, приваривают верхний пояс вновь к стенке балки с проплавлением на всю толщину стенки и соединяют с ним тормозную балку, симметрично первому упомянутому швеллеру относительно оси y на верхнем поясе устанавливают другой швеллер и также закрепляют его на верхнем поясе, монтируют подкрановую балку вместе с тормозной в проектное положение и устанавливают упомянутый рельсовый блок, надвигая его с торца подкрановой конструкции по упомянутым швеллерам поступательно, перекрывая им стыки подкрановой балки, совмещают отверстия в рельсовом блоке и в швеллерах и соединяют их в единое целое, при этом все соединения выполнены с использованием полых заклепок с внедряемыми сердечниками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подкрановым транспортным конструкциям с тяжелым интенсивным режимом работы кранов (8К, 7К), например, конверторные и мартеновские цеха.

Рельсовый блок предназначен для установки на подкрановых балках.

Известен трехглавый рельс [1], обладающий отличными характеристиками. Известен также обычный рельс [2, с. 60] . К сожалению, они не обладают амортизирующими способностями.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения по п.1 (по совокупности существенных признаков) является RU 2067075 С1, 27.09.1996, в котором описан рельсовый блок, состоящий из трех рельсов, соединенных в единое целое.

Наиболее близким аналогом по п. 2 является патент RU 2114045 С1, 27.06.1998, в котором описан способ восстановления подкрановой конструкции, содержащей основную двутавровую балку, потерявшую работоспособность из-за усталостных трещин в верхней подрельсовой зоне, тормозную балку и рельс.

Технический результат изобретения - повышение функциональных возможностей рельса и восстановление работоспособности подкрановой балки.

Технический результат реализован выполнением рельсового блока из крестообразного профиля и четырех рельсов, два из которых являются основными, а другие два - тормозными. Крестообразный профиль содержит вертикальный элемент, пересекающийся с лоткообразным элементом, снабженным расположенными слева и справа горизонтальными участками, подошва каждого из основных рельсов подрезана в одной плоскости с соответствующей боковой поверхностью главы рельса. Основные рельсы примыкают с двух сторон к вертикальному элементу, устанавливаются симметрично относительно этого элемента и соединены с ним полыми заклепками с внедренными сердечниками в единое целое, образуя единую главу и опираются подошвами на лоткообразный элемент. Каждый из тормозных рельсов ориентирован главой наружу пути, опирается шейкой на горизонтальный участок лоткообразного элемента и соединен с ним полыми заклепками с внедряемыми сердечниками.

Способ восстановления работоспособности подкрановой конструкции, содержащей основную двутавровую балку, потерявшую работоспособность из-за усталостных трещин в зоне верхнего пояса, тормозную балку и рельс, заключается в следующем: демонтируют подкрановую балку вместе с тормозной, вырезают 1/5... 1/6 часть стенки, примыкающую к верхнему поясу, а также тормозной лист тормозной балки. Сверлят в отрезанном верхнем поясе, в дополнительно используемых двух швеллерах и в изготовленном рельсовом блоке совпадающие отверстия, изготавливают тормозную балку, соединяя тормозной лист с одной стороны сваркой встык с полкой одного из упомянутых швеллеров, а с другой стороны - с внешним поясом тормозной балки с проплавлением на всю толщину. Приваривают верхний пояс вновь к стенке балки с проплавлением на всю толщину стенки и соединяют с ним тормозную балку. Симметрично первому упомянутому швеллеру относительно оси у на верхнем поясе устанавливают другой швеллер и также закрепляют его на верхнем поясе. Монтируют подкрановую балку вместе с тормозной в проектное положение и устанавливают упомянутый рельсовый блок, надвигая его с торца подкрановой конструкции по упомянутым швеллерам поступательно, перекрывая им стыки подкрановой балки, совмещают отверстия в рельсовом блоке и в швеллерах и соединяют их в единое целое. При этом все соединения выполнены с использованием полых заклепок с внедряемыми сердечниками. Сечение подкрановой балки (без тормозной) выполнено сбалансированным. Баланс сечения обеспечен равенством статических моментов верхнего S_XB и нижнего S_XH относительно главной оси X, делящей высоту сечения балки пополам.

S_XB=S_XH.

Сравнение разработанного рельсового блока с аналогом показывает его существенное отличие - рельсовый блок выполнен составным из крестообразного профиля и четырех обычных рельсов: двух основных и двух тормозных.

На фиг. 1 показана подкрановая конструкция, долговечность которой исчерпана в результате развития усталостных трещин в верхней зоне, вид сбоку; на фиг. 2 - вид на опорное ребро с торца, на котором пунктиром показаны отрезаемые участки подкрановой конструкции. Отрезан верхний пояс основной подкрановой балки; верхняя часть стенки на 1/5...1/6 от высоты стенки, отправляемая на переплавку; тормозной лист и внешний пояс тормозной балки. На фиг. 3 показано сечение подкрановой балки с вновь приваренным верхним поясом после его обработки и образования отверстий; на фиг.4 показана вновь собранная тормозная балка, причем в швеллере 3, примыкающем к основной балке, образованы отверстия и все швы выполнены стыковыми с проплавлением на всю толщину тормозного листа; на фиг.5 показана восстановленная подкрановая конструкция, состоящая из основной подкрановой балки 1, соединенной полыми заклепками с внедряемыми сердечниками [3] с тормозной балкой 2.

В зоне соединения тормозная балка 2 оснащена швеллером 3, полка которого соединена встык с тормозным листом. Симметрично относительно оси у на верхнем поясе основной балки 1 установлен такой же, как у тормозной балки швеллер 3. В полках швеллеров имеются отверстия. На фиг.6 показан вид сбоку; на фиг.7 - опорное ребро.

Подкрановая конструкция содержит подкрановую балку 1, восстановленную из демонтированной подкрановой балки 1 (фиг.1), тормозную балку 2, оснащенную швеллером 3. Симметрично последнему относительно оси у на верхнем поясе установлен еще такой же швеллер 3 с отверстиями в верхней полке. По направляющим швеллерам 3 на подкрановую конструкцию надвигают с торца поступательно известным способом [4] рельсовый блок 4, состоящий из прокатного крестообразного в сечении профиля 5, двух основных рельсов 6 и двух тормозных рельсов 7. Соединения 8 тормозной балки 2 с основной 1 и рельсового блока 4 с швеллерами 3 выполнены пустотелыми заклепками с внедренными сердечниками [3] . Крестообразный прокатный профиль 5 состоит, в свою очередь, из вертикального элемента а, пересекающегося с лоткообразным элементом b. Слева и справа последний заканчивается горизонтальными участками с, предназначенными для сопряжения рельсового блока 4 с направляющими швеллерами 3 и крепления тормозных рельсов 7.

Основные рельсы 6 могут быть выполнены, например, из железнодорожных, крановых [2] или специальных рельсов. При выполнении их из обычных прокатываемых в настоящее время рельсов мешающая часть подошвы срезается и фрезеруется, причем рельсы устанавливаются с двух сторон симметрично относительно элемента а профиля 5 и соединяются друг с другом через него пустотелыми заклепками с внедренными сердечниками [3], образуя единую главу d основного рельса. Подошва каждого из рельсов опирается на лоткообразный элемент b, а глава d поддерживается снизу, контактируя с верхним торцом элемента а. Нижний торец элемента а фрезерован и контактирует с верхним поясом подкрановой балки 1 над стенкой.

Тормозные рельсы 7 ориентированы главой е наружу, опираются своей шейкой на участок с лоткообразного профиля и соединены с ним полыми заклепками с внедренными сердечниками 8.

Рельсовый блок, показанный на фиг.5, позволяет использовать рельсовые профили, прокатываемые в настоящее время.

Способ восстановления работоспособности подкрановой конструкции заключается в следующем.

Демонтируют вышедшую из строя подкрановую конструкцию вместе с тормозной балкой и рельсом (фиг.1). Устраняют нахлесточные соединения тормозной балки с подкрановой, обладающие очень низкой выносливостью из-за высокой (до 4-х единиц) концентрации напряжений. Для этого отрезают (фиг.2) тормозную балку, а затем внешний пояс тормозной балки. Остатки швов зачищают шлифовальным кругом. Отрезают от основной подкрановой балки верхний пояс и 1/5...1/6 от высоты сечения верхнюю часть стенки. Производят разделку кромок у стенки балки, образуют в верхнем поясе и в швеллерах 3 соосные отверстия и вновь приваривают автоматической сваркой верхний пояс к стенке, восстанавливая основную (фиг.3) подкрановую балку 1.

Восстанавливают тормозную балку 2 (фиг.4), приваривая к тормозному листу внешний пояс из швеллера или листа и приваривая лист встык к полке швеллера с проплавлением на всю толщину. Соединяют тормозную балку 2 швеллером 3 с основной балкой 1, используя пустотелые заклепки с внедренными сердечниками, обладающие высокой выносливостью. Соединяют внешний пояс тормозной 2 и нижний пояс основной балки 1 связями. Закрепляют на верхнем поясе еще один направляющий швеллер 3. Изготавливают и устанавливают на балку 1 опорные ребра. Фрезеруют торцы у балок, устанавливают приспособления 9 для безвыверочного монтажа и монтируют балки в проектное положение безвыверочным способом.

Изготавливают рельсовые блоки 4 длиной, например, 24 м, в два раза больше, чем шаг колонн (12 м). Соединяют рельсовые блоки по длине, образуя плети длиной 120 м и более (торцы блоков фрезерованы и плотно прилегают друг к другу, шаг отверстий в горизонтальных участках с, блоков 4 и в полках направляющих швеллеров 3 одинаков). Готовую плеть блоков предпочтительно изготавливать на температурный отсек цеха. Ее надвигают с одного из торцов цеха продольно-поступательно на подкрановые балки по направляющим швеллерам 3 [4] , причем стыки рельсовых блоков размещают по середине пролета подкрановых балок 1. Монтируют один из мостовых кранов цеха. Навешивают на него специальное оборудование [4], совмещают и развертывают, при необходимости, имеющиеся отверстия в блоках 4 и швеллерах 3 и, используя специальные приспособления, устанавливают пустотелые заклепки, фиксируя их в проектном положении твердым сердечником, выстреливаемым из специальной технологической пушки [3].

Экономический эффект возникает из-за полного восстановления работоспособности вышедших из строя подкрановых балок и обеспечения их дальнейшей работы в так называемой зоне "неограниченной долговечности". Восстановительные работы механизированы, проводятся без применения стреловых кранов с наименьшими помехами основному непрерывному технологическому процессу в цехе, например, выплавке стали.

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. Сахновский М.М. Справочник конструктора строительных сварных конструкций. - Днепропетровск: Промiнь, 1975. - 273 с.

3. Нежданов К. К. , Васильев А.В., Калмыков В.А., Нежданов А.К. Патент России 2038979, кл. F 16 В 19/10, Бюл.¹ 18, 1998.

4. Нежданов К.К. и др. Способ замены рельсового пути. Авт. св. 1146353, Б.И. 11, 1985.