узел упругого соединения трехглавого рельса с подкрановой балкой

Формула изобретения

Узел упругого соединения трехглавого рельса с подкрановой и тормозной балками, отличающийся тем, что узел снабжен размещенной под рельсом и опирающейся на верхний пояс подкрановой балки демпфирующей подрельсовой прокладкой, выполненной из пружинной стали с продольными, имеющими плавные закругления гофрами и непрерывной по всей длине рельса, причем ширина упомянутой прокладки на 5-10% меньше ширины верхнего пояса подкрановой балки, при этом сквозь подошву рельса снаружи верхнего пояса подкрановой балки и сквозь поддерживающие верхний пояс упомянутой балки полки швеллеров пропущены болты, снабженные тарельчатыми пружинными шайбами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортным конструкциям, преимущественно к подкрановым конструкциям с интенсивным тяжелым режимом работы кранов (8К, 7К).

Известны технические решения, разработанные В.Ф.Сабуровым [1]. Под рельс укладывается резинометаллическая прокладка, являющаяся податливым слоем, уменьшающим максимумы локальных напряжений _у, приводящих к появлению усталостных трещин в подрельсовой зоне подкрановой балки. Резинометаллическая прокладка значительно снижает локальные напряжения _у и, соответственно, повышает долговечность подкрановой балки.

Недостаток резинометаллической прокладки - ее долговечность ниже, чем долговечность кранового рельса, и поэтому ее приходится менять чаще, чем рельс.

Для устранения этого недостатка должна быть разработана демпфирующая подрельсовая прокладка, обладающая такой же податливостью, как резинометаллическая, но обладающая большей долговечностью. Известен также трехглавый рельс, четко фиксирующийся на подкрановой балке [2].

За аналог примем патент России RU №2192383 С1 [3]. В этом аналоге применен трехглавый рельс. Тормозная балка симметрична и помещена ниже боковых глав рельса для обеспечения свободного прохода направляющих роликов крана. Симметрия тормозной балки исключает косой изгиб подкрановой конструкции и позволяет достичь наибольшего снижения материалоемкости.

Технический результат изобретения - повышение долговечности подкрановых балок и рельсов и удобство эксплуатации конструкции.

Технический результат реализован тем, что в узле упругого соединения трехглавого рельса с подкрановой балкой и тормозной балкой между рельсом и подкрановой балкой размещена демпфирующая подрельсовая прокладка.

Отличие в том, что узел снабжен размещенной под рельсом и опирающейся на верхний пояс подкрановой балки демпфирующей подрельсовой прокладкой, выполненной из пружинной стали с продольными, имеющими плавные закругления гофрами и непрерывной по всей длине рельса, причем ширина упомянутой прокладки на 5...10% меньше ширины верхнего пояса подкрановой балки.

При этом сквозь подошву рельса снаружи верхнего пояса подкрановой балки и сквозь поддерживающие верхний пояс упомянутой балки полки швеллеров пропущены болты, снабженные тарельчатыми пружинными шайбами.

На чертеже показан узел упругого соединения трехглавого рельса с подкрановой и симметричной тормозной балкой. Тормозная балка находится ниже боковых глав рельсов на расстоянии, обеспечивающем свободный проход направляющих роликов крана.

Узел содержит трехглавый крановый рельс 1 с центральной главой, по которой катятся основные безребордные колеса 2 мостового крана и передают вертикальные силовые импульсы Р. Направляющие ролики 3 крана фиксируют основные колеса 2 на трехглавом рельсе 1, катятся по боковым главам рельса и передают на них горизонтальные силовые импульсы Т.

У направляющих роликов 3 имеются аварийные удерживающие гребни снизу.

Под рельсом 1 помещена демпфирующая подрельсовая прокладка 4 из пружинной стали, с продольными гофрами (5...10 шт.) одинаковой высоты с плавными закруглениями.

Демпфирующая подрельсовая прокладка 4 опирается на верхний пояс 5 двутавровой прокатной балки. Швеллеры 6 соединяют верхний пояс 5 с симметричной тормозной балкой 7. Тормозная балка 7 может быть и не симметричной. Швеллеры 6 и тормозная балка 7 также соединены друг с другом посредством болтов 8, затянутых с гарантируемым натягом. Симметричные элементы тормозной балки 7 также соединены друг с другом через стенку двутавровой прокатной подкрановой балки посредством болтов 8 с гарантируемым натягом. Болты 9 проходят сквозь подошву трехглавого рельса 1 и полку швеллера 6. Болты 9 снабжены пружинными тарельчатыми шайбами 10, выполненными из пружинной стали. Кроме этого, в зазоре между боковой гранью верхнего пояса 5 и гранью боковой главы рельса имеется шайба, передающая давление с боковой главы рельса на верхний пояс 5, а между нижней гранью боковой главы рельса и швеллером 6 имеется зазор.

Работа упругого узла соединения трехглавого рельса с подкрановой балкой.

При действии вертикальных силовых импульсов Р от катящихся безребордных колес крана 2 рельс 1 упруго оседает под каждым из колес 2, сдавливая демпфирующую подрельсовую прокладку 4. Высота каждого из гофров уменьшается, ширина ее увеличивается. В зоне контакта с поверхностью подошвы рельса 2 и верхнего пояса 5 возникают распорные силы, гасящиеся за счет сил трения. Напряжение в тарельчатых пружинах несколько ослабевает (на 10...15%). Локальное взаимодействие между трехглавым рельсом 2 и верхним поясом 5 подкрановой балки распределяется на большую длину и тем самым локальные суммарные напряжения _у значительно снижаются и этим выносливость повышается. При уходе колеса крана демпфирующая подрельсовая прокладка 4 упруго возвращается в исходное положение.

При действии же горизонтального силового импульса Т от одного из направляющих роликов 3 горизонтальные усилия передаются за счет сил трения. Если же силы трения будут превышены, то в работу вступает внутренняя поверхность боковой главы рельса через шайбу с продольной торцевой кромкой верхнего пояса 5. Далее в работу на изгиб включается симметричная тормозная балка 7, опирающаяся в горизонтальной плоскости на колонны каркаса цеха.

Сопоставление с аналогами показывает следующие существенные отличия:

1. Между подошвой трехглавого рельса и верхним поясом подкрановой балки по всей длине рельса размещена демпфирующая подрельсовая прокладка с продольными гофрами (5...10 штук) одинаковой высоты.

2. Упругая податливость демпфирующей подрельсовой прокладки регулируется прочностью пружинной стали, толщиной листа, высотой продольных гофров, числом гофров.

3. Под болтами, соединяющими рельс с подкрановой балкой, применены упругие тарельчатые шайбы, выполненные пружинными стальными.

4. В отличие от рези неметаллической прокладки, свойства которой ухудшаются со временем, из-за старения резины, свойства демпфирующей подрельсовой прокладки остаются неизменными во времени, а долговечность их такая же, как у рельса.

Экономический эффект достигнут из-за повышения долговечности демпфирующей подрельсовой прокладки, так как в ней отсутствует быстро изнашивающаяся и стареющая резина. Экономический эффект достигнут также из-за удобства обслуживания узла при эксплуатации.

Литература

1. Сабуров В.Ф. Закономерности усталостных повреждений и разработка методов расчетной оценки долговечности подкрановых путей производственных зданий. Автореферат диссертации докт. техн. наук. - ЮУрГУ, Челябинск, 2002. - 40 с.

2. Подкрановые конструкции. Патент 2067075. Россия МКИ В 66 С 7/00, 18.10.93. Бюл.№27, 1997.

3. Нежданов К.К., Туманов В.А., Нежданов А.К., Карев М.А. Патент России. RU №2192383 С1 (Заявка №2000 119289/28 (020257), Подкрановая транспортная конструкция. Опубликован 10.11.2002.