РЕЛЬСОВАЯ ПОДКРАНОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ Российский патент 1996 года по МПК B66C5/00 

Изобретение относится к реконструкции и строительству подкрановых сооружений преимущественно тяжелого режима работы (7К ВК), например конверторные и мартеновские металлургические цеха.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции является подкрановый рельс, предназначенный для восприятия вертикальных p_loc и горизонтальных Т_loc воздействий соответственно от вертикальных безребордных ходовых колес и горизонтальных направляющих роликов крана и передачи их на подкрановую балку.

Недостатками его являются невозможность закрепления рельса на подкрановой балке без проскальзывания и передача горизонтальной силы Т_loc на подкрановую балку с эксцентриситетом, равным высоте рельса h_p. Возникает локальный крутящий момент
N_кр.loc T_loc · h_p, приводящий к интенсивному износу рельсов и креплений рельсов и возникновению усталостных трещин в верхнем поясном шве подкрановой балки.

Известно рельсовое крепление, содержащее жесткую П-образную клемму, подкладку с ребордами и крепежные болты с двухвитковыми пружинными шайбами.

Недостатком его является возможность продольного проскальзывания рельсов.

Известно также устройство для крепления рельса к подкрановой балке прижимными планками, недостатком его является невозможность обеспечения надежного закрепления рельса без продольного проскальзывания.

Из-за этих недостатков рельс не может быть учтен в сечении подкрановой балки.

Цель изобретения повышение надежности закрепления рельса, выносливости и несущей способности подкрановой балки.

Цель достигается тем, что подкладка выполнена из износостойкой стали и криволинейна в поперечном сечении выпуклостью вверх, снабжена по краям боковыми главами, взаимодействующими с горизонтальными направляющими роликами крана. Между подкладкой и верхним поясом балки образован зазор Δ, равный 1,5.2 толщины подкладки. Реборды подкладки образуют клиновидное, расширяющееся книзу гнездо, при этом просвет между ребордами равен ширине подошвы рельса. Рельс вдвигают между ребордами с торца, перемещая его поступательно. Боковые главы подкладки смещены книзу, охватывают сверху верхний пояс подкрановой балки, фиксируя подкладку и рельс по продольной оси подкрановой балки без эксцентриситета.

Подкладку, вместе с вдвинутым в нее рельсом, надвигают на верхний пояс подкрановой балки с торца продольно, поступательно до совмещения отверстий в подкладке и верхнем поясе.

В подкладке отверстия раззенкованы. В отверстия вставляют болты и навертывают на них гайки с нижними сферическими поверхностями, соответствующими раззенкованным отверстиям. Затем при поступательном перемещении по подкрановым рельсам мостового крана устройство преднапрягается, зазор Δ между подкладкой и верхним поясом закрывается, расстояние между ребордами, охватывающими подошву рельса стремится уменьшиться, подошва рельса препятствует этому и зажимается с силой F, большей силы Р_loc воздействия крана в n раз
n c/e, где с расстояние от точки опирания прокладки на верхний пояс до грани рельса;
е расстояние от середины толщины подкладки до точки контакта подошвы рельса с ребордой.

Следовательно, сила сжатия подошвы рельса равна
F c ·P_loc/e.

Гайковертом, подвешенным к мостовому крану, крепежные высокопрочные болты затягиваются с гарантированным натягом, фиксируя рельс, подкладку и верхний пояс подкрановой балки в напряженном состоянии. Кран перемещают далее и все высокопрочные болты затягиваются с гарантированным натягом. Верхний пояс подкрановой балки после преднапряжения получает некоторую кривизну выпуклостью вверх. Кривизна в несколько раз меньше, чем первоначальная кривизна подкладки. В зоне верхнего поясного шва подкрановой балки за счет этого созданы сжимающие напряжения, благоприятно влияющие на выносливость этой зоны.

Сопоставление с прототипом показывает, что предлагаемая рельсовая подкрановая конструкция отличается тем, что подкладка из износостойкой стали выполнена криволинейной, выпуклостью вверх, обеспечивающей зазор Δ между подкладкой и поясом, равный 1,5.2 ее толщины, причем реборды подкладки образуют клиновидное гнездо для подошвы рельса, расширяющееся книзу снабжена боковыми смещенными книзу главами, охватывающими верхний пояс подкрановой балки сверху, при этом подкладка выполнена непрерывной по всей длине рельса и преднапряжена вертикальным воздействием ходового колеса крана.

На чертеже показана рельсовая подкрановая конструкция, поперечный разрез.

Противоугонное крепление рельса содержит рельс 1, подкладку 2, снабженную ребордами 3 охватывающими подошву рельса 1, и боковыми главами 4, охватывающими верхний пояс 5 подкрановой балки. Подкладка 2 прикреплена к верхнему поясу 5 высокопрочными болтами 6 с гайками 7 со сферическими поверхностями. На рельс 1 воздействует колесо крана вертикальной силой Р_loc.

Рельс зажимается силой
F c · P_loc/e.

Величина силы F может быть уменьшена или увеличена за счет уменьшения или увеличения зазора Δ между верхним поясом 5 балки и подкладкой 2.

Рельсовая конструкция изготавливается и работает следующим образом.

Подкладку 2 прокатывают аналогично железнодорожным подкладкам.

Рельс 1 вдвигают в клиновидное гнездо типа "ласточкин хвост" с торца домкратами продольным перемещением. Подкладку 2 вместе с рельсом 1 надвигают на верхний пояс балки также с торца (обычный способ также возможен).

После совмещения отверстий в подкладке 2 и верхнем поясе 5 устанавливают высокопрочные болты 6 со сферическими гайками 7. Продольно по рельсам 1 перемещают мостовой кран. Ходовые колеса крана воздействуют на рельс 1, деформируют подкладку 2 и зазор Δ закрывается. Рельс 1, подкладка 2, верхний пояс 5 преднапрягается, и рельс зажимается силой F. Гайковертом, подвешенным к крану (не показано) высокопрочные болты 6 затягиваются с гарантированным натягом, фиксируя конструкцию в преднапряженном состоянии и обеспечивая совместную работу рельса подкладки и подкрановой балки.

Экономический эффект возникает за счет обеспечения совместной работы рельса, подкладки и подкрановой балки и уменьшения до нуля локального крутящего момента М_кр.loc 0.

При постановке между рельсом и подкрановой балкой противоугонной рельсовой подкладки сечение начинает работать как единое целое.

Моменты инерции верхнего пояса при изгибе и кручении возрастают в 2,0.3 раза, соответственно, падают локальные напряжения при сжатии σlocу

и при кручении σlocу.кр и их сумма Σσlocу σlocу + σlocу.кр, что приводит к возникновению сверхсуммарного эффекта, так как подкрановая конструкция переходит из зоны ограниченной выносливости в зону неограниченной долговечности. Также возрастают моменты инерции и моменты сопротивления всего сечения, особенно верхней части балки, т.е. прочность балки также возрастает и произведенное усиление позволяет увеличить грузоподъемность кранов данного цеха.

Использование: для реконструкции и строительства подкрановых сооружений преимущественно тяжелого режима работы, например конверторные и мартеновские металлургические цеха. Сущность изобретения: рельсовая подкрановая конструкция содержит рельс 1, подкладку 2, снабженную ребордами 3, охватывающими подошву рельса 1, и боковыми главами 4, охватывающими верхний пояс 5 подкрановой балки. Подкладка 2 прикреплена к верхнему поясу 5 высокопрочными болтами 6 с гайками 7 со сферическими поверхностями. На рельс 1 воздействует колесо крана вертикальной силой P_l o c, при этом подкладка 2 выполнена криволинейной, выпуклостью вверх, и обеспечивающей зазор Δ между накладкой и верхним поясом, равный 1, 5 ... 2 толщины накладки. При воздействии колеса P_l o c рельс зажимается силой F, в n раз большей силы P_l o c, F = P_l o c • n и фиксируется в напряженном состоянии. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. РЕЛЬСОВАЯ ПОДКРАНОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ, содержащая рельс, подкладку с ребордами, охватывающими подошву рельса, верхний пояс подкрановой балки и крепежные болты, отличающаяся тем, что подкладка выполнена из износостойкой стали с криволинейной в сечении выпуклостью вверх, обеспечивающей зазор между подкладкой и верхним поясом 1,5 - 2 ее толщины, и снабжена боковыми главами для взаимодействия с горизонтальными боковыми роликами крана, причем боковые главы выполнены с охватом верхнего пояса подкрановой балки сверху для фиксации подкладки по центру, при этом реборды подкладками образуют клиновидное, расширяющееся книзу гнездо для подошвы рельса, крепежные высокопрочные болты, имеющие гайки со сферическими поверхностями, пропущены через подкладку и верхний пояс подкрановой балки с взаимодействием с ними для преднапряжения рельсовой конструкции. 2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что ходовое колесо крана взаимодействует с рельсом сверху для облегчения затяжки болтов.