Поддон Советский патент 1992 года по МПК B65D19/26 

(Л

С,

Изобретение относится к средствам, предназначенным для транспортирования и хранения различных грузов. Поддон содержит верхний и нижний настилы с ребристыми рабочими поверхностями и полыми выступами в форме усеченных конусов, попарно связанных между собой меньшими основаниями. Выступы, размещенные с боковых сторон настилов, на участках, примыкающих к углам, расположены попарно. Ребристые рабочие поверхности выполнены таким образом, что ширина их выемок в направлениях от центральных поперечных осей настилов и от торцовых сторон к поперечной оси, проходящей через середину проемов для погрузчика, увеличивается, а ширина их выступов в аналогичных направлениях уменьшается. 5 ил.

Изобретение относится к конструкции средств, предназначенных для транспортирования и хранения материалов, и может быть использовано предприятиями при производстве транспортных поддонов.

Известен поддон из смеси лигноцеллю- лозосодержащих волокон и теплоотвержда- ющего связующего с полыми выступами и канавками в виде трапеции для базирования двух настилов между собой.

Наиболее близким к изобретению является поддон, состоящий из двух жестко соединенных настилов с полыми выступами между ними и изготовленный из измельченной древесины, смешанной со связующим веществом.

Недостатками поддонов являются: сложность .изготовления, так как для прессования настилов с разнонаправленными ребрами необходимо иметь как минимум

две различные прессовые установки или же два различных сменных комплекта пресс- формы; малая несущая способность, так как при испытаниях поддона на изгиб по ГОСТ 9078-84 и приложении нагрузки перпендикулярно ребрам верхнего настила сопротивление возникающим изгибающим напряжениям оказывается главным образом ребрами верхнего настила, а нижний настил, ребра которого параллельны приложению нагрузки, сопротивляется в основном как плоское тело; поддон трудно поддается ремонту, так как настилы поддона не взаимозаменяемы, при этом угол а на усеченных конусах может обеспечить надежное разъемное соединение только при статических сжимающих нагрузках, а при растягивающих нагрузках, могущих иметь место при перемещении поддона с грузом, необходимо применить неразъемное, например, клеевое соединение.

Х|

V4 W Ю Ч

Цель изобретения - повышение несущей способности, снижение материалоемкости.

Указанная цель достигается тем, что выступы, размещенные с боковых сторон на- стилов поддона, на участках, примыкающих к «го углам, расположены попарно, ребристые рабочие поверхности выполнены таким образом, что ширина их выемок в направлениях от центральных поперечных осей и от торцовых сторон к поперечной оси, проходящей через середину проемов для вил погрузчика, увеличивается, а ширина их выступов в аналогичных направлениях уменьшается, при этом в плоскости попе- речного сечения, проходящий через середину проемов, суммарная ширина выемок превышает суммарную ширину выступов и может быть определена из зависимости

В(3«-1) 3-а

где А - суммарная ширина выемок;

В - суммарная ширина выступов;

а °±Ор

ас - допустимое напряжение сжатия, кг/см2;

ар - допустимое напряжение растяжения, кг/см2,

На фиг. 1 изображен поддон, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б (верхний настил) на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В (верхний настил) на фиг.2; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг,2.

Поддон состоит из двух однотипных настилов: верхнего 1 и нижнего 2, на которых имеются усеченные конусообразные выступы 3. По площади настила расположены ребра 4 (выемки) и 5 (выступы), количество которых для наглядности показано условно. На усеченных плоскостях б конусообразных выступов 3, расположенных вдоль одной из длинных сторон настила, имеются возвышенности 7, а вдоль другой - впадины 8.

Сборка поддонов осуществляется еле- дующим образом.

Готовые настилы 1 и 2 разворачиваются и укладываются своими выступами 3 друг на друга таким образом, чтобы возвышенности 7 одного настила срвпали с выемками 8 дру- того. Далее при помощи болтов 9 и гаек 10 производят скрепление настилов между собой. Для уменьшения деформации между головкой болта и настилом, а также между

гайкой и настилом устанавливаются шайбы 11.

Настилы поддона изготавливаются из всевозможных материалов (древесины, металла, пластмасс, древолита и др.) и некоторые из них обладают различными прочностными свойствами при растяжении и сжатии. Например, для такого композиционного материала, как древолит, получаемого путем прессования измельченной древесины, смешанной со связующим веществом, конкретная величина допускаемых напряжений при растяжении и сжатии зависит от величины древесных частиц, количества и вида связующего вещества, плотности материала. Так, при плотности 700 кг/м3 материал на основе стружек-отходов имеет - 200 кг/см2, а оь - 100 кг/см2.

Создать из такого материала конструкцию с меняющимися по ее площади свойствами можно, например, за счет создания различной плотности или же сечения материала по плоскости настила поддона. Однако это приводит к увеличению материалоемкости и трудно осуществимо технически

В предлагаемом поддоне при общей однородности материала настилов его свойств и площади сечения несущая способность поддона в целом повышается за счет изменения площади сечения ребер 4 и 5 что равнозначно изменению их ширин. При этом характер и вид линий, по которым производят изменение ширин ребер (фиг.1), анологичны эпюре изгибающего момента от действующей на поддон нагрузки.

Если взять сумму площадей отдельно взятых ребер 4 и 5 в сечении Б-Б по фиг.З, получим расчетный профиль в виде тавра с расположением его полки в зоне наибольших растягивающих напряжений, т.е. снизу (фиг.1).

Аналогично, выполнив операцию сложения площадей ребер в сечении Г-Г, имеем расчетный профиль также в виде тавра, при этом полка расположена сверху (фиг.2).

В нашем случае поддон состоит из двух однотипных ребристых настилов, ширина (длина) которых в сечении (фиг.З и 4 сечение Б-Б и В-В) представляет собой сумму чередующихся между собой ребер 4 (впадин), выгнутых в направлении изгиба конусообразных выступов 3 и ребер 5 (выступов), выгнутых в направлении, противоположном изгибу конусообразных выступов.

При нагружении поддона грузом определенной массы на верхний его настил действует сила Р, приложенная в центре

пролетов между конусообразными выступами.

Схема нагружения одного пролета верхнего настила показана на фиг.4. От действия этой силы в настиле возникают изгибающие моменты, эпюра которых показана на фиг.4. При этом ребра 4 (выгнутые в направлении конусообразных выступов) растягиваются, а ребра 5 (выгнутые в обратном направлении) - сжимаются.

Поскольку материал имеет различные показатели прочности, а именно: на растяжение меньше, чем на сжатие, то для получения равнонапряженного состояния с учетом допустимых напряжений материала необходимо, чтобы сечение ребер 4 (растянутых) было больше сечения ребер 5 (сжатых).

Для установления рациональных соотношений между этими ребрами рассмотрим расчетный профиль в виде тавра с полкой снизу (фиг.1), дополнив его обозначением суммарных величин ширин и толщин материала, положением центра тяжести и др.

По закону Гука для случаев одноосного растяжения или сжатия напряжения а и соответствующая относительная деформация к связаны зависимостью

о Е t,

где Е - модуль упругости.

В свою очередь, нормальные напряжения в продольных волокнах прямо пропорциональны их расстоянию от нейтральной оси.

Допустим, что напряжения сжатия ас и растяжения ар связаны зависимостью

УС оь

а.

что равнозначно зависимости

Ее Јр

а.

В свою очередь, значение а можно выразить через толщину материала h и положение нейтральной оси Y

h - Y

- а

Y

Сделав необходимые преобразования, получаем формулу (1) для определения рационального положения нейтральной оси с учетом свойств материала, т.е отношений напряжений сжатия и растяжения между собой (а )

- , -Y(1+a), h

(1)

1 +а

Для нашего вида сечения (тавра), имеющего общую толщину и толщину полки h/2, положение нейтральной оси Y должно быть

больше, чем -, т.е. 4

или же Y 0,25h.

Таким образом, и положение нейтральной оси, выраженное через отношение напряжений материала на сжатие и растяжение (а) не может быть меньше, чем 0,25 h. Подставив это условие в формулу (1) и сделав необходимые преобразования, определяем значения а, при которых формула (1) имеет смысл:

1 +а

0,25 h;

1

0,25;

1 +а 1 0,25 + 0,25 а ; 0,75 0,25 а 3 а илиа 3.

Положение нейтральной оси для таврового сечения, можно также определить аналогично:

40

Y

В 0,5п 0,75h + А 0,5h 0,25h

В -0.5 + А -0,5

у 0.75В h +0.25 А h А +В

(2)

Сравнив значения Y из формул (1) и (2) и сделав необходимые преобразования, получаем формулу для определения рационального отношения между ширинами ребер в центре пролетов между конусообразными выступами:

0,75В h +0,2Ь А hh

А + В

1 +а

0,75 В + 0.25 А А + В

1

1 +а

(0,75В + 0.25А) (1+ а) А + В; 0,75В (1+ а) + 0,25 А (1+ а ) А + В;

0,75В (1 + or) - В А - 0.25А (1+ а); 0,75В -f 0,75В а- В - А - 0.25А - 0.25А д; В(0,75 + 0,75 а - 1) А(1 - 0,25 - 0.25 а); 5 - В(0,75 а - 0,25) А(0,75 - 0,25 а);

В(За-1)-А(3-а);

. . (3-1) 3 -а

(3)

Причем зависимость между ширинами ребер 5 и 4, т.е. А и В справедлива также при условии .

Если ребра 4 и 5 принять параллельными друг другу с таким же соотношением между их ширинами и на линии осей конусообразных выступов, где меняется, кроме величины, еще и направление изгибающих моментов, то более напряженными окажутся уже ребра 5. Кроме того, если расположить расчетную нагрузку вдоль длинных сторон поддона, т.е. параллельно ребрам, то они (ребра) не увеличивают несущей спо- собности настила, а следовательно, и поддона в целом.

Если же ребра выполнить меняющимися с учетом закона изменения величины и направления изгибающих моментов, а именно с увеличением изгибающего момента, происходит соответствующее увеличение и ширин ребер, подверженных растяжению, и при условии, что сумма ширин ребер 4 и 5 в любом сечении дает общую ширину (длину) настила (т.е. В + А - константа), то получим поддон, настилы которого имеют равнонапряженное состояние независимо от направления приложения (вдоль длинных или малых сторон поддона) резуль- тирующей нагрузки, за счет чего повышается несущая способность поддона, а следовательно, возможно снижение его материалоемкости.

Кроме того, выполнение крайних высту- пов спаренными позволяет увеличить жесткость поддона в целом, так как при таком соединении настилов поддона между собой их края представляют собой защемленную

0

5

0 5

0 5 0

балку, жесткость которой значительно выше, чем балки, лежащей на опорах.

Такой эффект можно получить за счет применения крайних выступов удлиненной формы. Однако изготовление пресс-формы с выступами удлиненной формы значительно сложнее, чем даже большого количества выступов, но конусообразной формы с круглым основанием.

Применение однотипных настилов позволяет упростить технологию изготовления и ремонта поддонов.

Формула изобретения

Поддон, содержащий верхний и нижний настилы с ребристыми рабочими поверхностями и полыми выступами, имеющими форму усеченных конусов, попарно связанных между собой меньшими основаниями с образованием проемов для вил погрузчика, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности и снижения материалоемкости поддона, выступы, размещенные с боковых сторон настилов поддона, на участках, примыкающих к его углам, расположены попарно, ребристые рабочие поверхности выполнены таким образом, что ширина их выемок в направлениях от центральных поперечных осей настилов и от торцовых сторон к поперечной оси, проходящей через середину проемов для вил погрузчика, увеличивается, а ширина их выступов в аналогичных направлениях уменьшается, при этом в плоскости поперечного сечения, проходящей через середину проемов, суммарная ширина выемок превышает сумарную ширину выступов и может быть определена из зависимости

А

В(За-1 ) 3 -«

где А - суммарная ширина выемок; В - суммарная ширина выступов;

Ор

где Ос - допустимое напряжение сжатия, кг/см ;

(7р - допустимое напряжение растяжения, кг/см2.

ffi

L К

Фиг.1

If

Ш

Т

SotfA

КО Ј

Фиг.1

Б-б

Фие.З

Фиг4

Г-Г