Решетъчна кранова конструкция, Патентна банка
Изобретението се отнася до метални носещи конструкции, по-специално до двуконзолна греда за кранови писти. Двуконзолната греда съдържа горна обшивка, изработена от валцована I-греда с широк рафт. Горният пояс се поддържа от централни и опорни греди, огънати в съответствие с диаграмите на огъващите моменти в средата на обхвата и върху опорите на гредите. Всяка кобилица е оборудвана с фланци в краищата, свързани с горния колан чрез фрикционни щифтове. Между всяка опорна кобилица и горния колан има амортисьор, навит от валцована I-греда. Амортисьорът е свързан към средата на опорната кобилица чрез фрикционни щифтове и лежи върху опорната греда. Между амортисьорите и горния ремък има междина δ, която се затваря, когато амортисьорът е претоварен. Описаният дизайн позволява да се елиминира високата концентрация на напрежение във възлите, което увеличава експлоатационния му живот десет пъти или повече и намалява разхода на материали с 15% в сравнение с известните. Елиминирани трудоемки ръчни процеси при производството му. Използването на амортисьори позволява да се намалят не само динамичните ефекти, но и шумът в работилницата. 2 болен.
ОПИСАНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО КЪМ ПАТЕНТ
Изобретението се отнася до метални кранови конструкции. Известна конструкция на решетъчен кран, съдържаща горния пояс, изработен от валцовани I-греди, и решетка от ъгли. Връзката във възлите се осъществява чрез заваръчни клинове [1, стр.196, фиг. 10.20]. Нека вземем това решение като прототип. Предимството на прототипа е намаленият разход на материал (с 15 - 20%) в сравнение с греди с масивна стена [1, стр. 198, табл. 10.17].
Конструкциите на решетъчните кранове имат значителен недостатък - ниска издръжливост [2, с. 158, фиг. 3.21]. INкранови греди поради прекомерно висока концентрация на напрежение до четири единици [3, p. 138, стр. 10, б] се появяват уморни пукнатини, които ги обезвреждат напълно след 1 - 3 години интензивна експлоатация.
Целта на изобретението е да се намали консумацията на материали и трудоемкостта на производството, да се увеличи издръжливостта.
Намаляването на разхода на материали се постига чрез изпълнение на кранова конструкция с редуващи се решетъчни двойни конзоли и еднопролетни греди, базирани на колони, монтирани с постоянна стъпка l. Дължината на обхвата l0 на греда с един обхват е
където l е стъпката на колоната; b - основа на кран; Δ - минимално разстояние между колелата на два съседни крана.
Това е обхватът l0, който осигурява модулното подравняване на моментите на опората (Mop) и обхвата (Mprol) в двуконзолна греда и осигурява най-рационалното използване на материала.
Двуконзолната греда е подсилена в съответствие с диаграмата на огъващите моменти в нея чрез централни и опорни кобилици, огънати по гладка крива. Такава армировка осигурява допълнително намаляване на моментите на огъване в горния пояс и следователно намаляване на консумацията на материал.
Увеличаването на издръжливостта се постига чрез намаляване на концентрацията на напрежение до минимум.
Всяка от кобилиците е направена от валцован елемент (I-лъч, канал, тройник, ъгъл), огънат по гладка крива. Кобилиците са разположени симетрично по отношение на средата на гредата, а опорните рамена са разположени симетрично по отношение на опорите, докато краят на всяко кобилици е свързан към горния пояс с помощта на фланец и фрикционни щифтове. Осигурява се достатъчно отстраняване на интерфейсния възел от локалните динамични ефекти на колелата на крана и връзката се осъществява с минимална концентрация.
Намалени динамични въздействияпостигнато чрез опиране на гредата върху опорите чрез пръстеновидните амортисьори, поставени между горния пояс и носещата кобилица. Амортисьорът в горната си точка лежи върху опорния елемент, вмъкнат вътре в амортисьора, а дъното му е свързано с фрикционни щифтове към опорното кобилица. Над амортисьора между него и горния колан се прави междина δ. Следователно амортисьорът служи като еластично окачване. Когато конструкцията на крана е претоварена, междината δ се затваря и допълнителната опорна реакция на гредата се предава в контактната зона директно към опората и този амортисьор е защитен от претоварване.
Намаляването на трудоемкостта е постигнато чрез изработване на еднотипни елементи и премахване на ръчните операции при изработката и монтажа на конструкцията на крана.
Сравнението на претендираното устройство с прототипа показва неговите значителни разлики. Изпълнението на двойната конзола на гредата осигурява изравняване на обхвата и опорните моменти, което води до намаляване на разхода на материали поради сближаването на очертанията на конструкцията на крана с кривата на огъващите моменти в нея. Изпълнението на усилващите елементи под формата на кобилици с фланци ви позволява да елиминирате високата концентрация на напрежения и да я намалите до минимум. Пръстеновите опорни амортисьори намаляват динамичните удари. Концентрацията на напрежение в тях и връзките също е минимална.
Постигнато е намаляване на концентрацията на напрежение 3-4 пъти. Поради факта, че конструкцията на крана работи в зоната на неограничена дълготрайност [4], се осигурява нейната надеждна интензивна работа до пълното износване на сградата. Пръстенообразните амортисьори също намаляват ексцентрицитета на предаване на хоризонталните сили върху колоната, което води до опростяване на закрепванията. Концентрацията на напрежение в амортисьорите също е минимална. Чрез промяна на обхвата на лъчавложките регулират опорните огъващи моменти в двуконзолната греда, като постигат най-голямото им подравняване.
По този начин разработеният дизайн отговаря на критерия "новост" на изобретението.
Сравнението на заявеното решение не само с прототипа, но и с други технически решения не разкри в тях характеристиките, които отличават устройството от прототипа, което ни позволява да заключим, че то отговаря на критерия за "значителни разлики".
Фигура 1 показва разработената конструкция на кран - двуконзолна решетъчна греда; на фиг. 2 - възли на конюгиране на елементи.
Двуконзолната греда съдържа горния колан 1, направен например от валцована I-греда с широк рафт. Разстояние между опорите на гредите - l. Отпътуване на всяка конзола - с. Двуконзолните греди се редуват с еднопролетни греди с дължина на обхвата l0 (1), определена от условието за равенство на модула на обхвата Mprol и еталонните моменти Mop.
На двойната конзолна греда, еднопролетните се поддържат отдясно и отляво и съответно натискат конзолата със сила
Мостовите кранове се поставят върху двуконзолна греда съгласно правилото на Winkler [5, p. 241], тъй като важи и за двуконзолна греда. Резултатът от силите, разположени върху средния участък, се измества вляво от средата с Δ/4, тогава критичната сила вдясно от средата също е Δ/4 и лявата опорна реакция Rlev е по-голяма от дясната Rpr.
Референтният момент вдясно е Mop = -Fpr * c = -Fpr (l-l0) / 2, и максималният момент на обхват при критична сила
Ще намерим опорните реакции Rpr и Rlev, като вземем сумата от моментите, съответно спрямо лявата и дясната опора.
Замествайки 2 и 5 в 3 и 4 и приравнявайки Mprol = Mop, получаваме квадратно уравнение за определяне на дължината на обхвата на греда с един обхват l0
и вземетеот него израз (1).
Горният колан 1 се поддържа от централните греди 2 и опората 3 в съответствие с диаграмите на огъващите моменти в гредата, тоест в средата на обхвата и върху опорите.
Всяко от кобилиците 2, 3 е снабдено с фланци 4 в краищата, свързани с горния пояс чрез фрикционни щифтове 5.
Между всяка опорна кобилица 3 и горния колан 1 има амортисьор 6, навит, например, от валцована I-греда и лежащ върху опората 7 отгоре.
Амортисьорът 6 е свързан към средата на опорната кобилица 3 чрез фрикционни щифтове 4, а отгоре има междина δ между него и горния колан, която се затваря, когато амортисьорът 6 е претоварен.
По този начин конструкцията на крана се състои от еднакви елементи на горния колан 1, кобилиците 2.3 и амортисьорите 6.
Производството на кранова конструкция е лесно механизирано и дори автоматизирано. Заготовките за горната лента 1 се изрязват с газов нож, краищата се фрезоват, отворите се пресоват с перфоратор и след това се разширяват до проектния диаметър. Кобилици 2.3 и амортисьори 6 ролка. Монтажът се извършва на специални монтажни стендове с гарантирано затягане на фрикционните шпилки с пневматичен ключ.
Крановите греди са оборудвани със спирачни греди, свързани към долния рафт на горния колан чрез 1 триещи щифта. Редуцираното разположение на спирачната греда позволява използването на най-ефективната триглава релса [6].
Дизайнът на крана работи по следния начин. При преместване на мостови кранове в двуконзолни греди възникват опорни и обхватни огъващи моменти, които са близки един до друг. В греда с един участък също възниква момент, подобен на тези стойности. Така двуконзолната греда се състои от три решетъчни греди: централна и две опорни греди, свързани в едно цяло.некроен горен колан. Съединенията на централните и носещите греди са разположени в зони, където огъващите моменти са близки до нула. Горният пояс работи като непрекъсната греда с много участъци.
Очертанията на двуконзолна решетъчна греда са близки до диаграмата на огъващите моменти в нея, което осигурява значително намаляване на разхода на материал.
Икономическият ефект се постига чрез намаляване на разхода на материали с до 15%, увеличаване на издръжливостта с десет пъти или повече в сравнение с прототипа (високата концентрация на напрежение в възлите е елиминирана и разработеният дизайн работи в зоната на неограничена издръжливост).
Икономическият ефект се постига и чрез намаляване на сложността на производството (премахват се трудоемките ръчни процеси).
Амортисьорите намаляват не само динамичните удари, но и шума в сервиза. Хлабината δ над амортисьора дава възможност за защита на носещата конструкция, когато кранът е претоварен.
Препратки 1. Метални конструкции / Изд. Н.П. Мелникова - М .: Стройиздат, 1980 - 776s. (Наръчник на дизайнера).
2. Кикин А. И. и др.. Подобряване на издръжливостта на метални конструкции на промишлени сгради. - М.: Стройиздат, 1969. - 415 с.
3. Наръчник на кранове: В 2 тома T1 / V.I. Брауде, М.М. Гохберг и др.; Под. обща сума изд. Гохберг - М.: Машиностроене, 1988. - 536 с.
5. Муханов К.К. Метални конструкции. Учебник за средните училища. Москва: Стройиздат, 1978 г.
7. Стоманени кранови греди за мостови кранове. Типични строителни конструкции на продукта и компонентите. Серия 1.426.2-7, брой 3, чертежи К.М., ЦНИИ Проектсталконструкция им. Н. П. Мелникова - Свердловск, SF CITP, 1990-91 г.
8. Наръчник на дизайнера на метални конструкции / Василченко В.Т. и др. - Киев: Budivelnik, 1980 - 288s.
9.SNiP 11-23-81 Стоманени конструкции, - М .: CITP Gosstroy СССР, 1988. - 96 с.
ИСК
Решетъчна конструкция на кран, съдържаща кранови греди с горна обшивка, изработена от валцована I-греда, базирана на колони, монтирани със стъпка l, характеризираща се с това, че гредите са направени редуващи се двуконзолни и единични с участък
където l е стъпката на колоната; b - основа на кран; Δ - минималното разстояние между колелата на два съседни крана, освен това двуконзолната греда се поддържа от централни и опорни кобилици, извити по гладка крива, разположени симетрично спрямо средата на гредата, докато краят на всяка кобилика е свързан към горния пояс с помощта на фланец и фрикционни шпилки, а всяка опорна скоба е свързана в средата чрез фрикционни шипове с пръстеновиден огънат амортисьор, разположен между опорно кобилица и горен пояс, докато между горната част на амортисьора и горния пояс има празнина δ, която се затваря при претоварване и опорният елемент на гредата се вкарва вътре в амортисьора.