Устройство для подвески крупногабаритного элемента

 

Изобретение относится к устройствам для крепления крупногабаритных элементов и может быть использовано в конструкции подвески крупногабаритных квадратньгх или круглых платформ с технологическим оборудованием на ограниченное основание. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение надежности устройства-. Устройство для подвески крупногабаритного элемента 1 на основание содержит четдае плоских фермы, попарно пересекающихся между собой с образованием пространственной конструкции, у которой про тивоположные плоскости ферм попарно параллельны, а смежные - перпендикулярны . Каждая плоская ферма содеряатт две стойки 6, два раскоса 7 и два подкоса 8., при этом каждая стойка 6 размещена по линии пересечения двух плоских ферм и является их общей частью. Стойки 6. и раскосы 7 выполнены стальными, а подкосы 8 - составными из стальных и алюминиевых частей . Коэффициент температурного линейного расширения подкосов определен по расчетной формуле по заданньм конструктивным параметрам устройства . Устройство обеспечивает ную и точную подвеску алюминиевого плоского элемента 1 на стальное основание с компенсацией температурных деформаций конструкции и расширяет технологические возможности за счет создания свободной от стержней зоны в центральной части между основанием и элементом, необходимой для размещения на основании и на самом элементе технологического оборудования . 10 ил, 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

SU 141335 (и 4 Г 16 М 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4157489/25-27 .(22) 28.10.86 (46) 30.07.88. Бюл. И 28 (72) А.В. Самоцветов и Б.С.-Г.Рябой (53) 621.219(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1315715, кл„Р 16 M 11/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕСКИ КРУПНОГАБАРИТНОГО ЭЛЕМЕНТА (57) Изобретение относится к устройствам для крепления крупногабаритных элементов и может быть использовано в конструкции подвески крупногабаритных квадратных или круглых платформ с технологическим оборудованием на ограниченное основание. Цель изобретения — расширение технологических возможностей и повьппение надежности устройства ° Устройство для подвески крупногабаритного элемента

1 на основание содержит четыре плоских фермы, попарно пересекающихся между собой с образованием пространственной конструкции, у которой про тивоположные плоскости ферм попарно

В fO параллельны, а смежные — перпендикулярны. Каждая плоская ферма содержит две стойки 6, два раскоса 7 и два подкоса 8., при этом каждая стойка 6 размещена по линии пересечения двух плоских ферм и является их общей частью, Стойки 6, и раскосы 7 выполне . ны стальными, а подкосы 8 — составными из стальных и алюминиевых частей. Коэффициент температурного линейного расширения подкосов опреде" лен по расчетной формуле по заданным конструктивным параметрам устройства. Устройство обеспечивает надежную и точную подвеску алюминиевого плоского элемента 1 на стальное основание с компенсацией температурных деформаций конструкции и расширяет технологические возможности за счет создания свободной от стержней зоны в центральной части между основанием и элементом, необходимой для размещения на основании и на самом элементе технологического оборудования. 10 ил. 1 табл.

1413350

Изобретение относится к устройствам для крепления крупногабаритных элементов и может быть использовано в конструкции подвески крупногабарит5 ных квадратных или круглых платформ с технологическим оборудованием на ограниченное основание.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей и повышение надежности устройства, На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство,вид сбоку;на фиг.2 — вид А на фиг ° 1 (план размещения плоских ферм); на фиг. 3 — предлагаемое устройство, аксонометрия, на фиг. 4 — вид Б на фиг. 1, на фиг, 5 — схема температурного расширения устройства, на фиг. 6— схема поперечных температурных деформаций устройства .при стальных подкосах, на фиг. 7 — схема для определения "проседания при повороте стоек, на фиг. 8 — схема составного подкоса из двух частей, на фиг, 9 — то же, из трех частей; на фиг, 10 — узел I на фиг. 9, Плоский крупногабаритный элемент 1 имеет квадратную форму в плане и выполнен из алюминиевых сплавов. Рама

2 элемента 1 также выполнена из алюминиевого сплава и жестко соединена с элементом. Элемент 1 установлен на основании 3, снабженном стальной площадкой 4 и закрепленном на фундаменте 5.

Устройство для подвески элемента

1 выполнено в виде четырех плоских ферм, попарно пересекающихся между собой с образованием пространственной конструкции, симметрично располо- gp женной относительно центра элемента, у которой противоположные плоскости ферм попарно параллельны, а смежные перпендикулярны,, при этом каждая плоская ферма содержит две стальные 45 стойки 6, два стальных раскоса 7 и два подкоса 8. Нижние концы этих стержней 6, 7 и 8 шарнирно закреплены на стальных площадок 4, а верхние концы шарнирно закреплены на раме 2 элемента 1.

Каждая стойка 6 расположена перпендикулярно плоскости элемента 1, размещена по линии пересечения соответствующих плоских ферм и является их общей деталью. Стойки 6 являются боковыми ребрами жесткой стержневой пространственной кснструкции. В каждой боковой грани конструкции верхние концы раскосов 7 закреплены на элементе 1 в середине верхнего ребра в точке 9. Такое закрепление раскосов обеспечивает неподвижность центральной точки А, таК как каждая пара противолежащих точек 9 (фиг. 2) при изменении температуры обеспечи-, вает неподвижность соответствующей плоскости симметрии 10 или 11, последние пересекаются в центре A. Подкосы 8 расположены в боковых плоскостях и предназначены для расширения зоны опирания элемента 1 и уменьшения консольных частей элемента 1, что позволяет уменьшить весовые и ветровые поперечные деформации элемента 1. Подкосы 8 закреплены на элементе 1 в точках 12. К каждой стойке 6 примыкают два подкоса 8, 1один из. которых расположен в плоскости 13, параллельной плоскости 11, а другой подкос 8 — в плоскости 14, параллельной плоскости 10. Каждый подкос выполнен составным из двух или трех составных частей из материалов с разными коэффициентами температурного линейного расширения (КТЛР), длины которых подобраны так, чтобы обеспечить расчетную величину КТЛР подкоса 8.

Расчетная величина КТЛР подкоса 8 определена по выражению с (К +К ) + с (Н KL)

2 ь

К + Н где „, d, К, — КТЛР соответственно подкоса 8, крупногабаритного элемента 1 и основания 3, K — расстояние между верхними концами стойки 6 и подкоса 8, Ь вЂ” половина расстояния между соседними стойками 6, Н вЂ” высота стойки 6.

При повышении температуры каждая точка элемента 1 перемещается вдоль радиуса-вектора, проведенного из неподвижной точки А, причем величи— на относительного перемещения, например, точки Т будет равна: а Т

= AT 4t () -g ), где а t — перепад температуры. Величина Ь Т разлагается на составляющие й„ и и, параллельные плоскостям симметрии 10 и 11. Составляющие перемещения, ле1413350 жащие в плоскости 14, обеспечиваются наклоном в сторону от центральной точки А соответствующей плоской фер мы, включающей две стойки 6 два расУ 5 коса 7 и два лодкоса 8 (пунктир на фиг, 1 и 4). Аналогично другая составляющая, лежащая в плоскости 14, обеспечивается наклоном другой фермы.

Вопрос о сохранении плоскости эле- 1ð мента 1 при изменении температуры рассмотрим в анализе работы подкоса

8 в плоскости. соответствующей плоской фермы (фиг. 5) ° Пусть т.Г является неподвижной точкой площадки 4, а т.А — неподвижной в вертикальном направлении и подвижной в горизонтальном направлении точкой элемента

1. При повышении температуры т,А перемещается в т.А из-за расширения

"стального" треугольника ГАД и АА -H 4t d . Точка Д смещается в т.Д, на величину ДД„=ГД At . d Точка Б перемещается в т.Б, при этом вертикальная составляющая этого перемещения равна АА< а горизонтальная ЖБ =

=АБ..At Ы = L At d, так как это перемещение точки алюминиевого элемента

1. Стойка 6 занимает наклонное положение, при этом угол наклонаАможно определить из треугольника Б Д Е: !

Ь.У(С -,)

Н(1+ае. ) Рассмотрим перемещение т.В, Вертикальное перемещение этой точки должно быть равно АА, чтобы не нарушить плоскостность элемента 1, а горизонтальное перемещение т.В обусловлено расширением алюминиевого элемента 1 40 и равно: СВ = АС.dt /, =(Ь+К) 4 ° (с,.С другой стороны, при изменении температуры должно учитываться и расширение самого подкоса 8. Так как известны новые положения точек Д и Б, 45 новое положение точки В может быть опредеЛено как пересечение дуги радиуса Z „ = Б„ В, =БВ ° (1+At о(д} и радиуса Z = ДВ(1+ 4 t 4 ), где 4 потребный КТЛР подкоса, который обеспечивает нахождение точки В на плос

50 кости элемента 1 (на линии А,Б ).

Если подкос 8 выполнить из стали, но" вый радиус дуги Z будет меньше, чем требуется, и точка пересечения дуг была бы в т.В2 (фиг, 6), при этом точка В элемента 1 опустилась бы на величину В,В и элемент 1 был бы деформирован в поперечном направлении. Еще большие деформации были бы на консолях элемента 1.

Приводим вывод расчетной формулы для определения такой величины КТЛР подкоса 8, при которой автоматически обеспечивалось бы сохранение плоскости элемента 1 при перепадах температуры. При произвольно заданных конструктивных параметрах Н, L К, величины которых могут быть различны в конкретных случаях, обеспечение плоскостности элемента 1 производит- ся за счет соответствующего подбора

KTJIP подкоса 8 и его конструкции.

Расчетное значение КТЛР подкоса 8 определяется из сопоставления потребной длины 1 подкоса 8, определенной из треугольника Д„ЕВ, и из условия собственного расширения подкоса 8: (ЕВ1) +(ЕД ) = (Д„ВТ)г (1)

Д,В, = ДВ 1+ „) (2)

Из второго уравнения значение

Д В подставим в первое: (ЕВ ) + (ElI<) = (ДВ) (1+4 Ып) (3)

Подставим в ур-е (3) значения

ЕВ = А В -ГД =(Ь+К) ° (!+crt ° с(,„,)-1.(!+At. V, )

ЕД =H(!+At ° dt) и ДВ = 1, получим:

P(L+K) (!+А t rr ) -Ь(1+ А t c()j+

+Н (1+4 añ ) =1 (1+4Г. d„} (4)

Раскроем круглые скобки

fL+K+L Qt.а +К bt-а -L-L 1lt e(,j+

+Нг+Нг 2 г(, „}г г

° „+1 (4t „) .. (5)

Приводим сокращение подобных членов L и -L раскрываем квадратные скобки:

К +2KL Ь t 4 +2К ° dt

+Ьг (A t ()+2КЬ(t )2 2Ь2 (4 t)2

° 1с ° (о, +К (A t Q ) -2KL(ht) Г Ы +

+Ьг (t) . d +H +H à . 2A t.d +H (h t g, ) У

1 +1 2At 1„+1 (At PÄ) (6)

Производим сокращение правой и левой частей с учетом того, что

1 =K +Н, Оставшиеся члены различа2 2 ются по своей величине: члены с в первой степени и члены с произведениями или квадратами этих коэффициентов. Первые члены в 10005000 раз больше вторых, поэтому члены второго порядка малости (с квадратами или произведениями коэффициентов) сокращаем:

2KL At +2K л t „-2KL.At I,+

+2H1 b t ° 4 = 2L . а t.4 „ (7)

Возможность сокращения всех членов на 2 4t свидетельствует о сохра141335Î (9) 10 (10) х=1

25 (1+1 )ы,— 1 и

Конструкция подкоса

Кэ м откуда

1(- ) а — t| c.

16,5 10

0,3

Двухсоставной стержень

18,2 10

19,8 ° 10

0,4

То же

0 5

0,6

21,2 10

22,3 10

0,7

Трехсоставной 40 стержень

0,8

То же

0,9

1,0

1,2

25,9 10

1 3

26, 1. 10

26,3 10

1,4

1,5 нении равенства при любом перепаде температуры:

KL 1(„ К g„-KL ° I +Н 1(,=1. /„(8) откуда

4а(К +KL)+4/ с (Н К1) р -

2 Z 2 или с учетом 1 =K +Н

2 и а(а (K +KL) +«. с (Н KL) Кт+Н:

При заданных произвольных значениях конструктивных параметров

Н, L, К, а и (обеспечивается авто-15 матическое сохранение плоскости эле» мента 1 при любви перепадах температуры, если подкос имеет КТЛР в соответствии с выражением (10), Расчетный пример. Пусть L=1 5м, Н=1 м, (а = 22.10, (,. = 11 10

По таблице определим потребное значение д для подкосов с разной величиной консоли К.

23,4 10

24,1 10

24,7 10

25,0 10

25,7 10

При значениях К (0,667 м подкос может быть выполнен в виде двухсоставного стержня (фиг. 8), при К =

= 0,667 м — целиком из алюминиевых сплавов, а при К ) 0,667 м в виде трехсоставного стержня (фиг. 9 и 10), Приведем расчет двухсоставного подкоса для К = 0 5 м. Пусть х — длина стального участка, 1-х — длина алюминиевого. Потребное значение — 19,8 10 (см. таблицу), Очевидно, что 1 . „ = х +(1-х) о/а», откуда е4- д 22-19 8

1 — — - -- = 0,21, Ы1 - с 22-11

Трехсоставной подкос может быть выполнен в виде трех концентрично расположенных труб с последовательным соединением внешней алюминиевой трубы, средней стальной трубы и внутренней алюминиевой трубы, Зависимость o(< от длины стальной средней трубы имеет вид

ДлЯ слУчаЯ К = 1,5 м, 1 п = 26,3

2 6 3-22

1 = 1 --- - — — = 0,391, 22-11

Оценка "проседания" элемента 1 при повороте стоек 6 производится по схеме на фиг, 7. Величина проседания

hh Н(1-cosJ" ), а величина угла; d определяется из соотношения з п /AL(,Н = — (e а 4 )

Угол д невелик, так для L = 1 5 м

1 5

Н 1 м и11 = 70 0 sin I = - - (22х

1,0 к10 -11 10 ) 70 = 0,00115,О = О 04, cos 11"= 0,999995, Ь h< = 1000 (1-0,999995) = 0,05 мм, Практически это проседание незаметно и допустимо.

Изобретение обеспечивает надежную и точную подвеску алюминиевого плоского элемента на стальное основание компенсацией температурных деформаций конструкции и расширяет технологические возможности за счет создания свободной от стержней зоны в централь1413350 ной части между основанием и элементом, необходимой для размещения на основании и на самом элементе технологическоГо оборудования.

5 формула изобретения

Устройство для подвески крупногабаритного элемента на основание, выполненное из материала с иным коэффициентом температурного линейного расширения (КТЛР), чем у материала элемента, содержащее плоские фермы, каждая из которых состоит из двух стоек, двух раскосов и двух подкосов, причем стойки и раскосы выполнены из материала с таким же КТЛР, как у основания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения надежности устройства, плоские фермы образуют пространственную конструкцию, симметрично расположенную относительно центра элемента у кото1

Э рой противоположные плоскости ферм попарно параллельны, а смежные— перпендикулярны и пересекаются между собой, при этом каждая стойка расположена по линии пересечения двух соответствующих плоских ферм и является общей для них, а каждый подкос выполнен составным и его КТЛР определен из выражения ,К„(Ка+KL)+ (Н2 КЬ) к +Й где,,, — КТЛР соответственно подкоса, подвешиваемого элемента и основания, К вЂ” расстояние между концами стойки и и подкоса, Ь вЂ” половина расстояния между соседними стойками, Н вЂ”.высота стойки.

f 13350

Виб 4

8 r aaso

1413350

Составитель М. Коровина

Техред М.Дидык

Редактор А.Лежнина

Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 3760/38

Тираж 628

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4