Крановый рельс

 

Использование: при изготовлении и эксплуатации рельсов подкрановых путей. Сущность изобретения: крановый рельс содержит подошву, головку, сопряженную с ними шейку. Подошва выполнена с уклоном верхней ее грани к нижней грани, находящимся в пределах от 1 : 8 до 1 : 10, сопряжена постоянным по величине радиусом через шейку с головкой. Отношение минимальной толщины шейки к ширине головки равно 0,52 - 0,575. Головка выполнена с постоянной по всей высоте шириной. Отношение высоты головки к высоте кранового рельса равно 0,33 - 0,37. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации рельсов подкрановых путей и путей для крановых тележек.

Изобретение направлено на повышение износоустойчивости, увеличения долговечности и стабильности кранового рельса.

На чертеже изображен рельс, поперечное сечение.

Крановый рельс состоит из головки 1, подошвы 2 и шейки 3, образованной радиусом сопряжения 4 головки с подошвой. Головка 1 имеет верхнюю грань 5, боковые грани 6. Подошва 2 имеет нижнюю грань 7 и сопряженные с последней верхние грани 8.

Отношение минимальной толщины шейки 3 к ширине головки 1 составляет 0,52-0,575. Уклон верхней грани подошвы 8 к нижней ее грани находится в пределах от 1:8 до 1:10.

Головка выполнена с постоянной по всей высоте шириной, а отношение высоты головки к высоте рельса равно 0,33-0,37.

Устройство работает следующим образом.

Рельс, установленный на подкрановую балку, передает нагрузку от рельса через головку, шейку и подошву на подкрановую балку. Крановый рельс воспринимает вертикальную и горизонтальную нагрузки. Вертикальная нагрузка через подошву передается на балку и на нижележащие поддерживающие конструкции. Под воздействием горизонтальной нагрузки рельс сдвигается и стремится опрокинуться, чему препятствуют крепления рельса к балке, которые выполняются в виде прижимной планки на болтах. Для прижимной планки верхняя грань подошвы представляет собой клин с уклоном 1:4. Горизонтальное смещение рельса всего на 1 мм вызывает принудительное вертикальное перемещение края прижимной планки на 0,25 мм, что вызывает перенапряжение в болтах крепления. Последние демпфируются (вытягиваются), крепление расстраивается и дает возможность рельсу сдвигаться на большую величину.

При уклоне верхней грани подошвы 1:8 напряжения в болтах крепления не превышают расчетного сопротивления (предела текучести) при горизонтальном смещении рельса до 8 мм, в то время как при уклоне 1:4 пластические деформации в болте возникают уже при смещении рельса на 2,0-2,5 мм. Уклон 1: 10 оказывает более благоприятное влияние на напряженное состояние болтов крепления и в то же время позволяет получить высоту сечения подошвы в места сопряжения с шейкой, обеспечивающей прочность подошвы при отгибе.

В железнодорожных рельсах горизонтальная сила возникает только на кривых, и для ее восприятия делается подуклонка - рельсовая колея имеет уклон в сторону радиуса тем больший, чем меньше радиус кривой. Для железнодорожных рельсов уклон 1:4 оправдан.

В крановых рельсах ширина головки стандартизирована и равна 80, 100 и 120 мм. Величина подголовочных напряжений зависит не только от величины давления колеса крана, но и эксцентриситета приложения давления относительно вертикальной оси рельса. Для каждого типа рельса установлено предельное отношение Р (давления) и е (эксцентриситета). Как только дорожка качения колеса смещается на границу шейки, происходит резкое увеличение подголовочных напряжений. Величина подголовочных напряжений не должна превышать предела выносливости σ_v рельсовой стали, который можно выразить как σ_v = 0,5σ_в, где σ_в - временное сопротивление стали.

Исходя из этих соображений, рекомендуется отношение толщины шейки к ширине головки в пределах 0,52-0,575, причем отношение 0,52 имеет место для рельса с шириной головки 120 мм, давлением колеса 600 кН и эксцентриситетом 25 мм, а отклонение 0,575 - для рельса с шириной головки 80 мм, давлением колеса 350 кН и эксцентриситетом 15 мм.

Величина подголовочных напряжений обратно пропорциональна моменту инерции головки рельса относительно горизонтальной оси. При рекомендуемых соотношениях высоты головки к высоте рельса достигается уровень подголовочных напряжений, не превышающий предел выносливости рельсовой стали.

Таким образом, геометрическая стабильность подкранового пути будет способствовать уменьшению бокового износа головки рельса, увеличению долговечности рельса и подкрановой балки.

Формула изобретения

1. КРАНОВЫЙ РЕЛЬС, содержащий подошву, головку и сопряженную с ними шейку, отличающийся тем, что подошва выполнена с уклоном верхней ее грани к нижней грани, находящимся в пределах 1/8 - 1/10, шейка выполнена с вогнутыми боковыми поверхностями постоянного радиуса, а отношение минимальной толщины шейки к ширине головки равно 0,52-0,575.

2. Рельс по п.1, отличающийся тем, что головка выполнена с постоянной по всей высоте шириной, а отношение высоты головки к высоте кранового рельса равно 0,33 - 0,37.

РИСУНКИ

Рисунок 1