Трехглавый рельсовый блок
Изобретение относится к подкрановым конструкциям с интенсивным тяжелым режимом эксплуатации. Трехглавый рельсовый блок содержит основной рельс и два дополнительных рельса, расположенных симметрично основному. Шейка каждого дополнительного рельса имеет горизонтальный участок, соединенный с одной стороны с главой этого рельса. Кроме того, шейка упомянутого дополнительного рельса имеет вертикальный и наклонный участки. Горизонтальный участок шейки с другой стороны переходит в вертикальный участок, переходящий в упомянутый наклонный участок. Шейка каждого дополнительного рельса выполнена с продольной канавкой, копирующей форму поверхности края подошвы основного рельса и расположенной в зоне сопряжения упомянутых горизонтального и вертикального участков. Дополнительные рельсы охватывают основной рельс с двух сторон, взаимодействуя с основным рельсом упомянутыми канавками и торцами наклонных участков, расположенными под главой основного рельса, и соединены друг с другом шпильками, проходящими через их шейки и шейку основного рельса с образованием двух трубчатых контуров. Изобретение обеспечивает повышение прочности рельса. 3 ил.
Изобретение относится к подкрановым конструкциям преимущественно с интенсивным (до 0,6...0,7 млн. циклов в год), тяжелым режимом работы кранов 8К, 7К [1], например, в цехах черной и цветной металлургии. Рельс предназначен для восстановления подкрановых конструкций, выведенных из строя усталостными трещинами в зоне под рельсом.
Наиболее близким аналогом является трехглавый рельсовый блок, раскрытый в RU 2067075 С1, 27.09.1996 [4]. Аналог содержит основной рельс и два дополнительных рельса, расположенных симметрично основному, причем шейка каждого дополнительного рельса имеет горизонтальный участок, соединенный с одной стороны с главой этого рельса. Элементы аналога выполняют прокатом на прокатном стане.
Технический результат изобретения - повышение моментов инерции и моментов сопротивления рельса при изгибе и кручении и упрощение изготовления его с использованием стандартных рельсов.
Технический результат достигнут тем, что трехглавый рельсовый блок, содержащий основной рельс и два дополнительных рельса, расположенных симметрично основному. Шейка каждого дополнительного рельса имеет горизонтальный участок, соединенный с одной стороны с главой этого рельса.
Отличие в том, что шейка каждого дополнительного рельса имеет вертикальный и наклонный участки, причем горизонтальный участок с другой стороны переходит в вертикальный участок, переходящий в упомянутый наклонный участок.
Шейка каждого дополнительного рельса выполнена с продольной канавкой, копирующей форму поверхности края подошвы основного рельса. Продольная канавка расположена в зоне сопряжения упомянутых горизонтального и вертикального участков.
Дополнительные рельсы охватывают основной рельс с двух сторон, взаимодействуя с основным рельсом упомянутыми канавками и торцами наклонных участков, расположенными под главой основного рельса, и соединены друг с другом шпильками, проходящими через их шейки и шейку основного рельса с образованием двух замкнутых трубчатых контуров.
Основное отличие разработанного рельса - его сборность, причем основной рельс стандартный. Форма дополнительных рельсов обеспечивает четкую фиксацию их на основном рельсе и легкость сборки посредством шпилек.
Второе существенное отличие рельса - наличие двух полостей, обеспечивающих отличную сопротивляемость рельса крутящим воздействиям.
На фиг.1 показан трехглавый рельсовый блок в разрезе; на фиг.2 - вид сбоку; на фиг.3 - заготовка дополнительного рельса.
Трехглавый рельсовый блок состоит из основного рельса 1 и двух дополнительных 2. Дополнительные рельсы 2 установлены симметрично относительно основного 1, объемлют его и соединены друг с другом шпильками 3, пропущенными сквозь шейки основного 1 и дополнительных 2 рельсов. Посредством преднапряжения шпилек 3 три рельса с тарельчатыми шайбами 4 объединяются в единый трехглавый рельсовый блок, причем шейки рельсов образуют два замкнутых трубчатых контура.
Каждый из дополнительных рельсов 2 содержит боковую главу 
, соединенную с зетобразной шейкой, состоящей из трех участков: горизонтального нижнего с, вертикального среднего d и наклонного верхнего е. Угол наклона верхнего е участка составляет 10...15° к горизонтали.
В зоне сопряжения нижнего с и вертикального d участков имеется продольная канавка f, копирующая край поверхности подошвы основного рельса 1.
Дополнительные рельсы 2 объемлют основной рельс 1, взаимодействуют с ним торцами наклонных участков е под основной главой рельса 1 и канавками f нижнего участка с и четко фиксируются. При гарантированной затяжке шпилек 3 пневмогайковертом три рельса объединяются в единое целое и образуют трехглавый рельсовый блок с двумя трубчатыми полостями внутри, обеспечивающими возрастание моментов инерции рельса при кручении во много раз.
Дополнительные рельсы 2 изготавливают на прокатном стане из износостойкой рельсовой стали.
Первоначально прокатывается плоская заготовка, а затем шейке рельса придается необходимая зетобразная форма. Резьба на шпильках 3 накатывается на специальных станках, что повышает выносливость шпилек по сравнению с нарезными шпильками. Сборку рельсов производят механизировано с затяжкой шпилек пневмогайковертами.
Экономический эффект достигнут в связи:
- с увеличением моментов инерции рельса при изгибе в 4...5 раз, при кручении в 150...200 раз, момента сопротивления трехглавого рельсового блока в 2 раза;
- это в свою очередь вызывает столь значительное снижение динамической локальной составляющей напряжений, что возникновение усталостных трещин в подкрановой балке исключено;
- трехглавый рельсовый блок легко закрепляется на верхнем поясе подкрановой балки шпильками и фиксируется по центру главами дополнительных рельсов;
- упомянутый блок надежно соединен с балкой, работает совместно с ней и повышает несущую способность сечения до двух раз;
- уменьшен износ как рельсов, так и колес кранов из-за отсутствия реборд;
- обеспечен способ замены трехглавого рельсового блока поступательной продольной надвижной с одного из торцов цеха без остановки работы кранов [3].
Список литературы
1. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985.
2. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Подкрановый рельс: Патент России №2089698, приоритет от 5.12/94. Опубликован в БИ №25 - 1997.
3. Нежданов К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета/дисс. на соискание уч. степени доктора техн. наук - Пенза, 1992.
4. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Подкрановая конструкция: Патент России №2067075. Опубликован в БИ №27 - 27.09.1996.
Формула изобретения
Трехглавый рельсовый блок, содержащий основной рельс и два дополнительных рельса, расположенных симметрично основному, причем шейка каждого дополнительного рельса имеет горизонтальный участок, соединенный с одной стороны с главой этого рельса, отличающийся тем, что шейка каждого дополнительного рельса имеет вертикальный и наклонный участки, причем горизонтальный участок шейки с другой стороны переходит в вертикальный участок, переходящий в упомянутый наклонный участок, шейка каждого дополнительного рельса выполнена с продольной канавкой, копирующей форму поверхности края подошвы основного рельса и расположенной в зоне сопряжения упомянутых горизонтального и вертикального участков, дополнительные рельсы охватывают основной рельс с двух сторон, взаимодействуя с основным рельсом упомянутыми канавками и торцами наклонных участков, расположенными под главой основного рельса, и соединены друг с другом шпильками, проходящими через их шейки и шейку основного рельса с образованием двух трубчатых контуров.
РИСУНКИ
