Патент на изобретение №2191363
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК НА ВЫНОСЛИВОСТЬ
(57) Реферат: Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытаниям подкрановых балок на выносливость в условиях эксплуатации. Стенд для испытания подкрановых балок на выносливость содержит фундамент, жестко закрепленную на нем раму, шарнирно закрепленные на раме балансирные тележки, установленные колесами вверх и ориентированные по двум параллельным осям, модель мостового крана с балансирными колесами, соединенную с ней горизонтальную связь для фиксации модели мостового крана в продольном направлении, присоединенную к раме механизма продольного возвратно-поступательного перемещения с заданной амплитудой, один или два силовых гидродомкрата для нагружения испытываемых балок, размещенные между рамой модели мостового крана и рамой стенда, шатун и соединенный с ним механизм продольного возвратно-поступательного перемещения с заданной амплитудой. На нижних и верхних поясах нижнего и верхнего блоков испытываемых балок соответственно закреплены направляющие рельсы, посредством которых нижний блок испытываемых балок опирается на балансирные тележки, и на которые опирается своими балансирными колесами модель мостового крана. Верхний блок испытываемых балок соединен с нижним блоком испытываемых балок посредством нескольких шарниров, при этом шатун соединен с одним из крайних шарниров. Данное изобретение направлено на повышение достоверности и расширение функциональных возможностей испытаний. 4 ил. Предлагаемое изобретение относится к испытаниям подкрановых балок на выносливость подвижно-сосредоточенными нагрузками. Известен стенд для испытаний [1, а.с 1686355]. Он предназначен для испытаний блока из двух балок и имитирует подвижно-сосредоточенные воздействия: вертикальные Р, горизонтальные Т силы и крутящие моменты Мкр. Примем известное решение за аналог. Недостаток аналога – невозможность испытания неразрезных подкрановых балок. Технический результат изобретения – повышение достоверности испытаний и расширение функциональных возможностей стенда. Он достигнут тем, что стенд для испытания подкрановых балок на выносливость содержит фундамент и жестко закрепленную на нем раму. На раме шарнирно закреплены балансирные тележки, установленные колесами вверх и ориентированные по двум параллельным осям. Модель мостового крана с балансирными тележками фиксируется в продольном направлении горизонтальной связью. Один или два силовых гидродомкрата, размещенные между рамой модели мостового крана и рамой стенда, нагружают испытываемые балки, а шатун механизма продольного возвратно-поступательного перемещения сообщает испытываемым балкам колебания с заданной амплитудой. На нижних поясах нижнего блока испытываемых балок закреплены направляющие рельсы, посредством которых нижний блок испытываемых балок опирается на балансирные тележки. Верхний и нижний блоки испытываемых балок соединены друг с другом посредством нескольких шарниров. На верхних поясах верхнего блока испытываемых балок закреплены направляющие рельсы, на которые опираются колесами балансирные тележки модели мостового крана. Шатун соединен валом с двумя крайними шарнирами, а горизонтальная связь соединена с рамой механизма продольного возвратно-поступательные перемещения с заданной амплитудой. В стенде одновременно испытываются два блока балок, соединенных друг с другом несколькими шарнирами, причем нижний блок балок оснащен направляющими рельсами снизу и опирается ими на колеса балансирных тележек, а верхний блок балок оснащен направляющими рельсами сверху. Модель мостового крана опирается колесами балансирных тележек на рельсы верхнего блока испытываемых балок, а шатун, сообщающий балкам возвратно-поступательные движения, соединен с одним из крайних шарниров. Сопоставление с аналогом показывает существенные отличия разработанного стенда. Стенд позволяет одновременно испытывать в идентичных условиях четыре балки как разрезные, так и неразрезные, причем каждая балка испытывается в двух зонах и, следовательно, эквивалентна двум балкам. На фиг.1 показан стенд, общий вид; на фиг.2 – разрез А-А; на фиг.3 – вид Б на фиг.2; на фиг.4 – узел шарнирного соединения блоков балок и шарнирного крепления шатуна. Стенд установлен на фундаменте 1. Рама 2 стенда жестко закреплена на фундаменте 1. Балансирные тележки 3 закреплены на раме 2 шарнирно и с возможностью изменения их базового расстояния Б и числа балансирных тележек [1, а.с. 1686335, фиг.5, 6]. На балансирные тележки 3, обращенные колесами вверх, через рельсы 4 опираются нижние испытываемые параллельные друг другу балки a и b (см. фиг.2.), соединенные в блок балок 5. Рельсы 4 закреплены на нижних поясах блока балок 5 с эксцентриситетом или без него. Каждая испытываемая балка a и b наклонена к вертикали под углом  (0… 6o). Наклонная установка к вертикали испытываемых балок a и b обеспечивает имитацию сил горизонтального торможения Т кранов [2, патент 1677583]. В каждом блоке испытываемые балки соединены связями (показано схематично).
На нижнем блоке балок 5 установлено несколько шарниров 6.
Шарниры 6 на испытываемых балках a и b соосны друг другу и образуют пары шарниров 6 (см. фиг.2).
На шарниры 6 опирается верхний блок балок 7. Этот блок 7 аналогичен блоку 5, но рельсы 4 установлены на нем на верхних поясах испытываемых балок a и b.
На верхний блок балок 7 через рельсы 4 опираются колеса балансирных тележек 8 модели мостового крана 9.
На фиг. 1 показана модель мостового крана грузоподъемностью 100 т, опирающегося на восемь колес. Может быть установлена и модель мостового крана грузоподъемностью 50 т, опирающегося на четыре колеса. Модель мостового крана 9 содержит концевые балки с и основную d. На основной балке d установлены один или два силовых домкрата 10, нагружающих модель мостового крана 9 и блоки балок 5 и 7.
Опорная реакция одного или двух домкратов 10 воспринимается балкой d, соединяющей колонны f рамы стенда 2. Колонны f заанкерены в фундаменте 1.
Механизм продольного возвратно-поступательного перемещения обеспечивает колебания испытываемых балок с заданной амплитудой [3, патент 840679]. Рама этого механизма соединена горизонтальными связями 11 с моделью мостового крана 9.
Следовательно, связи 11 исключают самопроизвольные продольные перемещения модели мостового крана по отношению к неподвижному фундаменту стенда. Связи 11 воспринимают горизонтальные усилия, возникающие при работе механизма продольного возвратно-поступательного перемещения.
Два крайних шарнира 6 блоков 5 и 7 балок соединены валом 12 и шатуном 13 с массивным маховиком, аккумулирующим кинематическую энергию и предохраняющим электродвигатель привода от перегрузок.
Массивный маховик механизма продольного возвратно-поступательного перемещения соединен с блоками балок 5 и 7 шатуном 13 через вал 12 и сообщает этим блоками балок движение с заданной амплитудой.
Возвратно-поступательного перемещения блоков 5 и 7 балок обеспечивает создание циклической подвижно-сосредоточенной нагрузки такой же, как в реальных условиях эксплуатации балок.
На фиг.1 показано три шарнира 6, установленные на испытываемых балках а стенда. На балках в стенда установлены соосные (см. фиг.2) шарниры 6. Крайние шарниры 6 соединены валом 12 для присоединения шатуна 13.
В случае, показанном на фиг.1, имитируется работа неразрезного подкранового пути. Число шарниров 6 может быть увеличено или уменьшено. Между шарнирами 6 может быть зафиксированы одинаковые L или разные L1, L2, L3 пролеты.
В случае уменьшения числа шарниров 6 до двух имитируется работа разрезных испытываемых балок a и b. Шарниры 6 могут быть установлены или на самом краю блока балок, или на некотором расстоянии от его торца (имитируется работа двухконсольной балки). На фиг.2 видно, что шарниры 6 на балках а и b соосны друг другу.
Стенд монтируется и работает следующим образом. Монтируется рама 2 без верхней балки i стенда. Затем монтируют балансирные тележки 3 и устанавливается проектное расстояние между ними (база Б).
Испытываемые балки а и b параллельны друг другу и соединены в единый блок балок. Соединительные устройства каждого блока балок позволяют регулировать расстояние между продольными осями испытываемых балок a и b. Установка испытываемых балок а и b под некоторым углом к вертикали обеспечивает имитацию горизонтальных сил Т, действующих на них.
На нижнем блоке балок 5 рельсы 4 закреплены снизу, а шарниры 6 сверху. На верхнем блоке балок 7 наоборот рельсы 4 закреплены сверху, а шарниры 6 снизу.
Шатун 13 соединен с двумя крайними шарнирами посредством вала 12. Шатун обеспечивает продольное возвратно-поступательное движение блоков 5 и 7 балок с заданной амплитудой. Верхний блок балок 7 опускается сверху и фиксируется шарнирами 6 на нижнем блоке 5.
Модель мостового крана 9, содержащая балансирные тележки 8, концевые балки с и главные балки d, монтируется в сборке и опирается колесами балансирных тележек 8 на рельсы 4 верхнего блока 7 балок. Затем модель мостового крана фиксируют в продольном направлении связями 11, соединяющими ее с рамой механизма продольного возвратно-поступательного перемещения.
На главную балку d модели мостового крана 9 устанавливаются один или два домкрата 10. Колонны f рамы 2 соединяют друг с другом балкой i стенда, в которую и упираются поршни домкратов 10, включают подачу масла в домкраты 10 и производят загружение блоков 5 и 7 балок вертикальными силами Р. Эти силы передаются колесами балансирных тележек 8 от модели мостового крана 9 на верхний блок 7, затем через шарниры 6 на нижний блок балок 5 и далее на колеса нижних балансирных тележек 3 и на фундамент 1 стенда. Через колонны f внутренние усилия в стенде взаимно уравновешиваются.
Затем включают механизм продольного возвратно-поступательного перемещения, и шатун 13 сообщает блокам 5 и 7 балок циклическое движение с заданной амплитудой.
Каждая из испытываемых балок а и b балок испытывается на выносливость в зоне под колесами каждой балансирной тележки. Проход каждого из колес в одну сторону обеспечивает один цикл загружения. Перемещение блока балок в одну сторону происходит за 1 секунду.
Легко определить общую высокую производительность стенда за сутки 3600 8224 = 1384400 циклов,где 3600 – число секунд в часу; 8 – число балансирных тележек; 2 – число колес в каждой балансирной тележке; 24 – число часов в сутках. Обычно в цехах с интенсивным тяжелым режимом работы (8К, 7К) накапливается 0,8…0,7 миллиона циклов нагружений в год. Экономический результат возникает от повышения достоверности испытаний, так как условие загружения испытываемых балок а и b такие же, как в действующих цехах. На стенде обеспечена имитация работы как разрезных, так и неразрезных подкрановых балок двух смежных пролетов цеха. Надежность стенда высокая, такая же, как и у аналога, действующего в лаборатории “Выносливости” Пензенской ГАСА и эксплуатирующегося круглосуточно, непрерывно в автоматическом режиме с аварийной многократной защитой. Источники информации 2. Нежданов К.К., Нежданов С.К. и др. Стенд для испытаний балок на выносливость: патент России 1677583, G 01 N 31/34, действует с 27.10.1993 г. 3. Нежданов К. К. Стенд для испытаний балок на выносливость: патент России 840679, G 01 М 5/00, действует с 8.10.1993 г. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Извещение опубликовано: 7.11.2006 БИ: 33/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
