СИСТЕМА ПРОФИЛЕЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЗАМКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Полезная модель относится к изготовлению профилей, имеющих боковые кромки, специально предназначенные для зацепления одной с другой с образованием замкового соединения и может быть использовано в соединении стенкообразующих элементов шпунтового типа.
В качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому устройству, выбран плоский шпунтовый профиль, описанный в технических условиях ГОСТ 4781-85 «Профили стальные горячекатаные для шпунтовых свай», содержащий стенку с U-образными кромками. Концевые участки U-образной кромки изогнуты таким образом, что образуют открытую полость. Замковое соединение создают за счет размещения в открытой полости боковой кромки одного профиля концевого участка боковой кромки другого, аналогичного, профиля, но развернутого относительно оси стенки на 180°.
Недостатком прототипа является:
- Низкая прочность замкового соединения. Это определяется ненадежностью взаимодействия концевых участков профиля, т.к. концевые участки U-образной кромки имеют различное поперечное сечение. Кроме того, на участках U-образной кромки, прилегающих к стенке профиля, возникает большой изгибающий момент, что вынуждает существенно увеличивать толщину профиля в этом месте для снижения изгибающих напряжений.
- Большие размеры U-образной кромки (замковой части профиля), поскольку она выполняет одновременно охватывающие и охватываемые функции при соединении.
- Высокая стоимость и технологическая сложность изготовления профиля, т.к. в процессе прокатки профиля необходима частая смена калибров и перевалка валков, а также настройка клетей и прокатного стана в целом. Это в свою очередь требует больших материальных и временных затрат.
Задачей полезной модели является снижение себестоимости изготовления профилей, используемых для создания замкового соединения, с обеспечением повышенной прочности и надежности замкового соединения.
Указанный технический результат полезной модели достигается тем, что система профилей для создания замкового соединения содержит два профиля, состоящих из полосовой части и боковой кромки, причем первый профиль выполнен с боковой кромкой U-образного поперечного сечения, концевые участки которой, загнутые вовнутрь, образуют открытую полость для размещения в ней боковой кромки второго профиля. Согласно полезной модели концевые участки U-образной боковой кромки первого профиля выполнены симметричными относительно оси профиля, второй профиль имеет Т-образное поперечное сечение, боковая кромка которого выполнена в виде полки с симметрично загнутыми к оси профиля краями, при этом угол α загиба краев полки Т-образного профиля меньше 90°, а угол загиба концевых участков U-образной боковой кромки профиля равен α+90°.
Кроме того, профили выполнены методом горячего прессования из круглой заготовки.
Сущность полезной модели и возможность ее реализации поясняются чертежами, где на фиг.1 изображено поперечное сечение плоского профиля с U-образной боковой кромкой, на фиг.2 изображено Т-образное поперечное сечение второго профиля, на фиг.3 - система профилей в сборе - конструктивное выполнение замкового соединения.
Система профилей для создания замкового соединения содержит два профиля. Первый плоский профиль (фиг.1) выполнен в виде полосовой части 1 и боковой кромки 2, имеющей U-образное поперечное сечение. Концевые участки 3 U-образной кромки 2 плоского профиля загнуты внутрь симметрично относительно оси профиля под углом α+90° и образуют открытую полость 4. Второй профиль с Т-образным поперечным сечением (фиг.2) состоит из полосовой части 5 и, сопряженной с ней, боковой кромки 6, выполненной в виде полки с симметрично загнутыми относительно оси профиля под углом α краями 7.
Для создания замкового соединения (фиг.3) боковую кромку 6 профиля Т-образного поперечного сечения вставляют в открытую полость 4 U-образной кромки полосового профиля с торца профиля, при этом оси симметрии профилей совпадают.
Угол α загиба краев 7 полки 6 Т-образного профиля соответствует углу загиба α+90° концевых участков 3 U-образной кромки 2 первого профиля, в результате чего при попытке растяжения замкового соединения контакт профилей обеспечивается по прямому отрезку а-b (фиг.3), что в свою очередь исключает вероятность смятия металла концевых участков боковых кромок профилей.
Углы загиба краев полки и концевых участков такие, что силы, действующие в зоне контакта, создают изгибающие моменты, которые только в зоне А способствуют разжатию U-образной кромки (т.е. «раскрытию» замка). В зоне В изгибающие моменты, наоборот, способствуют сжатию U-образной кромки. Но, т.к. изгибающие моменты в зоне А невелики, поскольку мало плечо действующих контактных сил N, то для раскрытия замка необходимо действие больших растягивающих сил Р, много больших, чем в случае прототипа (фиг.3).
Вполне возможен и такой вариант, что замковая часть системы двух профилей будет работать полностью на разрыв, но при действии больших растягивающих нагрузок будет разрушаться полосовая часть профилей, а раскрытия замка не произойдет.
Выбранный угол загиба позволяет кроме всего прочего не увеличивать толщину металла в зоне В U-образной кромки плоского профиля в отличие от прототипа.
Размеры элементов профилей такие, что, при создании замкового соединения обеспечивают свободное движение полки 6 Т-образного профиля внутри полости 4, а при отсутствии нагрузки исключают «выскакивание» полки из полости.
Преимуществом предлагаемой полезной модели является технологическая простота изготовления профилей, образующих систему. Изготавливают профили методом горячего прессования (экструдирования) с последующими операциями правки и резки. Готовый профиль сразу получается из заготовки - круга в отличие от процесса горячей прокатки для прототипа.
Система профилей для создания замкового соединения может быть использована при изготовлении шпунтовых свай нового типа. При этом необходима сварка торцов полосовых частей обоих профилей с торцами стенкообразующих элементов, в качестве которых могут быть использованы холодногнутые или горячекатаные элементы, имеющие «корытообразную», Z-образную, V-образную, полосовую или другие формы.