МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ БАЛКА ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ

Полезная модель относится к конструкциям для сборно-разборных стеллажей, а именно, к балкам, и используется совместно с другими конструктивными элементами (рамы, стойки и т.п.). Балка предназначена для производства фронтальных (паллетных) и мезонинных стеллажей, а также может использоваться в различных конструкциях и сооружениях, где требуется особая прочность и повышенная грузоподъемность.
Известны различные поперечные несущие балки, например балка-ферма (патент РФ на ПМ №72245, кл. Е04С 3/16, публ. 2008 г.). Данная балка-ферма содержит продольные полки, соединенные решеткой из раскосов, отличающаяся тем, что угловые части решетки из раскосов выполнены в виде части цилиндрической поверхности, при этом на указанных цилиндрических поверхностях угловых частей решетки из раскосов эквидистантно этим цилиндрическим поверхностям выполнены шипы трапециевидной в поперечном сечении формы, а в полках балки-фермы выполнены пазы, соответствующие по форме и размерам упомянутым шипам угловых частей. К причине, препятствующей использованию данной балки-фермы, относится выполнение ее из дерева и вследствие этого недостаточная прочность и недолговечность.
Известна балка, относящаяся к устройству для стеллажных систем (патент РФ на полезную модель №75551. Кл. А47В 57/22, публ. 2008 г.) Данная балка выполнена в виде коробчатого корпуса с полками, с боковыми стенками с элементами жесткости, при этом элементы жесткости выполнены косорасположенными выдавками в виде пуклевок, при этом выступы в стенках соединителей выполнены с пазами, а отверстия в дне соединителей выполнены овальными, а на концах балки установлены торцевые элементы в виде двух соединителей для соединения балки со стойками складских стеллажных систем, каждый из которых выполнен в виде дна с отверстиями для крепежных элементов и двух стенок, одна из которых выполнена с выступами.
К причинам, препятствующим использованию данной балки относится недостаточная жесткость балки и как следствие снижение прочности и грузоподъемности стеллажа, собранного с применением известной балки. Кроме того при изготовлении данной балки больше расход металла, что значительно утяжеляет конструкцию.
По совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату наиболее близкой к заявляемой полезной модели является балка, относящаяся к устройству для стеллажных систем, патент РФ №75551, которая и выбрана в качестве прототипа.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание балки повышенной прочности и грузоподъемности.
Техническим результатом при использовании всей совокупности существенных признаков предлагаемой полезной модели является повышение прочности и грузоподъемности стеллажных систем, в которых используется данная балка. Так во фронтальных стеллажных системах использование балки позволяет увеличить количество поддономест на ярус. А в мезонинных стеллажах позволяет использовать их для перекрытий над проездами, где требуются балки повышенной длины. При этом балка имеет меньший вес, так как при ее изготовлении используется меньше металла.
Указанный технический результат достигается тем, что металлическая балка повышенной прочности, включающая две полки, по концам жестко соединенные между собой посредством торцевых элементов с функцией зацепов, и косорасположенные элементы жесткости, размещенные между полками, отличающаяся тем, что полки выполнены из профиля, причем одна из полок выполнена из предварительно напряженного профиля с изгибом наружу, элементы жесткости выполнены из тонкостенных полых профилей, расположеных под прямым углом между собой и по отношению к полке без изгиба с образованием раскосов, жестко скрепленных вершинами непосредственно с полками, причем крайние из них дополнительно скреплены и с торцевыми элементами.
Предпочтительно полки выполнять из профиля круглого или квадратного, или прямоугольного сечения.
Для увеличения грузоподъемности балки торцевые элементы выполнены из профиля, прочность которого не меньше прочности профиля полок, а крайние элементы жесткости выполнены из профиля, прочность которого не меньше прочности профиля полки или прочности профиля торцевого элемента.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом. На фиг.1 представлен общий вид балки, где: две полки (1), (2), жестко соединенные между собой посредством торцевых элементов (3) с функцией зацепов, и косорасположенные элементы жесткости (4), размещенные между полками (1) и (2). Полки (1) и (2) выполнены из профиля, например, прямоугольного сечения. Одна из полок (2) выполнена из предварительно напряженного профиля с изгибом наружу. Элементы жесткости (4) выполнены из тонкостенных полых профилей и расположены под прямым углом между собой и по отношению к полке (1) без изгиба с образованием раскосов. Элементы жесткости (4) жестко скреплены вершинами (5) непосредственно с полками (1) и (2), а крайние из них (6) дополнительно скреплены и с торцевыми элементами (3). Торцевые элементы (3) выполнены из профиля, прочность которого не меньше прочности профиля полок (1) и (2). А крайние элементы жесткости (6) выполнены из профиля, прочность которого не меньше прочности профиля полки (1 и 2) или прочности профиля торцевого элемента (3).
Изготавливается балка следующим образом:
Полку (1), выполненную из полой трубы, например, прямоугольного сечения, устанавливают горизонтально в кондукторе, далее на ее концах устанавливают торцевые элементы (3) и приваривают их, от верхних кромок торцевых элементов (3) с функцией зацепов до полки (1) под прямым углом устанавливают элементы жесткости (4), выполненные из полого тонкостенного профиля, например, прямоугольного сечения. По центру полки (1) устанавливают временную распорку (на чертеже не указана) превышающую зазор между полкой без изгиба (1) и полкой (2). Полку (2) изгибают, концы ее дожимают до заданного зазора между полками (2 и 1) и сваривают с торцевыми элементами (3). Далее элементы жесткости (4) располагают под прямым углом между собой и по отношению к полке (1) с образованием раскосов, приваривают их вершинами (5) к полке (1) и полке (2), а крайние элементы жесткости (6), прочность которых не меньше прочности профиля полки (1 и 2) или прочности профиля торцевого элемента (3), приваривают и к торцевым элементам (3). Извлекают временную распорку и готовое изделие из кондуктора. Затем производят покраску готовой балки.
Материалом для изготовления предлагаемых балок являются профильные трубы круглого или квадратного, или прямоугольного сечения из стали тонколистовой сортамент: 08пс - ГОСТ 9045, ГОСТ 1050; Ст1, Ст2, (Ст3) - ГОСТ 380.
Сборка стеллажей, например сборно-разборных металлических фронтальной загрузки, с применением предлагаемой балки осуществляется следующим образом: зацепы балки крепятся на стойках, соединяя таким образом стеллажные рамы и образовывая стеллажные системы.
Для обеспечения различных потребностей по нагрузкам и устойчивости стеллажных систем предлагаемая балка может быть изготовлена из профиля круглого сечения ǿ 60×5 мм или квадратного сечения 50×50×3 мм, или прямоугольного сечения 50×25×2 мм, 80×40×3 мм, 100×50×3 мм, где 5; 2; 3 - толщина металла. В зависимости от требуемых размеров стеллажей, а также учитывая их грузоподъемность, длина балки может составлять от 1000 до 4500 мм, а ее высота от 200 до 500 мм.
Стеллажи, собранные, как указано выше, с применением предлагаемых балок, имеющих всю совокупность существенных признаков формулы полезной модели, были испытаны на прочность, устойчивость и грузоподъемность. Каждую пару балок нагружали весом от 1 до 6 тонн и визуально определяли наличие деформаций и отклонений от первоначальной устойчивости.
Испытания предлагаемой балки при равных габаритах с прототипом показали, что нагрузочные характеристики увеличились в 1,3-1,5 раза, при этом изгиб сохранился (1:300). Увеличение грузоподъемности и прочности балок, как основного элемента стеллажных систем, позволяет повысить по сравнению с прототипом устойчивость и прочность стеллажа при повышенных нагрузках. Одним из достоинств предлагаемой балки является возможность использования ее при необходимости длиной до 4500 мм без ухудшения прочностных и упругих характеристик. Кроме того, предлагаемая балка более легкая по сравнению с прототипом, что упрощает процесс сборки стеллажей, делает ее менее металлоемкой, то есть более выгодной экономически.
Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критериям патентоспособности по действующему законодательству и направлена на решение поставленной задачи.