АНКЕР ДЛЯ НАТЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая полезная модель относится к устройствам натяжения арматуры, а именно к приспособлениям для закрепления концов арматуры и ее натяжения при производстве железнодорожных шпал.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно устройство для натяжения арматуры (патент RU 118662 U1, опубл. 27.07.2012), которое используется для изготовления железобетонных предварительно напряженных шпал. Недостатком конструкции этого устройства является размер головки, оставляющей большую полость после вывинчивания из шпалы, тем самым увеличивая зону ненапряженного бетона, что негативно сказывается на сроке эксплуатации шпалы.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому устройству является анкер для натяжения арматуры, который используется для изготовления железобетонных предварительно напряженных шпал. Один из вариантов исполнения данного анкера является сборным (патент RU 185762 U1, опубл. 18.12.2018), который имеет ступенчатую сменную головку, состоящую из большого и малого цилиндров, сопряжение которых выполнено со скруглением.
Недостатками данной сборной конструкции являются:
- наличие зазора между торцом сменной головки и дном резьбового отверстия цилиндрического стержня, что снижает прочность сборной конструкции при прикладываемой на анкер нагрузке;
- низкая твердость сменной головки анкера, приводящая к износу резьбы и заклиниванию арматуры, что не обеспечивает требование надежности и срока службы;
- наличие опасного сечения в месте сопряжения большого и малого цилиндров головки (в процессе ввинчивания головки в стержень нарастает концентрация внутренних напряжений в опасном сечении, а именно в месте сопряжения большого и малого цилиндров), приводящее к разрушению сменной головки анкера во время приложения цикличной нагрузки 96 кH, растягивающей арматуру, и вибрации согласно технологическому процессу при производстве железобетонных шпал.
Заявленная полезная модель устраняет недостатки предыдущего уровня техники и обеспечивает:
- усиление соединения сменной головки с цилиндрическим стержнем анкера;
- снижение зоны не напряженного бетона на торце шпалы;
- лучшую герметизацию технологических отверстий формы;
- исключение подтекания бетона.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей заявляемой полезной модели является увеличение срока эксплуатации сборной конструкции анкера для натяжения арматуры и, как следствие, повышение эксплуатационных характеристик шпалы.
Технический результат заключается в повышении надежности анкера для натяжения арматуры и, как следствие, увеличение срока службы анкера для натяжения арматуры при производстве железобетонных шпал.
Технический результат достигается за счет конструкции анкера для натяжения арматуры, который включает цилиндрический стержень с резьбой на внешней поверхности для накручивания по резьбе гайки с шайбой с одной стороны и с внутренней резьбой для крепления сменной головки с другой стороны, сменную головку, в торце которой имеется резьбовое отверстие для крепления арматуры, отличающийся тем, что сменная головка выполнена в форме цилиндра с одной стороны и в форме усеченного конуса с другой стороны, при этом сменная головка выполнена с наружной левой резьбой и возможностью ее крепления посредством завинчивания в цилиндрический стержень до упора торца сменной головки в дно резьбового отверстия цилиндрического стержня. При этом не оставляя, даже микрозазора, что позволяет завинчивать сменную головку в цилиндрический стержень с усилием затяжки 400-500 Нм.
При этом сменная головка выполнена из конструкционной стали.
При этом сменная головка выполнена из конструкционной стали твердостью 36-55 HRC.
При этом сменная головка выполнена из конструкционной стали марки, выбранной из группы 40Х, 40ХН, 45ХН, 25ХГСА, 30ХГСА, 38ХГН, 38ХГНМ, 35ХМ.
При этом сменная головка выполнена диаметром не менее 16 мм и не более 25 мм и длиной не более 80 мм.
При этом сменная головка выполнена с наружной левой резьбой М 20 х 1,5 мм.
Вышеуказанные и другие задачи, особенности, преимущества, а также техническая значимость данной полезной модели будут более понятны из нижеследующего подробного описания полезной модели со ссылками на сопровождающие чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фигуре 1 показана сборная конструкция, где анкер совместно с арматурой и колпачком размещен в соответствующем отверстии в форме для изготовления железобетонных изделий, где 1 - арматура; 2 - колпачок; 3 - сменная головка анкера, 4 - форма; 5 - цилиндрический стержень анкера.
На фигуре 2 показана принципиальная схема сборки анкера для натяжения арматуры, где 6 - торец сменной головки (3) анкера; 7 - дно резьбового отверстия цилиндрического стержня (5) анкера.
На фигуре 3 показаны конструкции полимерного колпачка (а, б) и эластичный фланец с переменной толщиной юбки (в).
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Заявленный в настоящей полезной модели анкер для натяжения арматуры состоит из цилиндрического стержня (5) с резьбой на внешней поверхности для накручивания по резьбе гайки с шайбой с одной стороны и с внутренней резьбой для крепления сменной головки (3) с другой стороны, при этом в торце (6) сменной головки (3) имеется резьбовое отверстие для крепления арматуры (1), при этом сменная головка (3) выполнена, как правило, из конструкционной стали марок 40Х, 40ХН, 45ХН, 25ХГСА, 30ХГСА, 38ХГН, 38ХГНМ, 35ХМ твердостью 36-55 HRC в форме цилиндра, с наружной левой резьбой с одной стороны и в форме усеченного конуса с другой стороны (см. Фиг. 1). При этом сменная головка выполнена с возможностью ее завинчивания в цилиндрический стержень так, чтобы торец (6) сменной головки (3) упирался в дно (7) резьбового отверстия цилиндрического стержня (5) анкера до упора (см. Фиг. 2), что позволяет выдерживать конструкции анкера без ее разрушения усилие затяжки в 400-500 Нм.
При этом сменная головка может быть выполнена диаметром не менее 16 мм и не более 25 мм и длиной не более 80 мм с наружной левой резьбой.
Твердость стали (36-55 HRC) определяют методом Роквелла путем измерения деформации, вызванной вжиманием индентора в исследуемый материал. Твердость по Роквеллу определяется глубиной проникновения, полученного в ходе двухэтапного испытания. Для обозначения твердости по Роквеллу используется символ HR, к которому добавляется буква, указывающая на шкалу, по которой проводились испытания. Шкала С используется для определения твердости сплавов железа, а шкала B - для определения твердости сплавов алюминия, меди, латуни и других мягких сталей.
Для герметизации зазоров в соединении анкера с формой (4) дополнительно используют полимерный колпачок (2), который выполнен из полиэтилена или полипропилена или композиции с их использованием и представляет собой тело вращения в форме усеченного конуса с отверстием под арматуру (1) с диаметром не менее 7 мм и не более 11 мм с одной стороны и в форме цилиндра с диаметром не более 30 мм с ребрами жесткости от 3 до 8 шт., эластичного фланца диаметром не менее 38 и не более 60 мм и высотой не более 9 мм с другой стороны. Внутри полимерного колпачка (1) находится полость, повторяющая внешний контур сменной головки (3) анкера. Эластичный фланец имеет переменную толщину, что позволяет гарантированно прилегать к стенке формы.
Дополнительная герметизация технологических отверстий формы происходит в том числе за счет новой конструкции полимерного колпачка (см. Фиг. 3 а), б)), пазы и выступы на теле, которого работают как цанга, гарантированно охватывая сменную головку (3), а эластичный фланец, благодаря переменной толщине его юбки (см. Фиг. 3 в)), плотно прилегает к стенке формы. Размеры зоны ненапряженного бетона на торце шпалы сохраняются, как у прототипа.
Заявленная полезная модель работает следующим образом.
Анкера размещают в соответствующих отверстиях в форме для изготовления железобетонных изделий (шпал), таким образом, чтобы сменная головка располагалась внутри формы. В форму помещают арматуру с надетыми на нее полимерными колпачками. При вращении анкеров в осевые отверстия сменных головок вворачивают до упора противоположные концы арматуры, снабженные ответной резьбой. Создание необходимого натяжения арматуры 96 кH контролируют измерением крутящего момента, прилагаемого к анкеру. С помощью специального механизма на сменную головку насаживаются полимерные колпачки. Затем заливают бетон и подвергают вибрации, а после его застывания анкеры извлекаются из формы, освобождая концы напряженной арматуры, путем выкручивания, после чего готовую шпалу вынимают из формы. Далее производственный цикл повторяется.
Усовершенствованная усиленная конструкция анкера позволяет увеличить его надежность и срок его службы, уменьшить технологическое освобождение на торце при формовке железобетонной шпалы и снизить зоны ненапряженного бетона, что в совокупности увеличивает эксплуатационные характеристики шпалы.