СКЛАДСКОЙ СТЕЛЛАЖ, СТОЙКА СКЛАДСКОГО СТЕЛЛАЖА, БАЛКА СКЛАДСКОГО СТЕЛЛАЖА

Группа полезных моделей относится к сборно-разборным стеллажным системам и может быть использована для складирования грузов на поддонах или штучных товаров в гипермаркетах, складских помещениях и производственных цехах.
Из патента Германии DE 3908568 (опубл. 20.09.1990, МПК А47В 57/40; B65G 1/02; А47В 57/00; B65G 1/02) известен складской стеллаж, включающий стойки, на фронтальных поверхностях которых выполнены отверстия, имеющие клиновидные участки, балки, имеющие торцевые поверхности с отверстиями, соединительные элементы, установленные с возможностью закрепления балок на стойках, раскосы, соединяющие пары близлежащих стоек. Соединительные элементы выполнены в виде надрезанных и изогнутых поверхностей металла балки.
В конструкции известного стеллажа крепление балок к стойкам осуществляется путем вставки крючкообразных соединительных элементов в отверстия стоек без дополнительной фиксации. При таком способе крепления балок к стойкам не может быть обеспечена необходимая надежность и высокая несущая способность стеллажа ввиду возможности рассоединения балок и стоек при случайном поднятии балки вверх, а также ввиду возможности отлома крючкообразного соединительного элемента под действием нагрузки.
Из патента Германии DE 10204803 (опубл. 14.08.2003, МПК А47В 57/40; А47В 57/00) известен складской стеллаж, включающий стойки, на фронтальных поверхностях которых выполнены отверстия, балки, имеющие торцевые поверхности с отверстиями, фиксаторы, установленные в отверстиях стоек, раскосы, соединяющие пары близлежащих стоек, соединительные элементы, установленные с возможностью закрепления балок на стойках.
В известной конструкции соединительные элементы представляют собой винты, установка которых требует значительных временных затрат. Кроме этого винтовое соединение не может обеспечить прочность соединения в течение длительного времени.
Складской стеллаж, раскрытый в патенте США US 3303937 (опубл. 14.02.1967, МПК А47В 57/50; F16B 5/06; F16B 21/09; А47В 57/00; F16B 5/06; F16B 21/00), включает стойки, на фронтальных поверхностях которых выполнены отверстия, имеющие клиновидные участки, балки, имеющие торцевые поверхности с отверстиями, фиксаторы,
установленные в совмещенных отверстиях стоек и балок, раскосы, соединяющие пары близлежащих стоек. Стеллаж также снабжен соединительными элементами.
В известной конструкции стеллажа балка выполнена в виде тонкостенного профиля L-образной формы, что не позволяет ей выдерживать значительные нагрузки. Другим недостатком известной конструкции является отсутствие средств крепления стоек к полу, предохраняющих стеллаж от смещения относительно вертикального положения.
Кроме этого фиксатор выполнен в виде детали, имеющей штыри, устанавливаемые в совмещенные отверстия стоек и балок, что усложняет монтаж стеллажа.
Наиболее близким к заявленному является складской стеллаж, раскрытый в патенте US 3414224 (опубл. 03.12.1968 МПК А47В 57/40; А47В 96/00; А47В 57/00; А47В 96/00), включающий стойки, выполненные в виде стальных профилей, на фронтальных поверхностях которых выполнены отверстия, имеющие клиновидные участки, балки, выполненные в виде полых элементов, имеющих торцевые поверхности с отверстиями, фиксаторы, установленные в совмещенных отверстиях стоек и балок, соединительные элементы, установленные с возможностью закрепления балок на стойках.
В известной конструкции стеллажа соединительные элементы выполнены в виде отдельных деталей сложной геометрической формы, что усложняет изготовление стеллажа и его монтаж.
Известны также различные варианты конструкций стоек складского стеллажа.
Из указанного выше патента Германии DE 3908568 известна стойка складского стеллажа, выполненная в виде профиля, имеющего фронтальную поверхность, на которой расположены отверстия, имеющие клиновидные участки.
Из патента Германии DE 10204803 также известна стойка складского стеллажа, выполненная в виде стального профиля, имеющего фронтальную поверхность, на которой расположены отверстия, имеющие клиновидные участки.
Наиболее близкой к заявленной является стойка, известная из указанного выше патента США US 3414224, выполненная в виде стального профиля, имеющего фронтальную поверхность, на которой расположены отверстия, имеющие клиновидные участки.
Общим недостатком известных стоек является то, что они не обладают в достаточной степени сопротивлением нагрузкам ввиду отсутствия средств для повышения прочности при наличии большого числа отверстий.
Известны также различные конструкции балок складского стеллажа.
Из указанных выше патентов Германии DE 3908568 и DE 10204803 известны балки, имеющие торцевые поверхности с отверстиями.
В качестве горизонтальных элементов известных балок использованы С-образные профили, которые не могут обеспечить достаточную прочность.
Наиболее близкой к заявленной является балка складского стеллажа, выполненная в виде полого элемента, имеющего торцевые поверхности с отверстиями, раскрытая в указанном выше патенте США US 3414224.
В известной конструкции требуемая прочность балки достигается за счет использования при ее изготовлении толстолистового металла, что ведет утяжелению балки и, как следствие, усложнению ее монтажа.
Технический результат, обеспечиваемый при использовании группы полезных моделей, заключается в повышении несущей способности, прочности и надежности конструкции стеллажа, его устойчивости, упрощении изготовления и монтажа, в сочетании с уменьшением расхода металла без снижения прочностных характеристик.
Указанный выше технический результат обеспечивается при использовании складского стеллажа, включающего стойки, выполненные в виде стальных профилей, на фронтальных поверхностях которых выполнены отверстия, имеющие клиновидные участки, балки, выполненные в виде полых элементов, имеющих торцевые поверхности с отверстиями, фиксаторы, установленные в совмещенных отверстиях стоек и балок, соединительные элементы, установленные с возможностью закрепления балок на стойках. Согласно настоящей полезной модели, толщина стенки стального профиля стойки составляет от 2 до 3 мм, верхняя часть отверстий, имеющих клиновидные участки, выполнена прямоугольной формы, при этом, по меньшей мере, на одной его поверхности выполнено ребро жесткости в виде продольного углубления, полый элемент балки выполнен из листовой стали толщиной от 1 до 3 мм, при этом на его боковой поверхности расположены, по меньшей мере, два ребра жесткости, выполненные в виде продольных желобов, соединительные элементы выполнены на торцевых поверхностях балки и образованы вырезанными поверхностями металла торцевых поверхностей балки, загнутыми навстречу друг другу, соединительные элементы зафиксированы в клиновидных участках отверстий, выполненных на фронтальных поверхностях стоек, стеллаж снабжен раскосами, соединяющими пары близлежащих стоек, средствами для фиксации стоек на горизонтальной поверхности.
В предпочтительном варианте реализации полезной модели средства для фиксации стоек на горизонтальной поверхности выполнены в форме пластин, установленных под основанием каждой стойки и соединенных со стойкой и с полом при помощи крепежных элементов.
Указанный выше технический результат достигается также при использовании стойки складского стеллажа, выполненной в виде стального профиля, имеющего фронтальную поверхность, на которой расположены отверстия, имеющие клиновидные участки. Согласно заявленной полезной модели верхняя часть отверстий имеет прямоугольную форму, толщина стенки стального профиля стойки составляет от до 2-х до 3-х мм, при этом, по меньшей мере, на одной поверхности профиля выполнено ребро жесткости в виде продольного углубления.
Указанный выше технический результат достигается также при использовании балки складского стеллажа, выполненной в виде полого элемента, имеющего торцевые поверхности с отверстиями. Согласно заявленной полезной модели полый элемент выполнен из листовой стали толщиной от 1 до 3 мм, при этом на его боковой поверхности расположены, по меньшей, мере, два ребра жесткости, выполненные в виде продольных желобов, на торцевых поверхностях балки выполнены соединительные элементы, образованные вырезанными поверхностями металла торцевых поверхностей балки, загнутыми навстречу друг другу.
Далее группа полезных моделей поясняется конкретным примером ее реализации и прилагаемыми чертежами, на которых изображено следующее.
На фиг.1 - основные элементы складского стеллажа.
На фиг.2 - общий вид стойки складского стеллажа.
На фиг.3 - общий вид балки складского стеллажа.
На фиг.4 - поперечный разрез балки складского стеллажа по плоскости А-А.
На фиг.5 - фрагмент общего вида складского стеллажа с фиксаторами.
На фиг.6 - общий вид торцевой поверхности балки с соединительными элементами.
На фиг.7 - фрагмент общего вида торцевой поверхности балки с соединительным элементом.
На фиг.8 - фрагмент общего вида стойки складского стеллажа с средствами для ее фиксации.
Складской стеллаж, изображенный на фиг.1, включает четыре стойки (1), выполненные в виде стальных профилей (2) (фиг.2).
На фронтальных поверхностях стальных профилей (2) выполнены отверстия (3), имеющие клиновидные участки (4). Верхняя часть отверстий (3) выполнена прямоугольной формы.
Балки (5) (фиг.1) выполнены в виде полых элементов (6), имеющих торцевые поверхности (7) с отверстиями (8) (см. фиг.3, 4, 6). Фиксаторы (9) выполнены в виде Г-образных элементов с углублениями, расположенными в вертикальной плоскости. Фиксаторы (9) выполнены с возможностью установки в совмещенных отверстиях (3) стоек и отверстиях (8) балок (фиг.5).
Соединительные элементы (10) (см. фиг.5-7) выполнены на торцевых поверхностях (7) балки (5) и образованы вырезанными поверхностями металла (11) торцевых поверхностей (7) балки (5), загнутыми навстречу друг другу (фиг.7). Для обеспечения возможности фиксации балок (5) на стойках (1) соединительные элементы (10) (см. фиг.6, 7) зафиксированы в клиновидных участках (4) отверстий (3) так, что края клиновидных участков (4) отверстий (3) оказываются зажатыми между торцевыми поверхностями (7) балки (5) и вырезанными поверхностями металла (11).
В рассматриваемом варианте реализации группы полезных моделей на фронтальной поверхности стального профиля (2) и на его боковых поверхностях выполнены ребра жесткости (12) в виде продольных углублений (см. фиг.2, 5).
На боковой поверхности полого элемента (6) балки (5), имеющего прямоугольное поперечное сечение, расположены два ребра жесткости, выполненные в виде продольных желобов (13), расположенных на противоположных сторонах боковой поверхности (см. фиг.3, 4).
Стеллаж снабжен раскосами (14), соединяющими пары близлежащих стоек (1) (фиг.1). Средства для фиксации стоек на горизонтальной поверхности выполнены в форме пластин (15), установленных под основанием каждой стойки (1) и соединенными со стойкой (1) при помощи болтов (16) и с полом при помощи распорных анкеров (17) (фиг.8).
В рассматриваемом варианте реализации группы полезных моделей толщина стенки стального профиля (2) стойки (1) составляет 2 мм, т.е. в пределах диапазона от 2 до 3 мм согласно формуле полезной модели.
Полый элемент (6) балки (5) выполнен из листовой стали толщиной 1, 5 мм, т.е. в пределах диапазона от 1 до 3 мм согласно формуле полезной модели.
В другом варианте реализации группы полезных моделей ребро жесткости может быть выполнено только на фронтальной поверхности стального профиля.
Также возможен вариант выполнения стального профиля с ребрами жесткости только на боковых поверхностях.
В другом варианте реализации группы полезных моделей на боковой поверхности полого элемента балки могут быть выполнены четыре ребра жесткости, попарно расположенные на противоположных сторонах боковой поверхности.
Количество ребер жесткости определяется размерами стеллажа.
Монтаж складского стеллажа осуществляется следующим образом. Стойки (1) укладывают на специально подготовленное место с соблюдением параллельности между ними. Раскосы (14) раскладывают между парами стоек (1) под углом друг к другу с образованием зигзагообразной линии. Осуществляют крепеж стоек (1) и раскосов (14) с помощью болтов М 10 и гайковерта.
Устанавливают собранную таким образом конструкцию в виде рамы в вертикальное положение.
Балки (5) крепят к стойкам (1) путем вставки вырезанных поверхностей металла (11) торцевых поверхностей (7) балок (5) в верхние части отверстий (3) стальных профилей (2), имеющие прямоугольную форму, и опускания их вниз. В результате края клиновидных участков (4) отверстий (3) оказываются плотно зажатыми между торцевыми поверхностями (7) балок (5) и вырезанными поверхностями металла (11).
Для предотвращения смещения балки из указанного положения в совмещенные отверстия (3) стоек и отверстия (8) балок (5) устанавливают фиксаторы (9), таким образом, что расположенные в вертикальной плоскости углубления Г-образных элементов приходят в соприкосновение с кромками отверстий (3) и (8), препятствуя смещению вырезанных поверхностей металла (11).
Собранную конструкцию выставляют в установленных проектом местах по горизонтали и вертикали при помощи лазерного нивелира и стальной линейки. При этом учитывают, что допуск по вертикали не более 1 мм на 1000 мм длины, а не перпендикулярность по горизонтали поверхности стоек не более 56 мм на 1000 мм длины.
Далее устанавливают под основание каждой стойки (1) стальные пластины (15) и соединяют их со стойками (1) при помощи болтов (16).
Затем пластины (15) крепятся к бетонному полу распорными анкерами (17) диаметром 14 мм длиной 100 мм. Делается контрольная протяжка болтовых соединений.
Были проведены испытания на прочность вертикальной нагрузкой стеллажей, выполненных согласно настоящей полезной модели, включающих четыре ряда стоек, каждый из которых состоит из четырех стоек, три яруса балок, каждый из которых содержит шесть рядов балок. Каждая стойка была прикреплена к полу распорными анкерами. На одной поверхности профиля стоек выполнено ребро жесткости в виде продольного углубления. На боковой поверхности полого элемента каждой балки расположены два ребра жесткости, выполненные в виде продольных желобов.
Испытаниям подвергались стеллажи описанной конструкции с толщинами стенок стального профиля стойки 2 и 3 мм и толщинами листовой стали полого элемента балки 1 мм и 3 мм.
В ходе испытаний стеллажи подвергали воздействию статических нагрузок вертикальной нагрузкой оттарированным грузом на европоддоннах. Масса каждого груза составляла 1650 кг. Загрузка стеллажей производилась сверху вниз, начиная с последнего ряда.
Проверяли прогиб балок в середине пролета по окончании монтажа, под нагрузкой и после ее снятия.
Значение прогиба не должно превышать величину 6, 75. Данные измерений прогиба балок приведены в Таблице 1.
В ходе испытаний проверяли также неперпендикулярность стоек к горизонтальной плоскости по окончании монтажа, под нагрузкой и после ее снятия. Допускаемое отклонение составляет 5 мм при длине стойки 5000 мм. Результаты измерений приведены в Таблице 2.
Как видно из Таблиц 1 и 2, при максимально возможных для данного типа стеллажей нагрузках показатели деформации стоек и балок стеллажей, выполненных согласно настоящей полезной модели, значительно ниже максимально допустимых. Данный факт демонстрирует наличие у патентуемого стеллажа в целом и его элементов значительного запаса прочности, что свидетельствует о достижении при использовании группы полезных моделей заявленного технического результата, заключающегося в повышении несущей способности, прочности и надежности конструкции стеллажа.
При этом необходимо отметить, что в стеллажах, предназначенных для тяжелых грузов (с нагрузкой на ярус 4500-5000 кг) в качестве стоек обычно применяются профили с толщиной стенок более 3 мм и балки с толщинами листовой стали полого элемента более 3 мм.
Использование в конструкции патентуемого стеллажа в качестве стойки стального профиля с толщиной стенки от 2 до 3 мм и балки, полый элемент которой выполнен из
листовой стали толщиной от 1 до 3 мм, стало возможным за счет выполнения профиля стойки с ребром жесткости в виде продольного углубления, по меньшей мере, на одной поверхности и балки с полым элементом, на боковой поверхности которого расположены, по меньшей мере, два ребра жесткости, выполненные в виде продольных желобов. Как известно наличие ребер жесткости, придает металлическим конструкциям прочность при работе на изгиб.
Таким образом, благодаря выполнению ребер жесткости на элементах патентуемого стеллажа обеспечивается уменьшение расхода металла на изготовление стеллажа без снижения прочностных характеристик, что подтверждают данные, приведенные в Таблицах 1 и 2.
При изготовлении стального профиля стойки с толщиной стенки менее 2-х мм не обеспечивается необходимая прочность конструкции.
Изготовление стального профиля стойки с толщиной стенки более 3-х мм ведет к излишнему расходу металла и утяжелению конструкции.
Выполнение на фронтальных поверхностях стальных профилей отверстий, имеющих клиновидные участки позволило при увеличении нагрузки на полку стеллажа обеспечить более прочное соединение (сцепление) стойки с балкой. Указанный эффект достигается в результате смещения под воздействием нагрузки соединительных элементов, выполненных на торцевых поверхностях балки и зафиксированных в клиновидных участках отверстий, выполненных на фронтальных поверхностях стоек, в направлении сужения клиновидных участков отверстий.
Благодаря тому, что соединительные элементы образованы вырезанными поверхностями металла торцевых поверхностей балки, загнутыми навстречу друг другу, под воздействием нагрузки происходит их незначительная деформация, в результате чего они плотно охватывают края клиновидных участков отверстий, препятствуя смещению балок относительно стоек и тем самым, обеспечивая прочное их соединение.
Кроме этого при таком выполнении соединительных элементов отпадает необходимость изготовления и установки их как отдельных деталей, что дает возможность упростить изготовление и монтаж патентуемого стеллажа.
Выполнение верхней части отверстий, имеющих клиновидные участки, прямоугольной формы позволяет беспрепятственно осуществить вставку в отверстия соединительных элементов, выполненных на торцевых поверхностях балки и образованных вырезанными поверхностями металла торцевых поверхностей балки, загнутыми навстречу друг другу, что дает возможность упростить монтаж балок на стойках.
Выполнение балок в виде полых элементов, позволяет уменьшить массу балки без снижения ее прочностных характеристик и за счет этого упростить ее монтаж. Выполнение балки в виде полых элементов из листовой стали позволяет упростить ее изготовление за счет возможности сборки полых элементов из двух частей, соединяемых при помощи электросварки.
Проведенные испытания показали, что изготовление полых элементов из листовой стали толщиной менее 1 мм не позволяет обеспечить требуемую несущую способность стеллажа.
Изготовление полых элементов из листовой стали толщиной более 3 мм ведет к перерасходу металла и утяжелению конструкции.
Для придания соединению балок со стойками дополнительной надежности в совмещенных отверстиях стоек и балок установлены фиксаторы, препятствующие случайному рассоединению балок и стоек в процессе монтажа, а также эксплуатации стеллажа. При этом установка фиксаторов требует минимальных трудозатрат, что обеспечивает упрощение монтажа.
Раскосы, соединяющие пары близлежащих стоек, выполняют роль диагональных связей, придающих стеллажу вертикальную устойчивость, и предохраняющих от складывания и опрокидывания.
Измерения прогиба балок Таблица 1
№ рядов балок
№ яруса
Толщина листовой стали полого элемента балки, мм
Нагрузка на ярус, кг
Оценка монтажа
Под нагрузкой
После разгрузки
Расстояние по лучу относительно горизонтальной пл-ти (мм) в трех точках промера
Отклонение(мм)
Расстояние по лучу относительно горизонтальной пл-ти (мм) в трех точках промера
Прогиб в середине балки (мм)
Расстояние по лучу относительно горизонтальной пл-ти (мм) в трех точках промера
Прогиб в середине балки (мм)
1
2
1
4875
63/62/62
1
73/73/70
2,5
48/47/46
0
2
2
1
4875
71/70/71
1
54/53/50
2,0
57/56/54
1
3
3
1
4875
36/36/35
1
56/56/52
2,5
54/53/52
0
4
2
1
4875
54/53/52,5
1,5
49/49/46
2,5
63/62/61
0
5
3
1
4875
44/44/42
2
35/36/36
2,0
43/43/43
0
6
3
1
4875
38/39/38
1
29/30/29
2,0
38/38/38
0
1
2
3
4875
63/62/62
1
72/72/69
2
48/47/46
0
2
2
3
4875
71/70/71
1
53/52/49
1,0
57/56/54
1
3
3
3
4875
36/36/35
1
55/55/51
2
54/53/52
0
4
2
3
4875
54/53/52,5
1,5
48/48/45
1,5
63/62/61
0
5
3
3
4875
44/44/42
2
34/35/35
1,0
43/43/43
0
6
3
3
4875
38/39/38
1
28/29/28
1,0
38/38/38
0
Измерения кривизны стоек Таблица 2
№ рядов стоек
№ стоек в ряду
Толщина стенки стального профиля стойки,MM
Нагрузка на стойку, кг
Оценка монтажа
Под нагрузкой
После разгрузки
Неперпендикулярность горизонтальной пл-ти, мм
Отклонение, мм
Неперпендикулярность горизонтальной пл-ти, мм
Прогиб в середине стойки, MM
Неперпендикулярность горизонтальнойПЛ-ТИ, MM
Отклонение в середине стойки, мм
1
3
2,0
3300
43/41
2
47/44
3
43/43
0
2
3
2,0
3300
56/54
2
48/45
3
56/56
0
3
2
2,0
3300
42/40
2
47/45
2
42/40
0
4
1
2,0
3300
53/55
2
48/46
2
53/55
0
1
3
3,0
3300
43/41
2
46/43
2,5
43/43
0
2
3
3,0
3300
56/54
2
47/44
2,5
56/56
0
3
2
3,0
3300
42/40
2
46/44
1,5
42/40
0
4
1
3,0
3300
53/55
2
47/45
1,5
53/55
0