МНОГООБОРОТНОЕ СРЕДСТВО КРЕПЛЕНИЯ ГРУЗОВ

Полезная модель относится к области приспособлений для транспортировки штучных грузов и изделий, конкретнее - к области крепления рулонов стали на транспортных средствах, и может быть использовано для крепления тяжелых рулонов на железнодорожных платформах и в полувагонах.
Известно устройство для крепления штучных грузов в единице транспортного средства: многооборотные металлические рамы конструкции ОАО «НЛМК», г.Липецк, чертеж №69581-002 [Технические условия размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах. М.: Юридическая фирма «Юртранс», 2003. - 544 с.]. Устройство представляет собой металлическую раму, состоящую из четырех продольных балок, торцевой и концевой упорных балок и промежуточных поперечных балок. Устройство включает в себя, помимо рамы, комплект упоров для закрепления рулонов на раме устройства. В верхних полках балок рамы выполнены отверстия для установки упоров. Упор представляет собой сварную конструкцию, включающую палец и направляющую втулку, объединенные пластиной и ребрами.
Однако это известное устройство обладает рядом недостатков:
1 При погрузке рулонов на раму необходимо обеспечивать заданное расположение рулонов относительно продольной и поперечной оси симметрии вагона, что при проведении крановых работ сложно выполнить на раме, на которой отсутствуют какие-либо направляющие.
2 Закрепление рулонов на раме, для исключения их продольных и поперечных смещений в процессе перевозки, обеспечивается установкой передвижных упоров, вставляемых в технологические отверстия рамы после погрузки рулонов в вагон, что требует дополнительных трудозатрат, а также может привести к повреждению наружных витков рулона при перевозке.
3 Ограничение ширины полосы (1600 мм) и наружного диаметра (до 2000 мм) перевозимых рулонов.
Наиболее близким аналогом является устройство для крепления штучных грузов на транспортном средстве, чертеж №М39-82209-1СБ ОАО «Запорожсталь» [Правила размещения и крепления грузов в вагонах и контейнерах: Приложение 14 к Соглашению о международном железнодорожном грузовом сообщении (СМГС). Сайт Организации сотрудничества железных дорог http://osjd.org/isvp/public/osjd?STRUCTURE_ID=5038]. Устройство состоит из комплекта из двух металлических рам, каждая из которых состоит из продольных, торцевых поперечных и промежуточных поперечных балок. На каждой раме между внутренними продольными балками и внутренними промежуточными поперечными балками установлены 3 штыря цилиндрической формы с конической верхней частью, а на одной из торцевых балок вдоль продольной оси рамы приварен плоский упор для размещения среднего (по отношению к вагону) рулона на стыке двух рам в вагоне.
Однако и это известное устройство обладает рядом недостатков:
1 Недостаточная высота цилиндрических штырей рамы, их диаметр и расстояние между ними не позволяет осуществлять перевозку рулонов шириной полосы выше 1500 мм, наружным диаметром более 1700 мм и весом более 18 тонн. Кроме того, при перевозке рулонов внутренним диаметром более 700 мм существует вероятность значительных смещений рулона в горизонтальной плоскости в процессе транспортировки, что может увеличить нагрузки на штыри и привести к их разрушению.
2 При размещении рулона на среднем упоре, существует вероятность повреждения внутренних витков рулона в процессе погрузки и перевозки, так как упор имеет форму пластины. Кроме того, повышенные нагрузки на данный конструктивный элемент, при ударах, связанных с резким торможением и/или остановкой, могут привести к разрушению упора.
Техническая задача заключается в следующем:
1 Размещение и фиксация рулона на многооборотном средстве крепления осуществляется только путем опускания рулона на раму, без применения каких либо дополнительных, помимо грузозахватного механизма, технических средств, приспособлений и трудозатрат.
2 Обеспечивается возможность погрузки и транспортировки рулонов с характеристиками:
- Вес - до 21 т
- Высота - до 1850 мм
- Наружный диаметр - до 2180 мм
- Внутренний диаметр - 850±30 мм
3 Исключается вероятность повреждения внутренних и наружных витков рулонов в процессе погрузочных операций и транспортировки.
4 Обеспечиваются минимальные перемещения рулона в горизонтальной плоскости при транспортировке как во время движении поезда, так и при производстве маневров.
5 Исключается вероятность повреждения и разрушения штырей и торцевых упоров рам при ударах, связанных с резким торможением и/или остановкой вагона.
Поставленная техническая задача решается тем, что многооборотное средство крепления грузов, состоящее из двух рам, каждая из которых содержит продольные и поперечные балки, штыри, выполненные в форме полого цилиндра с верхней частью в виде усеченного конуса, направленного меньшим основанием вверх, и один торцевой упор, в отличие от ближайшего аналога общая высота штыря равна 450 мм, высота его цилиндрической части равна 300 мм, угол между образующей конуса штыря и горизонталью составляет 60°, а торцевой упор представляет собой половину штыря, разрезанного воображаемой вертикальной плоскостью, проходящей через центр окружности, являющейся основанием цилиндра штыря, при этом торцевой упор обращен своей округлой стороной внутрь периметра рамы, на торце которой он размещен, вертикальный разрез торцевого упора закрыт листом металла, и его поверхность находится в одной плоскости с наружной вертикальной поверхностью поперечной торцевой балки рамы, кроме того, к верхней обвязке усеченного конуса штыря и торцевого упора приварена крышка с отверстием.
Предлагаемая полезная модель обеспечивает погрузку и перевозку рулонов способом «на торец» стального листового металлопроката весом до 21 тонны, шириной полосы до 1850 мм, наружным диаметром 1100-2180 мм, внутренним диаметром 850±30 мм и позволяет осуществлять перевозку рулонов как в полувагонах, так и на универсальных платформах. При этом рама не привязана к транспортному средству жестко, при необходимости она может быть снята и переставлена в другой полувагон или на другую платформу.
При погрузке рулонов стального проката внутренним диаметром 850±30 мм на многооборотное средство крепления, крановщик ориентирует рулон перед опусканием на раму таким образом, чтобы ось рулона была совмещена с осью штыря, после чего рулон опускается на раму до соприкосновения нижнего торца рулона с поверхностью балок рамы, при этом штырь рамы должен войти в отверстие рулона. После касания нижним торцом рулона поверхности балок рамы, ослабления и уборки грузозахватного механизма, рулон считается погруженным на многооборотное средство крепления, не требуя никаких дополнительных средств для его закрепления. В связи с тем, что видимость крановщику места посадки рулона на раму ограничена грузозахватным механизмом (как правило, клещевым захватом), находящимся сверху рулона, в процессе опускания рулона его ось может быть не полностью совмещена с осью штыря. Поэтому для исключения возникновения дефекта «заворот кромки» внутренних витков рулона, который может возникнуть в процессе опускания рулона при столкновении витка рулона с препятствием (штырем), пересекающим траекторию его движения, верхняя часть штыря выполнена в виде усеченного конуса, направленного своим меньшим основанием вверх. При этом угол между образующей конуса и горизонталью составляет 60°, что обеспечено высотой усеченного конуса (150 мм) и диаметрами его большего и меньшего оснований (783 и 610 мм соответственно). При радиальном смещении оси рулона по отношению к оси штыря на расстояние до 105 мм, в процессе опускания рулона происходит мягкое касание внутренним витком рулона поверхности конической части штыря и его последующее соскальзывание вниз по поверхности штыря, при этом заворота кромки внутренних витков не происходит. Отмечено, что при других конфигурациях штыря (с углом, меньшим 60°), возрастает вероятность заворота кромки внутренних витков рулона, в связи с тем что увеличивается угол между направлением опускания рулона и поверхностью скольжения и, как следствие, возрастает трение между витком и поверхностью конуса штыря, а при больших значениях угла (более 60°) уменьшается допустимое расстояние возможных радиальных смещений рулона при опускании на раму (менее 105 мм), так как в противном случае рулон будет попадать нижним торцом не на коническую часть штыря, а на его верхний торец, повреждая как витки рулона, так и верх штыря.
При перевозке рулонов, при резком торможении и/или остановке вагона, а также под действием центробежной силы и сил, возникающих при различных видах колебаний подвижного состава, действующих на поезд, происходят продольные и поперечные смещения рулона в горизонтальной плоскости. При диаметре штыря менее 783 мм, между рулоном с внутренним диаметром 850±30 мм и штырем образуется избыточный зазор, который при резком сдвиге рулона в процессе перевозки под воздействием сил инерции может привести к повреждению штыря и его разрушению. Штырь диаметром более 783 мм может затруднить процесс опускания рулона на штырь, так как вследствие специфики прокатного производства, на рулонах может иметь место дефект «распущенный рулон», вследствие которого его внутренний диаметр может уменьшиться.
При резком торможении и/или остановке вагона и недостаточной высоте цилиндрической части штыря может возникнуть вероятность опрокидывания рулона высотой до 1850 мм. Штыри с высотой цилиндрической части менее 300 мм не обеспечивают устойчивость на опрокидывание рулона высотой до 1850 мм. С другой стороны, чрезмерная высота цилиндрической части штыря (более 300 мм и, как следствие, общая высота штыря более 450 мм), могут создать затруднения как при погрузке, так и при выгрузке рулонов, так как основным средством строповки и погрузки рулонов при перевозке способом «на торец» являются клещевые захваты, внутренние губки которых держат рулон за внутренний диаметр и могут повреждать верхнюю часть штыря при погрузке и выгрузке рулонов. Дополнительную прочность конической части штыря обеспечивает крышка толщиной 12 мм, привариваемая к верхней обвязке усеченного конуса штыря. В крышке выполнено отверстие диаметром 300 мм, которое позволяет производить осмотр состояния балок и их соединений, находящихся во внутренней полости штыря.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен вид сбоку, а на фиг.2 - вид сверху. Многооборотное средство крепления грузов, заявляемое в настоящей полезной модели, состоит из двух рам, каждая из которых представляет собой сварную конструкцию, изготовленную из гнутого профиля с толщиной стенки 8 мм, сваренного друг с другом в балки коробчатого сечения.
Остов рамы состоит из продольных балок 1, 4, 5, 7 и поперечных балок 2, 3, 6. Балки соединены друг с другом посредством сварки, с использованием металлических пластин и уголков, и находятся друг с другом в одном уровне. На крестовинах балок, находящихся внутри периметра рамы, установлен и закреплен сварным соединением фиксирующий и направляющий элемент - штырь 9, нижняя часть которого выполнена в виде цилиндра высотой 300 мм, а верхняя часть в виде усеченного конуса 10 высотой 150 мм, направленного меньшим основанием вверх, при этом угол между образующей конуса и горизонталью составляет 60°. Усеченный конус крепится на цилиндрической части штыря посредством сварного соединения, с зачисткой сварных швов. На торцевой крестовине остова рамы установлен и закреплен сварным соединением торцевой упор (полуштырь) 11, представляющий собой половину штыря 9, разрезанного воображаемой вертикальной плоскостью, проходящей через центр окружности, являющейся основанием штыря 9. Полуштырь 11 обращен своей округлой частью внутрь периметра рамы, на торце которой он размещен. Вертикальный разрез полуштыря 11 закрыт листом металла, и его поверхность находится в одной плоскости с наружной вертикальной поверхностью поперечных торцевых балок рамы. Штырь 9 и полуштырь 11 дополнительно закреплен внутренней поверхностью своей цилиндрической части к торцам балки 8, посредством сварки и металлических уголков. К верхней обвязке усеченного конуса штыря 9 и полуштыря 11 приварена крышка 12 круглой (полукруглой) формы, наружный диаметр которой равен наружному диаметру штыря 9 и полуштыря 11. В крышке предусмотрено отверстие 13 для возможности контроля целостности балок рамы и их соединений во внутренней полости штыря 9 и полуштыря 11.
Работа многооборотного средства крепления осуществляется следующим образом. Для перевозки рулонов в транспортном средстве (платформе, полувагоне), кузов транспортного средства оборудуется двумя рамами (фиг.1,2), при этом их располагают в подвижном составе симметрично относительно поперечной плоскости симметрии вагона (платформы) и вплотную друг к другу таким образом, чтобы торцевые упоры (полуштыри) 11 были расположены встык один к другому и образовывали составной штырь, в результате чего каждая оборудованная комплектом рам (2 шт.) единица транспортного средства (платформа или полувагон) имела бы 5 цилиндрических штырей (9, 11) с конической верхней частью 10. Погрузку рулонов осуществляют с помощью кранов, оборудованных клещевыми захватами. При погрузке рулонов стального проката внутренним диаметром 850±30 мм на многооборотное средство крепления, крановщик ориентирует рулон перед опусканием на раму таким образом, чтобы ось рулона была совмещена с осью штыря (9, 11) с предельным отклонением 105 мм, после чего рулон опускается на раму до соприкосновения нижнего торца рулона с поверхностью балок 3, 4, 5, 6, 7 рамы, при этом штырь (9, 11) рамы должен войти в отверстие рулона. После касания нижним торцом рулона поверхности балок 3, 4, 5, 6, 7 рамы, ослабления и уборки грузозахватного механизма, рулон считается погруженным на многооборотное средство крепления, не требуя никаких дополнительных средств для его закрепления. Благодаря заложенному в конструкцию рамы соотношению диаметра штыря и внутреннего диаметра рулона, происходящие во время движении подвижного состава смещения рулонов в горизонтальной плоскости являются незначительными, не приводящими к повреждениям штырей и не оказывающими влияния на качество внутренних витков рулона, так как цилиндрическая поверхность штыря мягко соприкасается с цилиндрической поверхностью внутреннего диаметра рулона. Кроме того, при ударах, возникающих при резких торможениях и/или остановках поезда или маневрового состава, обеспечивается устойчивость рулона на опрокидывание.