Металлический стеллаж

Полезная модель относится к выставочному, торговому оборудованию, а именно, к металлическим стеллажам и предназначена для размещения выставочных экспонатов, а также различного ассортимента товаров предприятий торговли. Стеллажи позволяют оснастить магазины различных форматов - «магазин у дома», «дискаунтер», «супермаркет». Универсальность конструкции стеллажей заключается в возможности создавать, как пристенные (односторонние), так и островные (двухсторонние) варианты стеллажей, используя одни и те же детали.
Известно множество стеллажей, детали которых: стойки, задние панели, накладные полки соединяются друг с другом различными видами креплений. В состав стеллажей входят, как правило, несколько стоек расположенных по углам стеллажа, на которых, с различными расстояниями по вертикали, закреплены одна или несколько горизонтальных накладных полок, на данных полках складируются предметы и/или насыпные товары, например, по патенту РФ №2337599 публ. 10.11.2008 Бюл. №31.
Недостатком этой конструкции является значительная металлоемкость стеллажа, повышенная стоимость, недостаточная жесткость и надежность. Известен металлический стеллаж по патенту РФ на полезную модель №192291 опубл. 11.09.2019 г. Недостатком этой конструкции является низкое качество точечного сварного шва при изготовлении полок стеллажа, из-за применения разных толщин свариваемого металла.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой конструкции металлического стеллажа и принятого в качестве прототипа является металлический стеллаж по заявке на полезную модель №2019141918 содержащий, по меньшей мере, две вертикальные стойки выполненные из листового металла с прямоугольной горизонтальной проекцией образующей внутреннее пустотелое пространство и имеющие прорезеобразные гнезда прямоугольной формы расположенные в виде пространственной сетки на ее лицевой и задней стороне, полки выполненные из листового металла толщиной от 0,35 мм до 0,55 мм, каждая из которых, представляет собой несущую пластину прямоугольной формы в плане с отбортовками вдоль длинной и короткой сторон имеющей элементы жесткости выполненные в виде гнутых профилей из листового металла, горизонтальные концы которых, приварены к внутренней горизонтальной поверхности полки, при этом, с тыльной длинной стороны полки по всей ее длине выполнен наклонный фигурный гиб с обратным обращенным вверх фигурным отгибом переходящим на горизонтальную плоскость полки и креплением к внутренней стороне пластины контактной сваркой, образуя в поперечном сечении полки замкнутую площадь, панели, соединяющие вертикальные стойки между собой, в виде несущих пластин прямоугольной формы в плане с отбортовками вдоль длинной и короткой сторон и имеющие на отбортовках коротких сторон Г-образные зацепы, входящие в прорезеобразные гнезда вертикальных стоек, кронштейны установленные в прорезеобразные гнезда вертикальных стоек, на которые опираются элементы жесткости полок, толщина листа металла, из которых выполнены элементы жесткости равна толщине листа металла несущей пластины полки стеллажа, толщина к листа металла, из которого выполнены панели составляет от 0.35 мм до 0,55 мм., на Г-образных зацепах выполнен Г-образный зиговый рельеф, имеющий высоту h, величиной не более 2.0 мм., причем горизонтальная часть зигового рельефа выполнена таким образом, что частично располагается и на отбортовке короткой стороны панели, отбортовки панели вдоль их длинных сторон выполнены с загибом внутрь панели до плотного прилегания загиба к внутренней поверхности отбортовок.
Однако, и это техническое решение имеет недостатки, в частности, недостаточная жесткость полок стеллажа, что приводит к повышенным прогибам ее плоскости под действием веса размещаемых на ней товаров.
Целью технического решения по заявляемой полезной модели является увеличение жесткости, прочности и надежности металлического стеллажа, посредством увеличения жесткости его полок.
Указанная цель-технический результат достигается тем, что металлический стеллаж, содержащий, по меньшей мере, две вертикальные стойки выполненные из листового металла с прямоугольной горизонтальной проекцией образующей внутреннее пустотелое пространство и имеющие прорезеобразные гнезда прямоугольной формы расположенные в виде пространственной сетки на ее лицевой и задней стороне, полки выполненные из листового металла толщиной от 0,35 мм до 0,55 мм, каждая из которых, представляет собой несущую пластину прямоугольной формы в плане с отбортовками вдоль длинной и короткой сторон и имеющей элементы жесткости выполненные в виде гнутых профилей из листового металла, горизонтальные концы которых приварены к внутренней горизонтальной поверхности полки, при этом, с тыльной длинной стороны полки по всей ее длине выполнен наклонный фигурный гиб с обратным обращенным вверх фигурным отгибом переходящим на горизонтальную плоскость полки и креплением к внутренней стороне пластины контактной сваркой, образуя в поперечном сечении полки замкнутую площадь, панели, соединяющие вертикальные стойки между собой, в виде несущих пластин прямоугольной формы в плане с отбортовками вдоль длинной и короткой сторон и имеющие на отбортовках коротких сторон Г-образные зацепы, входящие в прорезеобразные гнезда вертикальных стоек, кронштейны установленные в прорезеобразные гнезда вертикальных стоек, на которые опираются элементы жесткости полок, толщина листа металла из которых выполнены элементы жесткости, равна толщине листа металла несущей пластины полки стеллажа, согласно полезной модели, толщина к листа металла, из которого выполнены панели составляет от 0,35 мм до 0,55 мм, на Г-образных зацепах выполнен Г-образный зиговый рельеф, имеющий высоту h, величиной не более 2,0 мм, причем горизонтальная часть зигового рельефа выполнена таким образом, что частично располагается и на отбортовке короткой стороны панели, отбортовки панелей вдоль их длинных сторон выполнены с загибом внутрь панели до плотного прилегания загиба к внутренней поверхности отбортовок, согласно полезной модели обе отбортовки полки вдоль длинных ее сторон оснащены фигурным отгибом переходящим на внутреннюю поверхность полки, отбортовки полок с коротких сторон выполнены с Г-образным загибом, горизонтальная часть которого переходит на внутреннюю поверхность полки и в своих торцовых частях накрывает переходящие на внутреннюю поверхность полки фигурные отгибы отбортовок полки вдоль длинных ее сторон, а в области размещения элементов жесткости накрывается полками, выполненными с торцовых сторон горизонтальных концов элементов жесткости и соединяется с внутренней поверхностью полки, с полками торцовых сторон горизонтальных концов элементов жесткости и с переходящими на внутреннюю поверхность полки фигурными отгибами фигурных гибов отбортовок полки вдоль длинных ее сторон контактной сваркой.
На фиг. 1 представлен металлический стеллаж в аксонометрической проекции (основные элементы); на фиг. 2 - полка, вид снизу и сбоку; на фиг. 3 - узел А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел Б на фиг. 2; на фиг. 5 - узел В на фиг. 2; на фиг.6 - элемент жесткости, вид сбоку; на фиг. 7 - то же, вид сверху; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 9 - разрез Д-Д на фиг. 3; на фиг. 10 - схема нагружения полки распределенной нагрузкой и деформация полки при ее равной толщине по длине (угол поворота на опорах и прогиб); на фиг. 11 - схема нагружения полки сосредоточенной нагрузкой и деформация полки при ее равной толщине по длине; на фиг. 12 - схема деформации полки от вертикально приложенной нагрузки (распределенная или сосредоточенная),углы поворота на опорах и по длине полки при выполнении конструкции полки согласно предлагаемой полезной модели; на фиг. 13 - узел I на фиг. 12; на фиг. 14 - разрез Е-Е на фиг. 3.
Металлический стеллаж, содержит, по меньшей мере, две вертикальные стойки 1, выполненные из листового металла с прямоугольной горизонтальной проекцией, образующей внутреннее пустотелое пространство и имеющие прорезеобразные гнезда 2 прямоугольной формы расположенные в виде пространственной сетки на ее передней и задней сторонах, полки 3, выполнены из листового металла, каждая из которых представляет собой несущую пластину прямоугольной формы в плане с отбортовками, элементы жесткости 4, имеющие горизонтальные концы 5, которыми элементы жесткости контактной сваркой соединяются с внутренней поверхностью полки и оснащенные в торцовой части полками 6, кронштейны 7, которые устанавливаются своими трехпозиционными торцевыми зацепами в прорезеобразных гнездах 2 вертикальных стоек, панели 8, соединяющие стойки 1 между собой, из листового металла толщиной от 0,35 мм до 0,55 мм в виде несущих пластин прямоугольной формы в плане с отбортовками вдоль коротких и длинных сторон панелей и имеющие на отбортовках коротких сторон Г-образные зацепы, оснащенные зиговым усиливающим рельефом с высотой выпуклости относительно поверхности до 2 мм, отбортовки выполненные с загибами вдоль длинных сторон панели и оснащенные вырезами, в которых размещаются вертикальные стойки 1 при монтаже панелей в стеллаже. Одна из отбортовок полки вдоль длинной ее стороны, выполнена в виде наклонного фигурного гиба 9 с обратным обращенным вверх фигурным отгибом 10, переходящим на внутреннюю поверхность полки, вторая отбортовка 11 полки вдоль ее другой длинной стороны выполнена тоже с фигурным отгибом 12, переходящим на горизонтальную плоскость полки, отбортовки полки вдоль ее коротких сторон выполнены с Г-образным загибом 13 с горизонтальной частью 14, переходящей на внутреннюю поверхность полки, Полка имеет полость 15, посредством которой она устанавливается на кронштейнах 7.
При размещении, перемещении товаров на полках стеллажа или при форс-мажорных случаях возникают ситуации, когда эти товары, часто тяжеловесные, оказывают на полку стеллажа силовое воздействие в виде распределенной q или сосредоточенной F нагрузки, вызывая в полке деформации изгиба по длине полки и углового поворота в местах установки полки на кронштейны. При этом наибольшие прогибы f полки возникают в ее середине, а углы поворота на опорах (фиг. 10, 11). Очевидно, что прогиб полки зависит от угла поворота на опорах. Уменьшение угла поворота на опорах приводит к уменьшению прогиба балки, а значит к увеличению прочности, жесткости, долговечности полки и всего металлического стеллажа.
В заявляемой полезной модели предлагается повысить жесткость полки за счет увеличения жесткости соединения отбортовок полки по коротким сторонам с торцами элементов жесткости полки и в области угловых соединений отбортовок полки по коротким сторонам с отбортовками полки по длинным сторонам. По инновационному решению полезной модели обе отбортовки полки вдоль длинных ее сторон оснащены фигурным отгибом, переходящим на внутреннюю поверхность полки, отбортовки полки с коротких сторон выполнены с Г-образным загибом, горизонтальная часть которого переходит на внутреннюю поверхность полки, и в своих торцовых частях накрывает переходящие на внутреннюю поверхность полки фигурные отгибы отбортовок длинных сторон полки, а в области расположения торцев элементов жесткости накрывается полками, выполненными с торцовых сторон горизонтальных концов элементов жесткости и соединяется с внутренней поверхностью полки, с полками торцовых сторон горизонтальных концов элементов жесткости и с переходящими на внутреннюю поверхность полки фигурными отгибами отбортовок длинных сторон полки контактной сваркой. Выполнение вышеуказанных узлов полки по предлагаемому инновационному решению позволяет повысить жесткость полки в этих соединениях, уменьшить угол поворота полки на опорах и, как следствие, уменьшить прогиб полки. А значит повысить прочность и долговечность полки и всего металлического стеллажа. Это с очевидностью следует из теории сопротивления материалов, критериев и методов обеспечения их прочности.
Известно, что угол поворота на опорах балочных или рамных плоских конструкций подсчитывается по формулам:
Q=q*l*l*l/24 E*J (фиг. 10) и
Q=F*l*l*/16*E*J (фиг. 11)
где: Q - угол поворота на опорах, l - длина полки между опорными кронштейнами, Е - модуль упругости материала полки, характеризующий способность материала сопротивляться искривлению в зависимости от свойств самого материала, J - момент инерции сечения конструкции (полки), характеризующий способность конструкции сопротивляться изменению формы в зависимости от размеров поперечного сечения. Величина E*J - жесткость конструкции.(1, 2) Очевидно, что чем больше жесткость конструкции, тем менее она подвержена изменению формы под действием внешних нагрузок. Момент инерции сечения подсчитывается по известной формуле (1):
B
J=*h*h*h/12
где в - ширина участка полки в месте соединения элементов полки по предлагаемому техническому решению полезной модели, h - высота этого участка равная 3k, где k - толщина листа полки. Очевидно, что применение «нахлестного» соединения вышеназванных узлов полки позволило увеличить толщину сечения в этих соединениях (до инновационных решений по предлагаемой полезной модели толщина в этих сечениях составляла 2k) и, как следствие, многократно увеличить момент инерции сечения полки в местах «усиления». Это позволяет уменьшить угол поворота Q плоскости полки на опорных кронштейнах на длине X участка Г-образного загиба отбортовки полки по ее короткой стороне переходящем на внутреннюю поверхность полки и, как следствие, уменьшить угол поворота плоскости полки Q по ее длине, прогиб f в центральной ее части, снизить внутренние напряжения в материале полки и повысить тем самым жесткость полки, ее прочность, долговечность и надежность всей конструкции металлического стеллажа.
Использованная литература:
1. Н.М. Беляев «Сопротивление материалов», М. «Наука», 1976 г, стр. 222; 282-285
2. М.Р. Мовнин «Сопротивление материалов», Ленинград, «Судостроение», 1972 г., стр. 69.