ДЛИННОМЕРНАЯ ПРОДОЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ СО СТЫКОВЫМ СОЕДИНЕНИЕМ СЕКЦИЙ (ВАРИАНТЫ)
LONG-LENGTH LENGTHWISE STRUCTURE WITH BUTT JOINT SECTIONS (VARIANTS)

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а именно к длинномерным продольным секционным металлоконструкциям, которые могут быть использованы в виде штанг, раскосов, распорных балок и тяг, в том числе тяг в устройствах для крепления и перевозки крупногабаритного и тяжеловесного груза к колесным транспортным средствам (ТС) методом провисания, а также стоек и ригелей в подъемниках и монтажных такелажных средствах.
Указанные съемные длинномерные продольные секционные конструкции (ДПСК), используемые для соединения отдельных узлов или элементов изделия, должны (как правило, при растягивающих нагрузках, а при сжимающих нагрузках - обязательно) обеспечивать прямолинейность (соосность) соединения, а также передачу действующих через них нагрузок.
Известные ДПСК в зависимости от характера воспринимаемых нагрузок подразделяются (классифицируются) на работающие:
а) на изгиб (например, балки секционные);
б) на растяжение:
- канаты (стальные, пеньковые и синтетические): эффективно используются при малых и средних показателях по грузоподъемности, но из-за ограничения показателя удлинения в процессе передачи нагрузки дополнительно требуют использования механизма компенсации удлинения, что создает большие сложности при образовании цельного изделия;
- тяговые и грузоподъемные цепи;
- тяги, расчалки
в) на растяжение/сжатие:
- ходовые винты;
- секционные распорки.
К ДПСК, работающим только на растяжение (группа (б)) и имеющим жесткое или шарнирное (посредством втулок и пальцев (валиков)) соединение секций, не предъявляются жесткие требования соблюдения прямолинейности в горизонтальной и/или вертикальной плоскостях, так как их главная задача заключается только в объединении своими концами отдельных удаленных элементов изделия. Изделия же, указанные в группе (в), не могут в одной конструкции в равной степени работать эффективно как на сжатие, так и на растяжение.
Известны (RU, 149897, U1, МПК В60Р 7/00, опубликовано 20.01.2015) устройства (варианты) для крепления крупногабаритного и тяжеловесного груза к колесным транспортным средствам, нижние тяги металлической рамы которых представляют собой каждая ДПСК из секций, собираемых между собой с помощью осей (пальцев). К недостаткам этих конструкций следует отнести возможность восприятия ими только растягивающих нагрузок: другие возникающие нагрузки, прежде всего на сжатие, компенсируются за счет крепления указанных конструкций к грузу с помощью жестких или гибких элементов (связей), что сопровождается большими техническими и организационными трудностями.
Известна (SU, АС №1497336, МПК (4) Е02В 3/06, опубликовано 30.07.1989), принятая за прототип, ДПСК - распорная балка временного инвентарного причала, соединяющая (через отбойное устройство) отдельные части (мелководную и глубоководную) устройства (причала) и выполненная из отдельных секций, связанных между собой с помощью обойм. Основной (с учетом многоразового использования) задачей такого оформления стыка секций распорной балки является восприятие максимальных сжимающих нагрузок от «навала» судна с грузом. Восприятие же растягивающих нагрузок при этом носит ограничительный характер, соответствующий площади сжатия торцевой поверхности упорных втулок, закрепляемых по концам стыкуемых секций. Кроме того, выполнение стыкуемых секций и обойм сдвоенными в вертикальной и горизонтальной плоскостях с целью образования противомомента для нивелирования изгибающих моментов, возникающих вследствие возможных конструкционных перекосов, приводит к увеличению металлоемкости всей конструкции вне зависимости от воспринимаемой ими фактической нагрузки.
Задачей настоящего изобретения является расширении функциональных возможностей ДПСК.
Единый технический результат, который достигается в результате осуществления настоящего изобретения в любом из заявленных вариантов, состоит в создании универсальных ДПСК с улучшенными эксплуатационными качествами.
Указанный технический результат для первого варианта изобретения достигается за счет того, что в ДПСК, состоящей из двух продольных элементов, имеющих каждый, по меньшей мере, одну пару стыкуемых секций, которые соединены между собой и объединены с соответствующими стыкуемыми секциями соседнего продольного элемента с помощью обоймы, обойма состоит из набора связей, включающего одну пару внутренних связей, каждая связь в форме тавра, одна из которых является установочной (ВУС), образующих при соединении друг с другом стыковочный узел, и две наружные силовые связи (НСС), образующие наружный контур обоймы и снабженные маячковыми накладками, а также из размещенных по разные стороны от продольной оси обоймы, являющейся одновременно продольной осью ДПСК, попарно симметрично относительно вертикальной оси симметрии обоймы элементов крепления в виде пары регулируемых сердечников и пары упорных вкладышей; при этом:
между стыковочным узлом обоймы и НСС образованы продольные полости, в каждой из которых размещены оконечности пары стыкуемых секций соответствующего продольного элемента ДПСК, причем указанные оконечности отделены друг от друга дистанционной упорной пластиной (ДУП) установленной в средней части вертикальной пластины ВУС или вертикальной пластины НСС со сторон, обращенных к оконечностям, при этом скругленные по радиусу боковые стороны ДУП являются опорными для сопрягающихся с ними торцами оконечностей, каждая из которых представляет собой вертикальную пластину, являющуюся продолжением вертикального элемента стыкуемой секции, выполненной в форме двутавровой балки, и имеет контур, соответствующий контуру продольной полости обоймы, в которой она размещена;
каждый из пары регулируемых сердечников состоит из сопрягающихся между собой по наклонным поверхностям неподвижной и подвижной частей и устанавливается в любую из двух расположенных симметрично относительно вертикальной оси симметрии обоймы со смещением вниз от продольной оси ДПСК поперечных полостей, образованных каждая при сборе стыкуемых секций в обойму внутренними поверхностями соосных горизонтально ориентированных сквозных прямоугольных пазов, выполненных в вертикальных пластинах всех связей обоймы и оконечностей стыкуемых секций;
каждый из пары упорных вкладышей выполнен в виде соединенного с пластиной прямоугольного бруска, который размещается внутри любого из двух, расположенных симметрично относительно вертикальной оси симметрии обоймы, поперечного П-образного канала, образованного при сборке стыкуемых секций в обойму поверхностями прямоугольных пазов, выполненных в верхней части вертикальных пластин всех связей обоймы и оконечностей стыкуемых секций, проушины пластины упорного вкладыша при этом охватывают снаружи НСС обоймы, а в отверстиях проушин размещаются установочные оси, проходящие поперек обоймы через сквозные отверстия, выполненные в вертикальных пластинах оконечностей стыкуемых секций и всех связей обоймы;
размещение сердечников в указанных поперечных полостях, образованных при сборке стыкуемых секций в обойму, производится с помощью установленных неподвижно на наружных поверхностях НСС маячковых накладок, представляющих каждая L-образную толстостенную пластину, на верхней поверхности горизонтального элемента которой выполнена опорная площадка, от которой вдоль нижней линии сквозного горизонтально ориентированного прямоугольного паза, расположенного на вертикальной пластине НСС, производится ориентация устанавливаемого в обойму сердечника;
соосность оконечностей стыкуемых секций в продольных полостях обоймы достигается при выравнивании по «маячку», которым служит вертикальная стенка площадки уступа в верхней части вертикального элемента маячковой накладки, боковых стенок указанных поперечных П-образных каналов, образованных при сборке стыкуемых секций в обойму;
объединение связей и оконечностей стыкуемых секций всех продольных элементов в обойму, в ее средней части осуществляется с помощью болтовых соединений, проходящих через сквозные установочные отверстия под болты, выполненные во всех связях обоймы и ДУП.
Указанный технический результат для второго варианта изобретения достигается за счет того, что в ДПСК, состоящей из двух и более продольных элементов, имеющих каждый, по меньшей мере, одну пару стыкуемых секций, которые соединены между собой и объединены с соответствующими стыкуемыми секциями соседнего продольного элемента с помощью обоймы, обойма состоит из набора связей, включающего выполненные в форме тавра внутренние связи, каждая пара из которых образует при соединении друг с другом стыковочный узел, в котором одна из связей является ВУС, и две НСС, образующие наружный контур обоймы и снабженные маячковыми накладками, а также из размещенных по разные стороны от продольной оси обоймы, являющейся одновременно продольной осью ДПСК, попарно симметрично относительно вертикальной оси симметрии обоймы элементов крепления в виде пары регулируемых сердечников и пары упорных вкладышей, при этом:
между соседними стыковочными узлами обоймы, а также между крайними стыковочными узлами обоймы и НСС образованы продольные полости, в каждой из которых размещены оконечности пары стыкуемых секций соответствующего продольного элемента ДПСК, причем указанные оконечности отделены друг от друга ДУП, установленной в средней части вертикальной пластины соответствующей ВУС и/или вертикальной пластины НСС со стороны, обращенной к оконечностям, при этом скругленные по радиусу боковые стороны ДУП являются опорными для сопрягающихся с ними торцами оконечностей, каждая из которых представляет собой вертикальную пластину, являющуюся продолжением вертикального элемента стыкуемой секции, выполненной в форме двутавровой балки, и имеет контур, соответствующий контуру продольной полости обоймы, в которой она размещена;
каждый из пары регулируемых сердечников состоит из сопрягающихся между собой по наклонным поверхностям неподвижной и подвижной частей и устанавливается в любую из двух расположенных симметрично относительно вертикальной оси симметрии обоймы со смещением вниз от продольной оси ДПСК поперечных полостей, образованных каждая при сборе стыкуемых секций в обойму внутренними поверхностями соосных горизонтально ориентированных сквозных прямоугольных пазов, выполненных в вертикальных пластинах всех связей обоймы и оконечностей стыкуемых секций;
каждый из пары упорных вкладышей выполнен в виде соединенного с пластиной прямоугольного бруска, который размещается внутри любого из двух, расположенных симметрично относительно вертикальной оси симметрии обоймы, поперечного П-образного канала, образованного при сборке стыкуемых секций в обойму поверхностями прямоугольных пазов, выполненных в верхней части вертикальных пластин всех связей обоймы и оконечностей стыкуемых секций, проушины пластины упорного вкладыша при этом охватывают снаружи НСС обоймы, а в отверстиях проушин размещаются установочные оси, проходящие поперек обоймы через сквозные отверстия, выполненные в вертикальных пластинах оконечностей стыкуемых секций и всех связей обоймы;
размещение сердечников в указанных поперечных полостях образованных при сборке стыкуемых секций в обойму, производится с помощью установленных неподвижно на наружных поверхностях НСС маячковых накладок, представляющих каждая L-образную толстостенную пластину, на верхней поверхности горизонтального элемента которой выполнена опорная площадка, от которой вдоль нижней линии сквозного горизонтально ориентированного прямоугольного паза, расположенного на вертикальной пластине НСС, производится ориентация устанавливаемого в обойму сердечника;
соосность оконечностей стыкуемых секций в продольных полостях обоймы достигается при выравнивании по «маячку», которым служит вертикальная стенка площадки уступа в верхней части вертикального элемента маячковой накладки, боковых стенок казанных П-образных поперечных каналов, образованных при сборке стыкуемых секций в обойму;
объединение связей и оконечностей стыкуемых секций всех продольных элементов в обойму, в ее средней части осуществляется с помощью болтовых соединений, проходящих через сквозные установочные отверстия под болты, выполненные во всех связях обоймы и ДУП.
Для восприятия ДПСК наряду с растягивающей и сжимающей в равной степени нагрузки необходимо выполнение следующих условий:
- соблюдение прямолинейности состыкованных секций,
- полное отсутствие зазоров в местах соединения стыкуемых секций со связующими звеньями (связями обоймы);
- наличие достаточной, работающей на смятие упорной площади элементов крепления.
Для выполнения указанных условий требуется уйти от способа крепления стыкуемых секций, в основе которого лежит их крепление с применением соосных связей, расположенных на каждой из стыкуемых секций (пример - грузовые цепи). Эта задача решена в заявленной конструкции путем использования в обойме расположенных по разную сторону от продольной оси ДПСК двух элементов крепления - сердечника и упорного вкладыша. Причем сердечник смещен (по вертикали) от продольной оси ДПСК на некоторое расстояние «е», а упорный вкладыш смещен от указанной оси на расстояние "h", что дает возможность решать в дальнейшем проблему прямолинейности ДПСК. Размерные значения «е» и "h" зависят от конструктивного решения крепежных элементов, в данном конкретном стыковом соединении (обойма) - от габаритов сердечника, его прочности на срез, изгиб и смятие и габаритов упорного вкладыша, его прочности на срез и смятие.
Однако известно, что в узлах сопряжения стыкуемых или соединяемых элементов любых конструкций, а тем более в конструкциях многоразового использования, где применяется технология сборки-разборки, имеются зазоры (конструктивные, технологические и производственные), которые недопустимы для ДПСК. Для решения этой задачи сердечник, являющийся главным элементом крепления обоймы, выполняют из двух частей (неподвижной и подвижной), сопрягающимся между собой по двум наклонным поверхностям (площадкам), что позволяет компенсировать указанные зазоры, а в комплекте с упорным вкладышем используют регулировочные прокладки, толщина которых определяется в процессе сборки ДПСК. То есть, взаимосвязанная работа сердечника и упорного вкладыша в восприятии и передаче нагрузки от одной секции ДПСК через оконечности стыкуемых секций на связи обоймы, а от них на другую секцию ДПСК основана на эффекте «коромысла».
Площадь смятия стыкуемых секций ограничена высотой вертикальных пластин оконечностей и их толщиной. Так как вертикальная пластина оконечности стыкуемой секции является продолжением вертикального элемента стыкуемой секции в форме двутавровой балки, то ее площадь смятия меньше площади смятия стыкуемой секции в зоне двутавра. Указанное уменьшение площади смятия стыкуемых секций может компенсироваться увеличением высоты вертикальной пластины оконечности и использованием внутреннего скругления торца оконечности по радиусу (R), в результате чего можно иметь вертикальную пластину оконечности оптимальных габаритных размеров с площадью смятия, равной площади поперечного сечения секции продольного элемента ДПСК. Скругление торца (опорной кромки) вертикальной пластины оконечности дает возможность включить в конструкцию силовых связей обоймы ДУП с наружным округлением боковых сторон (кромок сопряжения) по тому же радиусу (R) и получением в результате этого поверхности «направляющего сопряжения»: при определении положения стыкуемой секции ДПСК, ее оконечность может без потери сопряжения с упорной поверхностью ДУП несколько (в пределах имеющихся зазоров в сердечниках и/или упорных вкладышах) изменять угол положения.
Количество продольных элементов в ДСПК определяется величиной нагрузки, действующей вдоль каждого ее продольного элемента, т.е. общей грузоподъемностью устройства. Все связи обоймы в совокупности обеспечивают передачу нагрузки от одной секции ДПСК к другой в соответствии с требуемой грузоподъемностью. Каждая внутренняя связь обоймы выполнена в форме тавра. Толщина вертикальной пластины тавра определяется грузоподъемностью связи, толщина горизонтальной полки определяется грузоподъемностью связи, а также условием работы связи.
Условием образования стыковочной обоймы является создание свободных замкнутых объемов - продольных полостей для размещения в них оконечностей стыкуемых секций, что возможно, когда в стыковочных узлах горизонтальные полки одних внутренних связей (ВЗС) обращены вверх (размещены вверху), а других (ВУС) - вниз (размещенные внизу). Тогда по условиям технологии сборки всей ДПСК и сборки стыковых обойм, обращенные вниз горизонтальные полки ВУС обоймы должны являться прямолинейными на всей длине этой связи, чтобы осуществлять без осложнений установку, проводить контроль установки и фиксировать эту установку. Такая прямолинейная плоскость используется в качестве плоскости, от которой идет разметка продольной нейтральной оси ДПСК, продольных осей полостей для размещения сердечников, ДУП, а также определяется высотный профиль верхней кромки вертикальной пластины силовой связи (НСС), производится разметка ее вертикальной оси симметрии и, соответственно, выполняются все пазы и выступы в вертикальных пластинах связей обоймы, а также отверстия для крепления ДУП.
Главными, установочными связями в стыковом соединении обоймы являются - ВУС, именно по ним производится изготовление и сборка стыка секций ДПСК. Нижняя кромка вертикальной пластины ВУС прямолинейна по всей длине связи и совместно с прямолинейной горизонтальной полкой образует прямолинейную плоскость, являющуюся продолжением хотя бы одной (например, промежуточной) из стыкуемых секций и стыкуемых сторон концевых секций ДПСК. По этой плоскости идет разметка всех элементов конструкции обоймы. С помощью установленных на ВУС ДУП обеспечивают соосность соединения стыкуемых секций.
В частном случае исполнения заявленной ДПСК внутренние связи обоймы (ВУС и ВЗС), образующие при соединении друг с другом стыковочный узел в форме двутавра, имеют нижеописанные конструктивные особенности.
ВУС и внутренняя запирающая связь представляют собой каждая симметричную в плане относительно вертикальной оси балку в форме тавра.
Вертикальная пластина ВУС смещена относительно продольной линии симметрии расположенной в основании ВУС горизонтальной полки к ее краю на величину, равную толщине вертикальной пластины. На плоскости горизонтальной полки ВУС, вплотную к ее вертикальной пластине, со стороны прилегания ВЗС имеются сквозные прямоугольные пазы, в которые при сборке стыковочного узла обоймы вставляются ответные П-образные выступы-запоры, выполненные на нижней кромке вертикальной пластины ВЗС. ВУС имеет переменное сечение по высоте за счет наличия разного уровня участков на верхней кромке ее вертикальной пластины (средний высокий участок и более низкие, расположенные на одном уровне крайние участки), на которых выполнены П-образные выступы-запоры которые вставляются при сборке стыковочного узла обоймы в ответные сквозные прямоугольные пазы, расположенные на соответствующих разноуровневых участках горизонтальной полки ВЗС, вплотную к ее вертикальной пластине, со стороны, обращенной в стыковочном узле к вертикальной пластине ВУС. Наличие П-образных выступов-запоров и ответных пазов во внутренних связях обоймы предполагает совмещение этих связей между собой при сборке стыковочного узла путем их относительного вертикального перемещения.
В нижней части вертикальных пластин внутренних связей обоймы, ниже их продольных осей расположены попарно симметрично относительно вертикальной оси симметрии обоймы по два горизонтально ориентированных сквозных прямоугольных паза, предназначенных для установки сердечников (поперечное сечение сердечника в сборе повторяет контур любого из указанных пазов).
Разноуровневые участки верхней кромки вертикальной пластины ВУС, как и разноуровневые участки горизонтальной полки ВЗС, отделены друг от друга сквозными прямоугольными пазами, предназначенными каждый для установки упорного вкладыша с набором регулировочных прокладок. Вблизи указанных прямоугольных пазов, над сквозными горизонтально ориентированными прямоугольными пазами, предназначенными для установки сердечника, выполнены сквозные отверстия, которые служат для размещения в них установочных осей для крепления упорного вкладыша.
ВЗС с обращенными вверх горизонтальными полками во время сборки обоймы устанавливается последними и заводятся сверху, образуя каждая стыковочный узел, запирая собой оконечности предварительно установленных стыкуемых секций и завершая (закрывая) таким образом контур продольной полости для оконечностей стыкуемых секций соответствующего продольного элемента ДПСК. То есть, основной функцией каждой ВЗС является определение контура продольной полости для размещения оконечностей стыкуемых секций ДПСК.
Толщина вертикальной пластины ВУС, как правило, равна толщине вертикальной пластины ВЗС и, соответственно, половине расстояния между двумя парами противостоящих в обойме оконечностей стыкуемых секций соседних продольных элементов ДПСК.
НСС образуют наружный контур обоймы. Предпочтительным является выполнение НСС в виде швеллера с ребрами жесткости на наружной поверхности вертикальной пластины, имеющего габаритные размеры, равные габаритным размерам всех входящих в обойму связей. Наличие ребер жесткости на наружных сторонах НСС, а также крепление на этих сторонах НСС маячковых накладок предполагает прочностное (силовое) качество этой силовой связи. Конструктивное выполнение вертикальной пластины и верхней горизонтальной полки, включая расположение и форму выполненных на их поверхностях пазов, участвующих в образовании продольных полостей и каналов для размещения в них сердечников и упорных вкладышей соответственно, а также отверстий для установочных осей упорных вкладышей идентичны размерам и расположению аналогичных элементов на ВЗС.НСС при использовании в сборе с ДУП выполняют ту же функцию, что и ВУС - обеспечение центрирования и соосности стыкуемых секций.
При использовании внутренних связей обоймы вышеуказанных конструкций оконечность каждой стыкуемой секции по форме и конструкции в основном (отсутствуют выступы-запоры на верхней кромке вертикальной пластины) идентична половине вертикальной пластины ВУС или половине вертикальной пластины НСС со стороны, обращенной внутрь обоймы. Верхняя кромка вертикальной пластины оконечности стыкуемой секции является также разноуровневой, где высокий крайний участок отделен от низкого участка предназначенным для установки упорного вкладыша с набором регулировочных прокладок прямоугольным пазом, в нижней части вертикальной пластины оконечности, ниже ее продольной оси выполнен сквозной горизонтально ориентированный прямоугольный паз, предназначенный для установки сердечника, над указанным прямоугольным пазом, вблизи П-образного паза расположено сквозное отверстие, используемое для размещения в нем установочной оси для крепления упорного вкладыша. Все указанные пазы и отверстия, расположенные на вертикальной пластине оконечности имеют размеры и расположение, идентичные аналогичным пазам в вертикальных пластин любой из связей обоймы.
Предпочтительно выполнение в связях обоймы и оконечностях стыковых секций боковых стенок сквозных горизонтально ориентированных прямоугольных пазов, внутренние поверхности которых участвуют в образовании поперечных полостей стыкового соединения для установки сердечников, с радиусным скруглением, что позволяет исключить концентрацию напряжений в углах пазов, упростить их изготовление и увеличить площадь контакта сердечника с внутренними поверхностями поперечных полостей стыкового соединения.
Предпочтительным является выполнение ДУП в виде симметричной пластины, имеющей среднюю часть в форме вертикально ориентированного прямоугольника с примыкающими к ее боковым сторонам двумя полукругами, радиус каждого из которых равен внутреннему радиусу (R) скругления сопрягающегося с ним торца оконечности: торец оконечности имеет внутреннее скругление по радиусу (R) окружности, центр которой находится на продольной горизонтальной оси или рассчитанной по ней и измеренной от нее нейтральной линии ДПСК оконечности на расстоянии (L/2-l) от концов горизонтальных полок (начало оконечности) двутавра стыкуемой секции, где: L - длина обоймы, «l» - расстояние между центрами радиусов скругления боковых сторон ДУП. Для плавного сопряжения торцов оконечностей с боковыми сторонами ДУП центр скругления торцов каждой из оконечностей стыкуемых секций продольного элемента ДПСК должны совпадать в стыковом соединении с центрами скругления боковой сторон ДУП, а радиус скругления торцов оконечности должен быть равен радиусу скругления боковых сторон ДУП, с которыми торцы оконечностей сопрягаются в обойме.
Толщина ДУП, как правило, равна толщине сопрягающихся с ней торцов пары оконечностей стыкуемых секций продольного элемента ДПСК. Предназначенные для крепления ДУП к связям обоймы установочные резьбовые отверстия, выполненные на лицевой поверхности ДУП, целесообразно располагать попарно симметрично относительно вертикальной оси симметрии ДУП. Используемые для объединения связей в обойму, в ее средней части сквозные установочные отверстия под болты на ДУП и всех связях обоймы располагают, как правило, симметрично относительно вертикальной оси ДУП (обоймы) по радиусам окружностей. Установка ДУП в средней части связей обоймы дополнительно придает связям большую жесткость, что очень важно при работе ДПСК на сжатие.
Ширина (поперечный размер) В1 обоймы определяется суммарной шириной горизонтальных полок связей, входящих в обойму. Ширина каждой из горизонтальных полок внутренних связей, образующих стыковочный узел обоймы, равна расстоянию между продольными осями вертикальных пластин оконечностей стыкуемых секций соседних продольных элементов ДПСК, между которыми этот стыковочный узел располагается. Длина (продольный габаритный размер) обоймы L равна, соответственно, длине входящих в нее связей: все входящие в обойму связи (ВУС, ВЗС, НСС) имеют равную длину (L). Высота вертикальной пластины любой из связей обоймы, а также высота оконечностей стыкуемых секций также равны. Длина (L) связей обоймы также, как и габариты используемых ДУП, сердечников, упорных вкладышей и величина размера «е», выбираются в зависимости от передающихся между стыкуемыми секциями ДПСК нагрузок.
Следует иметь в виду, что размер - относится к геометрической оси стыка. При неизменных длинах секций ДПСК и различных по длине обоймам можно набирать требую по условиям применимости общую длину ДПСК. Как правило, ось стыка (геометрическая ось) смежных секций ДПСК совпадает с осью симметрии соединяющего эти секции звена. «Условная» ось стыка - ось стыка (геометрическая) смежных секций ДПСК, совпадающая с осью симметрии соединяющего эти секции звена.
Регулируемый сердечник, используемый в обойме, предназначен главным образом для обеспечения плотного соединения набранных силовых связей обоймы и последующего закрепления оконечностей стыкуемых секций в продольных полостях обоймы после регулировки их прямолинейности. Собранный сердечник неподвижен в продольном направлении относительно поперечной полости стыкового соединения, образованной при сборке стыкуемых секций в обойму внутренними поверхностями соосных горизонтально ориентированных прямоугольных пазов, выполненных в связях обоймы и оконечностях стыкуемых секций. За счет усилия на стягивающем винте сердечника обеспечивается плотное соединение как между силовыми связями обоймы и сердечником, так и через сердечник между силовыми связями и оконечностями стыкуемых секций. То есть, функция сердечника заключается в том, чтобы выбирать конструктивные или образующиеся в процессе его смятия под нагрузкой зазоры: при затягивании стягивающего винта осуществляется плотная посадка сердечника в поперечной полости стыкового соединения, в продольном и вертикальном направлениях; при ослабевании затяжки указанного стягивающего винта образуются некоторые зазоры в указанных направлениях, что позволяет в пределах этих зазоров изменять положение оконечностей стыкуемых секций и добиваться за счет этого прямолинейности стыкуемых секций в обойме и всей ДПСК. Неподвижную часть сердечника с учетом его износа при многоразовом использовании целесообразно изготавливать из более прочного материала, так как он сложен и дорог в изготовлении.
В процессе объединения стыкуемых секций в обойму между верхними и нижней горизонтальными кромками (поверхностями горизонтальных кромок) оконечностей стыкуемых секций и внутренними (направленными внутрь обоймы) поверхностями горизонтальных полок внутренних связей обоймы могут образовываться зазоры, в пределах которых возможны отклонения расположения продольных осей оконечностей стыкуемых секций от общей продольной оси (нейтральная линия ДПСК) ДПСК. С целью устранения этих зазоров или перераспределения неравномерной нагрузки, образующейся в результате этих перекосов, установка сердечников производится под контролем маячковых накладок. Наличие опорных и наклонных площадок маячковых накладок обеспечивает принудительную установку сердечников в плоскости, параллельной плоскости расположения общей продольной оси ДПСК. При этом достигается выравнивание всех оконечностей стыкуемых секций по установочным силовым связям (ВУС) обоймы, а также принятие на сердечник нагрузок на растяжение, сжатие и на изгиб (изгибающие моменты (продольная устойчивость), которые возникают при нагружении ДПСК продольной силой (растяжение или сжатие)). Материалом для маячковой накладки служит сталь с высокими прочностными показателями ввиду невозможности ее замены или ремонта в процессе эксплуатации.
С помощью упорного вкладыша, как и сердечника, происходит передача продольной нагрузки (растяжение, сжатие) от одной стыкуемой секции ДПСК на силовые связи обоймы, а от них - на следующую стыкуемую в обойме секцию.
Соединенные с помощью вышеописанной обоймы (стыкового соединения) секции продольных элементов ДПСК могут участвовать в сборке стоек и ригелей портала, обеспечивая работоспособность ДПСК в равной степени как на растяжение, так и на сжатие. ДПСК с рассматриваемым стыковым соединением секций могут использоваться в виде штанг, ригелей, стоек тяг, раскосов и распорных балок в различных металлических конструкциях: например, в качестве нижних тяг в конструкциях для перевозки крупногабаритных и тяжеловесных грузов или в качестве стоек монтажных мачт и порталов при строительстве и установке на фундамент оборудования и т.п. Причем, главное преимущество (универсальность) заявленных ДПСК, в которых для соединения секций продольных элементов используется описанное стыковое соединение (обойма), проявляется при сборке временных металлических конструкций, так как имеется возможность изменять грузоподъемность ДПСК за счет увеличения количества ее продольных элементов и увеличения, соответственно, силовых связей в обоймах или, наоборот, уменьшений тех и других.
Соединение секций продольных элементов ДПСК с помощью собираемых обойм позволяет создавать универсальные ДПСК:
- работающие на растяжение и/или сжатие,
- имеющие любую длину/высоту за счет изменения количества стыкуемых секций,
- необходимой грузоподъемности за счет набора продольных элементов в зависимости от прочностных показателей;
- работающих на производственных площадках и местах дислокации с различными требованиями сборки и разборки ДПСК.
Универсальность заявленного технического решения проявляется в возможности осуществить:
- оптимизацию конструктивных параметров как набора секций продольных элементов ДПСК, так и набора связей обойм;
- нормализацию, когда результаты оптимизации конструктивных параметров всех составляющих элементов секций ДПСК и обойм формируются и классифицируются в типоряды и по типорядам;
стандартизацию, когда результаты производственной деятельности (практического применения) формируют правила выбора и подбора согласно типорядам секций требуемых продольных элементов ДПСК и типоразмерам связей обойм, формируют требования к сборке ДПСК совместно с обоймами, их эксплуатации и хранения в течение срока службы.
Для пояснения сущности изобретения представлены следующие графические материалы:
- фиг. 1 - общий вид (сборочный чертеж) ДПСК в виде набора из 4-х секционных продольных элементов, роль которых выполняют нижние тяги устройства для крепления крупногабаритного и тяжеловесного груза к колесным ТС, с двумя стыковыми соединениями (обоймами);
- фиг. 2 - фронтальный вид продольного элемента;
- фиг. 3 - набор продольных элементов (вид сверху);
- фиг. 4 - поперечный разрез набора из 4-х продольных элементов;
- фиг. 5 - фронтальный вид на обойму со стороны НСС, где Δi и δi - зазоры между оконечностями стыкуемых секций ДПСК, связями обоймы и бруском упорного вкладыша;
1
2
- фиг. 6 -поперечное сечение (А-А) обоймы (фиг. 5) в зоне размещения в продольных полостях обоймы оконечностей соединяемых стыкуемых секций, где: b1 и b2 - толщина оконечностей стыкуемых секций, В1 - ширина обоймы, з и з - зазоры между двумя противостоящими в обойме оконечностями соседних продольных элементов набора;
- фиг. 7 - поперечное сечение (Б-Б) обоймы (фиг. 5) по условной оси стыка соединяемых секций, где: где: b1 и b2 - толщина оконечностей стыкуемых секций, В1 - ширина обоймы;
- фиг. 8 - продольное сечение (В-В) обоймы (фиг. 5) в месте расположения сердечника (продольное сечение сердечника);
- фиг. 9 - поперечное сечения (Г-Г) стыкового соединения (фиг. 5) в месте установки упорного вкладыша;
- фиг. 10 - фронтальный вид ВУС в сборе с ДУП обоймы, где L - длина ВУС;
- фиг. 11 - вид сверху ВУС обоймы;
- фиг. 12 - фронтальный вид оконечности стыкуемой секции продольного элемента;
- фиг. 13 - вид сверху оконечности стыкуемой секции продольного элемента;
- фиг. 14 - маячковая накладка (фронтальный вид), где αi - угол наклона поверхности, используемой для горизонтальной установки сердечника;
- фиг. 15 - фронтальный вид ВЗС обоймы, где L - длина ВЗС;
- фиг. 16 - вид сверху внутренней запирающей связи обоймы.
Для подтверждения промышленной применимости заявленного изобретения приводится описание конкретного, но не единственно возможного стыкового соединения ДПСК, которая может быть использована в качестве одного из продольных составных элементов в известном (RU, 149897, U1, МПК В60Р 7/00, опубликовано 20.01.2015) устройстве для крепления крупногабаритного и тяжеловесного груза к колесным ТС. Указанная ДПСК (фиг. 1), расположенная в нижней части указанного устройства, вдоль его продольной оси и предназначенная для соединения между собой блоков противоположных главных торцевых балок, состоит из образующих набор 4-х продольных элементов 1, 2, 3, 4, роль которых выполняют секционные нижние тяги (фиг. 2, 4).
Каждый продольный элемент (далее - нижняя тяга) 1-4 из рассматриваемого набора представляет собой (фиг. 2-4) двутавровую балку, собираемую из одной промежуточной 5 и двух концевых 6 стыкуемых секций с проушинами. Стыкуемые секции 5, 6 в каждой нижней тяге 1-4 соединены между собой (в одной тяге промежуточная секция 5 соединена с двумя концевыми 6, образуя две пары 5-6 путем стыка (стыкуемые секции) и объединены в местах соединения с соответствующими стыкуемыми секциями соседних нижних тяг с помощью обоймы 7. Верхние полки средних нижних тяг 2, 3 набора имеют большую металлоемкость, чем верхние полки (одинаковой металлоемкости) крайних нижних тяг 1, 4 набора. Одна такая обойма 7 состоит из набора связей (связующие звенья обоймы): 2-х наружных силовых связей (НСС) 8, 3-х внутренних установочных связей (ВУС) 9 и 3-х внутренних запирающих связей (ВЗС) 10, дистанционных упорных пластин (ДУП) 11, пары регулируемых сердечников 12, пары упорных вкладышей 13 и пары маячковых накладок 14.
Каждая ВУС 9 представляет собой (фиг. 10, 11) балку в форме тавра с вертикальной пластиной 15 и горизонтальной полкой 16 в основании, симметричную в плане относительно вертикальной оси.
i
1
2
Вертикальная пластина 15 ВУС 9 смещена относительно продольной линии симметрии горизонтальной полки 16 к ее краю на величину, равную толщине вертикальной пластины 17 ВЗС 10. Толщина вертикальной пластины 15 каждой ВУС 9 обоймы равна (фиг. 11) З/2 (i- количество зазоров между противостоящими оконечностями стыкуемых секций в наборе нижних тяг) - половине зазора (З или З) между двумя противостоящими ((b2 и b1) или (b1 и b1), или (b1 и b2)) в обойме оконечностями 18 толщиной (b1 или b2) стыкуемых секций соседних нижних тяг набора. На фиг. 6, 7 в собранной обойме показано три ВУС 9, толщина вертикальных пластин 15 которых равна соответственно:
2
- З/2_для ВУС 9, установленной между оконечностями 18 толщиной (b2 и b1),
1
- З/2. ДЛЯ ВУС 9, установленной между оконечностями 18 толщиной (b1 и b1).
Верхняя кромка вертикальной пластины 15 ВУС 9 является разноуровневой, имеющей средний 19 высокий участок и более низкие, расположенные на одном уровне крайние 20 участки. Каждый из крайних 20 участков отделен от среднего 19 прямоугольными, на всю толщину вертикальной пластины 15 прямоугольными пазами 21 шириной «с», каждый из указанных пазов 21 предназначен для установки упорного вкладыша 13 с набором регулировочных прокладок.
На верхней кромке вертикальной пластины 15 выполнены П-образные выступы-запоры 22: два выступа-запора 22 - на среднем высоком участке 19 кромки, по одному выступу-запору 22 - на крайних 20 участках кромки. Указанные выступы-запоры 22 вставляются при сборке стыкуемых секций в обойму 7 в соответствующие прямоугольные пазы 23, расположенные на, соответственно, среднем 19 и крайних участках 20 горизонтальной полки 24 ВЗС 10.
В нижней части вертикальной пластины 15 ВУС 9, вдоль продольной оси, находящейся на некотором расстоянии «е» (эксцентриситет) от продольной оси ВУС 9, симметрично относительно вертикальной оси симметрии ВУС 9 выполнено два сквозных, горизонтально ориентированных прямоугольных паза 25 с радиусным скруглением боковых (вертикальных) стенок. Прямоугольные пазы 25 предусмотрены для установки сердечников 12 обоймы 7. Смещение «е» оси установки сердечника 12 необходимо для гарантированного определения взаимного положения продольных осей стыкуемых секций нижних тяг и продольных осей силовых связей обоймы, что важно для создания напряженного состояния в зоне упорных вкладышей 13 обоймы 7 для осуществления контроля положения соосности (прямолинейности) стыкуемых секций нижних тяг при осуществлении пробного нагружения как на растяжение, так и на сжатие.
На верхней поверхности горизонтальной полки 16 ВУС 9, вплотную к вертикальной пластине 15, со стороны установки (контакта, прилегания) в обойме ВЗС 10 выполнены четыре сквозных прямоугольных паза 23 (аналогичных пазам 23 на горизонтальной полке 24 ВЗС 10), предназначенных для сопряжения с соответствующими прямоугольными выступами-запорами 22 на кромке вертикальной пластины 17 ВЗС 10. Ширина прямоугольных пазов 23 равна толщине вертикальной пластины 17 смежной (образующей с ВУС 9 стыковочный узел) ВЗС 10. Расположение указанных пазов 23 попарно симметрично относительно вертикальной оси симметрии ВУС 9.
Сквозные отверстия 26, расположенные на вертикальной пластине 15 над пазами 25 вблизи прямоугольных пазов 21 шириной «с», служат для размещения в них установочных осей 27 для крепления упорного вкладыша 13.
Каждая входящая в обойму ВЗС 10 представляет собой балку в форме тавра с вертикальной пластиной 17 и горизонтальной полкой 24 в верхней части балки, симметричную в плане относительно вертикальной оси.
i
1
2
Вертикальная пластина 17 смещена относительно средней линии горизонтальной полки к ее краю на величину, равную толщине вертикальной пластины 15 смежной ВУС 9. Толщина вертикальной пластины 17 каждой ВЗС 10 обоймы равна З/2 2 (i- количество зазоров между противостоящими оконечностями стыкуемых секций в наборе нижних тяг) - половине зазора (З или З) между двумя противостоящими ((b2 и b1) или (b1 и b1), или (b1 и b2)) оконечностями 18 толщиной (b1 или b2) стыкуемых секций соседних нижних тяг набора. В конкретной рассматриваемой обойме 9 (фиг. 6-8) используется три ВЗС 10, толщина вертикальных пластин 17 которых равна, соответственно (фиг. 6):
2
- З/2 - для крайних ВЗС 10, расположенных между оконечностями 18 толщиной b1 и b2;
1
- З/2 - для средней ВЗС 10, расположенной между оконечностями 18 толщиной b1 и b1.
Расположенные на свободной кромке вертикальной пластины 17 ВЗС 10 четыре П-образных выступа-запора 22 вставляются при сборке стыкуемых секций в обойму 7 в соответствующие прямоугольные пазы 23, выполненные на горизонтальной полке 16 смежной ВУС 9.
В нижней части вертикальной пластины 17 ВЗС 10, вдоль продольной оси, находящейся на некотором расстоянии «е» (эксцентриситет) от продольной оси ВЗС 10, выполнено два симметричных относительно вертикальной оси симметрии ВЗС 10 сквозных горизонтально ориентированных сквозных прямоугольных паза 25 с радиусным скруглением вертикальных стенок. Назначение этих прямоугольных горизонтально ориентированных прямоугольных пазов 25 и их расположение относительно осей симметрии ВУС 10 строго соответствуют их определению для аналогичных прямоугольных пазов 25 ВУС 9.
Горизонтальная полка 24 ВЗС 10 является разноуровневой, имеет средний 19 высокий участок и расположенные на одном уровне более низкие крайние 20 участки. Каждый из крайних 20 участков отделен от среднего 19 участка прямоугольными, на всю толщину вертикальной пластины 17 прямоугольными пазами 21 шириной «с», предназначенными каждый для установки упорного вкладыша 13 с набором регулировочных прокладок: боковые поверхности (стенки) каждого из прямоугольных пазов 21 сопрягаются с боковыми стенками упорного вкладыша 13 (бруска упорного вкладыша). На разноуровневых участках горизонтальной полки 24, вплотную к вертикальной пластине 17, с ее стороны, обращенной к вертикальной пластине 15 смежной ВУС 9, выполнены четыре сквозных прямоугольных паза 23: два паза - на среднем высоком 19 участке, по одному пазу - на крайних 20 ее участках. Ширина прямоугольных пазов 23 равна Зi/2 - толщине вертикальной пластины 15 смежной ВУС 9. В указанные прямоугольные пазы 23 ВЗС 10 при сборке стыкуемых секций в обойму 7 вставляются соответствующие прямоугольные П-образные выступы-запоры 22, расположенные на свободной кромке вертикальной пластины 15 смежной ВУС 9. Расположение указанных прямоугольных пазов 23 попарно симметрично относительно вертикальной оси симметрии ВЗС 10.
Сквозные отверстия 26, расположенные на вертикальной пластине 17, над горизонтально ориентированными прямоугольными пазами 25 и вблизи прямоугольных пазов 21, используются, как и аналогичные сквозные отверстия 26 на вертикальной полке 15 ВУС 9, для размещения установочной оси 27 для крепления упорного вкладыша 12.
В результате соединения ВУС 9 с ВЗС 10 путем сопряжения выступов-запоров 22 на вертикальной полке 15 ВУС 9 с соответствующими ответными прямоугольными пазами 23 на горизонтальной полке 24 ВЗС 10 смежной с ВУС 9 и сопряжения П-образных выступов-запоров 22 на свободных кромках вертикальной пластины 17 этой ВЗС 10 с соответствующими прямоугольными пазами 23 на горизонтальной полке 16 указанной ВУС 9 образуется стыковочный узел, имеющий в сборе поперечное сечение в форме двутавра. Три расположенных в ряд стыковочных узла образуют среднюю часть обоймы.
Ширина (Т) горизонтальных (верхних и нижних) полок силовых связей (ВУС 9 и ВЗС 10), образующих стыковочный узел обоймы, равны между собой и равны расстоянию между продольными осями вертикальных пластин 31 оконечностей 18 стыкуемых секций нижних тяг набора, между которыми этот стыковочный узел располагается.
НСС 8 выполнены каждая в виде (фиг. 5-7) швеллера (коробчатого П-образного сечения) с ребрами жесткости на наружной поверхности вертикальной пластины, имеющего габаритные размеры (длина и высота), равные габаритным размерам всех входящих в обойму связей ВУС 9 и ВЗС 10. Нижняя горизонтальная полка 28 НСС 8 является сплошной, а конструктивное выполнение вертикальной пластины 29 и верхней горизонтальной полки 30, включая расположение и форму выполненных на их поверхностях пазов 21, 25 и отверстий 26 в основном идентичны аналогичным элементам (горизонтальной полке 24, вертикальной пластине 17) ВЗС 10. Исключением является лишь наличие у НСС 8 нижней горизонтальной полки, различная ширина горизонтальных полок и наличие вертикальных ребер жесткости на наружной (лицевой) стороне вертикальной пластины 29. Расположение на вертикальной пластине 29 отверстий 26 и их назначение аналогично расположению и назначению соответствующих отверстий 26 на ВУС 9 и ВЗС 10.
НСС 8 образуют наружный контур обоймы. Между объединенными в обойму соседними стыковочными узлами, а также между крайними стыковочными узлами и НСС 8 образуются продольные полости (зазоры), ширина которых равна толщине (b1 или b2) размещаемых в них пар оконечностей 18 стыкуемых секций соответствующих нижних тяг.
ДУП 11 - симметричная пластина, имеющая среднюю часть в форме вертикально ориентированного прямоугольника, с примыкающими к боковым сторонам средней части двумя полукругами, радиус каждого из которых равен радиусу (R) скругления оконечностей 18 стыкуемых секций одной нижней тяги. При этом расстояние «21» (ширина средней части) между центрами радиусов полукругов выбирается из расчета, чтобы суммарная длина ДПСК могла соответствовать длине между соединяемыми с помощью ДПСК узлами изделия.
i
ДУП 11 устанавливаются каждая в центре соответствующей установочной (базовой) силовой связи (ВУС 9) или НСС 8 обоймы 7, разделяя оконечности 18 стыкуемых секций одной нижней тяги. При этом боковые выгнутые стороны ДУП 11 сопрягаются с вогнутыми торцами оконечностей 18, так как их профили имеют одинаковое радиусное скругление. Базовые опорные поверхности (выгнутые боковые стороны) ДУП 11 необходимы для обеспечения соосности и центрирования контактирующих с ними оконечностей 18 стыкуемых секций. Толщина (bi: b1 или b2 на фиг. 7)) ДУП 11 равна толщине (b) сопрягающихся с ней пары оконечностей 18 стыкуемых секций нижней тяги.
На лицевой поверхности ДУП 11 выполнены десять установочных отверстий:
- четыре установочные резьбовые отверстия (не обозначены), расположенные попарно симметрично относительно осей симметрии ДУП 11 и предназначенные для крепления ДУП 11 с помощью винтов к ВУС 9 или НСС 8 обоймы;
- шесть сквозных установочных отверстий 32 под болты, расположенных симметрично относительно вертикальной оси ДУП 11 по радиусам (R) и используемых для объединения всех связей в обойму в ее средней части за счет выполнения аналогичных отверстий с таким же расположением на всех связях обоймы.
При объединении НСС 8 и стыковочных узлов в обойму, между ними (стыковочными узлами или стыковочными узлами и НСС 8) образуются продольные полости для пар оконечностей 18 стыкуемых секций нижних тяг, ширина которых равна толщине соответствующих ДУП 11 и, соответственно, толщине контактирующих с ДУП 11 оконечностей 18. При сборке стыкуемых секций в обойму ДУП 11 устанавливаются в центре ВУС 9, которые являются базовыми в стыковочных узлах, и в центре НСС 8, с той стороны вертикальной пластины указанных связей, которая обращена в сторону оконечностей 18 стыкуемых секций. НСС 8 используется в сборе с ДУП 11, если соседней с ней связью в обойме является ВЗС 10 - см. левая НСС 8 в обойме на фиг. 7.
В рассматриваемом конкретном примере ДУП 11 установлены на свободных (не контактирующих с ВЗС 10) сторонах вертикальных пластин 15 ВУС 9 и на внутренней стороне вертикальной пластины 29 НСС 8 (левая в обойме на фиг. 6).
Оконечность 18 любой из стыкуемых секций нижней тяги в форме двутавровой балки (двутавр) представляет собой вертикальную пластину 31, являющуюся по существу продолжением вертикального элемента двутавровой балки, при этом ее нижняя кромка располагается на уровне верхней поверхности нижней горизонтальной полки двутавра.
По форме и конструкции оконечность 18 любой из стыкуемых секций в основном (отсутствуют выступы-запоры 22 на верхней кромке вертикальной пластины 15) идентична половине вертикальной пластины 15 ВУС 9 или половине вертикальной пластины 29 НСС 8 со стороны, обращенной внутрь обоймы (без ребер жесткости, маячковых накладок 14):
- верхняя кромка вертикальной пластины 31 является разноуровневой, высокий 19 крайний участок оконечности отделен от низкого ее участка 20 П-образным пазом 21 шириной «с», предназначенным для установки упорного вкладыша 13 с набором регулировочных прокладок;
- в нижней части пластины, вдоль продольной оси, находящейся на некотором расстоянии «е» от продольной оси вертикальной пластины 31, выполнен прямоугольный паз 25, предназначенный для установки сердечника 12;
- над прямоугольным пазом 25 вблизи П-образного паза 21 расположено сквозное отверстие 26, используемое для размещения в нем установочной оси 27 для крепления упорного вкладыша 12.
Длина оконечности 18 определяется (не превышает) величиной, равной половине длины (L72) связи обоймы, за вычетом величины «I» (величина, равная расстоянию между радиусами скругления боковых сторон ДУП 13). Торец оконечности 18, сопрягаемый с какой-либо из боковых сторон ДУП 11, имеет внутреннее скругление по радиусу (R) окружности, центр которой находится на продольной оси или рассчитанной по ней и измеренной от нее нейтральной линии ДПСК на расстоянии «l» внутрь от размера (L/2), отмеренного от края горизонтальных полок двутавра стыкуемой секции, при этом центр скругления торца оконечности 18 совпадает с центром скругления боковых сторон ДУП 11, а радиус скругления торца оконечности 18 равен радиусу скругления любой из боковых сторон ДУП 11, с которыми этот торец оконечности 18 сопрягается в обойме.
Так как оконечности 18 стыкуемых секций располагаются в обойме 7 в продольных полостях между стыковочными узлами или между стыковочным узлом и НСС 8, то толщина (bi) каждой оконечности 18 в соответствующей паре стыкуемых секций равна ширине этой продольной полости и, соответственно, равна толщине ДУП 11, с которой она сопрягается. На фиг. 6 оконечности 18 имеют толщину (слева направо) b2, b1, b1, b2, на фиг. 7 ДУП 11 имеют толщины (слева направо) b2, b1, b1, b2.
Сердечник 12 состоит (фиг. 8) из двух частей с боковыми скругленными поверхностями: неподвижной 33 с заплечиками и подвижной 34, сопрягающихся между собой по наклонным плоскостям. Поперечное сечение сердечника 12 в сборе соответствует форме любого из пазов 25, выполненных в оконечностях 18 и во всех связях обоймы.
Процесс установки сердечника 12 в обойму 7 делится на этап его сборки в уже собранной обойме 7 и этап доводки собранного сердечника 12 в ходе регулировки прямолинейности оконечностей 18 стыкуемых в обойме 7 секций.
Сборка любого из сердечников 12 осуществляется в следующем порядке.
1) Неподвижная 33 часть сердечника 12 заводится в поперечную полость обоймы, образованную при сборке стыкуемых секций в обойму внутренними поверхностями соосных горизонтально ориентированных прямоугольных пазов 25, выполненных во всех оконечностях 18 стыкуемых секций и связях обоймы 7, так, чтобы ее заплечики оказались снаружи обоймы 7. После этого неподвижная часть 33 сердечника 12 задвигается далее до соприкосновения ее скругленных боковых поверхностей со скругленными боковыми стенками указанной поперечной полости. При таком положении неподвижной 33 части сердечника 12 ее заплечики упираются в наклонную поверхность (грань) маячковой накладки 14, ограничивая перемещение неподвижной части 33 относительно вертикальных пластин НСС 8 обоймы 7 в поперечном направлении и в вертикальном направлении - относительно маячковой накладки 14.
2) Подвижная 34 часть сердечника 12 заводится в вышеуказанную поперечную полость обоймы 7 до сопряжения посредством стягивающего винта 35 и гайки ее наклонной поверхности с наклонной поверхностью неподвижной 33 части сердечника 12. Собранный сердечник неподвижен в продольном направлении относительно поперечной полости обоймы, образованной при сборке стыкуемых секций в обойму внутренними поверхностями соосных горизонтально ориентированных прямоугольных пазов 25.
Маячковая накладка 14 представляет собой (фиг. 14) L-образную толстостенную пластину, на верхней поверхности горизонтального элемента которой выполнен выступ -опорная (пяточная) площадка 36 для создания базы, от которой вдоль нижней линии горизонтально ориентированного прямоугольного паза 25 НСС 8 производится ориентация устанавливаемого в обойму 7 сердечника 12. Вертикальный элемент маячковой накладки 14 имеет в нижней части вырез для размещения в нем заплечика неподвижной 33 части сердечника 12, при этом угол (α°) наклона верхней поверхности 37 этого выреза соответствует углу наклона скошенной грани заплечика сердечника 12, что позволяет осуществлять принудительное горизонтальное размещение сердечника при регулировке положения стыкуемых секций ДПСК.
В верхней части вертикального элемента маячковой накладки 14 выполнен уступ с образованием площадки (маячковая площадка), по вертикальной стенке (маячок) 38 которой производится выравнивание боковых стенок П-образных пазов 21 шириной «с» на входящих в обойму 7 связях и оконечностях 18 стыкуемых секций за счет установки прокладок необходимой толщины (зависит от некоторого угла разворота оконечностей 18 стыкуемых секций относительно радиальных поверхностей соответствующей ДУП) до достижения полной соосности стыкуемых секций ДПСК. Результат выравнивания фиксируется устанавливаемыми в вышеуказанные П-образные пазы 21 упорными вкладышами 14.
Маячковые накладки 14 устанавливаются на наружные поверхности НСС 8, выставляются по кондуктору относительно вертикальной оси симметрии НСС 8 и верхней поверхности ее нижней горизонтальной 28 полки, после чего привариваются сплошным сварным швом по контуру к вертикальной пластине 29 НСС 8.
Упорный вкладыш 13 (фиг. 5, 9) представляет собой прямоугольный металлический брусок 39, соединенный с помощью сварки с толстостенной пластиной, имеющей проушины с отверстиями. Габаритные размеры бруска упорного вкладыша позволяют ему свободно размещаться внутри П-образного поперечного канала обоймы, образованного при ее сборке поверхностями прямоугольных пазов 21 шириной «с», выполненных в вертикальных пластинах 31 оконечностей 18 стыкуемых секций и в вертикальных пластинах внутренних и наружных связей обоймы. Проушины пластины упорного вкладыша 13 при сборке стыковых секций в обойму охватывают снаружи вертикальные пластины НСС 8 обоймы, при этом отверстия в проушинах служат для размещения в них установочных осей 27, проходящих поперек обоймы через сквозные отверстия 26, выполненные в оконечностях 18 стыкуемых секций и всех связях обоймы.
Ниже описан порядок сборки стыкового соединения ДПСК.
Для сборки ДПСК необходима площадка, размеры которой должны быть не менее габаритных размеров ДПСК. Площадку следует выровнять и иметь места с закладными металлическими листами в зоне стыков ДПСК для крепления на них упоров, ограничителей и т.п.для сборки конструкции.
Последовательность сборки стыкового соединения ДПСК:
1) в местах предполагаемого стыка стыкуемых секций выкладывают соответствующее общей грузоподъемности ДПСК (определяется набором длинномерных продольных элементов 1-4, например, тяг) количество ВУС 9, причем ВУС 9 большей грузоподъемности, устанавливаются первыми и ближе к продольной оси ДПСК, а меньшей грузоподъемности - дальше;
2) между ВУС 9 вкладывают соответствующие стыкуемые секции так, чтобы их оконечности 18 становились в упор (стык) с ДУП 11 ВУС 9;
3) с противоположной стороны от ВУС 9, согласно их грузоподъемности устанавливают ВЗС 10 так, чтобы выступы-запоры 22 на вертикальных пластинах 17 ВЗС 10 вошли в соответствующие пазы 23, выполненные в горизонтальных полках 16 ВУС 9, а выступы-запоры 22, расположенные на верхней разноуровневой кромке вертикальной пластины 15 ВУС 9, вошли в соответствующие им пазы 23, выполненные в горизонтальной полке 24 ВЗС 10, запирая оконечности 18 стыкуемых секций между и внутри собранных таким образом из ВУС 9 и ВЗС 10 стыковочных узлов;
4) образование связующей обоймы завершают установкой снаружи стыковочных узлов НСС 8, левая (см. фиг. 7) из которых используется в сборе с ДУП 11, и предварительным соединением силовых связей обоймы и оконечностей 18 стыкуемых секций между собой с помощью болтовых соединений и упорных вкладышей 13, после чего производится проверка и регулировка прямолинейности ДПСК;
5) плотное соединение между собой набора стыкуемых секций и связей обоймы с помощью сердечников 12, устанавливаемых в поперечную полость, образуемую внутренними поверхностями соосных горизонтально ориентированных прямоугольных пазов 25, выполненных в вертикальных пластинах оконечностей 18 и всех связей, входящих в обойму.
До регулировки прямолинейности (соосности) стыкуемых секций ДПСК относительно ее общей продольной оси производятся следующие работы:
1) выравнивается общая плоскостность прямоугольных пазов 21 шириной «с» в силовых связях обоймы относительно маячковых накладок 14, устанавливаемых на НСС 8;
2) выборка с помощью сердечника 12 конструктивных, технологических и производственных зазоров, в узлах сопряжения стыкуемых и/или соединяемых элементов;
3) с помощью установки прокладок нужной толщины в прямоугольных пазах 21 шириной «с» оконечностей 18 стыкуемых секций и боковыми сторонами брусков 39 упорных вкладышей 13 производится выборка конструктивных и производственных зазоров и, соответственно, установка предполагаемого прямолинейного положения стыкуемых секций;
4) утяжка всех, участвующих в образовании связующих обойм, резьбовых соединений на собранной обойме;
5) проверка прямолинейности ДПСК и принятие по результатам проверки решения по порядку регулировки;
6) пробное нагружение ДПСК на растяжение и на сжатие, при котором с помощью приборов (нивелир, теодолит и т.п.) определяют взаимное положение стыкуемых секций; при наличии отклонений, с помощью расчетов определяют, где и какие прокладки в зоне упорных вкладышей 13 необходимо установить и какие зазоры следует иметь на сердечниках 12 и в поперечных полостях обойм, чтобы осуществить необходимый разворот стыкуемых секции;
7) контрольное нагружение ДПСК и проверка ее прямолинейности.
С учетом имеющихся в наличии прокладок необходимого размера и толщины этих прокладок, используемых в паре с упорным вкладышем 13, точного (с точностью до долей мм) размера сердечника должны быть отрегулированы прямолинейность и жесткость стыковки секций в обоймах.
Если ДПСК выполняет функцию балки, то поперечное сечение делается заведомо несимметричным - больший объем металла располагается в зоне наибольшего сжатия. В этом случае одна (например, горизонтальная) из осей сечения смещается в сторону увеличенного объема металла и носит название «нейтральная линия», при этом геометрическая (горизонтальная) ось сечения остается неизменной. Нейтральная линия конструкции совпадает с продольной осью ДПСК, когда поперечное сечение каждого продольного элемента ДПСК, симметрично относительно продольных и поперечных плоскостей ДПСК, а центр его тяжести лежит на пересечении этих плоскостей.
Когда по производственной необходимости нужно использовать ДПСК в паре, то можно использовать поперечное сечение каждой ДПСК со смещенной «нейтральной линией» относительно геометрической продольной оси так, чтобы изгибающий эффект от сжимающей нагрузки и двух ДПСК был направлен в противоположные стороны, тогда связующие эти ДПСК поперечные элементы будут работать на растяжение, что приводит к улучшению работы всего конструктивного комплекса и уменьшению металлоемкости.
При этом размещение сердечника и упорного вкладыша (определяемое размерами «е» и «h») необходимо рассчитывать относительно «нейтральной линии» ДПСК.
Размер «L» - относится к геометрической оси стыка. При неизменных длинах стыкуемых секций ДПСК и различных по длине обоймам можно набирать требую по условиям применимости общую длину ДПСК. Как правило, ось стыка (геометрическая ось) смежных стыкуемых секций ДПСК совпадает с осью симметрии соединяющего эти стыкуемые секции звена. «Условная» ось стыка - ось стыка (геометрическая) смежных стыкуемых секций ДПСК, совпадающая с осью симметрии соединяющего эти стыкуемые секции звена.