СБОРНЫЙ УЗЕЛ СТАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ПОДЪЕМНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
MODULAR ASSEMBLY OF STEEL STRUCTURE OF LIFTING EQUIPMENT

Область техники
Изобретение относится к самонесущим стальным конструкциям со сплошной или прозрачной облицовкой для монтажа лифтовых технологических систем.
Уровень техники
Среди решений, доступных на рынке, в основном, представлены стандартные самонесущие сварные конструкции. Их основным недостатком является поэтапный монтаж на строительной площадке с использованием сварочных, шлифовальных и последующих покрасочных работ, проводимых на строительной площадке. Точность изготовления конструкции, которая вызывает сомнения, зависит от профессиональных навыков и точности сварщиков и монтажников, осуществляющих изготовление конструкции. Еще один недостаток заключается в риске возгорания из-за горячих брызг материала, сопровождающих сварочные и шлифовальные работы. Основным недостатком является также  длительное изготовление конструкции на строительной площадке и, в случае замены предыдущей лифтовой технологической системы, также более длительное отсутствие возможности использовать лифт. Среди преимуществ сварных конструкций следует отметить высокую несущую способность и простоту конструкции, позволяющую использовать одни и те же виды элементов для всех основных вертикальных и горизонтальных элементов конструкции.
В исключительных случаях современный уровень техники предлагает готовые конструкции с монтажом на месте, что исключает необходимость в проведении сварочных работ на строительной площадке. Тем не менее, такие конструкции, по сути, состоят из открытых профилей или гнутых металлических листов, не позволяющих обеспечить устойчивость и конструктивную простоту стандартных сварных конструкций, и более высокую несущую способность, которые не подходят для подъемных работ и широко используемых в настоящее время решений лифтовых технологических систем без моторного отсека, оказывающих более высокую нагрузку на конструкции шахты лифта. В известных существующих решениях для изготовления основных горизонтальных и вертикальных несущих элементов конструкции используют различные виды элементов. В большинстве случаев более тонкая конструкция требует дополнительного усиления подъемных канатов для обеспечения более высокой устойчивости конструкции вместе с элементами лифтовой технологической системы, путем крепления к примыкающим конструкциям, расположенным вне конструкции шахты или за счет использования прочных армирующих элементов на уровне отдельных этажей. Кроме того, при использовании прозрачной облицовки видны открытые профили и винты, имеющие непривлекательный вид, что неприемлемо, например, в случае интерьерных решений с более высокими требованиями к эстетическим аспектам. Кроме того, такие сборные конструкции не позволяют максимально использовать пространство для кабины лифта в небольших пространствах лестничных колодцев, где возможность размещения портала на лестничной площадке увеличила бы пространство для кабины лифта до 100 мм.
Еще одним недостатком известных сборных конструкций является сложность размещения их подъемной плиты на неровных поверхностях, это проблему решают посредством бессистемной поддержки углов распределительной рамы металлическими листами различной толщины, в противном случае требуются идеально ровные поверхности, подготовка которых дорогостоящая и технологически трудоемкая.
Еще одним недостатком этого типа сборных конструкций является использование комбинации незатянутой гайки и винта, где при сборке с обеих сторон необходимо использовать односторонний ключ, чтобы исключить вращение гайки при выполнении соединений. По вышеуказанным причинам элементы конструкции обычно проектируются как открытые.
В патентном документе WO 2006131947 раскрывается конструкция сборной шахты, состоящая из гнутых металлических листов, соединенных винтовыми соединениями с незатянутой гайкой и винтом. Кроме того, конструкция закреплена на отдельных этажах каркасом по периметру, обеспечивающим устойчивость шахты по высоте. Конструкция также достаточно надежно закреплена диагональными стяжками с использованием стальных канатов внутри всех пролетов. Конструкция помещена на подъемную раму, которая позволяет выровнять удлиненную часть конструкции относительно мест ее крепления.
Недостатком предлагаемого решения является более сложное и довольно дорогостоящее изготовление с учетом различных сечений стоек и поперечных балок. Единственным продуктом, получаемым в результате стандартного серийного производства металлургической промышленности, является крупногабаритный металлический лист, различные виды которого необходимо разрезать на части и гнуть для получения изготовленных по размерам элементов конструкции для ее стоек и поперечных балок. Другой недостаток открытых элементов состоит в их меньшей устойчивости, ограничивающей общую высоту шахты, в более сложном доступе для очистки конструкции, в отсутствии механического барьера для защиты винтовых соединений, а также в слабом эстетическом аспекте в случае прозрачной облицовки, используемой в пространстве лестничных колодцев. Использование открытых профилей обусловлено использованием комбинации незатянутой гайки и винта и необходимостью обеспечить доступ с обеих сторон соединений, требующих использования двух инструментов с каждой стороны винтового соединения для его повторной затяжки.
К недостаткам конструкции, раскрытой в патентном документе WO 2006131947, также относится необходимость использования стабилизирующей рамы на уровне отдельных этажей, ограничивающей максимальное использование пространства для шахты, где шахта устанавливается в лестничные колодцы, а также отсутствие системного решения для порталов в части крепления дверей шахты. Еще один недостаток можно увидеть в предлагаемой системе выравнивания конструкции, с одной стороны, позволяющей выровнять верхнюю часть конструкции, но, с другой стороны, не обеспечивающей системного решения проблемы с неровной поверхностью, на которую устанавливают эту подъемную раму. В случае неровной поверхности подъемная рама должна бессистемно поддерживаться по углам подкладными металлическими листами различной толщины. Последним недостатком является сложное приспособление, необходимое для крепления кронштейнов направляющих рельсов лифта.
В патентном документе EP 2162377 раскрывается сборная шахта лифта со сложным и довольно дорогостоящим изготовлением конструкции на основе системы из гнутых металлических листов, имеющей ряд отверстий и винтовых соединений, где необходимо использовать соединение винт-гайка. Среди прочих требований – идеально плоская поверхность для подъемной рамы или бессистемная поддержка углов конструкции подкладными металлическими листами там, где поверхность для размещения недостаточно плоская, очень низкая общая устойчивость конструкции, которая подходит только для внутренних помещений, где направляющие рельсы можно прикрепить к примыкающим конструкциям, или где направляющие рельсы полностью берут на себя несущую функцию. Здесь скорее всего идет речь о самонесущей облицовке, а не о самонесущей конструкции, позволяющей передавать усилия от лифта. Высота конструкции ограничена, и нет возможности использовать пространство, расширяя портал за счет пространства лестничной площадки.
В патентном документе EP 3222573 раскрывается сборная конструкция шахты лифта со сложным и дорогостоящим изготовлением конструкции, оснащенной системой гнутых металлических листов, с более низкой общей устойчивостью конструкции и отсутствием неподвижных соединений. Рассматривается решение, основанное на простом соединении поперечных несущих элементов с вертикальными несущими элементами. Никакие другие проблемные элементы лифтовых конструкций не рассматриваются.
В патентном документе CN 106672754 раскрывается сборная конструкция шахты лифта со сложным и дорогостоящим изготовлением конструкции на основе гнутых металлических листов. Конструкция имеет более низкий уровень устойчивости и подходит для более низких внутренних платформ, а не для полноценных лифтов, предназначенных для многоквартирных домов. Требуется идеально ровная поверхность, на которую должна быть установлена подъемная рама, или, как вариант, углы конструкции необходимо бессистемно поддерживать подкладными металлическими листами там, где поверхность для установки не является идеально ровной. Порталы для дверей шахты лифта и их крепления не закрыты. Невозможно использовать пространство, расширяя портал за счет пространства лестничной площадки.
В патентном документе CN 102180397 раскрывается решение стальной конструкции шахты, собранной из блоков. Вышеупомянутое решение может использоваться, в частности, снаружи зданий с привлечением крана, из-за чего исключается любая возможность использования для внутренних помещений.
В патентном документе CN105329751 раскрывается сборная конструкция шахты лифта. К недостаткам вышеупомянутого решения относятся сложное и дорогостоящее изготовление из-за использования системы гнутых металлических листов, требование наличия идеально ровной поверхности для размещения подъемной рамы или, где это применимо, бессистемная поддержка углов конструкции подкладными металлическими листами, где поверхность для установки недостаточно ровная. Конструкция имеет более низкий уровень устойчивости и больше подходит для более низких внутренних платформ, а не для полноценных лифтов, предназначенных для многоквартирных домов. Решение вопроса о порталах для дверей шахты лифта и их креплении не рассмотрено, и пространство лестничной площадки не может использоваться за счет расширения портала.
В патентном документе CN 203428696 раскрываются сборные конструкции шахты лифта для промышленных лифтов. Конструкция шахты очень примитивная и с диагональным креплением. Это решение не подходит для открытых конструкций шахт в многоквартирных домах.
В патентном документе AU 8115491 раскрывается система строительных подъемников. Система не подходит для стандартных лифтовых технологических конструкций, используемых в многоквартирных домах.
В документе CN 204096827 раскрывается сборная конструкция, выполненная в виде блоков, которая больше подходит для установки снаружи зданий, где может использоваться кран.
Исходя из современного уровня техники принято считать, что сборные конструкции требуют использования соединения винта с незатянутой гайкой, и что невозможно спроектировать изготовление сборной конструкции на основе унифицированных закрытых элементов, используемых в сварных конструкциях. Поэтому предлагаются открытые элементы конструкции с различными сечениями стоек и поперечных балок. Сборные конструкции, известные на существующем уровне техники, отличаются отсутствием механических свойств, которыми обладают сварные конструкции, и поэтому изготовление известных в настоящее время сборных конструкций ограничивается лишь мелкосерийным заказным производством, где не требуется такая высокая несущая способность, устойчивость и механическая прочность. Поэтому преимущество использования унифицированных профилей, изготовленных заводским способом, для всей конструкции, характерно лишь для сварных конструкций, сварка которых производится на месте.
Сущность изобретения
Сборный узел стальной конструкции для подъемного оборудования, состоящий из подъемной системы, к которой закреплены нижние части вертикально соединенных стоек, соединенных между собой поперечными балками, при этом подъемная система содержит систему выравнивания конструкции, которая состоит из плит (11), закрепленных в бетонном углублении через отверстия (15), с системой выравнивания конструкции, содержащей регулировочный винт (14), регулировочную несущую гайку (12) и предохранительную гайку (13), где регулировочный винт (14) проходит через отверстие в подъемной плите (10), приваренной к нижней части самой нижней стойки (1) конструкции. Вертикальные соединения (3) отдельных стоек (1), имеющих с внутренней стороны по обоим концам множество отверстий, расположенных друг относительно друга под углом 90 градусов, выполнены с использованием внутренних соединительных деталей (18) с неподвижными гайками (21), закрепленными через ряд отверстий винтами (20) с шестигранной головкой с предохранительными шайбами, обладающими высокой устойчивостью к самопроизвольному ослаблению из-за вибраций. Соединение поперечной балки (2) и стойки (1), снабженных неподвижными встроенными гайками (17), а именно винтовое соединение (4), выполнено в передней части поперечной балки (2), закрытой пластиной (4b), через овальные отверстия (4a) на внутренней стороне конструкции с помощью винтов (4c) с шестигранной головкой, опирающихся на предохранительные шайбы (4d) с высокой устойчивостью к самопроизвольному ослаблению из-за вибраций. Соединения (4) также снабжены механической защитой с использованием предохранительных пластин (7), прикрепленных винтами (22) с шестигранной головкой к неподвижным гайкам (19), закрепленным во внутренней части профиля поперечных балок (2), с угловыми элементами (6) жесткости, обеспечивающими устойчивость и перпендикулярность соединения (4) стоек (1) и поперечных балок (2), дополнительно содержащих систему для установки кронштейнов направляющих рельсов, состоящую из овального отверстия (8) и болта (16) с Т-образной головкой, имеющую сзади прямоугольный блок (16b) и расположенный на нем квадратный блок (16а), для фиксации и выравнивания прикрепляемых элементов лифта.
Предпочтительно, чтобы все стойки (1) и поперечные балки (2) сборного узла стальной конструкции для подъемного оборудования были выполнены из одинаковых стандартных закрытых профилей.
Предлагаемое решение упрощает и удешевляет изготовление и монтаж за счет использования одинаковых, серийно выпускаемых элементов как для горизонтальных, так и для вертикальных элементов конструкции, а также повышает общую устойчивость конструкции, улучшает эстетическое впечатление, упрощает фундамент шахты, максимально увеличивает пространство для лифтовой технологической системы в случае дополнительных установок в ограниченном пространстве шахты лифта внутри существующих лестничных колодцев.
Раскрываемая сборная конструкция сочетает в себе преимущества использования унифицированных элементов для поперечных балок и стоек, как в случае сварных конструкций, в том числе их более высокую несущую способность, и преимущества сборных конструкций, заключающиеся в возможности изготовления в цехе и быстрого монтажа на месте. Раскрываемая конструкция позволяет использовать простоту конструкции и несущую способность стандартных сварных конструкций без дополнительных подготовительных операций перед производством.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показана секция модели конструкции.
На Фиг. 2 показан подъемный узел конструкции.
На Фиг. 3показана система крепления кронштейнов направляющих рельсов для дверей лифта и шахты.
На Фиг. 4 показано соединение горизонтальных и вертикальных несущих элементов конструкции.
На Фиг. 5 показано соединение вертикальных несущих элементов конструкции.
На Фиг. 6 показан угловой элемент жесткости для горизонтальных элементов.
Пример варианта исполнения сборного узла стальной конструкции для подъемного оборудования представлен на Фиг. 1-6.
Как показано на Фиг. 1, конструкция выполнена из стальных закрытых профилей, которые, будучи основными элементами, серийно выпускаются металлургической промышленностью. Стойки 2 и поперечные балки 1 изготавливают из однотипных закрытых профилей. Отдельные элементы изготавливают по размерам лифтовой технологической системы и имеющегося пространства шахты.
Вертикальные элементы 1 в соединениях 3, как показано на Фиг. 5, оказывают давление друг на друга, что обеспечивает высокую несущую способность более высоких конструкций. Их крепят друг к другу соединительными элементами 18, стабилизирующими взаимное положение соединяемых вертикальных элементов. Соединительная деталь 18 содержит встроенные неподвижные гайки 21, расположенные друг относительно друга под углом 90 градусов. Концы соединяемых стоек 1 содержат ряд отверстий, через которые в соединительные детали 18 вкручивают винты 20 и фиксирующие шайбы. При повторном затягивании винтов 20 положения соединяемых и выравниваемых элементов фиксируются. За счет применения неподвижных гаек 21 непосредственно в соединительной детали 18 нет необходимости использовать второй инструмент для фиксации ослабленной гайки при повторном затягивании соединения.
Стойки 1 соединены с поперечными балками 2 винтовыми соединениями 4. В точках соединений 4, как показано на Фиг. 4, встроенные неподвижные гайки 17 врезаны в вертикальные элементы. Неподвижные встроенные гайки 17 снабжены винтами 4c с шайбами, имеющими высокую устойчивость к вибрациям, при этом используют пластины 4b, приваренные в передней части горизонтальных элементов для обеспечения прочного соединения поперечных балок 2 конструкции и стоек 1. Такая же система соединения 4 используется для соединения элементов порталов 5, а именно для дверей шахты.
Горизонтальные несущие элементы 2, соединенные с вертикальными элементами 1 в передней части конструкции, закрыты предохранительной пластиной 7 соединения элементов, что также обеспечивает механическую защиту соединения. В задней части конструкции горизонтальные элементы 2 расположены на одном уровне под углом 90 градусов друг относительно друга; эти соседние соединения закрыты угловым элементом 6 жесткости, механически закрывающим соединение 4, а также обеспечивающим поддержание прямого угла между соседними горизонтальными элементами.
С целью упрощения монтажа и выравнивания кронштейнов направляющих рельсов и дверей шахты разработана система соединения вышеуказанных элементов технологической системы лифта, см. Фиг. 3. В горизонтальных элементах 2 и в верхних элементах портала 5 выполнены овальные отверстия 8, куда вставляют специальные болты 16 с Т-образной головкой, имеющие в своей задней части прямоугольный блок 16b с размещенным сверху квадратным блоком 16a. Эта система позволяет легко соединять элементы лифтовой техники, а также легко заменять винты в случае их повреждения. Винт вставляют в овальное отверстие 8; в профиле он поворачивается на угол 90 градусов и частично выталкивается из профиля. Прямоугольный край головки винта 16b закреплен краями отверстия 8, а квадратный блок 16а предотвращает последующий поворот болта 16 с Т-образной головкой при соединении кронштейнов направляющих рельсов лифта или дверей шахты. Перед тем как соединение будет полностью затянуто, можно выполнить горизонтальное выравнивание соединяемых элементов кронштейнов направляющих рельсов и дверей шахты.
Всю конструкцию шахты поднимают на разработанной системе выравнивания конструкции, см. Фиг. 2, которая не зависит от плоской поверхности под шахтой и не требует использования какой-либо опоры снизу в виде подкладных металлических листов. Распределительную плиту 11 закрепляют через отверстия 15 в бетонном основании конструкции с помощью химических связей. На распределительной плите 11 размещен регулировочный винт, на который через отверстие установлена подъемная плита 10; подъемная плита приварена к нижней части вертикальных несущих элементов 1 конструкции. Этот элемент можно постепенно выравнивать до требуемой высоты с помощью подъемной регулировочной гайки 12, а это означает, что может быть выровнена вся конструкция. Затем соединение можно закрепить предохранительной гайкой 13.
Ниже уровня отдельных этажей конструкцию крепят к лестничным площадкам с помощью Г-образных анкеров 9. Эти анкеры содержат вертикальные овальные соединения для обеспечения возможности расширения конструкции. Угловые детали дополнительно содержат овальные отверстия в продольном направлении, которые можно расширить перед сборкой конструкции там, где это необходимо, если только поверхность крепления на лестничных площадках не располагается точно на одной вертикальной линии с шахтой конструкции. Эти угловые детали соединены с конструкцией двумя винтами с шайбами, устойчивыми к вибрациям и ослаблению. Гайки снова врезают непосредственно в конструкцию, чтобы устранить необходимость в использовании двух инструментов, которые требуются для повторного затягивания винта и гайки.
Основные части конструкции, см. Фиг. 1, собраны из основных несущих стоек конструкции 1, к которым присоединены отдельные узловые соединения конструкции 2. Для повышения устойчивости конструкции узловые соединения в углах дополнительно соединяют угловыми элементами 6 жесткости, обеспечивающими сохранение прямого угла в соединениях. Сами стойки при наибольшей длине 4,5 м соединены внутренними винтовыми соединениями 4, подробный чертеж которых показан на Фиг. 4. Максимальная длина стоек на 0,5 м короче стандартной длины направляющих рельсов лифта. При таком подходе обеспечивается безопасная транспортировка, погрузка и хранение на месте. Достаточная общая длина также обеспечивает максимально возможную устойчивость конструкции, в отличие от конструкций, где установку стоек выполняют в месте расположения каждой поперечной балки. Сама конструкция укреплена спереди удлиненным порталом 5. Такое решение дает возможность сместить двери шахты к выходу на лестничную площадку и увеличить пространство для самой кабины лифта в небольших шахтах.
Подъемный узел конструкции, см. Фиг. 2, предназначен для использования на неидеально плоских поверхностях. Он состоит из плиты 11, закрепленной в бетонном углублении через отверстия 15. Кроме того, предусмотрена система выравнивания конструкции, содержащая регулировочный винт 14, регулировочную несущую гайку 12 и предохранительную гайку 13. Регулировочный винт проходит через отверстие в подъемной плите 10, приваренной к нижним частям угловых стоек 1 конструкции. Эта система исключает требование установки на идеально ровной поверхность или дополнительную поддержку углов конструкции с использованием подкладных металлических листов.
Анкерное крепление дверей шахты к порталам конструкции 5 и к поперечным балкам 2, см. Фиг. 3, выполнено с использованием системы соединения овальных отверстий 8 и специальных болтов 16 с Т-образной головкой. Система обеспечивает удобную установку и возможность замены стержня болта без необходимости вмешательства в конструкцию. Болт 16 с Т-образной головкой вставляют плоской стороной в паз, затем поворачивают на угол 90 градусов и выдвигают; затем с помощью блока над Т-образной головкой он фиксируется в пазу, чтобы предотвратить его вращение и выдвижение. Аналогичная система используется для крепления кронштейнов направляющих рельсов к поперечным балкам конструкции.
Соединение основных несущих элементов конструкции, т. е. поперечных балок 2 и стоек 1, см. Фиг. 4, выполнено с использованием овальных отверстий 4а, расположенных на внутренней стороне шахты. С передних сторон поперечные балки закрыты пластиной 4b, подтягиваемой с помощью винтов 4c с шестигранной головкой к стойкам 1 конструкции, в которые встроены резьбовые отверстия, в результате чего упрощается процесс установки, так как нет необходимости фиксировать незатянутую гайку с другой стороны. Устойчивость соединения обеспечивается шайбами, устанавливаемыми под винты, с высокой устойчивостью к непроизвольному ослаблению и ослаблению вследствие вибраций.
Отверстия в поперечных балках закрыты предохранительными пластинами 7 с угловыми элементами 6 жесткости, обеспечивающими общее эстетичное закрытие открытых частей конструкции. Пластины и элементы жесткости крепят винтами 22 с шестигранной головкой к неподвижным гайкам 19, закрепленным во внутренней части профиля поперечных балок (2). По сравнению с открытыми профилями, закрытые профили гораздо более устойчивы и создают лучшее эстетическое впечатление. Кроме того, соединительные элементы лучше защищены за счет полного закрытия.
Вертикальные элементы 1 в соединениях 3, как показано на Фиг. 5, оказывают давление друг на друга, что обеспечивает высокую несущую способность более высоких конструкций. Их крепят друг к другу соединительными элементами 18, стабилизирующими взаимное положение соединяемых вертикальных элементов. Соединительная деталь 18 содержит встроенные неподвижные гайки 21, расположенные друг относительно друга под углом 90 градусов. Концы соединяемых стоек 1 содержат ряд отверстий, через которые в соединительные детали 18 вкручивают винты 20 и фиксирующие шайбы. При повторном затягивании винтов положения соединяемых элементов выравниваются и фиксируются.
Преимущество раскрытого решения заключается в защите внутренних несущих соединений конструкции, которые полностью закрыты в горизонтальных элементах конструкции.
Учитывая практический опыт в области проектирования лифтовой техники, описанное решение самонесущей сборной конструкции лифта полностью устраняет недостатки применяемых в настоящее время стандартных способов решения и позволяет использовать унифицированные серийно выпускаемые элементы для основных несущих элементов сборной конструкции. Предлагаемое решение упрощает процесс монтажа за счет исключения необходимости использования двух инструментов для повторного затягивания винтовых соединений. Устраняется необходимость в бессистемной поддержке углов конструкции для выравнивания конструкции на неровной поверхности. Установка лифтовой технологической системы в конструкцию шахты упрощается за счет простой, эффективной и эстетичной системы анкерного крепления, позволяющей осуществить дополнительное выравнивание элементов лифтовой технологической системы в шахте. Конструктивное решение обеспечивает устойчивость и несущую способность конструкции без необходимости использования дополнительных стабилизирующих элементов и в целом упрощает изготовление конструкции за счет исключения процессов резки и гнутья металлических листов для изготовления несущих элементов. Кроме того, предлагаемое конструктивное решение позволяет максимально использовать пространство для установки шахты в меньших пространствах лестничных колодцев за счет использования удлиненного портала.
Монтаж конструкции не требует привлечения специальной профессиональной бригады, а после обучения и при условии соблюдения процедур монтажа, указанных в руководстве по монтажу и охране труда, установка может быть выполнена слесарями, производящими монтаж лифтовой технологической системы, за счет чего отпадает необходимость координировать работу нескольких бригад на стройплощадке.
Соединения выполняют унифицированными винтами, что исключает любую возможную путаницу и ошибки при монтаже. Резьбу устанавливают непосредственно в сами элементы, и нет необходимости использовать два инструмента для фиксации и повторного затягивания отдельных соединений.
Промышленная применимость
Сборный узел стальной конструкции подъемного оборудования, согласно изобретению, подходит для серийного производства и пригоден для монтажа лифтовых технологических систем.