Пристрій для монтажного з’єднання конструкцій

1. Пристрій для монтажного з'єднання конструкцій, що включає: - нижню частину з плитою, в центрі якої розміщений жорстко зв'язаний з нею та встановлений перпендикулярно до неї з'єднувальний стержень із стовщенням, поверхня якого в середній частині виконана у вигляді циліндричного поясу, а уверх та донизу від поясу звужується; - верхню частину, яка містить фланець із центральним отвором, який є співвісним із з'єднувальним стержнем і вздовж внутрішньої поверхні якого в радіальному напрямку рівномірно розташовані щонайменше два напрямних упори з можливістю їх взаємодії зі з'єднувальним стержнем при опусканні верхньої частини пристрою на нижню, та - клиноподібні рухомі упори, рівномірно розташовані в радіальному напрямку, в просвітах між напрямними упорами, з можливістю жорсткої фіксації верхньої частини відносно нижньої частини пристрою після кінцевого опускання верхньої частини на нижню в процесі монтажу, який відрізняється тим, що - згаданий фланець виконаний у вигляді прямого круглого порожнистого циліндра; - в стінці фланця виконано щонайменше два наскрізні похилі пази, верхній кінець кожного з яких знаходиться у верхній основі фланця, а нижній - у середній за висотою зоні стінки фланця, з боку центрального отвору, а згадані рухомі упори розміщені в згадуваних пазах; - напрямні упори являють собою ділянки стінки фланця з боку його центрального отвору, який U 2 (19) 1 3 55175 4 Відомі монтажні з'єднання окремих частин чає: нижню частину з плитою, в центрі якої розміконструкцій за допомогою фланців і болтів або щений жорстко зв'язаний з нею та встановлений зварювання [1]. Недоліком цих з'єднань є велика перпендикулярно до неї з'єднувальний стержень зі трудомісткість та тривалість монтажу, зумовлена стовщенням, поверхня якого в середній частині неминучими значними витратами ручної праці, а виконана у вигляді циліндричного поясу, а уверх також підвищена небезпека монтажних робіт, осота донизу від поясу звужується; верхню частину, бливо під час виконання їх на великій висоті при яка містить фланець із центральним отвором, який монтажі висотних споруд, зокрема щогол, веж є співвісним зі з'єднувальним стержнем і вздовж зв'язку, витяжних башт промислового призначення внутрішньої поверхні якого в радіальному напряму разі їх монтажу шляхом нарощування, підрощуку рівномірно розташовані щонайменше два навання або за допомогою гвинтокрила, а також при прямних упори з можливістю їх взаємодії зі з'єднувстановлені споруд на великій глибині, на морсьвальним стержнем при опусканні верхньої частини кому дні або в умовах підвищеної радіації, загазопристрою на нижню, та клиноподібні рухомі упори, ваності та інших екстремальних умовах. рівномірно розташовані в радіальному напрямку, в Як прототип вибрано пристрій [2], який склапросвітах між напрямними упорами, з можливістю дається з двох частин - нижньої та верхньої і розжорсткої фіксації верхньої частини відносно нижташованих між ними клиноподібних рухомих упоньої частини пристрою після кінцевого опущення рів. Нижня частина містить плиту, в центрі якої верхньої частини на нижню в процесі монтажу, знаходиться жорстко зв'язаний з нею та встановвідповідно до корисної моделі згаданий фланець лений перпендикулярно до неї з'єднувальний стевиконаний у вигляді прямого круглого порожнього ржень. Останній виконаний із стовщенням у вициліндра; в стінці фланця виконано щонайменше гляді двох конусів, що звернені основами один до два наскрізні похилі пази, верхній кінець кожного з одного, та циліндричною ділянкою між ними у вияких знаходиться у верхній основі фланця, а нижгляді поясу. Верхня частина включає корпус і жорній - у середній за висотою зоні стінки фланця, з стко з'єднаний з ним зварюванням фланець із боку його центрального отвору, а згадані рухомі центральним отвором. Фланець містить похилу упори розміщені в спом'янутих пазах; напрямні конусну поверхню, що розширюється кверху ті упори являють собою ділянки стінки фланця з боку служить опорою для клиноподібних рухомих упойого центрального отвору, який щонайменше у рів. Ці упори розміщені у просвітах між напрямниверхній зоні фланця має циліндричну форму; в ми упорами, які виконані у вигляді кутиків, що звакожній площині, що проходить через вісь пристрою рені із фланцем та корпусом і призначені для і середину похилого паза у фланці, виконано навзаємодії з поясом стовщення з'єднувального стескрізний отвір, а в кожному рухомому упорі також ржня у процесі монтажу. Клиноподібні рухомі уповиконаний отвір таким чином, щоб ці отвори були ри належить встановлювати у верхню частину співвісними при верхньому положенні рухомого пристрою в процесі монтажу, після з'єднання обох упору в відповідному пазу. частин зварюванням. При порівнянні з прототипом, з пристрою усуНа відміну від [1], згаданий пристрій-прототип нено корпус і суттєво спрощена конструкція назабезпечує автоматичне монтажне з'єднання часпрямних упорів, завдяки заміні приварених до тин конструкції, але має такі недоліки: фланця та корпусу кутиків ділянками стінки флан- складність конструкції внаслідок занадто веця. При виготовленні запропонованого пристрою ликої кількості елементів; взагалі усунена зварка. Згадане призводить до - складність та підвищена трудомісткість ручзменшення кількості елементів, спрощення консного закладення в вихідне положення рухомих трукції та зниження металомісткості з'єднувальноупорів у верхню частину пристрою в процесі монго пристрою і зменшення трудомісткості його виготажу на висоті; товлення. Крім того, розміщення рухомих упорів у - великий обсяг заводських зварювальних росередині похилих пазів сприяє рівномірному перебіт, та суванню цих упорів в нижнє, робоче, положення - відсутність забезпечення рівномірного перета, тим самим, підвищенню надійності з'єднання. сування всіх рухомих упорів в зазначене положенДо того ж, співвісність згаданих отворів у фланці ня, з можливістю випереджувального опускання та рухомих упорах уможливлює фіксацію упорів в окремих рухомих упорів та їх заклинювання на їх верхньому положенні у фланці, що також сприяє різній висоті. Наслідком нерівномірного пересуодночасному пересуванню всіх упорів в нижнє вання всіх рухомих упорів може бути недостатньо положення, підвищенню надійності та швидкості щільне прилягання одна до одної суміжних повермонтажу. хонь поясів секцій, що з'єднують одна з одною. Крім цього, доцільно верхню частину з'єднуваЗадачею корисної моделі є створення прильного стержня, що звужується, виконати у вигляді строю для монтажного з'єднання конструкцій, в двох співвісних конусів, установлених один на одякому, за рахунок внесення змін в окремі елеменному таким чином, що нижня основа верхнього ти пристрою та зв'язки між ними, досягається конуса є верхньою основою нижнього конуса, приспрощення та зниження металомісткості з'єднувачому твірна верхнього конуса нахилена до вертильного пристрою, зменшується трудомісткість викальної осі пристрою більше ніж твірна нижнього готовлення пристрою та монтажу і, в той же час, конуса. Можливим є, також, виконання верхньої підвищуються швидкість монтажа та надійність частини з'єднувального стержня як тіла обертання змонтованої конструкції. з твірною у вигляді плавної кривої лінії, дотична до Для вирішення поставленої задачі в пристрої якої в площині, що проходить через вертикальну для монтажного з'єднання конструкцій, що вклювісь з'єднувального стержня, розташована відпові 5 55175 6 дно до цієї осі зверху під кутом, який поступово вальний стержень 4. Можливе також виконання зменшується донизу. стержня 4 разом із плитою 1. Нижче, при описанні функціонування пристрою У верхній частині стержня 4 знаходиться стов процесі монтажу буде більш докладно показано, вщення 5 у вигляді циліндричного поясу 6 діаметщо таке виконання верхньої частини з'єднувальнором D, що уверх переходить у конус 7 і донизу - в го стержня сприяє нарощенню бокових зусиль діконус 8 (Фіг.1). Стержень 4 в нижній частині має єю з боку з'єднувального стержня на частину констороподібну горловину 9, яка сполучує його з плитрукції, яку опускають на цей стержень. В тою 1. Діаметр цієї горловини d зумовлений навакінцевому рахунку це сприяє досягненню співвіснтаженнями, що діють у конструкції. З'єднувальний ності поясів секцій, що з'єднують одна з одною, та, стержень має нарізний отвір 10 для стропувальнотим самим, подальшому підвищенню надійності го рим-болта. Верхня, що звужується, частина змонтованої конструкції. стовщення стержня 4 може бути виконана у вигляЗапобіганню нерівномірного опускання окреді двох співвісних конусів 11 та 12, встановлених мих рухомих упорів, забезпеченню достатньо один на одному таким чином, що нижня основа щільного прилягання одна до одної суміжних поверхнього конуса є верхньою основою нижнього верхонь поясів секцій, що з'єднують одна з одною, конуса, як показано на Фіг.3. Причому в цьому вита, тим самим, подальшому підвищенню надійноспадку кут між твірною верхнього конуса 11 і вісті змонтованої конструкції сприяє також наступне: сю стержня 4 більший, ніж кут 1 між твірною нижу верхній частині центрального отвору його форма нього конуса 12 та тою ж віссю. Верхня, що циліндрична, у середній та нижній частинах - конізвужується, частина стовщення з'єднувального чна, з розширенням донизу, а місце переходу з стержня може бути виконана і як тіло обертання циліндричної форми на конічну знаходиться нижче 13, з твірною у вигляді плавної кривої лінії, наприрозташування поясу стовщення з'єднувального клад параболи, дотична до якої у площині, що стержня. проходить через вертикальну вісь з'єднувального Для подальшого підвищення швидкості та зрустержня 4, розташована по відношенню до цієї осі чності монтажу доцільно згадані отвори в рухомих зверху під кутом , що поступово зменшується до упорах або співвісні з ними наскрізні отвори у величини кута 1 біля поясу 6 (Фіг.4). фланці виконати нарізними. Це спрощує можлиПлита 1 стержня 4 обладнана проточкою 14 вість фіксації рухомих упорів у середині фланця для зварювання з поясом 15 нижньої частини при транспортуванні та монтажі конструкцій. конструкції, що монтується. Для запобігання забруднення наскрізних отвоВерхня частина пристрою містить фланець 16, рів фланця пристрій оснащений пробками, викообладнаний проточкою 17 для з'єднання зварюнаними з можливістю закриття цих отворів. ванням з поясом 15 верхньої частини конструкції. Технічна суть та принцип дії запропонованого Як видно на Фіг.1, 2, фланець 16, виконаний у випристрою пояснюється кресленнями, де на: гляді прямого круглого порожнього циліндра, з Фіг.1 - пристрій у зібраному вигляді, поздовжцентральним отвором 18, співвісним зі з'єднувальній розріз; ним стержнем 4 нижньої частини пристрою. В стіФіг.2 - поперечний розріз А-А з Фіг.1. Пояси нці фланця виконано два або більше наскрізних конструкції, що монтується, праворуч умовно не похилих пазів 19, нижні поверхні 20 яких є плоскипоказані; ми. Верхній кінець кожного паза знаходиться у Фіг.3 та 4 - варіанти виконання з'єднувального верхній основі фланця, а нижній кінець - в середстержня; ній за висотою зоні стінки фланця, з боку центраФіг.5 - кріплення клиноподібного рухомого льного отвору 18. упору у верхньому положенні в похилому пазу Як показано на Фіг.6, поверхня 21 центральнофланця; го отвору 18 у верхній частині фланця 16, що взаФіг.6 - фрагмент поздовжнього розрізу приємодіє з поясом 6 з'єднувального стержня 4, викострою площиною, що проходить через вісь на дінана циліндричною. Середня та нижня частини лянці між похилими пазами. поверхні отвору 18 виконані конічними, із невелиЗапропонований пристрій для монтажного кою (1...7 град.) конусністю . Ця зона поверхні 22 з'єднання конструкцій містить нижню частину, невзаємодіє з поясом 6 тільки у процесі опускання рухомо сполучену, наприклад зварюванням, із фланця 16 на стержень 4. Поверхня 21 центральнижньою частиною конструкції як її невід'ємний ного отвору 18 переходить у похилі поверхні 20 елемент; верхню частину, що також нерухомо пазів 19, які рівнорозташовані один відносно односполучена, наприклад зварюванням, із верхньою го навколо центрального отвору 18. Їх кількість частиною конструкції, та клиноподібні рухомі упоможе дорівнювати двом чи більше. Між похилими ри, що одночасно взаємодіють із нижньою та верпазами 19 розташовані напрямні упори 23, що уяхньою частинами пристрою. вляють собою ділянки стінки фланця з боку його Як показано на Фіг.1, 2, нижня частина прицентрального отвору 18, як в зоні циліндричної строю включає плиту 1 із плоскою верхньою повеповерхні 21, так і конічної поверхні 22 центральнорхнею 2, яка взаємодіє під час монтажу з верхго отвору 18. У просвітах між нижнім конусом 8 ньою частиною пристрою. В плиті 1 виконано з'єднувального стержня 4 та похилими поверхняцентральний отвір 3, вісь якого перпендикулярна ми 20 пазів 19 фланця 16 розташовані виконані у до площини 2. В отвір 3 вставлений жорстко з'єдвигляді секторів клиноподібні рухомі упори 24. У наний з плитою 1, наприклад шляхом посадки з нижній частині центрального отвору 18 фланця 16 гарантованим натягом або зварюванням, з'єднувиконана фаска 25. Нижня плоска поверхня 26 7 55175 8 фланця 16 у результаті монтажу контактує з поверьох поясів. Також характерними є відхилення рхнею 2 плити 1 нижньої частини пристрою. відстаней між поясами через можливі похибки виНа Фіг.1, 5 видно, що у кожній вертикальній готовлення і жолоблення секцій, притаманні зварплощині, яка проходить через поздовжню вісь приним конструкціям. При цьому між поверхнями строю та середину кожного похилого паза 19 у центральних отворів 18 у фланцях 16 та спряжефланці 16, виконані горизонтальні наскрізні отвори ними з'єднувальними стержнями 4 є великі зазори, 27 із нарізкою 28. Вісь цих отворів співпадає з вісякі зменшуються у міру опускання верхньої секції. сю глухих нарізних отворів 29 у рухомих упорах 24, При опусканні верхньої секції кромка фаски 25 коли останні знаходяться у своєму верхньому по(Фіг.6) центрального отвору 18 фланця 16 ковзає ложенні в пазах 19. по бічній поверхні верхньої частини стовщення При співпадінні осей цих отворів монтажні боелементів 7, 11, 13 з'єднувальних стержнів 4. При лти 30 (Фіг.3.) можна закрутити в отвори 29 і, тим цьому під дією бічної реакції з боку з'єднувального самим, фіксувати упори 24 в їх верхньому полостержня секція, що опускається, зміщується в наженні. Така фіксація упорів 24 може здійснюватися прямку співвісності поясів 15, які з'єднують один з і при виконанні нарізними тільки отворів упорах, одним. або тільки у фланці. Можливо взагалі обійтись без Зміщення в межах зазорів не потребує значнарізки згаданих отворів, хоча наявність нарізки них бічних зусиль. Але після вичерпання зазорів спрощує фіксацію рухомих упорів у середині флавеличина необхідних бічних зусиль починає зроснця при транспортуванні та монтажі конструкцій. тати й досягає максимуму наприкінці процесу опуПісля завершення монтажу в отвори 27, для скання, тобто при дотику нижньої поверхні фланзапобігання їх забруднення, останні можуть бути ців 16 верхньої секції 42 до верхньої поверхні 2 закрити пробками 31, найкраще, нарізними (Фіг.1, плит 1 нижньої секції 41. Причому бічна реакція праворуч). тим більша, чим менший кут між профілем бічної Кожний рухомий упор 24 має зовнішню плоску поверхні верхньої частини стовщення з'єднувальробочу поверхню 32, що взаємодіє з плоскою поного стержня 4 і поздовжньою віссю. Необхідне верхнею 20 похилого паза 19, а також внутрішню нарощення бічних зусиль забезпечується викоконусну робочу поверхню 33, яка взаємодіє зі з'єднанням верхньої частини стовщення з'єднувальнувальним стержнем 4 (Фіг.5). Крім цього, кожний них стержнів 4 з двома конусами або як тіла оберрухомий упор 24 має дві паралельні одна одній тання з кутом профілю, який зменшується від плоскі бічні поверхні 34. Відстань між ними дещо вершини до поясу 6, а також виконанням центраменша, ніж між бічними вертикальними сторонами льного отвору 18 фланця 16 таким, що розширю35 похилих пазів 19. При цьому в місцях перетину ється донизу. похилої плоскої поверхні 20 паза 19 із поверхнями Запропонована конструкція пристрою сприяє 34 виконано циліндричний перехід 36, а в місцях нарощенню бічних зусиль, достатньому для пружперетину плоскої поверхні 32 рухомого упору 24 з ного деформування елементів конструкцій, що бічними поверхнями 34 виконана фаска 37, катет з'єднують одна з одною, наприклад, секцій стовбуякої не менший, ніж радіус циліндричного перехора щогли, та досягненню при цьому співвісності ду 36. Кожний рухомий упор 24 у своїй верхній поясів цих секцій. У процесі опускання верхньої частині має зовнішню циліндричну ділянку 38 із секції рухомі упори 24 не створюють перешкод радіусом, що не перевищує радіус циліндричної завдяки утриманню їх у верхньому положенні пеповерхні 39 проточки 17 фланця 16. Циліндрична редбаченими в пристрої монтажними болтами 30. ділянка 38 рухомого упору 24 закінчується зверху Після звільнення упорів, завдяки їх розміщенню в фаскою 40 (Фіг.1). пазах 19, вони рівномірно, без заклинень, пересуДаний пристрій застосовують наступним чиваються в нижнє, робоче, положення. Крім цього, ном, наприклад, при монтажному з'єднанні секцій попереднє закріплення рухомих упорів 24 дозвостовбура щогли. На монтаж надходять просторові ляє перевозити їх разом з конструкцією. решітчасті секції, пояси 15 яких виконані із сталеВ робочому положенні заклинені рухомі упори вих труб. До їх верхніх і нижніх торців приварені 24 сприймають розтягу вальні зусилля, що винивідповідні частини пристрою як невід'ємні складокають у конструкції, а контактуючі одна з одною ві. При цьому рухомі упори 24 вже закріплені у поверхні 2 плити 1 і поверхні 25 фланців 16 фланці 16, найкраще, монтажними болтами 30. сприймають стискальні зусилля. Знаходячись у Нижня секція 41 щогли встановлена вертиказаклиненому стані, рухомі упори 24 під дією стисльно. Верхню секцію 42 піднімають над нижньою, кальних зусиль не можуть бути самовільно видавнаприклад, гвинтокрилом, використовуючи стропуленими із зазору через те, що половина кута між вальні рим-болти, вставлені в отвори 10 на верповерхнею 8 з'єднувального стержня 4 і поверхшині з'єднувального стержня 4 кожного поясу секнею 20 фланця 16, так само, як і половина кута ції. Опускання верхньої секції на нижню між поверхнями 32 та 33 рухомих упорів 24, викоздійснюється насаджуванням центрального отвору нані меншими, ніж кут тертя між поверхнями, що 18 фланця 16 верхньої частини пристрою на стоконтактують одна з одною. вщення 5 з'єднувального стержня 4 нижньої часЦифрові позначення: тини пристрою, одночасно всіх поясів секції. 1. Плита В початковий момент опускання верхньої сек2. Верхня поверхня плити ції неминуче мають місце деяка невертикальність 3. Центральний отвір плити підвіски секції, що опускають, та незбіг осей поясів 4. З'єднувальний стержень верхньої та нижньої секцій, які підлягають з'єднан5. Стовщення стержня ню, до того ж, різні у кожного із, наприклад, чоти6. Пояс стовщення стержня 9 7. Верхній конус 8. Нижній конус 9. Горловина стержня 10. Отвір для рим-болта 11. Конус 12. Конус 13. Тіло обертання 14. Проточка плити 15. Пояси конструкції, що монтується 16. Фланець 17. Проточка фланця 18. Центральний отвір фланця 19. Паз 20. Нижня поверхня паза 21. Верхня частина поверхні отвору 18 22. Нижня частина поверхні отвору 18 23. Напрямний упор 24. Рухомий упор 25. Фаска 26. Нижня поверхня фланця 27. Наскрізний отвір у фланці 55175 10 28. Нарізка 29. Глухий отвір у фланці 30. Болт 31. Пробка 32. Зовнішня робоча поверхня упору 24 33. Внутрішня робоча поверхня упору 24 34. Бічна поверхня упору 24 35. Бічна сторона паза 19 36. Перехід у пазі 19 37. Фаска упору 24 З 8. Ділянка упору 24 39. Поверхня проточки 17 40. Фаска упору 24 41. Нижня секція 42. Верхня секція Джерела інформації: 1. Павловський В.Ф., Ковдра М.П.Сталеві башти, - Київ, Будівельник, 1979, с.30, 31, вузли 10, 11. 2. Патент SU 1664984 А1, Е04В1/58, публ. 23.07.91, бюл. №27. Патент UA 69, Е04В1/58, публ. 30.04.93, бюл. №1, варіант на Фіг.8 та 9. 11 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 55175 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601