Устройство опорной части
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для протяженных сооружений, например мостов, крановых эстакад, трубопроводных переходов, транспортных галерей и т.д. Устройство опорной части включает воспринимающий вертикальную нагрузку от сооружения на опору шаровой сегмент, верхнюю и нижнюю опорные плиты, взаимодействующие с возможностью обеспечения с требуемым коэффициентом трения поворотных и горизонтальных перемещений сооружения относительно опоры при помощи ограничителей и попарно контактирующих между собой ответными сферическими и плоскими поверхностями слоев скольжения, из которых в каждой паре один выполнен металлическим, а другой с политетрафторэтиленом и гнездами с пластичным смазочным материалом. Новым в устройстве является то, что шаровой сегмент и опорные плиты размещены с расположением слоев скольжения с ответными сферическими поверхностями выше слоев скольжения с ответными плоскими поверхностями, а один из слоев скольжения в контактирующей паре, в частности, с политетрафторэтиленом выполнен в виде напыленных до требуемой из условий эксплуатации толщины покрытия, например, не меньшей, чем сумма величин смятия от нагрузки и износа этого слоя за нормативный срок службы сооружения, компонентов цветного металла, например, медьсодержащего металла. Причем расположение верхней опорной плиты и шарового сегмента относительно нижней опорной плиты и сооружения может варьироваться, либо шаровой сегмент находится между верхней и нижней опорными плитами, которые неподвижно закреплены при помощи, например, резьбовых соединений соответственно к сооружению и к опоре, либо наоборот. Помимо этого хотя бы один из попарно конструктирующих слоев скольжения выполнен с порами, из которых открытые заполнены смазочным материалом. К тому же ограничители горизонтальных возвратно-поступательных перемещений размещены на нижней опорной плите, совместно с которой ими образован герметичный поддон, имеющий хотя бы один выпускной канал с заглушкой и глубину, обеспечивающую заполнение его жидким смазочным материалом на требуемую высоту уровня, например, захватывающую ответные сферические поверхности слоев скольжения шарового сегмента и верхней опорной плиты. Вместе с тем устройство выполнено с защитным кожухом, имеющим горловину для подачи в поддон жидкого смазочного материала, а также указатель чистоты и высоты уровня данного материала в поддоне. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в снижении материалоемкости как сооружения, так и опорной части, а также в повышении ее долговечности. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для протяженных сооружений, например: мостов, крановых эстакад, трубопроводных переходов, транспортных галерей и т.д.
Известно устройство опорной части, включающее передающие от сооружения на опору вертикальную нагрузку при плотном касании (термин принят согласно СНиП 2.05.03-84*, с. 78) шаровой сегмент, верхнюю и нижнюю опорные плиты, взаимодействующие с возможностью обеспечения с требуемым коэффициентом трения поворотных и горизонтальных возвратно-поступательных в заданных пределах и направлениях перемещений сооружения относительно опоры при помощи ограничителей и попарно контактирующих методу собой ответными сферическими и плоскими поверхностями слоев скольжения, из которых в каждой паре один выполнен металлическим, а другой с политетрафторэтиленом и гнездами с пластичным смазочным материалом /1/. Одним из недостатков данного устройства является то, что в нем шаровой сегмент и опорные плиты размещены с расположением слоев скольжения с ответными плоскими поверхностями выше слоев скольжения с ответными сферическими поверхностями. В результате температурные горизонтальные возвратно-поступательные перемещения (особенно большие) сооружения обусловливают применение в нем повышающих материалоемкость развитых и усиленных опорных узлов. Другой недостаток устройства заключается в том, что слои скольжения выполнены из листовых заготовок нержавеющей стали и чистого политетрафторэтилена и прикреплены к соответствующим местам сопряжений с шаровым сегментом и опорными плитами в специально выточенных углублениях с помощью накладок, болтов и клея, что увеличивает материалоемкость опорной части. Указанное обстоятельство усугубляется еще и тем, что слой скольжения из чистого политетрафторэтилена имеет расчетное сопротивление значительно ниже, чем у материала других, в основном стальных деталей опорной части, и поэтому, являясь одним из основных расчетных элементов, обусловливает увеличение ее габаритов и, как следствие, материалоемкости. Кроме того, в рассматриваемом устройстве отсутствует возможность пополнения или обновления запаса смазочного материала без подъема сооружения и разборки опорной части. Проведение подобных операций, как правило, связано со значительными осложнениями эксплуатации сооружения и производственными затратами и осуществляется только в случаях крайней необходимости. В то же время естественный расход смазочного материала и его разложение в течение более короткого, чем у сооружения, срока службы вызывает ухудшение свойств фрикционного контакта между ответными поверхностями слоев скольжения. В результате этого слои скольжения с политетрафторэтиленом требуют своей периодической замены, а нередко и сопряженных с ними деталей в течение нормативного срока эксплуатации сооружения /2/, что опять-таки приводит к необходимости подъема сооружения и разборки опорной части. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство опорной части, включающее передающие от сооружения на опору вертикальную нагрузку при плотном касаний шаровой сегмент, верхнюю и нижнюю опорные плиты, взаимодействующие с возможностью обеспечения с требуемым коэффициентом трения соответственно поворотных и горизонтальных возвратно-поступательных в заданных пределах и направлениях перемещений сооружения относительно опоры при помощи ограничителей и попарно контактирующих между собой ответными сферическими и плоскими поверхностями слоев скольжения, из которых в каждой паре один выполнен металлическим, а другой с политетрафторэтиленом и гнездами с пластичным смазочным материалом /3/. Как и в предыдущем устройстве, здесь также шаровой сегмент и опорные плиты размещены с расположением слоев скольжения с ответными плоскими поверхностями выше слоев скольжения с ответными сферическими поверхностями. Однако ограничители горизонтальных возвратно- поступательных перемещений допускают их осуществление на небольшую, как правило, не превышающую 2 мм, величину, обусловливаемую только прогибом сооружения. Этим обеспечивается его практически фиксированное опирание на опорную часть и вследствие этого возможность применения в нем менее материалоемких опорных узлов. В то же время недостатком устройства является снижение функциональных возможностей, так как оно может быть реализовано лишь в качестве неподвижных опорных частей. Другой недостаток устройства связан с использованием металлического слоя скольжения, выполненного в виде гальванического твердохромированного покрытия. Несмотря на то, что это снижает материалоемкость опорной части, твердохромированный слой скольжения не устойчив в некоторых промышленных районах и повреждается при эксплуатации, но при этом его ремонт не допускается /4/. Кроме того, в данном устройстве, как и в ранее рассмотренном, сохраняются недостатки, связанные с креплением и служебными свойствами слоя скольжения из листового чистого политетрафторэтилена и отсутствием возможности регулярного добавления и обновления смазочного материала без подъема сооружения и разборки опорной части, что отражается на ее долговечности и вызывает также необходимость неоднократной замены ее деталей в течение нормативного срока эксплуатации сооружения. Изобретение направлено на решение задач по снижению материалоемкости как сооружения, так и опорной части, повышению ее долговечности. Для этого в предлагаемом устройстве опорной части, включающем передающие от сооружения на опору вертикальную нагрузку при плотном касании шаровой сегмент, верхнюю и нижнюю опорные плиты, взаимодействующие с возможностью обеспечения с требуемым коэффициентом трения поворотных и горизонтальных возвратно- поступательных в заданных пределах и направлениях перемещений сооружения относительно опоры при помощи ограничителей и попарно контактирующих между собой ответными сферическими и плоскими поверхностями слоев скольжения, из которых в каждой паре один выполнен металлическим, а другой с политетрафторэтиленом и гнездами с пластичным смазочным материалом, указанные шаровой сегмент и опорные плиты размещены с расположением слоев скольжения с ответными сферическими поверхностями выше слоев скольжения с ответными плоскими поверхностями, а в контактирующей паре слоев скольжения, по крайней мере, один, в частности с политетрафторэтиленом, выполнен в виде напыленного до требуемой из условий эксплуатации толщины покрытия, например, не меньшей, чем сумма величин смятия от нагрузки и износа этого слоя за нормативный срок службы сооружения. При этом либо шаровой сегмент и нижняя опорная плита выполнены прикрепляемыми неподвижно, например, резьбовыми соединениями, соответственно к сооружению и опоре, а верхняя опорная плита размещена между ними с возможностью контактирования ответных сферических поверхностей слоев скольжения ее и сегмента, ответных плоских поверхностей слоев скольжения ее и нижней опорной плиты и ответных поверхностей боковых слоев скольжения ее и ограничителей горизонтальных возвратно- поступательных перемещений. Либо верхняя и нижняя опорные плиты выполнены прикрепляемыми неподвижно соответственно к сооружению и опоре, а шаровой сегмент размещен между ними с возможностью контактирования ответных сферических поверхностей слоев скольжения его и верхней опорной плиты, ответных плоских поверхностей слоев скольжения его и нижней опорной плиты и ответных поверхностей боковых слоев скольжения его и ограничителей горизонтальных возвратно-поступательных перемещений. Кроме того, слой скольжения с политетрафторэтиленом выполнен с компонентами цветного пластичного, например, медьсодержащего металла. Помимо этого, хотя бы один из попарно контактирующих слоев скольжения выполнен с порами, из которых открытые - заполнены пластичным смазочным материалом. К тому же ограничители горизонтальных возвратно- поступательных перемещений размещены на нижней опорной плите, совместно с которой ими образован герметичный поддон, имеющий хотя бы один выпускной канал с заглушкой и глубину, обеспечивающую заполнение его жидким смазочным материалом на требуемую высоту уровня, например, захватывающую ответные сферические поверхности слоев скольжения шарового сегмента и верхней опорной плиты. Вместе с этим и само устройство опорной части выполнено с кожухом, имеющим горловину для подачи в поддон жидкого смазочного материала, а также указатель чистоты и высоты уровня данного материала в поддоне. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 и 2 показаны соответственно виды спереди и сбоку устройства опорной части с верхней опорной плитой, размещенной между шаровым сегментом и нижней опорной плитой. На фиг. 3 и 4 показаны соответственно виды спереди и сбоку устройства опорной части с шаровым сегментом, размещенным между верхней и нижней опорными плитами. На фиг. 5 и 6 показаны схемы структур напыленных слоев скольжения соответственно металлического и с политетрафторэтиленом. Устройство опорной части включает передающие от сооружения 1 на опору 2 вертикальную нагрузку P при плотном касании шаровой сегмент 3, верхнюю 4 и нижнюю 5 опорные плиты. Указанные детали устройства взаимодействуют при помощи попарно контактирующих между собой ответными сферическими поверхностями слоев скольжения 6, 7 и ответными плоскими поверхностями слоев скольжения 8, 9. Эти слои скольжения обеспечивают сооружению 1 относительно опоры 2 соответственно поворотные и горизонтальные возвратно-поступательные перемещения с требуемым коэффициентом трения скольжения, например, не превышающим норм СНиП 2.05.03-84* (с.29, табл. 16). Поэтому слои скольжения 7, 9 - металлические и являются контртелами для слоев скольжения 6, 8, основной составляющей материала которых является политетрафторэтилен. Принадлежность в каждой контактирующей паре того или другого слоя скольжения какой-либо из взаимодействующих деталей опорной части принципиального значения не имеет и диктуется только условием превышения площади поверхности слоя скольжения с большей твердостью (металлического) над площадью поверхности слоя скольжения с меньшей твердостью (с политетрафторэтиленом). В противном случае возникает эффект штампа. Шаровой сегмент 3, верхняя 4 и нижняя 5 опорные плиты размещены в устройстве с расположением слоев скольжения 6, 7 с ответными сферическими поверхностями выше слоев скольжения 8, 9 с ответными плоскими поверхностями. Здесь возможны два конструктивных варианта: либо, когда шаровой сегмент 3, либо, когда верхняя опорная плита 4 выполнены прикрепляемыми неподвижно, например, резьбовыми, сварными или другими соединениями к сооружению 1. Также выполнена неподвижно прикрепляемой к опоре 2 и нижняя опорная плита 5. При первом варианте слой скольжения 8 принадлежит верхней опорной плите 4. Поэтому для технологичности целесообразно, чтобы ей принадлежал и слой скольжения 6, а слой скольжения 7 принадлежал шаровому сегменту 3. Сама же опорная плита 4 размещена между шаровым сегментом 3 и нижней опорной плитой 5 с возможностью контактирования ответных сферических поверхностей слоев скольжения 6, 7 ее и шарового сегмента 3 и ответных плоских поверхностей слоев скольжения 8, 9 ее и нижней опорной плиты 5. При втором варианте слой скольжения 8 принадлежит шаровому сегменту 3 и поэтому также целесообразно, чтобы тогда сегменту принадлежал и слой 6, а слой 7 - верхней опорной плите 4. Сам же шаровой сегмент 3 размещен между верхней 4 и нижней 5 опорными плитами с возможностью контактирования ответных сферических поверхностей слоев скольжения 6, 7 его и верхней опорной плиты 4 и ответных плоских поверхностей слоев скольжения 8, 9 его и нижней опорной плиты 5. Приведенные варианты компоновки устройства опорной части позволяют охватить все возможные случаи расположения центра ответных сферических поверхностей слоев скольжения 6, 7 по высоте опорного сечения сооружения 1. Расположение этого центра назначается при проектировании в зависимости от совокупности эксплуатационных и технологических факторов, таких как расчетный радиус ответных сферических поверхностей слоев скольжения 6, 7, допускаемые величины вертикальных и горизонтальных перемещений сооружения 1, вызванных его прогибом, компактности, технологичности и материалоемкости опорной части и др. В соответствии с требуемыми для сооружения 1 пределами и направлениями его горизонтальных возвратно-поступательных перемещений относительно опоры 2 на нижней опорной плите 5 размещены ограничители 10. Обусловленные этим величины











Формула изобретения
1. Устройство опорной части, включающее передающие от сооружения на опору вертикальную нагрузку при плотном касании шаровой сегмент, верхнюю и нижнюю опорные плиты, взаимодействующие с возможностью обеспечения с требуемым коэффициентом трения поворотных и горизонтальных возвратно-поступательных в заданных пределах и направлениях перемещений сооружения относительно опоры при помощи ограничителей и попарно контактирующих между собой ответными сферическими и плоскими поверхностями слоев скольжения, из которых в каждой паре один выполнен металлическим, а другой с политетрафторэтиленом и гнездами с пластичным смазочным материалом, отличающееся тем, что шаровой сегмент и опорные плиты размещены с расположением слоев скольжения с ответными сферическими поверхностями выше слоев скольжения с ответными плоскими поверхностями, а в контактирующей паре слоев скольжения, по крайней мере один, в частности, с политетрафторэтиленом выполнен в виде напыленного до требуемой из условий эксплуатации толщины покрытия, например, не меньшей, чем сумма величин смятия от нагрузки и износа этого слоя за нормативный срок службы сооружения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шаровой сегмент и нижняя опорная плита выполнена прикрепляемыми неподвижно, например, резьбовыми соединениями соответственно к сооружению и опоре, а верхняя опорная плита размещена между ними с возможностью контактирования ответных сферических поверхностей слоев скольжения ее и сегмента, ответных плоских поверхностей слоев скольжения ее и нижней опорной плиты и ответных поверхностей боковых слоев скольжения ее и ограничителей горизонтальных возвратно-поступательных перемещений. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхние и нижние опорные плиты выполнены прикрепляемыми неподвижно, например, резьбовыми соединениями соответственно к сооружению и опоре, а шаровой сегмент размещен между ними с возможностью контактирования ответных сферических поверхностей слоев скольжения его и верхней опорной плиты, ответных плоских поверхностей слоев скольжения ее и нижней опорной плиты и ответных поверхностей боковых слоев скольжения его и ограничителей горизонтальных возвратно-поступательных перемещений. 4. Устройство по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что слой скольжения с политетрафторэтиленом выполнен с компонентами цветного пластичного, например, медьсодержащего металла. 5. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что хотя бы один из попарно контактирующих слоев скольжения выполнен с порами, из которых открытые заполнены пластичным смазочным материалом. 6. Устройство по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что ограничители горизонтальных возвратно-поступательных перемещений размещены на нижней опорной плите, совместно с которой ими образован герметичный поддон, имеющий хотя бы один выпускной канал с заглушкой и глубину, обеспечивающую заполнение его жидким смазочным материалом на требуемую высоту уровня, например, захватывающую ответные сферические поверхности слоев скольжения шарового сегмента и верхней опорной плиты. 7. Устройство по любому из пп.1 - 6, отличающееся тем, что оно выполнено с защитным кожухом, имеющим горловину для подачи в поддон жидкого смазочного материала, а также указатель чистоты и высоты уровня данного материала в поддоне.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6