RU223935U1

RU223935U1 - Сварной полособульб несимметричный

Info

Publication number: RU223935U1
Application number: RU2023113849U
Authority: RU
Inventors: Максим Андреевич Шокун
Original assignee: Максим Андреевич Шокун
Filing date: 2023-05-26
Publication date: 2024-03-07

Abstract

Полезная модель относится к области судостроения, в частности к металлическим конструкциям, используемым в создании корпусов для речных и морских судов - палуб, переборок, обшивки, изготовления сварных судовых конструкций и деталей; строительства портовых сооружений и их оснащения; обустройства понтонов, причалов, плавучих платформ, домов. Сварной полособульб несимметричный Г-образного поперечного сечения, образованный плоской стенкой, головкой, полкой, отличается тем, что головка и плоская стенка соединены межу собой посредством сварного соединения. Сварной полособульб несимметричный, отличающийся тем, что между плоской стенкой и полкой, с наружной стороны, имеется фаска, под углом 45°, между двумя соседними прямоугольными гранями, образованными соответственно плоской стенкой и полкой.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области судостроения, в частности к металлическим конструкциям, используемым в создании корпусов для речных и морских судов - палуб, переборок, обшивки, изготовления сварных судовых конструкций и деталей; строительства портовых сооружений и их оснащения; обустройства понтонов, причалов, плавучих платформ, домов.

Аналоги по уровню техники:

Полособульб - это разновидность судового черного металлопроката, соответствующего ГОСТу 9235-76. Существует полособульб симметричный и несимметричный.

Несимметричный полособульб в разрезе Г-образный вид металлопроката, состоящий из скругленной головки и плоской стенки. Имеет небольшой уклон в направлении полки. Производственно-технические параметры и требования к несимметричным полособульбам установлены ГОСТ 21937-76.

Несимметричный полособульб - это изделие в форме буквы «Г», которое находит применение в судостроительной промышленности. С его участием идет производство судов различного характера - грузовых, пассажирских, буровых установок, морских кранов, других крупных плавательных средств. Продукция изготавливается в соответствии с ГОСТ, где прописаны все нормативы, технические регламенты, свойства используемых сталей. Профили способны выдерживать большую нагрузку, чем стальные углы, переборки, другая металлопродукция.

Судовая сталь относится к металлопрокату специального назначения. Требования к ней обозначены в ГОСТ Р 52927-2008. Каждый производитель проходит сертификацию на соответствие определенному классу судостали в Морском и Речном Регистрах РФ.

Прокатка металла осуществляется на специальном станке. Это один из самых массовых способов обработки материала давлением. Заготовка продавливается между вальцами станка, что позволяет добиться необходимой геометрии форм.

Для прокатки подходят не только листы. Технологию можно применять и для работы с металлическими прутами.

Несимметричный полособульб представляет собой металлические профиль, постоянного поперечного сечения, полученный горячей прокаткой. Горячий прокат металла - технология изготовления листовой стали. Заготовку сначала нагревают при температуре около 1000 градусов, а потом прокатывают валками. Прогретый металл становится более пластичным, в результате процесс требует меньше времени. (Источник - https://stal-kom.ru/qoryachaya-prokatka-metalla-chto-eto/)

Г-образная в поперечном сечении форма выполняет функции ребра жесткости при создании укрепляющих элементов, корпусов плавательных машин, т.е. элемента, предназначенного для придания конструкции большей прочности при нагрузке без изменения толщины и, соответственно, экономии материала.

Производство крупных, малых металлоконструкций в судостроении, происходит с обязательным применением бульбообразных профилей. Профиль, устраивающий всем требованиям судостроительной промышленности, способен принимать колоссальные нагрузки от металлических конструкционных частей. Изделия имеют армирующий потенциал, скругленный формат придает конструкции высокую стойкость к изгибам, скручиваниям, вытягиваниям, сжатиям, сдвигам.

Так использование в гражданском обороте несимметричного полособульба посредством предложения его к продаже можно видеть на странице https://gkws.ru/nesimmetrichnyi-polosobulb/.

Недостатком решения полособульба, произведенного методом прокатки, является:

- низкая, относительно заявленной полезной модели вариабельность типоразмеров и затруднительность изготовления небольших партий продукции, со значительным разбросом размеров в одной партии.

Так, прокатный станок, на котором полособульб изготавливается классическим способом, является дорогостоящим оборудованием, которое не выгодно покупать для маленьких партий конструктивных элементов, особенно если такие элементы требуются не только малой партией, но, и в широком размерном разбросе. Заказывать на специализированных предприятиях небольшие партии, особенно с широким разбросом размеров также невыгодно, ввиду, как правило, длинного логистического плеча и повышенной стоимости партии товара с указанными экономико-техническими параметрами.

Преимущество полособульба, изготовленного методом сварного соединения, по сравнению с аналогичным изделием, производимого методом горячего проката в его высокой технологичности и вариабельности (производство профиля заданного размера и с разным сечением) и возможности производить небольшие объемы профиля по низкой стоимости, что в случае метода горячего проката невозможно.

Сущность полезной модели

Техническая проблема, решаемая с помощью заявленной полезной модели

Создание несимметричного полособульба (1), с характеристиками, значительно не уступающими полособульбу, произведенному прокатным способом, а по ряду характеристик и превосходящим его.

Технический результат заявленной полезной модели

Упрощение процесса изготовления конструкционных элементов (полособульбов), с широким разбросом размерных характеристик, повышение вариабельности изготавливаемой изготовляемой продукции.

Создание несимметричного полособульба (1), произведенного с помощью сварки его элементов, а именно:

Г-образная форма несимметричного полобобульба по заявленной полезной модели (1), образованная головкой (3) и полкой (4), является ребром жесткости полособульба, как детали, используемой при создании укрепляющих узлов, и силовых конструкций.

Полособульб (1) по заявленной полезной модели представляет собой металлическую заготовку для изготовления узлов и агрегатов, как правило, в судостроении, Г-образного поперечного сечения и длины, определяемой видом узла и агрегата, для изготовления которого он предназначен.

Полособульб (1) образован плоской в продольном сечении стенкой (2), с головкой, закругленной в поперечном сечении формы (3) и горизонтальной в поперечном сечении полкой (4), образованной головкой (3). При этом прямая, проходящая поперек плоскости полки, образующей Г-образность полособульба, перпендикулярна прямой, проходящей поперек плоской стенки.

Закругление головки (3) в поперечном сечении выполнено в виде сектора окружности, внутренняя сторона которой направлена к плоской стенке (2).

Между плоской стенкой (2) и полкой (4), с наружной стороны, имеется фаска (5), под углами 45° между двумя соседними параллельными продольными гранями, образованными соответственно стенкой (2) и полкой (4).

Закругленная головка (3) имеет уклон в направлении полки (4) с внутренней стороны полособульба.

Сварной полособульб выпускается любого типоразмера, что позволяет уменьшать расход металла при изготовлении металлоконструкции без значительного снижения прочностных характеристик.

Например, для вставки фрагмента небольшой длины в строящуюся конструкцию, может быть изготовлена деталь любой длины и любого соотношения любых размером поперечного сечения полки (4) и плоской стенки (2), в пределах ГОСТ.

Прочностные характеристики заявленной полезной модели и полособульба, изготовленного методом горячей прокатки, стали существенно не меняются. Но у сварных полособульбов более совершенная геометрия и привлекательный внешний вид. У них нет окалины, ржавчины и грязи, потому что готовое изделие очищают на дробеметной установке.

Грунт и лакокрасочные покрытия на таких изделиях держатся намного дольше. Заявленная полезная модель может быть также использована для строительства домов и промышленных сооружений. Имея оптимальное соотношение цены и качества, при изготовлении нестандартных партий, может быть использована для укрепления межэтажных перекрытий и кровли, быстрого возведения и починки ангаров и цехов, устройства подкрановых подвесных путей.

Г-образное поперечное сечение находится в причинно-следственной связи с техническим результатом ввиду того, что заявленной полезной модели присуще свойство Г-образности и именно Г-образностью обосновывается необходимость проведение сварочных работ, направленных на соединение плоской стенки (2) с головкой (3).

«Полособульб, образованный плоской стенкой (2), головкой (3), полкой (4)» - совокупность признаков участвует в достижении технического результата ввиду того, что указанные элементы образуют заявленную полезную модель.

Соединение головки и плоской стенки межу собой посредством сварного соединения - отличие от полособульба, изготовленного «прокатным» способом, позволяет изготовить конструкционный элемент любого топоразмера в нестандартных партиях.

Осуществление полезной модели:

Заявленная полезная модель изготавливается из двух элементов, а именно:

- плоской, линейной заготовки, необходимой длины, из которой образуется плоская стенка (2). Заготовка приобретается в готовом виде или изготавливается из проката наиболее близкого сечения в т.ч. методом ковки или проката.

- линейная заготовка, профильного сечения, формы, позволяющей изготовить заявленную полезную модель, в соответствии с требованиями ГОСТ, предъявляемым к несимметричным полособульбам. Заготовка приобретается в готовом виде или изготавливается из проката наиболее близкого сечения в т.ч. методом ковки или проката.

Заготовки нарезаются в необходимом количестве и необходимых размеров любым способом, позволяющим осуществить данную операцию (даже в условиях гаража). При этом нарезку по размерам можно осуществлять и после операции сваривания.

Заготовки при необходимости подвергают предсварочной обработке:

1. Правка и очистка

2. Разметка

3. Резка

4. Зачистка

5. Подготовка кромок

6. Прочее

Элементы соединяют с помощью метода автоматической сварки (известный для специалиста способ описан https://ru.wikipedia.org/wiki/Автоматическая_сварка_металлов#Автоматическая_сварк а_металлов_под_флюсом)

После чего сварочный шов проверяют с помощью ультразвука - метода неразрушающего контроля, выявляя скрытые дефекты: незаполненные пространства, химически неоднородный состав, механические повреждения недопустимой величины.

При необходимости, изделие подвергается постсварочной обработке, которая необходима для повышения их прочностных показателей и защиты от преждевременных разрушений. Изделия могут обрабатываться разными способами, среди которых наиболее распространенными являются:

- термический - позволяет ликвидировать возникшие в процессе сварки остаточные напряжения. Проводится путем общего прогрева, когда вся деталь подлежит температурной обработке или локального, когда только соединительный стык прогревается или охлаждается (детализировано ниже);

- механический - своеобразная зачистка сварных швов, в ходе которой с поверхности шовных соединений устраняется окалина и остатки шлаков, а также проверяется их надежность;

- химический - состоит в нанесении на швы специальных составов с целью обезжиривания поверхности, предотвращения образования коррозионных очагов и создания защитного слоя. Как правило химическая обработка сварных швов используется для материалов, эксплуатация которых будет происходить в активных средах. Наиболее доступным и часто применяемым вариантом является обрабатывание соединений лакокрасочными грунтовочными смесями.

В заявленной полезной модели, после сварочного соединения, может иметься внутреннее напряжение, не имеющее внешних сил. Образуется оно при изготовлении изделия из-за неравномерного охлаждения, в местах сварки. Остаточное напряжение может вызвать нарушение формы, из-за чего происходит быстрый износ или деформация.

Для снятия напряжений сварные соединения подвергают термообработке. С этой целью при сварке углеродистых конструкционных сталей проводят общий высокий отпуск конструкции (нагрев до 630-650° с выдержкой при этой температуре в течение 2-3 мин на 1 мм толщины металла). Охлаждение должно быть медленным для того, чтобы при его прохождении снова не возникли напряжения. Режим охлаждения в основном зависит от химического состава стали.

Готовое изделие по заявленной полезной модели может применяться по назначению, которое описано выше.

Пояснения к Фиг. 2 и табл. 1 (Выдержка из ГОСТ 21937-76), параметры от которых, значительно не должна отступать заявленная полезная модель:

h - высота полособульба;

b - ширина полки;

s - толщина стенки;

r - радиус закругления левой верхней части полки;

r₁ - радиус закругления правой верхней части полки;

r₂ - радиус закругления нижней части полки;

I₀ - момент инерции;

i - радиус инерции;

W_x - момент сопротивления изолированного полособульба;

- момент сопротивления полособульба с присоединенным пояском;

y₀ - расстояние от центра тяжести.

Описание изображений к полезной модели

Фиг. 1 - изображение несимметричного полособульба, в поперечном сечении, в собранном с помощью сварочного соединения виде и в разобранном виде (отдельно головка (3) и плоская стенка (2);

Фиг. 2 - параметры несимметричных полособульбов в соответствии с ГОСТ 21937-76.

Claims

1. Сварной полособульб несимметричный, Г-образного поперечного сечения, образованный плоской стенкой, головкой, полкой, отличающийся тем, что головка и плоская стенка соединены межу собой посредством сварного соединения.

2. Сварной полособульб несимметричный по п.1, отличающийся тем, что между плоской стенкой и полкой, с наружной стороны, имеется фаска, под углом 45°, между двумя соседними прямоугольными гранями, образованными соответственно плоской стенкой и полкой.