Типы конструкций. В стреловых кранах, которые должны удовлетворять условиям устойчивости, масса стрел имеет большое значение

В стреловых кранах, которые должны удовлетворять условиям устойчивости, масса стрел имеет большое значение, так как от нее зависит и масса противовеса. Поэтому стрелам стремятся придавать форму бруса равного сопротивления. Применение алюминия для крановых конструкций началось со стрел. Шарнирно сочлененные стреловые устройства рассмотрены в гл. 19, а стрелы, испытывающие изгиб от перемещающегося груза, - в гл. 20. Стрелы делают листовыми и решетчатыми с прямолинейными и изогнутыми осями с переменным сечением по длине (рис. 14.1). При небольших нагрузках и вылетах встречаются стрелы из одной трубы или из одного коробчатого сечения (рис 14.1,а).

Стрелы с прямолинейной осью - наиболее легкие и конструктивно простые. Однако они не позволяют на минимальном вылете так высоко поднимать громоздкие грузы, как в случае стрел с изогнутой осью. Недостатками стрел с изогнутой осью являются скручивание их от действия горизонтальных сил и изгиб (см. рис. 14.5).

Плоские стрелы применяются при таких типоразмерах, когда их гибкость (см. табл. 15.1) может быть обеспечена в необходимых пределах и когда из условий устойчивости, пояса стрелы не получаются чрезмерно тяжелыми. При этом рациональны трубчатые или коробчатые пояса, соединенные между собой стойками, а также пояса овального сечения, сваренные из гнутых профилей (рис. 14.1, б). Рациональность такой конструкции объясняется тем, что в горизонтальной плоскости длина , на которой возможно выпучивание, может быть достаточно малой, а в вертикальной плоскости стрела может терять устойчивость на полной длине. В остальных случаях применяют пространственные решетчатые или листовые стрелы прямоугольного или треугольного сечения. Известные преимущества листовых конструкций привели к уменьшению применения решетчатых конструкций для стрел.

В решетчатых конструкциях распространенная схема решетки главных ферм стрелы состоит из раскосов, работающих только на растяжение (рис. 14.1, д). Система решетки горизонтальной фермы часто симметрична относительно продольной оси стрелы (рис. 14.1, г, д), так как решетка работает во взаимно противоположных направлениях. Поперечные рамы обычно выполняются безраскосными. При постановке в них раскосов применяют симметричные системы: ромбическую, полураскосную и крестовую. Для легко нагруженных стрел большой длины решетчатая конструкция из трубчатых элементов легче, чем из уголковых, вследствие лучшей работы труб на продольный изгиб и уменьшения ветрового давления из-за меньшей величины аэродинамического сопротивления. Применение труб облегчает переход от прямоугольного поперечного сечения стрелы к треугольному (рис. 14.1, г), которое, как показали исследования, выгоднее. Поскольку в стрелах элементы решетки обычно нагружены слабо, могут оказаться выгодными конструкции с поясами из низколегированных сталей и решеткой из стали 20 (бистальные конструкции). Анализ сечений стрелы для плавучего крана грузоподъемностью 250 т показал, что при трехгранной форме поперечного сечения возможно получить снижение массы на 8-10 % по отношению к четырехгранной форме [1]. Стрела оптимальных очертаний по длине будет иметь переменную высоту сечения, уменьшающуюся на концах, и ширину, увеличивающуюся в корне. Если стрела работает на разных вылетах, то оптимальное очертание ее должно быть определено из рассмотрения нескольких вылетов.

Рис. 14.1. Типы конструкций крановых стрел