Типы конструкций

На рис. 14.1 показаны некоторые основные компоновочные схемы козловых кранов в листовом исполнении. Схемы, представленные на рис. 14.1, а, б, применяются для кранов легкого и среднего режимов работы при малых грузоподъемностях. Наиболее распространены краны с однобалочным путем (рис. 14.1, а). Краны для интенсивной работы, а также большой грузоподъемности изготовляют с двухрельсовыми тележками. Краны могут иметь двух- и одностоечное исполнения опор. Схема, изображенная на рис. 14.1, в, применяется в основном для кранов с относительно небольшим пролетом (16-25 м).

Рис. 14.1. Компоновочные схемы козловых кранов

а- с подвесной грузовой тележкой и двухстоечными опорами; б - с опорно-подвесной грузовой тележкой; в - с двухбалочньм мостом и двухрельсовой опорной грузовой тележкой; г - с одностоечными опорами и консольной грузовой тележкой

При больших пролетах возрастает металлоемкость этих кранов в сравнении с однобалочными. Развиваются конструкции кранов с одностоечными опорами (рис. 14.1, г), Опоры козловых кранов крепятся к пролетным строениям двумя способами: 1) обе жестко (рис. 14.1, е); 2) одна из опор жестко (жесткая опора), а другая - шарнирно (гибкая опора, рис. 14.1, а, б). Во втором случае применяется шарнир или сама опора выполняется достаточно гибкой. Преимуществом схем с двумя одинаковыми жесткими опорами является упрощение изготовления и монтажа конструкции. Однако при этом возникает значительное усилие распора, влияющее на увеличение износа ходовых колес крана и рельсов, а также имеют место дополнительные напряжения в конструкции вследствие неровностей подкранового пути. Наличие гибкой опоры исключает распор и дает возможность компенсировать неточности выполнения пролета крана и подкрановых путей. Вместе с тем разные конструкции опор усложняют изготовление и монтаж крана, а шарнир требует периодических осмотра и смазки. В горизонтальной плоскости жесткие и гибкие опоры обычно присоединяются к верхнему строению жестко. Обе жесткие опоры применяются чаще у кранов пролетом не более 25 м. При l > 25 м одну из опор делают гибкой. Определяющим при этом является сравнение суммарного смещения обеих опор на уровне головки рельсов, складывающегося из перемещения опор от подвижной нагрузки и перемещения от изменения температур, с суммарным зазором между ребордами ходовых колес и головкой рельса.

Рис. 14.2. Схемы поперечных сечений верхних (пролетных) строений козловых кранов

При надо применять гибкую опору. База крана назначается не менее l/4 из условий предотвращения заедания ходовых колес, устойчивости против опрокидывания крана в рабочем состоянии и от действия ветра нерабочего состояния. Козловые краны бывают бесконсольные, одноконсольные и двухконсольные. Поперечные сечения верхнего строения козловых кранов общего назначения с двухрельсовыми тележками аналогичны сечениям мостов решетчатой или листовой конструкции (см. рис. 16.1). Некоторые схемы поперечных сечений пролетных строений козловых кранов с монорельсовыми тележками приведены на рис. 14.2, а-в, д. Схемы, показанные на рис. 14.2, г, е-з, находят применение для бесконсольных кранов. Конструкции опор обычно соответствуют типу конструкции верхнего (пролетного) строения (решетчатому или листовому).

Для мостовых перегружателей основным показателем, наряду с грузоподъемностью, является производительность. Движение моста используется как установочное. Мост представляет собой пространственную конструкцию замкнутого или незамкнутого типа. Конструктивно металлоконструкции перегружателей подразделяют на решетчатые, трубчато-балочные, коробчато-балочные. Опоры в зависимости от типа перегружателя выполняются в виде плоских или пространственных конструкций высотой 15-25 м. Опорные узлы их соединяются с помощью стяжек и прикрепляются к балансирным тележкам механизма передвижения. Мосты с замкнутым прямоугольным сечением в решетчатом исполнении имеют две вертикальные главные фермы, которые соединены связями в плоскостях верхних и нижних поясов. В местах стоек ферм устанавливаются рамные раскосы, обеспечивающие неизменяемость поперечного сечения. Мосты с открытым (П-образным) сечением в решетчатом исполнении состоят из двух вертикальных главных ферм (рис. 14.3), соединенных в плоскости верхних поясов связями вдоль всего моста. Передача нагрузки от тележки через подрельсовые пути на главные фермы моста осуществляется с помощью поперечных рам (рис. 14.4), находящихся в местах стоек этих ферм. С помощью рам достигается неизменяемость формы поперечного сечения моста. В плоскости подрельсового пути имеются две нижние горизонтальные формы связей. Соединение опор с мостом в вертикальной и горизонтальной плоскостях может быть жестким или шарнирным.

Рис. 14.3. Схема решетчатой металлоконструкции мостового перегружателя

Рис. 14.4. Схемы поперечных рам П-образного сечения

В вертикальной плоскости гибкая опора может присоединяться к мосту с помощью цилиндрических шарниров. В зависимости от высоты опор отношение пролета к базе моста принимается одинаковым для обеих опор в пределах . Мосты при жестком соединении с опорами в горизонтальной плоскости испытывают больший изгиб. При этом забег опор контролируется ограничителями перекоса. В конструкциях мостовых перегружателей больших пролетов часто применяют шарнирное соединение опор с мостом в горизонтальной плоскости. При этом жесткая опора присоединяется к мосту в горизонтальной плоскости с помощью цилиндрического шарнира, а гибкая - с помощью опорных катков. Конструктивно мостовые перегружатели разделяют также в зависимости от наличия или отсутствия консолей. Чаще применяются конструкции с одной или двумя консолями. В ряде случаев имеется возможность выбора оптимального пролета l при общей длине моста , где - длины консолей. При этом значение l определяется из условия равенства максимальных изгибающих моментов на опорах и в середине пролета при учете действия веса моста и подвижной нагрузки. Оно лежит в пределах l = (0,55 0,7) . Длина консолей берется равной . Высота главных ферм (балок) в пролете принимается от 1/12 (1/14) l до 1/8 (1/10) l, над опорами - (1/3-1/5) l. В пролете главные фермы выполняются с параллельными поясами, на консолях иногда один из поясов делается наклонным. Расстояние между главными фермами на основе условия обеспечения жесткости верхнего строения l принимается в пределах (1/15-1/12) l. Решетка главных ферм чаще применяется в виде треугольной с дополнительными стойками; при движении крана по верхним поясам моста - со шпренгелями; для консолей - раскосная. Для главных ферм используется и ромбическая решетка. Для горизонтальных ферм связей (ветровых) в плоскости верхних поясов главных ферм применяется крестовая решетка, ромбическая или полураскосная. Ветровые связи в плоскости нижних поясов главных ферм для мостов с П-образным сечением имеют, как правило, треугольную решетку со стойками. Значительные габариты верхнего строения приводят к необходимости транспортировки его на место монтажа отдельными частями.

Для верхних строений козловых кранов и перегружателей так же, как и для мостовых кранов, существует ограничение расчетного прогиба в середине пролета от действия веса тележки с грузом.

Величина [f] = (1/500-1/600) l. Кроме того, при наличии у кранов консолей прогиб их ограничивается значением (0,002-0,003) l при крайнем положении тележки на консоли. Для козловых кранов в ряде случаев время затухания свободных колебаний конструкций проверяется как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости с использованием зависимости (10.24). Колебания в горизонтальной плоскости возникают вследствие сил инерции при пуске и торможении крана или тележки, а также при пульсации ветрового напора. Краны с гибкой опорой имеют большую величину периода свободных колебаний, а значит, и большее время их затухания.