Козловые краны и мостовые перегружатели

В настоящее время конструктивные формы козловых кранов и мостовых перегружателей очень близки. Несущие конструкции их включают верхнее (пролетное) строение и опоры. Козловые краны обычно имеют две высокие опоры, которые образуют с верхним строением портал, а при наличии одной высокой опоры – полу­портал.

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

Рисунок 87 – Компоновочные схемы козловых кранов.

Типы конструкций

На рис. 87 показаны некоторые основные компоновочные схемы козловых кранов в листовом исполнении. Схемы, представ­ленные на рис. 87, а, б, применяются для кранов легкого и сред­него режимов работы при малых грузоподъемностях. Наиболее распространены краны с однобалочным путем (рис. 87, а).Краны для интенсивной работы, а также большой грузоподъемности изго­товляют с двух рельсовыми тележками. Краны могут иметь двух- и одностоечное исполнения опор. Схема, изображенная на рис. 87, в, применяется в основном для кранов с относительно неболь­шим пролетом (16-25 м). При больших пролетах возрастает металлоемкость этих кранов в сравнении с однобалочными. Разви­ваются конструкции кранов с одностоечными опорами (рис. 87, г).Опоры козловых кранов крепятся к пролетным строениям двумя способами: 1) обе жестко (рис. 87, в);2) одна из опор жестко (жесткая опора), а другая - шарнирно (гибкая опора, рис. 87, 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 > 25м одну из опор делают гибкой. Определяющим при этом является сравнение суммарного смещения δ = δ_р + δ_t обеих опор на уровне головки рельсов, складывающегося из перемещения опор δ_р от подвижной нагрузки и перемещения δ_t от изменения температур, с суммарным зазором Δ между ребордами ходовых колес и головкой рельса. При δ ≥ Δ надо применять гибкую опору. База крана назначается не менее l/4из условий предотвращения заедания ходовых колес, устойчивости против опрокидывания крана в ра­бочем состоянии и от действия ветра нерабочего состояния. Козло­вые краны бывают бесконсольные, одноконсольные и двух кон­сольные. Поперечные сечения верхнего строения козловых кра­нов общего назначения с двухрельсовыми тележками анало­гичны сечениям мостов решетчатой или листовой конструкции (см. рис. 84). Некоторые схемы поперечных сечений пролетных строений козловых кранов с монорельсовыми тележками приве­дены на рис. 88, а-в, д.Схемы, показанные на рис. 88, г, е-з,находят применение для бесконсольных кранов. Конструкции опор обычно соответствуют типу конструкции верхнего (пролет­ного) строения (решетчатому или листовому).

Рисунок 88 – Схемы поперечных сечений верхних (пролетных) строений козловых кранов

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 – 25м. 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. 89), соединенных в плоскости верхних поясов связями вдоль всего моста.

Рисунок 89 – Схема решетчатой металлоконструкции мостового перегружателя

Передача нагрузки от тележки через подрельсовые пути на главные фермы моста осуществляется с помощью поперечных рам (рис. 90), нахо­дящихся в местах стоек этих ферм. С помощью рам достигается неизменяемость формы поперечного сечения моста. В плоскости подрельсового пути имеются две нижние горизонтальные фермы связей. Соединение опор с мостом в вертикальной и горизонтальной плоскостях может быть жестким или шарнирным. 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 l/b ≤ 4÷6. 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 l₀ = l + l₁ + l₂ где l₁, l₂ – 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) l₀. Длина консолей берется равной (0,2÷0,35)l. Высота главных ферм (балок) в пролете принимается от 1/12 (1/14)l до1/8 (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 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.

Рисунок 90 – Схемы поперечных рам П-образного сечения

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. 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.