Стационарные краны установлены на неподвижных опорах, поэтому они не
снабжены ходовой частью с механизмами передвижения. К стационарным
кранам можно отнести краны с внешними опорами и краны на колонне,
элементы которых, связанные с механизмами поворота, будут рассмотрены
ниже.
Стационарные краны с внешними опорами имеют верхнюю и нижнюю опоры в
виде подшипниковых узлов, жестко закрепленных на фундаменте и элементах
здания. Для экономии производственных площадей обе опоры могут быть
размещены на стене или неподвижных колоннах здания (см. рис. 1.28).
Краны с внешними опорами состоят из металлоконструкции, опирающейся на
нижнюю и верхнюю опоры, механизмов подъема груза, изменения вылета и
поворота крана. Наиболее простые по конструктивному исполнению и легкие
краны выполнены с ручным приводом механизма поворота или без него. При
отсутствии ручного привода поворот крана осуществляют воздействием
усилия рабочего непосредственно на груз или конец стрелы через оттяжку
из каната либо цепи.
Обе опоры крана должны быть расположены на одной вертикальной прямой,
так как при наклоне оси вращения крана возникнут моменты от составляющих
веса груза и крана, изменяющиеся в соответствии с положением вылета, что
вызывает дополнительные нагрузки на механизм поворота крана.
Верхняя опора обычно выполнена так, что она воспринимает только
горизонтальные нагрузки, а нижняя — горизонтальные и вертикальные. При
такой конструкции опор можно определить опорные реакции в плоскости
фермы как простой статически определимой системы.
На рис. 10.4 представлена расчетная схема поворотного крана с двумя
внешними опорами. Если механизм подъема расположен на металлоконструкции
крана, то основными внешними нагрузками, создающими опорные реакции
крана, являются вес металлоконструкции с механизмами GK и вес полезного
груза G™, которые при суммировании дают равнодействующую силу R. Так как
направления реакций и равнодействующей должны пересечься в одной точке,
то эта точка 0 определяется пересечением известных по направлению силы R
и опорной реакции в опоре А. Через эту точку 0 проходит направление
действия реакции в опоре В.
Для экономии металла колонну целесообразно
выполнять переменного сечения, однако для простоты изготовления кованые
колонны выполняют конической формы, а сварные — в виде усеченной
пирамиды. Необходимо рассчитать напряжения в сечении, колонны в зоне
опоры В и основании цапфы в зоне опоры А.
Верхняя опора поворотной части крана часто выполнена в виде траверсы, в
которой размещен подшипниковый узел (рис. 10.10, g). Траверса
прикреплена к элементам металлоконструкции посредством цапф, выполненных
литыми с траверсой (вариант I) или в виде вставных шипов (вариант II).
При варианте I боковые стенки металлоконструкции, примыкающие к
траверсе, прикреплены к ней гайками, навинчивающимися на нарезанную
часть цапфы; при варианте II боковые стенки металлоконструкции стянуты
между собой специальными тягами для предотвращения выскакивания шипа из
гнезда и отделения траверсы от металлоконструкции.
Подшипниковый узел выполнен с опорами скольжения или качения. Более
часто применяют опорные узлы на подшипниках качения. Поскольку траверса
крана воспринимает горизонтальную Н и вертикальную V составляющие,
напряжения в среднем сечении следует определять с учетом изгиба траверсы
в двух плоскостях. Траверсу следует рассматривать как двухопорную балку,
нагруженную сосредоточенными силами посередине.
Расчет нагрузок на фундамент. Фундаменты
(рис. 10.12) в стационарных кранах предназначены для обеспечения
необходимой устойчивости крана и более равномерного распределения
нагрузок крана, передаваемых на грунт. Устойчивость крана обеспечивается
в том случае, если равнодействующая всех нагрузок крана, действующих на
фундамент, вместе с весом фундамента будет проходить внутри ядра сечения
подошвы фундамента. При этом распределение давлений на грунт должно быть
таким, чтобы действующие напряжения не превышали допустимых напряжений
между подошвой фундамента и грунтом.
Таким образом, расчет фундамента сводится в основном к определению его
веса и размеров подошвы основания. Исходными данными для расчета
фундамента являются внешние нагрузки, действующие на кран: вертикальные
усилия — вес груза, металлоконструкции крана, противовеса, механизмов;
инерционные силы от веса поднимаемого или опускаемого груза и др.;
горизонтальные усилия — ветровые нагрузки, действующие на кран и груз;
инерционные силы от веса груза и тележки, перемещающихся вдоль стрелы
крана; центробежная сила груза, тележки, противовеса, механизмов и
металлоконструкции вращающегося крана и другие, а также момент от
действующих на кран нагрузок.