Металлоконструкция мостового крана-штабелера состоит из четырех основных частей: моста, тележки, поворотной платформы и колонны.

Мосты кранов-штабелеров принципиально не отличаются от мостов крюковых кранов и выполняются, как правило, из двух главных балок, связанных между собой концевыми балками.

Мосты опорных кранов-штабелеров, оборудованных опорными тележками, изготовляются в виде рамы. Главные и концевые балки соединяются с помощью болтов или сварки. В последнем случае из условия удобства транспортирования на концевых балках предусматривают монтажные болтовые соединения.

Главные балки мостов с опорными тележками делают составными или коробчатыми. Иногда коробчатые балки изготовляют с окнами, что позволяет несколько уменьшить массу мостов и разместить внутри главных балок электрическую аппаратуру, устанавливаемую на мосту крана.

Для мостов тяжелых кранов-штабелеров, имеющих большие пролеты, следует применять коробчатые главные балки, замкнутые сечения которых отличаются высокой крутильной жесткостью, что весьма важно, так как мосты кранов-штабелеров подвергаются большим горизонтальным нагрузкам, чем мосты крюковых кранов.

Подвесные и опорные краны-штабелеры небольшой грузоподъемности снабжают, как правило, подвесными тележками. Мосты таких кранов с целью увеличения горизонтальной жесткости выполняют с подкосами, с горизонтальной фермой или рамными. При этом дополнительные подкосы, горизонтальные фермы и поперечные элементы рам связывают верхние пояса главных балок. Элементы металлоконструкции моста охватывают тележку с трех сторон, создавая неудобства при обслуживании механизмов, расположенных на тележке.

Рис. 2. Сечения главных балок мостов кранов-штабелеров:
а, б, в — с опорными тележками; г, д, е, ж — с подвесными тележками

Рамные мосты имеют повышенную крутильную жесткость.Тележки кранов с такими мостами приходится несколько опускать.

На рис. 1, д показан мост, горизонтальная жесткость которого обеспечивается горизонтальной фермой. Такая схема позволяет упростить конструкцию моста, так как выполнена без концевых балок.

Главные балки мостов с подвесными тележками (особенно главные балки мостов легких кранов-штабелеров) выполняют из двутавровых балок. Достаточно широко применяются разрезные и составные главные балки. На рис. 2, г изображена схема главной балки, выполненной из двутавровой балки, разрезанной вдоль по ломаной линии и сваренной по вершинам зубцов. Другая конструкция составной балки, выполненная из тавра с вырезами и специального профиля для монорельсовых путей, показана на рис. 2, д. Преимуществом таких составных балок является значительная вертикальная жесткость, недостатком — низкая крутильная и горизонтальная жесткости. Несколько большую горизонтальную жесткость имеет балка составного сечения.

Наибольшее распространение при изготовлении мостов с подвесными тележками получили составные балки, обладающие достаточной жесткостью на действие вертикальных и горизонтальных сил, а также на кручение.

Тележки кранов-штабелеров выполняются опорными или подвесными. Тележки представляют собой металлическую раму, на которой монтируется опорно-поворотное устройство, несущее поворотную платформу с колонной и механизмами. Несмотря на то, что масса тележки составляет небольшую часть массы крана, от жесткости ее зависит работа поворотного устройства и амплитуда колебаний низа колонны крана. Поэтому металлоконструкция тележек выполняется достаточно жесткой.

Опорные тележки, как правило, состоят из двух продольных балок, опирающихся на ходовые колеса, и металлоконструкции, которая связывает продольные балки и служит опорой для поворотного устройства. Поверхность, на которую монтируют опорно-поворотное устройство, в некоторых случаях опускают относительно продольных балок тележки. Получающееся при этом усложнение металлоконструкции тележки компенсируется уменьшением строительной высоты крана в целом.

Подвесные тележки чаще всего выполняют в виде жесткой четырехугольной рамы, включающей два мощных горизонтальных листа и несколько вертикальных элементов (в том числе элементов, подкрепляющих места посадки опорно-поворотного устройства). По углам рамы устанавливаются кронштейны с горизонтальными цапфами для крепления ходовых кареток.

Подвесные тележки, выполненные в виде коробчатого кольца, к которому приварены четыре кронштейна с вертикальными цапфами для крепления ходовых кареток, не имеют преимуществ перед тележками обычного исполнения. Чтобы уменьшить строительную высоту крана, поверхности, на которую опирается поворотное устройство в подвесных тележках, стремятся поднять. При этом вводят две поперечные балки, которые изгибают в вертикальной плоскости так, чтобы их концы, служащие для крепления ходовых тележек, опустились относительно средней части.

Рис. 3. Схемы тележек мостовых кранов-штабелеров:
а – опорной; б, в, г — подвесных

Поворотные платформы служат базой для крепления колонн. Они монтируются на опорно-поворотных устройствах. На поворотных платформах размещают механизмы подъема и поворота. Поворотные платформы воспринимают горизонтальные силы, возникающие при работе крана. От жесткости поворотных платформ зависит надежность работы поворотного устройства и амплитуда горизонтальных колебаний низа колонны. Конструкция поворотных платформ достаточно сложна из-за устройства в них нескольких вертикальных отверстий для прохода грузовых канатов и вала механизма поворота.

В связи с обеспечением высокой жесткости и уменьшением высоты поворотные платформы изготовляют обычно из профилей металла, имеющего большее поперечное сечение, чем другие элементы металлоконструкции кранов-штабелеров.

Колонны являются элементами, с помощью которых осуществляется жесткая связь между грузовым захватом и поворотной платформой. Они крепятся к поворотным платформам болтами или пальцами.

Колонны оборудуются направляющими, по которым движутся грузовые захваты и кабины управления. В качестве направляющих используется профильный прокат или специально обработанные элементы. На колоннах кранов-штабелеров, управляемых из кабины, с высотой подъема более 5,5 м целесообразно применять обработанные направляющие. Использование в качестве направляющих профильного проката оправдано при изготовлении кранов-штабелеров,управляемых с пола, с небольшой высотой подъема.

По конструкции сечения различают колонны открытого типа (незамкнутого сечения) и закрытого, представляющие собой балку замкнутого сечения. Известны конструкции колонн, которые с целью уменьшения массы, выполняются переменного сечения (толщина элементов уменьшается от верха колонны к ее нижней части). Однако в большинстве случаев сечение колонны остается неизменным по высоте. Колонны открытого типа применяют на кранах с относительно небольшой высотой подъема (до 5,5 м) при грузоподъемности не более 1 т.

Для тяжелых кранов-штабелеров, управляемых из кабины, с высотой подъема более 5,5 м очевидны преимущества закрытых колонн, отличающихся высокой крутильной жесткостью и компактностью.

На рис. 4, а показана колонна открытого типа легкого крана-штабелера. Она состоит из двух швеллеров, повернутых полками внутрь и соединенных между собой фасонными скобами. В верхней части швеллеров приварены косынки, с помощью которых колонна крепится к тележке. Задняя сторона колонны, противоположная вилочному захвату, на высоту до 2 м закрыта ограждением из тонколистовой стали, прикрепленным к швеллерам винтами. Ограждение закрывает движущиеся части захвата, находящегося в непосредственной близости от оператора, а также вынуждает последнего при работе находиться сбоку, а не сзади колонны, уменьшая тем самым опасность прижатия оператора к стеллажу при выводе захвата из ячейки. Катки грузового захвата передвигаются по внутренним полкам швеллеров как по направляющим. Грузовой канат расположен также внутри швеллеров. Подобная конструкция колонны характерна для кранов-штабелеров, управляемых с пола.

Рис. 4. Сечения колонн мостовых кранов-штабелеров:
а, б, в — открытые; г, д, е — закрытые с необработанными направляющими; ж, a — закрытые с обработанными направляющими

Открытая конструкция колонны для крана-штабелера, управляемого из подъемной кабины, может быть при небольшой высоте подъема выполнена из четырех швеллеров, связанных между собой.

На рис. 4, в показано сечение колонны, состоящей из двух швеллеров, усиленных уголками и соединенных между собой сварными скобами. Такая колонна может быть применена при мелкосерийном производстве.

Простейшая конструкция закрытой колонны, выполненной из двух швеллеров, связанных между собой листами, изображена на рис. 4, г.

На рис. 4, д показано сечение колонны закрытого типа крана-штабелера грузоподъемностью 3,2 т с высотой подъема 6,8 м,

управляемого из кабины. Колонна имеет четыре швеллера, попарно сваренные между собой. Швеллеры соединены боковыми листами. Для увеличения жесткости с внутренней стороны к швеллерам на электрозаклепках приварены накладки. Внутри колонны установлены четыре стальных листа, разделяющие внутреннюю полость колонны на три части. В крайних полостях размещаются холостые петли грузонесущих цепей, в средней — петля кабеля, подведенного к кабине управления. Четыре швеллера образуют две пары направляющих для передвижения грузового захвата и кабины. Сверху и снизу на швеллерах установлены упоры. В верхней части колонны приварены косынки, служащие для крепления колонны к тележке. Такая конструкция колонны с двумя парами направляющих для независимого движения грузового захвата и кабины позволяет поднимать кабину самостоятельным подъемным механизмом.

На рис. 4, е показана конструкция закрытой колонны, выполненной из трубы с двумя приваренными к ней швеллерами, служащими направляющими.

Колонны с обработанными направляющими выполняются с одной, двумя или тремя парами направляющих. Конструкция с одной или двумя парами направляющих целесообразна для цельных колонн. При использовании телескопических колонн преимущественное применение получила конструкция с тремя парами направляющих.

—

Металлоконструкции кранов-штабелеров изготовляют в основном из углеродистых горячекатаных сталей. Высокопрочные низколегированные стали целесообразно применять при изготовлении кранов, эксплуатируемых при низких температурах (от —40 до —65 °С). Вследствие того, что для большинства кранов-штабелеров, работающих в нормальных температурных условиях, лимитирующей является жесткость конструкции, а не ее прочность, и так как с применением низколегированных сталей масса конструкции не снижается, такие стали использовать не рекомендуется. Для сварных конструкций кранов-штабелеров, предназначенных для эксплуатации при температуре до —-40 °С.

Металлоконструкция мостового крана-штабелера состоит из четырех основных частей: моста, тележки, поворотной платформы и колонны.

Мосты кранов-штабелеров принципиально не отличаются от мостов крюковых кранов и их выполняют, как правило, из двух главных балок, связанных между собой концевыми балками. Мосты опорных кранов-штабелеров, оборудованных опорными тележками, изготовляют в виде рамы. Главные и концевые балки соединяют с помощью болтов или сварки. В последнем случае из условия удобства транспортирования на концевых балках предусматривают монтажные болтовые соединения.

Подвесные и опорные краны-штабелеры небольшой грузоподъемности снабжают подвесными тележками. Мосты таких кранов с целью увеличения горизонтальной жесткости выполняют с подкосами, с горизонтальной фермой или рамными. При этом дополнительные подкосы, горизонтальные фермы и поперечные элементы рам связывают верхние пояса главных балок. Элементы металлоконструкции моста охватывают тележку с трех сторон, создавая неудобства при обслуживании механизмов, расположенных. на тележке.

Рис. 5. Схемы металлоконструкций мостов кранов-штабелеров:
а — опорного с опорной тележкой; б — усиленного подкосами; в — усиленного горизонтальной фермой; е — рамного; д — не имеющего концевых балок

Рамные мосты имеют повышенную жесткость на кручение. Тележки кранов с такими мостами приходится несколько опускать.

Горизонтальная жесткость моста может быть обеспечена горизонтальной фермой. При такой схеме упрощается конструкция моста, так как ее выполняют без концевых балок.

Главные балки мостов с опорными тележками имеют составные или коробчатые поперечные сечения. Иногда коробчатые балки изготовляют с окнами, что позволяет несколько уменьшить массу мостов и разместить внутри главных балок электрическую аппаратуру, устанавливаемую на мосту крана.

Для мостов опорных кранов-штабелеров, управляемых из кабины и имеющих большие пролеты, следует применять коробчатые главные балки, замкнутые сечения которых обладают высокой жесткостью при кручении, что очень важно, так как мосты кранов-штабелеров подвергаются большим горизонтальным нагрузкам, чем мосты крюковых кранов.

Главные балки мостов с подвесными тележками (особенно главные балки мостов кранов-штабелеров, управляемых с пола) выполняют из двутавровых балок. Применяют также разрезные и составные главные балки. Например, главная балка может быть выполнена из двутавровой балки, разрезанной вдоль по ломаной линии и сваренной по вершинам зубцов. Другая конструкция — составная балка, выполненная из тавра с вырезами из специального профиля для монорельсовых путей. Такие составные балки обладают вертикальной и горизонтальной жесткостью. Несколько большую горизонтальную жесткость имеет балка составного сечения. Наибольшее распространение при изготовлении мостов с подвесными тележками получили составные балки, обладающие достаточной жесткостью при действии вертикальных и горизонтальных сил, а также при кручении.

Рис. 6. Сечения главных балок мостов кранов-штабелеров:
а, в, б — с опорными тележками; г, д, е, ж, з — с подвесными тележками

Необходимо отметить, что мосты кранов-штабелеров с подвесными тележками имеют меньшие массы при прочих равных условиях, чем мосты с опорными тележками. Это объясняется созданием у последних необходимой горизонтальной жесткости с помощью подкосов, ферм, или рам. Рамные мосты с главными балками, изготовленными из труб, имеют минимальную массу. Эти мосты применяют на мостовых кранах-штабелерах грузоподъемностью 1 т, управляемых из кабины, и серийно изготовляемых Стахановским машиностроительным заводом.

Тележки кранов-штабелеров выполняют опорными или подвесными. Они представляют собой металлическую раму, на которой монтируют опорно-поворотное устрой-20 ство, несущее поворотную платформу с колонной и механизмами. Несмотря на то, что масса тележки составляет небольшую часть массы крана-штабелера, от жесткости ее зависит работа поворотного устройства и амплитуда колебаний низа колонны крана. Поэтому металлоконструкция тележек должна быть достаточно жесткой.

Опорные тележки, как правило, состоят из двух продольных балок, опирающихся на ходовые колеса, и металлоконструкции, которая связывает продольные балки и служит опорой для поворотного устройства. Поверхность, на которую монтируют опорно-поворотное устройство, в некоторых случаях опускают относительно продольных балок тележек. Получающееся при этом усложнение металлоконструкции тележки компенсируется уменьшением строительной высоты крана в целом.

Подвесные тележки чаще всего выполняют в виде жесткой четырехугольной рамы, имеющей два горизонтальных листа и несколько вертикальных элементов (в том числе элементов, подкрепляющих места посадки опорно-поворотного устройства). По углам рамы устанавливают кронштейны с горизонтальными цапфами для крепления ходовых кареток.

Подвесные тележки, выполненные в виде коробчатого кольца, к которому приварены четыре кронштейна с вертикальными цапфами для крепления ходовых кареток, не имеют преимуществ перед тележками обычного исполнения. Чтобы уменьшить строительную высоту крана, поверхность, на которую опирается поворотное устройство в подвесных тележках, стремятся поднять. При этом вводят две поперечные балки, которые изгибают в вертикальной плоскости так, чтобы их концы, служащие для. крепления ходовых кареток, были ниже средней части тележки.

Рис. 7. Схемы металлоконструкций тележек мостовых кранов-штабелеров:
а – опорных; б, в, г подвесных

Металлоконструкции тележек изготовляют сварными из элементов, выполненных из листовой стали, холодно-гнутого и горячекатаного проката. Места посадки опорного поворотного устройства, а также ходовых колес или кареток подвергают механической обработке.

Металлоконструкции тележек мостовых кранов-шта,-белеров большой грузоподъемности (8 и 12,5 т) для удобг ства транспортирования железнодорожным транспортом изготовляют составными из элементов, собираемых на болтах. В частности, съемными выполняют главные балки тележки, несущие ходовые колеса.

Поворотные платформы служат базой для крепления колонн. Их монтируют на опорно-поворотных устройствах. На поворотных платформах размещают механизмы подъема и поворота. Поворотные платформы воспринимают горизонтальные усилия, возникающие при работе крана. От жесткости поворотных платформ зависит надежность работы поворотного устройства и амплитуда горизонтальных колебаний низа колонны. Конструкция поворотных платформ достаточно сложна в результате наличия в них нескольких вертикальных отверстий для прохода грузовых канатов и вала механизма поворота.

Механизмы крана-штабелера устанавливают на поворотные платформы, которые имеют большой наружный диаметр. Высота поворотных платформ составляет 0,15— 0,2 диаметра опорно-поворотного устройства, применяемого на данном кране-штабелере, с целью обеспечить жесткость, необходимую для надежной работы опорно-поворотного устройства. Поворотные платформы изготовляют сварными, из листовой стали. Место посадки опорно-поворотного устройства подвергают механической обработке.

Колонны являются элементами, с помощью которых осуществляется жесткая связь между грузоподъемниками и поворотными платформами. Колонны крепят к поворотным платформам болтами или пальцами, с помощью фланцев или косынок. Для обеспечения направленного вертикального перемещения грузоподъемника по колонне имеются направляющие. При раздельном перемещении грузоподъемника и кабины оператора колонны имеют дополнительные направляющие для перемещения кабины.

В качестве направляющих используют или горячекатаные профили (швеллерные, уголковые), или элементы из полосовой стали, которые приваривают к колоннам и затем подвергают механической обработке.

На мостовых кранах-штабелерах, управляемых с пола, применяют необработанные направляющие из горячекатаного профиля. По конструкции сечения различают колонны открытого типа (незамкнутого сечения) и закрытого, представляющие собой балку замкнутого сечения. Известны конструкции колонн, которые для уменьшения массы выполняют переменного сечения по высоте (толщина сечения уменьшается от верха колонны к ее нижней части). Однако в большинстве случаев сечение колонны остается неизменным по высоте. Колонны открытого типа устанавливают на кранах с относительно небольшой высотой подъема (до 5,5 м) при грузоподъемности не более 1т.

Колонна открытого типа легкого крана-штабелера состоит из двух швеллеров, повернутых полками внутрь и соединенных между собой фасонными скобами. В верхней части швеллеров приварены косынки, с помощью которых колонну крепят к тележке. Задняя сторона колонны, противоположная вилочному захвату, на высоту до 2 м закрыта ограждением из тонколистовой стали, прикрепленным к швеллерам винтами. Ограждение закрывает движущиеся части захвата, находящиеся в непосредственной близости от оператора, а также вынуждает последнего при работе находиться сбоку, а не сзади колонны, уменьшая тем самым опасность прижатия оператора к стеллажу при выводе захвата из ячейки. Катки грузового захвата передвигаются по внутренним полкам швеллеров, как по направляющим. Грузовой канат расположен также внутри швеллеров. Подобная конструкция колонны характерна для кранов-штабелеров, управляемых с пола.

Открытая конструкция колонны для крана-штабелера, управляемого из подъемной кабины, может быть при небольшой высоте подъема выполнена из четырех швеллеров, связанных между собой.

Сечение колонны, состоящей из двух швеллеров, усиленных уголками и соединенных между собой сварными скобами, может быть использовано для крана-штабелера, работающего в условиях мелкосерийного производства.

Рис. 8. Сечения колонн мостовых кранов-штабелеров:
а, б, в — открытые; г, д, е, ж — закрытые с необработанными направляющими; э, и — закрытые с обработанными направляющими

Простейшее сечение колонны закрытого типа выполнено из квадратной или прямоугольной трубы или сварено из двух холодногнутых швеллеров. Колонны такого сечения применяют на мостовых кранах-штабеле-рах, управляемых с пола, грузоподъемностью 0,125 и 0,25 т, изготовляемых серийно производственным объединением Моспроммеханизация. Колонна интересна тем, что не имеет никаких направляющих, а сама создает направление для движения грузоподъемника, катки которого охватывают колонну с четырех сторон. При этом трудоемкость и стоимость изготовления колонны и грузоподъемника минимальны.

Конструкция закрытой колонны, выполненной из двух швеллеров, связанных между собой листами, показана на рис. 8, д.

Кран-штабелер грузоподъемностью 3,2 т с высотой подъема 6,8 м, управляемый из кабины, имеет закрытую колонну из четырех швеллеров, попарно сваренных между собой. Швеллеры соединены боковыми листами. Для увеличения жесткости с внутренней стороны к швеллерам приваривают накладки точечной контактной сваркой. Четыре швеллера образуют две пары направляющих для передвижения грузового захвата и кабины. Сверху и снизу на швеллерах установлены упоры. В верхней части колонны приварены косынки, служащие для крепления колонны к тележке. Такая конструкция колонны с двумя парами направляющих для независимого движения грузового захвата и кабины позволяет поднимать кабину самостоятельным подъемным механизмом.

Конструкция закрытой колонны может быть выполнена из трубы с двумя приваренными к ней швеллерами, служащими направляющими.

Мостовые краны-штабелеры, управляемые из кабины, как правило, имеют колонны с обработанными направляющими. Этим достигается уменьшение зазоров в соединениях, а также вибрации как грузоподъемника, так и кабины при подъеме и опускании. Если направляющие обработать, то ловители кабины будут работать более надежно.

На рис. 8, з и и показаны наиболее часто применяемые сечения колонн мостовых кранов-штабелеров, управляемых из кабины. Колонны выполняют коробчатого сечения, которое образуется стыковым сварным соединением двух швеллеров, сваркой двух швеллеров с применением дополнительных листов, сваркой между собой четырех листов и т. п. К коробке приваривают направляющие в виде прямоугольных полос. Обработку направляющих производят после их приварки к колоннам. На колоннах устанавливают или одну пару направляющих, когда кабина оператора перемещается вместе с грузоподъемником (телескопическим устройством), или две, или три пары, когда кабина перемещается самостоятельно, с помощью механизма подъема или подхватывается грузоподъемником (телескопическим устройством).