KRANSKE STAZE

UvodKranske staze ili nosači dizalica su elementi koji se postavljajuneposredno ispod šina i služe kao noseća konstrukcija po kojojse kreće dizalica. Njihovo oslanjanje vrši se direktno prekostubova ili preko konzola kod okvirnih glavnih nosača hala. Kodhala sa velikim razmakom stubova oslanjanje se može vršiti i preko ispusta iz krovne rešetke. Nosači dizalica najčešće sustatičkog sistema proste grede, a takođe se izvode i kaokontinualni nosači, a retko kao Gerberovi nosači. Za preporuku jeprimena sistema proste grede zbog niza nesumljivih prednostikao što su: jednostavnija statička analiza, jeftinija radioničkaizrada i lakša montaža. Najčešće konstruktivno rešenje zakranske staze je u vidu punog I nosača (valjanog ili formiranogzavarivanjem).

Konstruisanje kranskh stazaAko su mostne dizalice manje nosivosti (manje od 10t), a rasponi kranskih staza oko 6.0 m, za kransku stazu se običnousvaja neki od valjanih I profila samostalno ili sa ojačanomgornjom nožicom, ili pak nesimetričan I profil oblikovanzavarivanjem od limova.

Oblici kranskih staza za lake dizalice

U slučaju kranskih staza većeg raspona i težih dizalica, usvajaju se zavareni limeni nosači I preseka sa horizontalnimnosačem (od rebrastog lima ili rešetkast) istog raspona, kojiima funkciju sprega protiv bočnih udara, a istovremeno služi i kao staza za opsluživanje dizalica.

Kranska staza sa horizontalnimspregom

Visina kranskih staza statičkog sistema proste grede iznosiH=L/10 do L/12 gde je L raspon kranske staze (razmak glavnihstubova), a izuzetno može iznositi L/15, u slučajevima kada ugibnije merodavan.Pri konstrukcijskom oblikovanju punih limenih nosača posebnupažnju treba obratiti na vezu gornje nožice i rebra. Obično se koristi K-šav ili neko rešenje sa ugaonim šavovima. Kodobostranog ugaonog šava nastaje veoma veliko dejstvo zareza, što kao posledicu ima niske dopuštene napone. Primenomobostranih ugaonih šavova postoji realna opasnost takvedeformacije da se ploča gornje nožice osloni na ivice rebra, takoda je neophodno pojasnoj lameli dati preddeformacijuzagrevanjem. Da bi se bolje prihvatili lokalni pritisci točkovadizalica gornji deo rebra se može izvesti veće debljine ili sadodatnim limovima i četiri ugaona šava.

Limeni nosači kranskih staza

Uticaj obostranih ugaonih šavova zavezu rebra I nožice

Pri većim rasponima kranskih staza opterećenih teškimdizalicama racionalnije su sandučaste ili rešetkaste kranskestaze. Visina rešetkastih kranskih staza kreće se u intervaluH=L/7 do L/10. Gornji pojas rešetkaste kranske staze radi se odnekog krutog profila (T ili I profil) koji je opterećen ne samo napritisak već i na lokalno savijanje od pritiska točka dizalice P. Momenat savijanja usled lokalnog savijanja gornjeg pojasa možese sračunati prema izrazu:

gde je d - dužina pojasnog štapa između čvorova

3dPMlok⋅

=

Sandučasta kranskastaza

Rešetkaste kranske staze

Kranske staze za teške dizalice izvode se kao proste grede. Ugib takvih stazane sme da prekorači vrednost od L/1000. Konstrukcija se sastoji od:kranske staze,

gornjeg horizontalnog sprega,sekundarnog nosača radi oslanjanja gornjeg horizontalnog sprega,donjeg horizontalnog sprega,poprečnog ukrućenja.

Princip konstruisanja kranskestaze za teške dizalice

U slučaju višebrodnih hala, kod kojih uz središnjeglavne stubove postoje sa obe strane kranskestaze, onda one imaju zajedinčki spreg za bočneudare. U takvim slučajevima racionalno je oblikovatisandučasti, torziono krut nosač.

Dve blizne kranske staze kodvišebrodnih hala

Tip kranske staze po Maas-u

Proračun punih limenihkranskih staza

Kranske staze su dinamički opterećene konstrukcije, pa o tome treba voditi računa tokom proračuna. Pristatičkom proračunu kranskih staza treba uzeti u obzir osnovna opterećenja, (sopstvena težinakonstrukcije i vertikalni pritisci točkova dizlicepomnoženi dinamičkim koeficijentom φ), dopunskaopterećenja (bočni udari i sile kočenja dizalice bezdinamičkog koeficijenta φ ) i izuzetna opterećenja(seizmičke sile i udari dizalice u odbojnik).

Zbog racionalnijeg utroška materijala treba varirati statičkekarakteristike poprečnog preseka, što se obično postižepromenom širine pojasnih lamela. Na ovaj način se ostvarujekontinualan kontakt šine sa gornjom nožicom kranske staze.Određivanje mesta promene poprečnog preseka vrši se naosnovu poznatog postupka pokrivanja anvelope momenatasavijanja.

Osim opšte kontrle napona u kranskoj stazi i zavarenim šavovimapotrebno je izvršiti i kontrolu pritisnutog pojasa (gornji pojas i kodsistema proste grede i kod sistema kontinualne grede, a donji pojassamo kod kontinualne grede) na bočno izvijanje prema JUS-u U.E7.101/1986. Takođe je neophodno izvršiti kontrolu stabilnostivertikalnog lima (rebra) kranske staze na izbočavanje prema JUS-u U.E7.121/1986 ne zanemarujući pri tome uticaj lokalnog naponapritiska točka.

Ukrućivanje gornjeg delavertikalnog lima za prijemlokalnih napona pritisaka odtočka dizalica

Visinu poprečnog preseka kranske staze, za sistem prostegrede, treba usvojiti približno h=L/10 do L/12, a kod kontinualnihnosača h se može usvojiti i nešto manje. Širinu gornje pojasne lamele ne treba uzimati manje od 300 mmizuzetno 250 mm.Debljine pojasnih lamela treba usvajiti do 40 mm.Debljina vertikalnog lima se obično usvaja u granicama h/150 do h/200 gde je h visina vertikalnog lima kranske staze. Zbog velikihlokalnih pritisaka točkova dizalice često se ispod gornje nožicena visini od približno h/10 ugrađuje rebro veće debljine od 20 do 25 mm.

Pošto je kranska staza dinamički opterećena konstrukcija, mora se voditi računa o uticaju konstrukcijskog oblikovanja natrajnu jačinu zamora. Iz ovog razloga se kod sistema prostegrede ugrađuju "pas" pločice za vezu poprečnog ukrućenja sadonjom zategnutom nožicom, a kod kontinualnog nosača i sagornjim pojasom.

Ugrađivanje "pas" pločicaa) za sistem proste gredeb) za sistem kontinualnegrede

Pri opštoj kontroli napona potrebno je proveriti i napon usled lokalnog pritiska točka na gornjoj ivicirebra nosača dizalice:

gde je:φ koeficijent udara,Pmax maksimalni vertikalni pritisak točka dizalice,tr debljina rebra kranske staze,b sadejstvujuća širina rebra kranske staze.

btP

r

maxy

⋅⋅ϕ

=σ

Raspodela napona σy od lokalnog pritiska točka dizalice

Veličina sadejstvujuće širine b direktno zavisi odnačina veze šine za gornji pojas kranske staze i iznosi:kada je šina kruto zavarena za gornji pojas:

kada je šina slobodno oslonjena na gornji pojas:

gde je: Iu moment inercije zajedničkog preseka šine i gornjeg pojasa nosača dizaliceIp moment inercije gornjeg pojasaIš moment inercije šine.

3r

u

tI15,1

3,01b

⋅⋅=

3r

šu

tII15,1

3,01b

+⋅⋅=

Načini veze šine:

a) kruto zavarena

b) slobodno oslonjena

Napon σy treba proveriti na spoju gornje nožice i rebra. Priovome se javlja i odgovarajući napon smicanja:

Prema švajcarskim preporukama za proračun kranskih stazasadejstvujuća širina b može se dobiti iz izraza:

gde je I momenat inercije ukupnog preseka sastavljenog odgornjeg pojasa i šine kada je šina uključena u noseći preseknosača, a ako šina nije uključena u noseći presek nosača I jezbir momenata inercije gornjeg pojasa i šine.

yyz 2,0 σ⋅=τ

3rtI2,3b ⋅=

Dimenzionisanje jednozidnih kranskih staza je složen zadatak jerusled vertikalnih i horizontalnih sila koje se preko šine uvode u nosač nastaje koso savijanje i torzija u nosaču. Uticaj torzije se još dopunski povećava eventualnim ekscentričnim opterećenjemod točka. Zbog ekscentričnog delovanja opterećenja od bočnihudara dizalice Hb u kranskoj stazi se javlja torzioni momenat MT = Hb·e. Može se aproksimirati da momenat savijanja od vertikalnihsila Mx prima ceo poprečni presek zajedno sa šinom, a gornjipojas kranske staze uz to treba proveriti i na momenat My oddejstva bočnih udara.

u tački 1 u tački 2

gde je Wy,p otporni momenat gornjeg pojasa, uz eventualno učešćerebra, oko y-y ose.

Idop

1x

x

WM

σ≤=σ IIdop

p,y

y

2x

x

WM

WM

σ≤±=σ

Pri većim rasponima kranskih staza, ne može se prijem horizontalnihsila ostvariti na ovakav način, pa se gornji pojas prihvata spregom zabočne udare. Sile bočnog udara Hb u ovom slučaju izazivaju momenatsavijanja My :

U tom slučaju kontrola napona u gornjem pojasu kranske stazesprovodi se prema izrazu:

gde je: Ap površina poprečnog preseka gornjeg pojasa I eventualno delarebra kranske staze;Wy,p otporni momenat poprečnog preseka gornjeg pojasa i eventualnodela rebra kranske staze.

p,y

y

x

x

p WM

WM

AO

++=σ

5H

M by

λ⋅≈

Dejstvo bočnih udara Hb na kranske staze sa spregom za bočneudare

Pri dimenzionisanju nosača dizalicaobavezno se proverava i vrednost ugiba. Uobičajeno maksimalni ugib ne sme daprekorači vrednost L/600 do L/1000, štozavisi od tipa dizalice i njene korisnenosivosti.

Oslanjanje kranskih staza

Oslanjanje kranskih staza sistema proste grede

Bočno oslanjanjekranske staze na stub

Kranske šine

Točkovi sa vencema) sa nepokretnom osovinom točkab) osovina se okreće zajedno sa točkom

Točkovi sa horizontalnim valjcima-vođicama

Poprečni preseci kranskih šina

Pri montaži šina moraju se ispoštovatisledeće tolerancije:Visinsko odstupanje u poprečnom pravcuizmeđu šina Δh < LD/1000;Visinska razlika kota gornje ivice šine izmeđudva susedna oslonca Δh < l/1000;Razmak osovina šina ΔLD < ±10 mm;Rastojanje osovine šine od osovine rebrakranske staze Δe < tr ili 15 mm.

Veza kranske šine za kransku stazu

Veza šine pomoću patentiranih klema

Oblici izvođenja montažnih nastavaka šina

Odbojnici na kranskimstazama

Konstrukcija odbojnika na kraju kranske staze

Vrste odbojnika

Konstrukcija odbojnika zajedno sa nosačem i delom kranske staze na prepustu

Nosači jednošinskih dizalica(monorej staze)

Kod jednošinskih (monorej) kranskih staza mačka(vitlo) ide po donjem pojasu nosača, te je donji pojasosim globalnog savijanja opterećen i lokalnimsavijanjem od točka. Kako je obično rastojanjetočkova veoma malo, pri proračunu presečnih sila, može se računati da je nosač opterećen samojednom koncentrisanom silom. Nosači monorejanajčešće se rade statičkog sistema proste grede, oslonjeni o krovne nosače, a mogu se izvoditi i kaokontinualni nosači. Najčešće se upotrebljavajunormalni valjani I profili.

Pri proračunu presečnih sila jedne monorej staze treba uzeti u razmatranje sledeća opterećenja:linijsko jednakopodeljeno opterećenje od sopstvene težine monorejstaze i instalacija dizalice g;koncentrisano opterećenje P od mačke i tereta;horizontalno opterećenje Hb od bočnih udara;opterećenje u pravcu nosača od kočenja dizalice Hk.

Lokalno savijanje donje nožice od pritiska točka

2xyyx

2y

2xu 3 τ⋅+σ⋅σ−σ+σ=σ

Postupci proračuna za obuhvatanjelokalnog savijanja nožice monorej staza

Analitičke izraze koje je izveo Ernst za normalnenapone u nožici, na osnovu modela od ukrštenihštapova, modifikovani su na osnovu sprovedeneanalize po teoriji ploča za uklještenu ivicu:

i za slobodnu ivicu:

Gornji predznak važi za gornju ivicu, a donjipredznak za donju. U gornjim izrazima tα je debljinanožice na mestu priključka za rebro, a t1 naslobodnoj ivici. Pri konstantnoj delbjini nožiceumesto tα i t1 uzima se srednja debljina nožice t. Formule predpostavljaju položaj opterećenja u blizinislobodne ivice (c/a = 0.85).

2yx2yt

´P84,0 ;t

´P80,2αα

⋅ϕ⋅±=σ⋅μ=σ

⋅ϕ⋅±=σ

( ) 0 ;t

´P80,160,1 y21

x =σ⋅ϕ

⋅−±=σ

Označavanje odstojanja nanožicama

Analitičke izraze za normalnenapone od savijanja dužuklještenja nožica, koji sutakođe zasnovani na modelu odukrštenih štapova dao jeSahmel. U zavisnosti ododnosa položaja točkova c/a i dijagrama određuje se sadejstvujuća dužina nožice l tese onda za nju sračunavaotporni momenat W jednogfiktivnog konzolnog nosača dužpreseka nožica-rebro:

WM ;RcM ;

6tlW y

2±=σ=

⋅=

Određivanje efektivne dužine l

Za proračun Sahmel usvaja istu vrednost, mada jetakođeispravno i:

Za nožicu promenljive debljine preporučuje se proračun sazamenjujućom debljinom nožice na osnovu koje se sračunavaotporni momenat zamenjujućeg konzolnog nosača:

Prema švajcarskim preporukama za proračun kranskih stazalokalno savijanje nožice monorej staza obuhvata se momentom savijanja P'a na odstojanju a od tačke delovanjapritiska točka. Ovaj momenat savijanja može se aproksimativno raspodeliti u pravcu rebra na dužini od 2.2a. Poprečni i podužni normalni naponi koji se javljaju usledraspodele momenta savijanja imaju isti intenzitet:

yyx 30,0 σ⋅±=σ⋅μ=σ

11 t

tt24,024,1 ⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅−

α

xay σ=σ

Određivanje efektivne dužine rebra

Načini veze monorej staze za glavnu noseću konstrukciju