Статья о том, какой двутавр служит подвесным путем и главной балкой в цехе, где уже работает мостовой кран. Разобраны два ряда двутавров по стандартам, связь пролета с номером и граница применения подвесного пути. Подбор тали и монтаж в статью не входят. Самодельную конструкцию разбирает статья о кран-балке своими руками.
Где двутавровая балка работает в кран-балке
Двутавр в подвесной кран-балке служит и путем, и главной балкой. Путь состоит из двух балок, по нижним полкам которых катятся колеса концевых тележек. Между ними висит главная балка, а по ее нижней полке ходит тележка с талью.
Нижняя полка работает как рельс. Для нее важны ширина, толщина и состояние поверхности. Для верхней полки главным остается сжатие при изгибе, для стенки поперечная сила. Профиль, подобранный по изгибу, может не подойти по ширине полки к колесам тележки, поэтому проверяют оба условия.
Подвесные краны (однобалочные)
Весь раздел →
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 10 т пролет 9,0 м
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 10 т пролет 6,0 м
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 10 т пролет 4,5 м
Кран-балка на двутавре берет работы, которые невыгодно отдавать мостовому крану: подачу заготовок на станок, обслуживание поста или линии, второй ярус подъема на отдельном участке. Тяжелые и длинные грузы по всему цеху остаются за мостовым краном.
Серия М и нормальный стальной двутавр по ГОСТ
Для подвесных путей есть отдельная серия с индексом М. ГОСТ 19425-74 распространяется на «горячекатаные двутавровые балки для подвесных путей (М)». Нормальные двутавры выпускают по ГОСТ 8239-89. Сортамент каждого стандарта задает размеры и вес погонного метра стального двутавра. В таблице номера сопоставлены по обоим стандартам.
Таблица. Двутавры серии М и нормальные двутавры одного номера (слева серия М, справа нормальный профиль)
| Номер | Ширина полки b, мм | Толщина полки t, мм | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления Wx, см³ |
|---|---|---|---|---|
| 18 | 90 / 90 | 12,0 / 8,1 | 25,8 / 18,4 | 196 / 143 |
| 24 | 110 / 115 | 14,0 / 9,5 | 38,3 / 27,3 | 387 / 289 |
| 30 | 130 / 135 | 15,0 / 10,2 | 50,2 / 36,5 | 633 / 472 |
| 36 | 130 / 145 | 16,0 / 12,3 | 57,9 / 48,6 | 852 / 743 |
| 45 | 150 / 160 | 18,0 / 14,2 | 77,6 / 66,5 | 1420 / 1231 |
Серия М при том же номере тяжелее и жестче. У 24М момент сопротивления составляет 387 см³ против 289 см³ у нормального двутавра того же номера, то есть выше на 34 %, а вес погонного метра больше на 40 %. Начиная с номера 24 полка серии М уже, зато толще: у 24М 14,0 мм против 9,5 мм. Колесо давит на нижнюю полку сверху и изгибает ее консольные участки по обе стороны от стенки, и более толстая полка воспринимает эту нагрузку лучше.
С ростом номера выигрыш по моменту сопротивления сокращается. У номеров 24 и 30 он равен 34 %, у 36 и 45 только 15 %. Масса погонного метра при этом растет вместе с номером: 25,8 кг у 18М и 77,6 кг у 45М.
Подвесные краны (однобалочные)
Весь раздел →
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 10 т пролет 15,0 м
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 10 т пролет 12,0 м
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 2 т пролет 3,0 м
У нормальных двутавров внутренние грани полок имеют уклон от 6 до 12 %, у серии М уклон не превышает 12 %. Для номеров от 24 до 60 стандарт на нормальные двутавры содержит оговорку «не рекомендуется применять в новых разработках». Номера 18 она не касается.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Прочность и прогиб: что задает номер двутавра
Номер подбирают расчетом на прочность при изгибе и на допустимый прогиб. Для двутавра на двух опорах с грузом посередине изгибающий момент равен M = P·L/4, где P обозначает нагрузку от груза и тали, а L длину пролета. Прогиб в среднем сечении равен f = P·L³/(48·E·I), где E модуль упругости стали, а I момент инерции сечения.
Если пролет удлинить вдвое при той же нагрузке, момент вырастет вдвое, а прогиб в 8 раз. На длинных пролетах нередко ограничивает прогиб, и тогда определяющим становится момент инерции Ix.
Жесткость растет быстрее веса. От 18М к 45М вес погонного метра увеличивается в 3,0 раза, а момент инерции Ix в 18,1 раза. Для длинного пролета выгоднее более высокий профиль: он дает большую прибавку жесткости на каждый килограмм металла.
Нагрузки на колеса и на путь указывает изготовитель, а проектировщик пути берет их в расчет. Подбор двутавра под конкретную таль разобран в статье о том, какой двутавр нужен под тельфер.
Подвесные краны (однобалочные)
Весь раздел →
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 3,2 т пролет 3,0 м
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 5 т пролет 15,0 м
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 5 т пролет 12,0 м
Двутавровая балка и крановый путь рядом с мостовым краном
В промышленном строительстве подвесной путь крепится к фермам, колонны для него не нужны. Зато фермы получают добавочную нагрузку от пути, главной балки, тали и груза, и несущую способность покрытия подтверждает расчет конструкций здания. Предварительную оценку нагрузки на фермы делают до выбора профиля, проверку по выбранному номеру после него.
Главная балка висит под путем вместе с концевыми тележками, поэтому при той же отметке пути крюк оказывается ниже, чем у опорного исполнения. Высота профиля тоже опускает крюк: у 45М она равна 450 мм, у 18М 180 мм. Отметку пути согласуют с габаритами основного крана цеха, чтобы конструкции и груз не задевали друг друга.
В Казахстане владелец содержит крановые пути в исправном состоянии (п. 80 Правил № 359), и это относится к путям всего цеха. Допуски на колею, прямолинейность и горизонтальность кранового пути приведены в приложении 12 (п. 330). Приложение составлено для рельсового пути. Допуски на подвесной путь из двутавра берут из проекта и документации изготовителя.
Один пост у колонны проще закрыть консольным краном, чем тянуть путь: он не требует двух нитей пути и подвески к фермам. Зона обслуживания у него ограничена вылетом стрелы.
Граница применения подвесного пути
В ГОСТ 7890-93 ряд однобалочных подвесных кранов заканчивался на 10 тонн. Электрические краны отнесены там к группе режима работы 3К, ручные грузоподъемностью от 1 до 5 т к группе 1К. Позже этот стандарт был заменен ГОСТ 34589-2019, и актуальные параметры берут из нового документа.
Подвесные краны (однобалочные)
Весь раздел →
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 5 т пролет 9,0 м
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 5 т пролет 6,0 м
Кран мостовой однобалочный подвесной однопролётный г/п 5 т пролет 4,5 м
Для большего груза и более тяжелого режима работы рассматривают другие исполнения, в том числе краны на подкрановых путях. Предел конкретной модели указывает изготовитель.
Последствия ошибки в выборе профиля заметны сразу. Профиль, взятый по грузу без запаса по прогибу, заставляет тележку с талью скатываться к середине балки. Слишком узкая полка относительно ходовых колес дает перекос и ускоренный износ ребордов, а слишком широкая полка не пускает тележку на путь. Исправление после монтажа обходится дорого и порой требует замены балки.
Что проверить при заказе двутавровой балки
Ширина полки укладывается в диапазон тележки из паспорта тали. У серии М она растет от 90 мм у 18М до 150 мм у 45М. Балки поставляют как горячекатаный прокат, и размер полки отличается от табличного в пределах допусков стандарта, поэтому ширину замеряют на партии.
Марка стали (углеродистая или низколегированная) задает предел текучести и расчетное сопротивление металла, поэтому марку берут из сертификата на балку. Без сертификата и маркировки расчет пути теряет основание.
Длина балок серии М от 4 до 13 м, по требованию потребителя допускается длина свыше 13 м. Если нужная длина не заказана, путь длиннее набирают из нескольких балок со стыками. Стык на нижней полке принимают с минимальной ступенькой: для рельсов мостового крана Правила № 359 допускают смещение торцов не более 2 мм. Допуск на стык подвесного пути задает проект. На концах балки стоят тупиковые упоры, которые останавливают ход в крайних положениях.
