Ogólne informacje
Zgodnie z obecnym stanem techniki istnieją dwa systemy do realizacji bocznego prowadzenia kół podsuwnicowych. Kołnierze są stosowane w lekkich i średnich suwnicach. W tym przypadku boczne prowadzenie następuje poprzez szlifowanie kołnierza na szynie. Zaletą tej metody jest prosta konfiguracja. Poza kołem z obrzeżem i szyną suwnicy nie są potrzebne żadne dodatkowe urządzenia techniczne do bocznego prowadzenia suwnicy. Wadą tej metody jest zużycie występujące na kole i szynie. Rysunek 01 przedstawia wirnik z obrzeżem na szynie KS.
Drugim rozwiązaniem jest zastosowanie bocznych rolek prowadzących. W takim przypadku samo koło podsuwnicowe nie musi mieć kołnierza; może poruszać się swobodnie na boki po szynie suwnicy, z wyjątkiem tarcia. Jeżeli obrzeża kół są nadal obecne, służą one tylko jako zabezpieczenie przed wykolejeniem. Nieuniknione przekrzywienie żurawia jest hamowane przez boczne rolki, które znajdują się albo w położeniu kół żurawia, albo przed lub za osiami żurawia. Zaletą tego rozwiązania są znacznie mniejsze siły prowadzące, ponieważ boczne rolki prowadzące są zawsze dociskane do szyny suwnicy za pomocą sprężyny. Podobnie zużycie bocznych rolek prowadzących i koła dźwigu jest znacznie mniejsze. Jednak ten rodzaj prowadzenia bocznego wymaga pewnej przestrzeni montażowej obok szyny suwnicy i prowadzi do wyższych kosztów zakupu. Rysunek 02 przedstawia prowadzenie za pomocą bocznych rolek prowadzących na szynie KS.
Wyznaczanie sił na podstawie skosu
Odchyłki wymiarowe, zużycie i luz w prowadnicach bocznych prowadzą do przekrzywienia żurawia. W tym przypadku pomiędzy osiami suwnicy a osią jezdni powstaje kąt poślizgu α (patrz Rysunek 03).
Na wielkość poziomych sił reakcji od skosu mają wpływ różne warunki brzegowe. Poza rodzajem prowadzenia bocznego decydujące znaczenie ma położenie prowadnicy i układ podwozia kół żurawia. Wymiary suwnicy, położenie środka ciężkości i suma wszystkich obciążeń kołem również wpływają na wielkość sił skośnych. Rysunek 04 przedstawia cztery warianty obliczeniowe i wynikające z nich poziome siły reakcji wraz z osiowaniem.
Producenci żurawi zawsze podają w kartach katalogowych żurawi informacje o bocznych siłach prowadzących. Jeżeli w momencie wymiarowania dźwigara producent suwnicy nie jest jeszcze znany, siły poprzeczne dla suwnic pomostowych można wyznaczyć w uproszczony sposób zgodnie z DIN EN 1991-3, rozdział 2.7.4 [1].
Przykład i dane wejściowe w CRANEWAY
W związku z tym artykułem technicznym firma ABUS Kransysteme uprzejmie dostarczyła nam kartę katalogową suwnicy dwumostowej (ZLK) o udźwigu 10 t. Suwnica jest prowadzona jednostronnie za pomocą bocznych rolek prowadzących. Rysunek 05 przedstawia oddziaływania obciążenia zgodnie z DIN EN 1991-3 w formie tabelarycznej. Poniżej tabeli znajduje się schematyczne przedstawienie dźwigu z góry ze wskazaniem strzałek i oznaczeń obciążeń.
W przypadku wymiarowania ekonomicznego szczególne znaczenie ma przyłożenie bocznych sił prowadzących (jak również innych poziomych sił masowych) w odpowiednim kierunku i na prawym dźwigarze. W programie CRANEWAY obciążenia można zdefiniować dla dźwigara z maksymalnymi obciążeniami kołem i dla dźwigara z minimalnymi obciążeniami kołem. Należy przy tym uwzględnić kierunek ruchu żurawia i oznaczenie kół żurawia, a także dodatni kierunek odpowiedniego obciążenia, zgodnie z ustawieniem strzałek obciążenia na rysunku. Rysunek 06 przedstawia siłę skosu S i związane z nią siły poziome HS na oś żurawia.
Wyświetlane wartości są określane w następujący sposób.
Dźwigar o W-min:
Sd = γQ ⋅ S = 1,35 ⋅ 12,80 = 17,28 kN
HS,min,2,d = γQ ⋅ HS,min,2 = 1,35 ⋅ 3,10 = 4,18 kN
HS,min,1,d = γQ ⋅ HS,min,1 = 1,35 ⋅ -0,20 = -0,27 kN
Dźwigar o W-max:
HS,max,2,d = γQ ⋅ HS,max,2 = 1,35 ⋅ 10,50 = 14,17 kN
HS,max,1,d = γQ ⋅ HS,max,1 = 1,35 ⋅ -0,60 = -0,81 kN
Podsumowanie
W przypadku torów podsuwnicowych nie można uniknąć sił skośnych. Jednak przy odpowiednim doborze prowadnic bocznych można znaleźć ekonomiczne rozwiązania dla danego przypadku zastosowania. Wymaga to jednak prawidłowego przyłożenia bocznych sił prowadzących. Wkład ten ułatwia użytkownikowi pracę z CRANEWAY.