Viljuškari - podela i opterećenja

O kranovima Kranovi su teške mašine za prenos i dizanje tereta. Kranovi se primenjuju uglavnom kod prenosa komadnog materijala ili specijalnih sudova sa materijalom. Po konstrukciji mogu biti: •

Portalni kranovi

•

Mosni kranovi

•

Kabl kranovi

•

Derik kranovi

Portalni kranovi Portalni kranovi sastoje se od rama (portala) koji može biti fiksiran ili, što je mnogo češći slučaj, montiran na koloseku. Konstrukcija rama sastoji se od dva stuba i grede. Izrañena je od čelika, i može biti punog profila ili rešetkasta. Na gredi se nalazi čekrk (mačka) kojim se izvodi manipulacija teretom. Rukovanje kranom izvodi se električnim komandama iz kabine koja se nalazi najčešće ispod grede protala. Kod manjih potralnih kranova, rukovanje se izvodi preko kontrolnog ureñaja koji visi na kablu sa grede. Portalni kran pokriva stazu po kojoj se kreće. Operacije koje on izvodi svode se na utovar, prenos i istovar u granicama dužine staze.

Sl. 1.Primeri portalnih kranova

Kabl-kranovi Kabl kranovi su mašine koje vrše prenos tereta na veće udaljenosti u horizontalnom i vertikalnom pravcu. Oni sjedinjuju veliku nosivost sa velikim rasponima i velikim brzinama kretanja čekrka. Kabl kranovi se sastoje od dva tornja izmeñu kojih je razapeto noseće uže, po kome se kreće čekrk (mačka) koji nosi teret. Najčešće, jedan od tornjeva je snabdeven pogonskim ureñajima, dok su na drugom ureñaji za zatezanje nosećeg užeta. Konstrukciju kabl krana čine: •

dva tornja - nalaze se na krajevima područija koje je pokriveno radom kabl krana, najčešće najvišim bočnim stranama klanca i slično. Najčešće, jedan od tornjeva je snabdeven pogonskim ureñajima, dok su na drugom ureñaji za zatezanje nosećeg užeta sa tegovima.

•

noseće uže - razapeto je izmeñu tornjeva i suži kao lačnanica koja prihvata opterećenje od tereta koji se prenosi. Na njemu se nalazi čekrk (mačka) koji prihvata teret. Presek nosećeg užeta zavisi od raspona krana i njegove nosivosti.

•

vučno uže - vezano je za jedan kraj mačke i služi za horizontalno pokretanje mačke

•

uže za podizanje tereta - ide preko mačke do pogonskog dela

•

uže sa jahačima - služi kao noseće uže za vučno i uže za podizanje tereta kako ova dva ne bi slobodno visili u vazduhu.

Prema dispoziciji i konstrukciji tornjeva, kabl kran može biti sledeće konstrukcije: •

oba tornja su pokretna i kreću se po paralelnim stazama

•

oba tornja su nepokretna i u tom slučaju kran pokriva samo profil klisure

•

oba tornja su fiksna ali se mogu pomerati (naginjati) upravno na raspon krana po 15o na svaku stranu, ukupno 30o. Ovo su takozvani pendel kabl kranovi.

•

jedan toranj je fiksan a drugi je radijalno pokretan, i tada kabl kran pokriva površinu oblika isečka kruga

Na sledećoj slici, dat je šematski prikaz tri osnovna tipa konstrukcije kabl krana:

Sl. 2.Shematski prikaz tri osnovna tipa konstrukcije kabl krana

Sl. 3.Kabl-kranovi

Monoreji Pokretni čekrk (mačka) obešen o jednu šinu. Brzi, efikasni. Kapacitet nosivosti i do 150t. Mogu se kretati obešeni o prave ili zakrivljene šine.

Sl. 4.Monorej

Mosni kranovi Po svojoj konstrukciji, mosni kranovi su slični portalnim kranovima s tim da nemaju stubove i da imaju veći raspon. Mosni kranovi se kreću po šinama koji se nalaze na kranskim nosačima i opslužuju celu halu. Eventualno, kranski nosači mogu i da izlaze iz hale, ukoliko postoje odgovarajući nosači i time povećaju domet krana.

Sl. 5.Shematski prikaz mosnog krana

Sl. 6.Primeri mosnih kranova

Sl. 7.Čekrk (mačka) dizalice

Sl. 8.„Obešena“ mosna dizalica

Sl. 9.Mosna dizalica na nosaču kranske staze

Dejstva od kranova Dejstva od kranova se klasifikuju kao promenljiva, a mogu izazvati i incidentna opterećenja.

Promenljiva dejstva Normalna upotreba podrazumeva tretman opterećenja kao promenljivog po pitanju položaja i intenziteta. Ova dejstva uključuju gravitaciona (težine krana i obešenog tereta - Sl. 5), inercijalne podužne sile izazvane ubrzanjem ili usporenjem krana (sile kočenja), sile bočnih udara. Dinamički karakter opterećenja se obuhvata dinamičkim faktorima kojima se uvećavaju statička dejstva: Fk = ϕ ⋅ F , gde je: Fk –

karakteristična (proračunska) vrednost dejstva

F–

statička komponenta dejstva

φ–

dinamički koeficijent.

Saglasno domaćim standardima, dinamički koeficijent je zavisan od vrste krana i režima rada, te od vrste konstruktivnog elementa (Sl. 10).

Sl. 10.Domaći standardi – dinamički koeficijenti

Standardima EuroCode predviñen je veći broj parcijalnih dinamičkih koeficijenata (Sl. 11).

Sl. 11.Vrste dinamičkih koeficijenata prem EuroCode

Incidentna dejstva Sudari kranova, udar krana u graničnik, udar obešenog tereta u prepreku... Ova opterećenja treba obuhvatiti proračunom ukoliko nisu preduzete odgovarajuće mere zaštite.

Sheme i intenziteti opterećenja Vertikalno opterećenje monorejem ...čini sopstvena težina čekrka, obešene opreme i tereta, umnožena dinamičkim faktorom.

Horizontalno opterećenje monorejem (EN 1991-3) ...može, u odsustvu preciznijih podataka, biti usvojeno kao 5% vertikalnog uz zanemarenje dinamičkog faktora.

Vertikalno opterećenje mosnim kranom Maksimalno opterećenje jedne strane: čekrk o kojem je obešen maksimalni teret je u krajnjem položaju bližem posmatranoj strani (Sl. 12). Maksimalne sile ispod točkova krana su Qr,max, a sa Qrmax su obeležene odgovarajuće sile na drugoj strani krana.

Sl. 12.Položaj koji rezultuje maksimalnim opterećenjem jedne strane (leve)

Minimalno opterećenje jedne strane: neopterećen čekrk je u položaju maksimalno udaljenom od posmatrane strane (Sl. 13). Minimalne sile su obeležene sa Qr,min, a odgovarajuće na drugoj strani krana sa Qrmin.

Sl. 13.Položaj koji rezultuje minimalnim opterećenjem jedne strane (leve)

Vertikalno opterećenje od krana (osnovno – neumnoženo dinamičkim koeficijentom) je karakteristika krana i njegove nosivosti i daje se kao specifikacija krana od strane proizvoñača/isporučioca.

Horizontalno opterećenje mosnim kranom Domaćim standardom se predviña mogućnost delovanja dve vrste horizontalnog opterećenja (): •

bočni udar

•

sile kočenja

Sl. 14.Horizontalna dejstva – domaći standardi

Saglasno EuroCode normama (EN 1991-3) horizontalna dejstva od mosnih kranova su klasifikovana na sledeći način: •

sile izazvane ubrzanjem ili usporenjem mosnog krana

•

sile izazvane ubrzanjem ili usporenjem čekrka

•

sile izazvane bočnim pomeranjem i rotiranjem krana (normalno na pravac kretanja)

•

sile na graničnicima odgovarajuće podužnom kretanju krana

•

sile na graničnicima odgovarajuće kretanju čekrka

Ukoliko nisu definisani drugačiji uslovi, ova dejstva su meñusobno isključiva – smatra se da dva ili više njih ne deluje istovremeno.

Sile izazvane ubrzanjem ili usporenjem krana Osim podužnih sila, predviñeno je i obuhvatanje efekata asimetričnog položaja opterećenje putem uvoženja bočnog opterećenja (Sl. 15).

Sl. 15.Podužne sile kočenja i bočne sile izazvane kočenjem ili ubrzanjem

Sile izazvane ubrzanjem ili usporenjem čekrka Ukoliko je opterećenje obešeno na način da nije sprečeno ljuljanje tereta, ovo horizontalno opterećenje može biti usvojeno kao 10% sume vertikalnog opterećenja obešenog tereta i čekrka. U ostalim slučajevima se može tretirati kao analogno podužnom kretanju krana. Sile izazvane bočnim pomeranjem ili rotiranjem krana Posledica nepravilnosti geometrije.

Sl. 16.Sile izazvane bočnim pomeranjem ili rotiranjem krana

Sile na graničnicima odgovarajuće podužnom kretanju krana Incidentno udarno opterećenje.

Sl. 17.Incidentno opterećenje – udar u graničnik – podužno kretanje krana

Sile na graničnicima odgovarajuće kretanju čekrka Ukoliko je opterećenje obešeno na način da nije sprečeno ljuljanje tereta, ovo horizontalno opterećenje može biti usvojeno kao 10% sume vertikalnog opterećenja obešenog tereta i čekrka. U ostalim slučajevima se može tretirati kao analogno podužnom kretanju krana.

Zajedničko delovanje više kranova EuroCode ograničava maksimalni broj kranova čije istovremeno delovanje treba razmatrati ().

Sl. 18.Maksimalni broj kranova koji istovremeno deluju

Opterećenja viljuškarima Klasifikacija viljuškara Saglasno EuroCode-u, viljuškari se klasifikuju u jednu od 6 kategorija, saglasno njihovoj težini, dimenzijama, te nosivosti.

Vertikalna statička osovinska sila Qk je zavisna od kategorije viljuškara na sledeći način:

Dinamički karakter dejstva se obuhvata uvećanjem statičke sile dinamičkim koeficijentom: Qk ,dyn = ϕ ⋅ Qk .

Dinamički faktor φ, kojim se uvode inercijalni efekti izazvani ubrzanjem ili usporenjem, imaju sledeće vrednosti: •

φ = 1.40

za pneumatske točkove,

•

φ = 1.20

za pune točkove.

Vertikalno opterećenje se u proračun uvodi kao površinski raspodeljeno na dva kvadrata 0.2x0.2m. Horizontalno opterećenje izazvano pokretanjem ili kočenjem viljuškara usvaja se kao 30% vertikalnog (ne računajući dinamički koeficijent).