Тормозные конструкции подкрановых балок

Тормозные конструкции подкрановых балок — элементы для восприятия горизонтальной нагрузки от торможения мостового крана, представляющие собой вертикальные или горизонтальные стальные листы, привариваемые к подкрановым балкам. ГК «СтилКонстракшн» с 2020 года проектирует и изготавливает тормозные конструкции для промышленных зданий со ст кранами грузоподъёмностью от 3,2 до 50 тонн. Завод в Брянске площадью 5000 м² оснащён плазменной резкой для раскроя листа толщиной до 30 мм и сварочным оборудованием для приварки тормозных конструкций к балкам. Команда из 14 специалистов выполнила 65+ объектов, изготовив тормозные конструкции для кранов с нагрузкой от торможения до 8 тонн.

Типы тормозных конструкций

Тормозные конструкции подразделяются по схеме расположения и способу восприятия нагрузки:

• Вертикальные тормозные листы — стальной лист толщиной 10–20 мм, высотой 300–600 мм, приваренный вертикально к боковой грани подкрановой балки. Лист воспринимает горизонтальную нагрузку от торможения через изгиб в вертикальной плоскости. Применяются для кранов грузоподъёмностью 3,2–20 т при нагрузке от торможения 0,8–4 т. Лист приваривается по трём кромкам (нижняя, верхняя, боковая) угловыми швами катетом 6–10 мм.
• Горизонтальные тормозные листы — лист толщиной 12–25 мм, шириной 200–400 мм, приваренный горизонтально к верхнему поясу подкрановой балки. Лист воспринимает нагрузку от торможения через изгиб в горизонтальной плоскости. Применяются для кранов 20–50 т при нагрузке от торможения 4–8 т. Лист приваривается по двум продольным кромкам швами катетом 10–14 мм.
• Тормозные конструкции с рёбрами жёсткости — вертикальный лист, усиленный горизонтальными рёбрами жёсткости из листа 8–12 мм с шагом 800–1200 мм. Рёбра повышают жёсткость тормозного листа на 40–60%, снижают прогиб под нагрузкой. Применяются для кранов группы А6–А7 (тяжёлый режим работы) с нагрузкой от торможения 5–8 т.
• Тормозные фермы — решётчатая конструкция из уголков 50×50–100×100 мм, устанавливаемая между двумя подкрановыми балками для восприятия нагрузки от торможения и передачи её на колонны. Применяются в зданиях с двумя кранами, работающими на одних путях (суммарная нагрузка от торможения 8–12 т). Ферма высотой 1,5–2,5 м устанавливается с шагом 6–12 м.

Тип конструкции	Грузоподъёмность, т	Нагрузка торможения, т	Толщина, мм	Цена, руб/м
Вертикальный лист	3,2–20	0,8–4	10–16	от 2 800
Горизонтальный лист	20–50	4–8	16–25	от 4 200
С рёбрами жёсткости	20–50	5–8	14–20	от 5 600
Тормозная ферма	20–50 (2 крана)	8–12	уголки 75–100	от 8 500

Технология изготовления

Производство тормозных конструкций включает:

1. Раскрой листового металла — тормозные листы вырезаем из стали С245 или С345 толщиной 10–25 мм на станке плазменной резки с ЧПУ. Точность реза ±1 мм. Для кранов группы А6–А7 (тяжёлый режим работы) применяем сталь С345, что снижает толщину листа на 20% при той же несущей способности.
2. Разметка и сверловка отверстий — в горизонтальных тормозных листах для кранов с электрическим приводом торможения сверлим отверстия диаметром 18–24 мм для прохода кабелей питания тормозов крана. Отверстия располагаем с шагом 3–6 м (в местах установки тормозных электромагнитов на кране).
3. Изготовление рёбер жёсткости — рёбра вырезаем из листа 8–12 мм, длиной равной высоте тормозного листа (300–600 мм). Рёбра привариваем к тормозному листу на заводе (до приварки листа к балке) или на монтаже (после установки листа на балку).
4. Приварка тормозной конструкции к балке — тормозной лист устанавливаем на подкрановую балку, выравниваем по вертикали (отклонение не более 3 мм на высоте 500 мм), прихватываем с шагом 500 мм. Сварку выполняем полуавтоматом MIG/MAG (проволока Св-08Г2С, режим 200–240 А). Катет шва: 6 мм для листов толщиной 10–12 мм, 8 мм для листов толщиной 14–18 мм, 10–12 мм для листов толщиной 20–25 мм. Сварщики с аттестацией НАКС. Контроль: ВИК 100%, УЗК швов при нагрузке более 5 т.
5. Контроль геометрии — проверяем вертикальность тормозного листа (отклонение не более ±3 мм), прямолинейность верхней кромки листа (служит упором для колёс крана, отклонение не более ±2 мм на длине 10 м), высоту листа над уровнем рельса (280–320 мм для кранов с диаметром колеса 250–400 мм).
6. Антикоррозионная защита — дробеструйная обработка до степени Sa 2½, грунтовка ГФ-021 (60 мкм), эмаль ПФ-115 (100 мкм). Верхняя кромка тормозного листа (зона контакта с колёсами крана) окрашивается эпоксидной эмалью повышенной износостойкости.

Расчёт нагрузки от торможения

При расчёте тормозных конструкций определяем горизонтальную нагрузку от торможения крана по СП 70.13330.2012:

• Торможение тележки крана — горизонтальная сила H₁ = 0,1 · (Q + Gтележки) · k₂, где Q — грузоподъёмность крана, Gтележки — вес тележки (обычно 20–30% от грузоподъёмности), k₂ = 1,1–1,2 — динамический коэффициент. Для крана 20 т H₁ = 0,1 · (20 + 6) · 1,15 = 3,0 т. Нагрузка распределяется на два тормозных листа (по одному на каждой подкрановой балке), на один лист приходится 1,5 т.
• Торможение моста крана — сила H₂ = 0,05 · Gкрана = 0,05 · 18 = 0,9 т (для крана 20 т массой 18 т). Нагрузка также распределяется на два тормозных листа, на один лист 0,45 т.
• Суммарная нагрузка — H = H₁ + H₂ = 1,5 + 0,45 = 1,95 т на один тормозной лист. С учётом коэффициента надёжности γf = 1,2 расчётная нагрузка Hрасч = 1,95 · 1,2 = 2,34 т.
• Напряжения в тормозном листе — тормозной лист работает как консольная балка (защемлённая по трём кромкам). Максимальный изгибающий момент M = H · h / 2 (где h — высота листа). Для листа высотой 500 мм M = 2,34 · 0,5 / 2 = 0,585 т·м. Напряжения σ = M / W ≤ Ry, где W — момент сопротивления сечения листа. Для листа толщиной 12 мм, длиной 6 м W = 6000 · 12² / 6 = 144 000 мм³ = 144 см³, напряжение σ = 58 500 / 144 = 406 кг/см² = 41 МПа (запас 6).
• Прогиб тормозного листа — проверяем по предельно допустимому значению h/150 = 500/150 = 3,3 мм. Прогиб листа f = H · h³ / (3 · E · I), где I — момент инерции сечения листа. Для листа толщиной 12 мм I = 6000 · 12³ / 12 = 864 000 мм⁴, прогиб f = 2340 · 500³ / (3 · 2,1·10⁵ · 864 000) = 0,54 мм (допустимо 3,3 мм).

Области применения

Тормозные конструкции применяются во всех зданиях с мостовыми кранами:

• Механосборочные цеха — вертикальные тормозные листы толщиной 12–14 мм для кранов 5–10 т. Нагрузка от торможения 1,2–2,5 т. Листы привариваются к подкрановым балкам до 6 м на заводе или на монтаже.
• Металлургические цеха — горизонтальные тормозные листы толщиной 20–25 мм с рёбрами жёсткости для кранов 32–50 т. Нагрузка от торможения 6–10 т. Листы привариваются к балкам на заводе, что исключает сварочные работы на высоте 12–18 м.
• Склады — вертикальные тормозные листы толщиной 10–12 мм для кранов 5–8 т. Нагрузка 1–2 т. Режим работы лёгкий (группа А3), тормозные конструкции рассчитаны на 1–2 миллиона циклов нагружения.
• Судостроительные верфи — тормозные фермы из уголков 100×100 мм для двух кранов грузоподъёмностью 32 т каждый, работающих на одних путях. Суммарная нагрузка от торможения 12 т. Фермы устанавливаются с шагом 12 м, передают нагрузку на колонны.

Для машиностроительного завода в Туле (2024 год) мы изготовили тормозные конструкции для 32 подкрановых балок длиной 12 м под краны 16 т. Нагрузка от торможения — 3,2 т на балку. Применены вертикальные тормозные листы толщиной 14 мм, высотой 500 мм. Листы приварены к балкам на заводе, что сократило срок монтажа на 4 рабочих дня. После года эксплуатации (800 000 циклов нагружения) трещин в сварных швах не обнаружено. Подробности — в портфолио.

Часто задаваемые вопросы

Для заказа тормозных конструкций подкрановых балок или консультации по расчёту свяжитесь с нами по телефону +7 (499) 350-85-45 или email sale@gk-sc.ru. Наши инженеры выполнят расчёт нагрузки от торможения, подберут оптимальную схему тормозной конструкции и подготовят коммерческое предложение. ГК «СтилКонстракшн» — производство металлоконструкций для крановых зданий с полным комплектом элементов.