Коробчатые ездовые балки с рельсом посередине пояса

По этой схеме обычно изготавливают главные балки отече­ственных мостовых кранов. Привлекательность этой конструкции в основном связана с минимальными требованиями к точности установки рельса относительно оси балки. Смещение рельса на ±20 % ширины пояса не вызывает заметных изменений напряженного состояния балки (в отличие от балок с рельсом над стенкой). Это свойство позволяет легко обеспечивать прямолинейность и колею подтележечного пути даже при весьма значительных сварочных поводках балки.

В балках такого типа нагрузка от колеса прикладыва­ется к рельсу, который закрепляют на верхнем поясе при­варенными планками (рис. 13.21, а) или болтовыми при­жимами. Крепление рельсов накладками с помощью бол­тов (рис. 13.21, б) обычно используют на интенсивно экс­плуатируемых балках. Для разгрузки верхнего пояса от местных напряжений рельс можно разместить на попе­речных пластинах, приваренных к поясу над диафрагма­ми. В них же размещаются пазы для головок болтов (рис. 13.21, в). В этом случае расчет балки на местное дав­ление не производится.

При проектировании ездовых балок с рельсом посере­дине пояса необходимо обеспечить прочность рельса и диа­фрагм, а также сопротивление усталости пояса.

1. Рельс выбирают в зависимости от нагрузки на колесо по рекомендациям [11]. Рельс лежит на верхнем поясе, но опорами для него служат диафрагмы, поэтому рельс сле­дует проверить на прочность при изгибе между соседними диафрагмами по условиям (7.1) или (7.3). Действующиенапряжения в рельсе стоящие в левой части этих неравенств, при расположении колеса между диафрагмами (рис. 13.22, а, поз. 1) вычисляются по нагрузкам II расчетного случая (п. 6.1) по формуле

(13.29)

где a — расстояние между диафрагмами; — меньший из двух моментов сопротив­ления сечения рельса относительно горизонтальной оси. В формуле (13.29) индексы ДН и ПС опущены, так как они относятся только к методу определения действующей нагрузки . Если на балке нет стыков рельса, то , в противном случае . При расчете грузоподъемных машин в условии (7.1) коэффициент , а в (7.3) произведение коэффициентов равно 0,7; 0,5; 0,4; 0,3 соответственно для групп режима АЗ; А4 — А5; А6 — А7; А8. Предел текучести для крановых рельсов , для железнодорожных термообработанных рельсов типов Р50,

Р65 и Р75 , для остальных - .

Расчет рельса на прочность можно выполнить как про­верочный или как проектировочный, находя из него требу­емое расстояние между диафрагмами а. Если оно получается существенно меньше рекомендованного в п. 13.1, то ус­танавливают дополнительные малые диафрагмы высотой .В балках этого типа рекомендуется иметь длину панелей верхнего пояса .

2. Диафрагму обычно приваривают к поясу. При этом свар­ной шов должен быть рассчитан на прочность. Максималь­ное значение местных сжимающих напряжений в диафраг­ме (рис. 13.22, б) при расположении колеса над диафрагмой (рис. 13.22, а, поз. 2) и вычисляют как

(13.30)

Здесь и — толщины пояса и диафрагмы; — шири­на площадки опирания рельса на пояс над диафрагмой: для крановых рельсов ,для железнодорожных и рельсов прямоугольного сечения , — ши­рина подошвы рельса.

Если сварное соединение диафрагмы с поясом под рель­сом выполнено с разделкой кромок и полным проплавле­нием корня, то это соединение рассчитывается на проч­ность и сопротивление усталости по напряжениям (13.30). Если диафрагма не приварена к поясу под рель­сом, то ее кромку следует проверить на прочность по усло­вию (7.1) или (7.3) с использованием напряжений по (13.30). В случае невыполнения условия прочности следу­ет увеличить толщину диафрагмы или поставить наклад­ки, которые привариваются к диафрагме в верхней ее час­ти под рельсом (рис. 13.22, в).

Если шов выполнен без разделки кромок, то расчет про­изводится по условию (15.2), в левую часть которого в качестве следует подставлять местные касательные на­пряжения в шве, вычисляемые по формуле

(13.31)

Велечину см. в поянении к (15.3).

3. Для обеспечения долговечности поясного листа сты­ки рельсов должны быть размещены над диафрагмами. В интенсивно нагруженных ездовых балках с крановыми рельсами рекомендуется выполнять косые стыки рельсов с накладками. Это способствует снижению динамических нагрузок на балку.

В расчетах балки на прочность местные напряжения в поясе можно не учитывать, поскольку продольные на­пряжения, совпадающие по направлению с напряжения­ми от общего изгиба, сравнительно малы и область дей­ствия местного напряженного состояния охватывает ма­лую часть сечения.