Типы конструкций портальных кранов в основном зависят от устройства поворотной части, которая может вращаться на поворотной колонне или опираться на поворотный круг, уложенный на портале, и от типа стрелового устройства. Современные тенденции образования крановых металлических конструкций с помощью малого числа крупных элементов коробчатого сечения проявились в конструкциях портальных кранов в наибольшей степени. Основными узлами.металлических конструкций портальных кранов являются стрелы, колонны (каркасы) и порталы (полупорталы). В зависимости от конструкции стрелового устройства стрелы могут быть прямые или шарнирно сочлененные с гибкой или жесткой оттяжкой. Прямые стрелы легче шарнирно сочлененных. Применение легких металлов снижает массу стрел до 50 % и тем рациональнее, чем больше их длина. При этом целесообразны конструкции смешанного типа, у которых из алюминиевых сплавов выполняется лишь верхняя часть стрелы. Применение низколегированных сталей со значением предела текучести в 1,5 раза большим, чем у углеродистой стали, может дать снижение металлоемкости стрел на 15-20 %.
Схемы стреловых систем, состоящих из шарнирно сочлененных стрелы, хобота и оттяжки
Шарнирно сочлененные стреловые устройства состоят из стрелы, хобота и оттяжки. Оттяжка может быть жесткой (фермой) трубы или коробчатого сечения, а также гибкой (канатной). Стрела и хобот представляют собой, как правило, листовые коробчатые конструкции переменного сечения по длине. Для хоботов, а при больших вылетах и для стрел рациональна шпренгельная система. В зависимости от конструкции поворотной части крана нагрузки на портал передаются через колонны или каркасы. Колонна обычно имеет листовую конструкцию, чаще прямоугольного сечения, а иногда круглого. Каркасы бывают раскосной и безраскосной (рамной) конструкции из элементов коробчатого сечения. Схема портала (полупортала) зависит от назначения и параметров крана. База крана назначается из конструктивных соображений в зависимости от размеров поворотной части, числа ходовых колес и допустимого давления на колесо и проверяется из условий устойчивости. Высота порталов (полупорталов) определяется условиями производства работ и обеспечением видимости крановщику, например, у портовых и судостроительных кранов при обслуживании крупных судов порталы снабжают надстройками башенного типа, а у полупорталов прибегают к изогнутой форме ригеля илы к надстройкам на нем. Конструктивно порталы выполняются в настоящее время листовыми Коробчатые порталы благодаря жесткости коробчатого профиля во всех направлениях не нуждаются в решетках в боковых гранях, а иногда и в затяжках. Для коробчатых конструкций нередко используются гнутые и штампованные элементы, что дополнительно упрощает и удешевляет изготовление.
Порталы коробчатого типа
Исследования оптимальных параметров конструкций выполнялись раздельно для стреловых устройств и для порталов, чему посвящено много работ. Если оптимизируются элементы существующей конструкции при сохранении технологии ее изготовления, то критерием оптимальности служит вес конструкции; если конструкция новая – то себестоимость изготовления, а наиболее точно – приведенные затраты. При этом дополнительными критериями могут быть пологость траектории груза при изменении вылета и др.