Transport - każdemu bliski
Cz. VIII. Trawersy o różnym udźwigu

W poprzednich częściach cyklu zaprezentowane zostały niektóre aspekty konstrukcji oraz wykonania trawers, takie jak zabezpieczenia przed wpływem warunków otoczenia, ilość i kształt punktów zawieszenia ładunku oraz sposób zawieszenia na haku dźwignicy.

Uwarunkowania konstrukcji trawersy ze względu na obciążenie

Elementem, który musi być brany pod uwagę podczas wyboru typu oraz przygotowania projektu konstrukcji trawersy, jest jej DOR, czyli dopuszczalne obciążenie robocze. Ciężar ładunku jest jednym z głównych czynników decydujących o wielkości sił fizycznych, które oddziałują na urządzenie podczas jego obciążenia. O ich rozkładzie decyduje z kolei sposób zawieszenia trawersy na haku dźwignicy, a także ilość i rozmieszczenie punktów zaczepienia ładunku, uzależnione z kolei od jego kształtu i gabarytów. 

Rys. 1. Trawersa Q=150kg

Rys. 2. Trawersa Q=2550kg

Siły działające podczas obciążenia stalowej belki ładunkiem generują w niej wewnętrzne naprężenia, będące pochodną sił ściskających i sił rozciągających i tnących. Najistotniejszy jest w tym przypadku tzw. moment gnący i siły tnące. Moment gnący w dowolnym przekroju belki zginanej to algebraiczna suma momentów sił zewnętrznych działających po jednej stronie (lewej lub prawej) rozważanego przekroju względem środka masy tego przekroju (Wikipedia). Naprężenia w belce stalowej mogą, w zależności od warunków zewnętrznych, ulegać gwałtownej redystrybucji, narażając ją na zgięcie, wyboczenie lub zwichrzenie, co ostatecznie zagraża stateczności konstrukcji trawersy.

Parametry (wielkość oraz rozkład) tych oddziaływań na trawersę można modyfikować poprzez odpowiedni dobór jej kształtu, a także ilość i rozmieszczenie punktów zawieszenia na haku dźwignicy oraz punktów zaczepienia ładunku. Jest to ważne przede wszystkim w przypadku trawers przeznaczonych do bardzo dużych obciążeń. 

Optymalizacja konstrukcji trawersy

 Trawersy o niewielkich udźwigach konstruowane są najczęściej w postaci pojedynczej belki stalowej wykonanej z dwuteownika, a często nawet z lekkich profili (zdj. 1, 2). Wraz ze zwiększaniem DOR takiej trawersy, konieczne jest zastosowanie bardziej wytrzymałej konstrukcji – np. dwuteownika o większej powierzchni przekroju, a tym samym cechującego się większą masą własną. Czynniki te, mające istotny wpływ na wygodę eksploatacji sprzętu oraz ogólną wydajność urządzeń dźwignicowych, sugerują stosowanie rozwiązań nastawionych na zoptymalizowanie masy i kształtu trawersy.

Rys. 3. Trawersa Q=185t

Rys. 4. Trawersa Q=570t

Jednym z takich rozwiązań jest zastosowanie konstrukcji przestrzennej. W przypadku trawers przybiera ona kształt pustej w środku skrzynki, powstałej z połączenia kilku elementów stalowych. Zastosowanie takiej budowy pozwala osiągnąć większy wskaźnik wytrzymałości, a tym samym zwiększa wytrzymałość sprzętu na obciążenia przy jednoczesnym zachowaniu jego mniejszej masy. Dla osiągnięcia większego DOR stosuje się konstrukcje skrzynkowe o jak największej wysokości, która przekłada się na większą wytrzymałość (zdj. 3, 4, 5). 

Szczególnym rozwiązaniem z zakresu trawers są rozpornice (belki rozpornicowe). Ich podstawą jest prosta stalowa belka z dwoma punktami zawieszenia ładunku oraz dwoma jej cięgnami zawieszenia na haku dźwignicy, umieszczonymi dokładnie na jej końcach. Przy takiej konstrukcji układ sił działających na trawersę redukuje się do sił ściskających trawersę, dzięki czemu może ona być wielokrotnie lżejsza w porównaniu z analogicznymi trawersami o innym rozmieszczeniu punktów zawieszenia na haku dźwignicy.

Rys. 5. Trawersa Q=125t

Na konstrukcję trawersy wpływają również czynniki takie jak np. rozkład ciężaru ładunku – inaczej rozkładają się siły działające na trawersę w jednej płaszczyźnie, inaczej przestrzennie. Rozkład sił kształtuje się różnie także w przypadku różnej ilości punktów zaczepowych – ten sam ciężar zawieszony na kilku zawiesiach pozwala na zastosowanie trawersy o lżejszej konstrukcji niż w przypadku dwóch zawiesi. 

Wybór konstrukcji trawersy

DOR trawersy to jeden z podstawowych parametrów, który determinuje jej konstrukcję. Przy wyborze bądź zamawianiu tego typu sprzętu należy przede wszystkim ocenić, czy trawersa będzie używana do konkretnego zastosowania, czy też ma być uniwersalna. Ważne są wszelkie uwarunkowania zewnętrzne jej pracy, które mogą mieć znaczenie dla opracowania sprzętu optymalnego pod względem masy i kształtu, a tym samym swojej funkcjonalności.  

Literatura:
1 – 5 Dokumentacja Przedsiębiorstwa HAK