В этом типе крана (рис. 1) опрокидывающий момент уравновешивается горизонтальными реакциями колонны Н, на которую опирается поворотная часть крана.
Если Q - вес груза, G собственный вес поворотной части (без противовеса) и G0 вес противовеса, то для крана с подъемной стрелой при обозначениях, показанных на схеме (рис. 1, а) из условия равновесия моментов всех сил относительно опоры А или В получим:
груженый кран при наибольшем вылете
порожний кран при наименьшем вылете
назначением противовеса является уменьшение момента (рис. 1, б) , изгибающего колонну и опрокидывающего кран. Минимальный момент будет при , откуда получаем
Для крана с тележкой собственным весом Gm, перемещающейся с грузом Q по укосине, пользуясь обозначениями рис. 1, в, можем аналогичным путем написать:
груженая тележка на наибольшем вылете
порожняя тележка на наименьшем вылете.
Отсюда, из условия Н' = Н", получаем
Рис.1.
При повороте крана необходимо преодолеть момент сил трения Мm, который слагается из момента сил трения в цапфах колонны и трения в пяте
Цапфы крана нагружены силами 77; при диаметрах их d1 и d2 и коэффициентах трения и имеем
Если нижняя опора выполнена в виде обоймы (рис. 2, а) с роликами на вращающихся осях, то при коэффициенте трения в цапфе ролика и коэффициенте качения получаем:
Пята крана нагружена силою ; при наружном диаметре пяты d и внутреннем d0 (кольцевая пята) и коэффициенте трения имеем для приработавшейся пяты
В случае сплошной пяты . При упорном подшипнике качения
Коэффициенты трения в цапфах и пятах можно принимать при подшипниках скольжения и при подшипниках качения (условная величина, приведенная к окружности цапфы или пяты).
Диаметр верхней цапфы d1 (рис. 2, б) определяется расчетом на изгиб от момента НС и на удельное давление; прочность траверсы проверяется на изгиб в двух плоскостях.
Рис.2.
Колонна подвергается изгибу и сжатию (рис. 1, б); ее диаметр dK находится из уравнения прочности
При устройстве полых колонн их следует проверить на устойчивость.
Поворотная часть может быть снабжена цапфами (рис. 3), которые вращаются в неподвижно укрепленных опорах. Метод расчета остается прежним; при подъемных лебедках, расположенных вне крана, натяжение S подъемного каната является внешней силой и будет в одних случаях увеличивать (рис. 3, а) или ослаблять (рис. 3, б) давление на пяту V=G + Q + S, в других случаях (рис. 3, в) - уменьшать давление на подшипники, главным образом на верхний подшипник. В схемах рис. 3, а, б подъемный канат должен проходить точно по оси вращения крана через полую цапфу (на рис. 3, а, б подъемный канат показан сдвинутым), для того чтобы оставаться неподвижным при вращении укосины.