Μελέτη και σχεδίαση περιστρεφόμενου γερανού 3 tons με βραχίονα

Abstract

Στην παρούσα μελέτη γίνεται στατικός υπολογισμός αντοχής του Γερανού και στην συνέχεια έλεγχος των συγκολλήσεων και επιμέρους εξαρτημάτων. Το ύψος του στύλου είναι 3 μέτρα και του βραχίονα 2.5 μέτρα. Ο γερανός είναι σταθερά συνδεδεμένος με το δάπεδο από μπετόν με κοχλίες. Η βάση του στύλου περιλαμβάνει ενισχυτικά νεύρα. Ο βραχίονας έχει την δυνατότητα οριζόντιας περιστροφής. Τοποθετείται βαρούλκο με κινητήρα ηλεκτροκίνητο που επιτρέπει την ανάρτηση των φορτίων έως και 3 τόνων με άγκιστρο που φέρει στο κάτω μέρος του. Το φορείο του βαρούλκου είναι τυποποιημένο του εμπορίου και υπάρχουν τα λεπτομερή σχέδια και χαρακτηριστικά του. Στο τέλος γίνονται τα κατασκευαστικά σχέδια του γερανού με όλες τις λεπτομέρειες και διαστάσεις. Η μελέτη ξεκινά με τις βασικές προδιαγραφές οι οποίες είναι το ύψος του στύλου το μήκος του βραχίονα και το φορτίο ανάρτησης. Γίνεται στατικός υπολογισμός των δυνάμεων που δημιουργούνται με την κατασκευή να ισορροπεί και το φορτίο να βρίσκεται στην δυσμενέστερη θέση. Υπολογίζονται οι δυνάμεις καθώς και οι ροπές που δημιουργούνται στα 3 βασικά του μέλη, το στύλο το βραχίονα και το υποστήριγμα. Έπειτα επιλέγεται μια τυποποιημένη διάσταση κυλινδρικής διατομής για τον στύλο, μια τυποποιημένη διατομή IPN για την δοκό του βραχίονα η οποία καταπονείται σε κάμψη και διαμορφώνεται μια ίδια για το υποστήριγμα για να ικανοποιήσει τις ανάγκες της κατασκευής. Η αντοχή των διατομών ελέγχεται με κατάλληλες διαδικασίες βάση των γερμανικών κανονισμών. Για τμήματα όπως η πλάκα της βάσης τα οποία φέρουν μεγάλα φορτία έχουν αρκετά μεγάλες διαστάσεις και πάχη ώστε να μην τίθεται θέμα ασφάλειας. Στην συνέχεια επιλέγονται τα κομμάτια που θα συνδεθούν με συγκολλήσεις μεταξύ τους και ελέγχονται αυτά που πρόκειται να φέρουν τα πιο μεγάλα φορτία. Οι συγκολλήσεις αυτές , είναι μεταξύ του βραχίονα και του υποστηρίγματος, του στύλου και της κεφαλής η οποία θα επιτρέψει την οριζόντια περιστροφή η πλάκα του υποστηρίγματος όπου θα τοποθετηθεί ο εξοπλισμός περιστροφής και φυσικά η σύνδεση του στύλου με την πλάκα της βάσης. Επιλέγεται δηλαδή το είδος ραφής, το μήκος αυτής και το πάχος της και γίνεται υπολογισμός καθεμιάς από αυτές στα αντίστοιχα φορτία που ασκούνται σε αυτές. Απαραίτητα εξαρτήματα που θα χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή όπως τα ρουλεμάν, επιλέγονται βάσει των απαιτήσεων της κατασκευής και αφού γίνει έλεγχος της αντοχής τους γίνεται επιλογή τυποποιημένων του εμπορίου. Το βαρούλκο της κατασκευής θα είναι έτοιμο του εμπορίου. Τέλος γίνεται η τρισδιάστατη σχεδίαση και απεικόνιση αυτών μέσω του προγράμματος solidworks και στην συνέχεια κατασκευάζονται μέσω αυτού τα λεπτομερή σχέδια των μελών αυτών. Το αποτέλεσμα της μελέτης είναι η κατασκευή ενός γερανού με βραχίονα ικανό να ανυψώσει φορτίο 3 τόνων και με δυνατότητες περαιτέρω βελτίωσης.