Консольный кран в гараж

[Сергей 77]

"Поступил" вопрос - "Чем обусловлен выбор местоположения крана?"

Чуть позже сделаю фото и опишу в теме всё наглядно.

Ответил - ТУТ

[Alekseich]

Судя по фото, на трубе и поворотных кронштейнах- нет подшипников.

А по хорошему они нужны.

Как это будет реализовываться?

[Сергей 77]

@Alekseich said:
Судя по фото, на трубе и поворотных кронштейнах- нет подшипников.

А по хорошему они нужны.

Как это будет реализовываться?

Хороший вопрос, Славентия он тоже интересовал.

Не скрою, тоже так думал, но чем больше "углублялся" в эту тему, тем больше приходил к обратному выводу.

Поясню ход своих мыслей:

1. Подшипники уменьшают трение, заменяя его сопротивлением качению, но это при условии, что они размещены "правильно" - имеют постоянный контакт всех шаров (роликов) с обоими плоскостями (имеются ввиду опорные подшипники), без токарных и фрезеровочных работ это достичь весьма проблематично, я не имею доступа к "станочному парку";

2. Для размещения подшипников необходимо было добиться от сопрягающихся плоскостей (труба и кронштейны) строгой параллельности, но сварить такую деталь с минимальной погрешностью возможно только на стапеле, изготовить стапель ради одного крана не рентабельно и гораздо сложней чем сам кран;

3. Для подшипников не плохо бы сделать механизм "натяжения", для меня это тоже проблема (см. п. 1);

4. Монтаж консоли (столба) по уровню и отвесу имеет некую погрешность, а соответственно при поднятии груза и минимальном сопротивлении поворотного механизма, "стрелу" непременно будет "уводить" в какую либо сторону, значит надо будет реализовывать какой-то механизм торможения;

5. Несомненно, что подшипники минимизируют износ сопрягающихся плоскостей и продлят срок эксплуатации конструкции, но говорить об этом можно при постоянной эксплуатации крана, а при использовании его несколько раз в год подобные рассуждения даже не серьёзны;

6 Ну и в конце концов - это усложняет простую гаражную конструкцию.

Вот как-то так, полагаю, что смог объяснить свою точку зрения. Возможно я искренне заблуждаюсь, "ходовые испытания" крана всё "расставят по местам", главным критерием оценки будет служить величина прилагаемого усилия для поворота нагруженной стрелы.

[Сергей 77]

Зимой гаражным краном вообще не занимался, были другие весьма «занимательные проекты».

Двутавровый швеллер, купленный для «стрелы» ещё летом, лежал в «ракушке» в том же ГСК, а тут что-то было нужно, и я случайно наткнулся на него, время было, вот и решил доделать кран.

Для начала решил «срастить» с двутавр с трубой, для чего сделал в торцах два круглых отверстия и вырезал болгаркой середину швеллера между ними (фото процесса нет, но чтобы было понятно о чём «говорю», проиллюстрирую более «поздней» картинкой):

.

Подобное крепление трубы в двутавре даёт уверенность, что в ходе эксплуатации ни чего не оторвётся и груз не рухнет.

Отверстия сделал «внатяг», что позволяло перемещать балку по трубе (выше-ниже) только с помощью молотка, это очень удобно при «примерки» - всегда можно подкорректировать высоту «стрелы» и оценить наглядно, что вышло.

После недолгих, но весьма трудозатратных манипуляций с перемещением «стрелы» по высоте относительно трубы, пришёл к выводу, что самое верхнее положение является наиболее функциональным и приемлемым для меня:

(пусть Вас не смущает небольшой перекос стрелы относительно вертикального столба, на момент «примерки» у меня нашлась только шпилька диаметром 18 мм., а все отверстия «заложены» под 20-ю)

Вот ведь незадача - «классический» кран-укосина имеет несколько иные принципы построения, чем задумал я. Как правило, над «стрелой» располагается «растяжка», отвечающая за перераспределение нагрузки и тем самым поддерживая «стрелу» от изгибания, в то же время под «стрелой» всё место свободно, что позволяет беспрепятственно перемещать груз:

В поиске решения выхода из сложившейся ситуации, я снова «обратился» к «интернету».

Оказалось, что «промышленный» дизайн подобных кранов вполне «отвечает» моим «хотелкам»:

Нижняя «косынка» не так уж и много «съедает» полезного места.

Решено – подобный вариант возьму за основу моего будущего крана.

[Сергей 77]

Так как высота «стрелы» определена, для начала обварил двутавр на трубе и приварил в верхней части опорную шайбу толщиной 5 мм.:

Для чего шайба?

Напомню, что на данном этапе я отказался от подшипников, а шайба позволит распределить нагрузку на кронштейны столба, тем самым предотвратив их от быстрой механической выработки и несколько «разгрузит» крепёжную шпильку (я так думаю).

Далее, из обрезка какого-то уголка с толщиной стенки 5 мм., я вырезал и согнул будущий торец «косынки»:

По моим задумкам, выглядеть это будет как-то так:

В нижней части трубы я тоже оставил место под шайбу.

Найти кусок металла на саму «косынку» не удалось, но зато был обрезок полосы толщиной 8 мм., из него я и решил изготовить необходимый элемент:

Далее «примерка» и «подгонка» элементов:

С последующей «обваркой»:

[Сергей 77]

У 90% консольных кранов, увиденных мной в «сети» на «стреле» присутствовал подобный элемент:

Вдаваться в «подробности» для чего нужно это ребро жёсткости я не стал, ибо наверняка это отняло гораздо больше времени, чем изготовление, посему просто решил внести элемент в конструкцию.

Из обрезка выпилил незатейливую форму:

И соответственно вварил с обеих сторон стрелы:

Основная конструкция готова.

В нижней части, на трубу я пока наваривать шайбу не стал – посмотрю после «примерки».

[Сергей 77]

Так как процесс поиска крепёжной шпильки "колонны" и «стрелы» крана для «генеральной примерки» несколько затянулся, то пока решил изготовить «заглушку» на переднюю часть «стрелы».

Для этого отрезал 2-ва куска уголка и сварил их между собой. Далее разметил и просверлил в полученной детали отверстия для крепления к двутавру:

«Перенёс» отверстия на двутавр и нарезал резьбу:

«Черновой» вариант торцевой заглушки «стрелы» в собранном виде:

[Сергей 77]

Шпильку по прежнему не нашёл, но зато обнаружил в «закромах» пару болтов подходящего сечения (20 мм.):

Так как шпилька нужна только для фиксации «стрелы» от горизонтального смещения, а не для стягивания конструкции, то решил просто вставить болты в трубу с обеих сторон, диаметры впритык, так что болты сами по себе не вываливаются.

Водрузил «стрелу» на колонну:

Ну и общий вид получившейся конструкции:

Хорошо, что не стал приваривать на нижнюю часть трубы опорную шайбу, так как выявился люфт между трубой и кронштейнами колонны, что давало вертикальный «ход» около 1 см. на вылете «стрелы» 2 м.. Пришлось снова снять «стрелу» и подложить сталистую шайбу толщиной примерно 1 мм., после чего люфт практически полностью исчез, правда и «стрела» стала поворачиваться значительно трудней, но смажу и со временем притрётся.

"Стрела" встала хорошо - чётко в "горизонт".

Зазор между стеной гаража и «стрелой» в «сложенном» состоянии позволяет свободно разместить любую таль:

На данном этапе конструкцию не красил - не имеет смысла, так как предстоят «ходовые» испытания – проверка «стрелы» на прогиб весом, после этого приму решение оставить конструкцию так как есть или внести изменения.

[Alekseich]

А если вырезать прокладку под шайбу из пластиковой бутылки?

Она и тонкая, и когда сработается- притрется уже шайба.

Да и смазать плюс ко всему можно будет.

И не исключаю, что скрипа не будет (по крайней мере первое время).

[Сергей 77]

@Alekseich said:
А если вырезать прокладку под шайбу из пластиковой бутылки?

Она и тонкая, и когда сработается- притрется уже шайба.

Да и смазать плюс ко всему можно будет.

И не исключаю, что скрипа не будет (по крайней мере первое время).

Сейчас поворотный узел на столько "впритык", что лезвие бритвы не везде подсунешь, оставлю всё как есть, только смажу перед тестом с грузом, если нагруженная "стрела" будет очень туго поворачиваться, тогда буду думать.

Планирую постепенно нагружать конец стрелы и наблюдать как кран себя "ведёт", "разумным" конечным весом считаю 500 кг.

[Сергей 77]

И так, как и обещал, возвращаюсь к вопросу - "Чем обусловлен выбор местоположения крана?"

1. В первую очередь (на мой взгляд) кран в гараже необходим при демонтаже/установки двигателя автомобиля. Не всегда возможно отсоединить/подсоединить какие-либо компоненты из под капота автомобиля, производить подобные операции лёжа под машиной тоже не всегда удобно, дабы сделать подобный труд максимально комфортным, существуют подъёмники, в гараже подъёмник заменяет смотровая яма и было бы логичным разместить кран в зоне проведения работ.

2. Смотровая яма в моём гараже начинается от ворот и идёт вглубь гаража, имеет длину 3 м., а следовательно если над ней стоит автомобиль (мой, например, около 4,5 м. в длину), то попасть в яму и проводить манипуляции под моторным отсеком я могу только загнав машину задом в гараж, следовательно зона работ будет в р-оне ворот.

3. Въезд в гараж смещён относительно центра гаража, соответственно одна стена получается «бестолковой» - машина не позволяет разместить вдоль или на стене что-либо полезное (неудобный доступ), так почему не занять это место краном?

4. Гараж имеет односкатную крышу с уклоном к задней части, максимальная высота потолка у ворот, соответственно и стрелу крана можно поднять выше (мало ли какой груз придётся поднимать/снимать, например бетономешалку в пикап).

5. При данном расположении несущей колонны крана её было достаточно просто «привязать» к ранее заложенным/спроектированным элементам перекрытия.

6. При данном расположении колонны и умеренной длине стрелы «рабочая зона» перекрывает почти всю смотровую яму, позволяет выгрузить/загрузить груз с платформы прямо в середине проёма ворот.

7. Кран позволяет без напряга опускать/поднимать груз из подвала/ в подвал (хоть мешки картошки, хоть двигатели), а в подвале у меня планируется складик, дабы не захламлять в гараже полезную рабочую площадь.

Вот для наглядности «набросал» схему гаража (розовым выделена рабочая зона крана):

Вот для наглядности фото, правда получились не ахти какие – пришлось отключить лампу у «стрелы», так как засвечивала кадры, да и батарейки в фотоаппарате «садились». Если присмотреться, то видно, что к "стреле" прикреплена стропа, эмитирующая трос тали.

Работа крана над ямой в р-оне предполагаемого моторного отсека:

Возможность крана забрать груз прям из створа ворот (ворота ещё не расширил, но будущие контуры видны):

Опуск/подъём грузов в подвал/из подвала:

Полагаю, тема "выбора места" раскрыта.

[Юрий Везунчик]

А в подвижную часть пресмасленки врезать , дабы масло нагнетать ?

[Сергей 77]

@Юрий Везунчик said:
А в подвижную часть пресмасленки врезать , дабы масло нагнетать ?

Трущиеся части это плоскости шайб и кронштейнов столба, после того, как их смазал, "стрела" стала поворачиваться легче, испытания покажут чего необходимо сделать, если смогу без огромных усилий повернуть "стрелу"под нагрузкой, то и "заморачиваться" не буду, оставлю всё как есть, только при следующей сборке побольше смазки заложу, а коль нет, тогда придётся искать пути выхода из сложившейся ситуации.

Для испытаний всё готово - найдены весы для определения веса нагружаемых предметов, к потолку закреплёна стальная пластина, а на переднем торце "стрелы" нанесена метка, по вертикальному смещению между ними можно отследить прогиб двутавра при различных нагрузках, подвешена "грузовая платформа":

[alex1967]

Так-как Вы,Сергей,не появляетесь в эфире,а вопрос гложет меня прям с утра,задам вопрос здесь!А как Вы собираетесь выгрузить мешок картошки в правую часть гаража!

[Сергей 77]

@alex1967 said:
Так-как Вы,Сергей,не появляетесь в эфире,а вопрос гложет меня прям с утра,задам вопрос здесь!А как Вы собираетесь выгрузить мешок картошки в правую часть гаража!

Нечего мешку делать в правой части гаража, прилавок будет у входа в торговый повельон!

Вот когда дойдёт дело до мяса, то обязательно построю транспортировочные подвесные рельсы :

А если серьёзно, то главное предназначение крана, я вижу, в выгрузке/погрузке, а далее переконтовать или откатить на тележке можно хоть куда.

[Сергей 77]

Пока у меня вынужденный «простой» с краном, озадачился вопросом – «Какая нагрузка будет на болты, что я вставил в трубу?».

Так как я в большей степени «гуманитарий», то естественно, что ни каких расчётов ранее не производил, делал всё на основании личного опыта и мировосприятия.

Вникать в сопромат и строить эпюры напряжений, по понятным причинам не стал, довольствовался самыми примитивными расчётами.

Схема крана (для наглядности):

«Грубый» расчёт нагрузки на поворотную ось - расстояние от поворотной оси до подвеса груза (L) разделить на длину поворотной оси (H), полученный коэффициент умножить на вес груза (max – 500 кг.) + вес тали (Y ) + вес балки (Х), получаем вес на срез оси.

В моём случае (максимально возможное):

190/50=3,8

3,8 * (500 + Х +Y) = 2,128 тонны (вес «стрелы» и тали, грубо взял по 30 кг.).

Болт М20 класса 5,8 (те, что сейчас установлены) несет на срез около 5,5 т., даже если предположить, что метизы китайские и характеристики несколько завышены, то, полагаю, запас прочности для испытаний есть.

Возможно, нагрузка перераспределится равномерно на оба болта, так как в моей конструкции сила, действующая на ось, приложена к 2-м точкам:

Испытания «не за горами».

[Сергей 77]

Для «испытания» крана долго искал «мерный» груз, кроме рулонов рубероида ни чего не нашёл.

Взвесил поддон, он «сырой» + 2 бруска (усиление снизу), вышло 50 кг. Рулон рубероида (4 мм. с каменной крошкой) тоже вышел 50 кг. С начала подумал, что весы врут, что-то многовато для поддона и рубероида, но сравнив своим весом весы в гараже с эталонными весами дома, понял, что показывают правильно.

Приступил к испытаниям – груз добавлял постепенно, и каждый раз фиксировал величину прогиба «стрелы»:

На 250 кг. остановился, испытание провалено – «стрела» прогнулась на 1 см.

Замеры в ходе испытания:

• 50 кг. – прогиб 2 мм.

• 100 кг. – прогиб 4 мм.

• 150 кг. – прогиб 6 мм.

• 200 кг. – прогиб 8 мм

• 250 кг. – прогиб 10 мм.

По мере убывания груза «стрела» возвращалась в предыдущее положение.

Но есть и «положительные» моменты – «стрела» с грузом поворачивается и без подшипников.

Усилия при повороте «стрелы» (измерялось безменом):

• «стрела» без груза – 5 кг.

• «стрела» с грузом 250 кг.:

• вывести из статического положения – 10 кг.

• поддержание движения – 8 кг.

Снова разобрал кран, буду усиливать «стрелу».

[VyacheslavVVS LR]

Без распорки,ни какое усиление не даст результата...либо он будет минимальный,если не сказать мизерный... B)

[Сергей 77]

@VyacheslavVVS LR said:
Без распорки,ни какое усиление не даст результата...либо он будет минимальный,если не сказать мизерный... B)

Как говорят у нас в Москве – «Один добрый опыт важнее семи мудрых поучений». (Таджикская пословица)

Ни о каких дополнительных подпорках и «подвесах» и думать, на данном этапе, не хочу, конструкция и так теряет свою «лаконичность».

Речь не идёт об устранении прогиба двутавра вообще, а о проявлении эффекта под большим весом.

[vovamart]

Серега а если с двух сторон по всей стреле наварить раскосы с уголка или пластин это даст какой нибудь эфект от прогиба? у меня просто на одном доме лежит на перекрытии 6метровая двутавра 20см. а на ней лаги пола второго этажа стыкуются. так вот пол на втором этаже играет. вот и хотел ее усилить раскосами. интерестно даст это что нибудь. или нет.