Portalkran Hauptträger Festigkeit & Radlast: MH-Typ
Kernpunkte Mechanische Berechnung der drei Hauptträgerbauformen von Portalkranen: MH-Typ Einträger-Kastenprofil (Wx=BH²/6-bh³/6H, f=5qL⁴/384EI+φQL³/48EI≤L/700), MHhs-Fachwerkträger (Gurtstab N=M/h₀, Füllstab Nd=V/sinα), Doppelhauptträger-Kastenprofil (Lastverteilung Mgesamt/2 auf beide Träger). Radlast Rmax=(G/2+φ₂Q(L-Lmin)/L)/n×ψ. Inklusive Berechnungsbeispiele für 10t/20t/32t.
Der Hauptträger eines Portalkrans ist das zentrale tragende Bauteil für die Hublast. Seine Festigkeit, Steifigkeit und Stabilität bestimmen direkt die Gesamtsicherheit und Lebensdauer der Maschine. Die Portalkrane von Kelude Schwerindustrie umfassen drei strukturelle Bauformen: MH-Typ mit Einträger-Kastenprofil, MHhs-Typ mit Fachwerkträger und Doppelhauptträger-Kastenprofil. Dieser Artikel leitet systematisch die Biegemomentberechnung, Querschnittsnachweise und Durchbiegungsprüfung für alle drei Bauformen her und liefert eine vollständige Radlastberechnung.
Parameter und Preise für die Kranauswahl finden Sie unter Portalkran-Preise und -Parameter sowie Typenparameter, Preise und Auswahlhilfe für Portalkrane. Die Berechnung des Hubwerks mit Elektrokettenzug finden Sie unter Ingenieurtechnische Berechnung des Elektrokettenzug-Hubwerks.
Strukturdiagramm eines Portalkrans
Lastannahmen für den Hauptträger
Gemäß DIN 15018 werden die Lasten in reguläre Lasten (Eigengewicht GG + Hublast Q + dynamischer Lastfaktor φ₂=1,1~1,3), Zusatzlasten (Windlast, Schräglauf-Seitenkräfte) und Sonderlasten (Kollisionspuffer, Prüflast 1,25GN) unterteilt. Lastkombination A (Normalbetrieb): GG + φ₂·(Q+q) + PWind, Betrieb.
Berechnung des Einträger-Kastenprofils (MH-Typ)
Mmax = qG·L²/8 + φ₂·(Q+q)·L/4
σ = M/Wx ≤ [σ]
(Q235B:160MPa,Q345B:230MPa)f = 5qL⁴/384EI + φ₂QL³/48EI ≤ L/700~L/800
Berechnungsbeispiel 10t MH-Typ:
L=22m, Q345B, Lastgruppe A5B×H=500×900mm, Wx
=6,80×10⁶mm³Mmax
=814kN·m, σ=119,7MPa≤230MPafgesamt=54,7mm＞[f]=27,5mm → Vorbiegung erforderlich oder H≥1200mm
Berechnung des Fachwerkträgers (MHhs-Typ)
Gurtstab-Normalkraft N=M/h₀, Diagonalstab Nd=V/sinα. Ersatzträgheitsmoment Iersatz=AGurt·h₀²/2, die Durchbiegung ist mit dem Verformungsvergrößerungsfaktor für Fachwerke von 1,1~1,3 zu multiplizieren.
Berechnungsbeispiel 10t MHhs-Typ:
L=28m, Q235B, Lastgruppe A4,h₀=1200mmMmax
=922,6kN·m, Gurtstabkraft N=769kN
Gewählt HW200×200 (A=6420mm²), σ=119,8MPa≤160MPaIersatz
=4,62×10⁹mm⁴, f=36,1mm≤40mm (L/700)Eigengewicht des Fachwerks nur 40%~60% des Kastenprofils
Berechnung des Doppelhauptträger-Kastenprofils
Jeder Hauptträger übernimmt Mgesamt/2, erforderliches Widerstandsmoment Wx, einzeln=Meinzeln/[σ].
Berechnungsbeispiel 32t Zweiträger:
L=30m, Q345B, Lastgruppe A6
B×H=600×1300mm, σ=147,8MPa≤230MPafgesamt
=85,3mm＞[f]=37,5mmVorbiegung von 50~60mm erforderlich oder H auf 1600mm erhöhen
Radlastberechnung
Rmax=(GG/2+φ₂·(Q+q)·(L-Lmin)/L)/nRäder×ψ. Zusätzliche Radlast durch Wind ±MWind/(BSpurweite×nRäder, Seite).
Radlast 32t Zweiträger: GG=450kN, nRäder
=4, ψ=1,15Rmax
=183,8kN/Rad (P43-Schiene zulässig 250kN/Rad)Mit Windlast Stufe 11: Rmax, Wind=235,8kN/Rad≤250kN
Vergleich der Konstruktionsparameter der drei Bauformen
Kelude Industriekrane – Zuverlässige Lastenlösungen für die DACH-Region
Kelude bietet hochwertige Industriekrane, die nach DIN-Normen gefertigt werden und für anspruchsvolle Einsätze in der Fertigung, Logistik und im Anlagenbau konzipiert sind. Unsere Systeme überzeugen durch Robustheit, Präzision und Wirtschaftlichkeit.
Industriekrane nach DIN 15018 für den Dauereinsatz
Unsere Brückenkrane und Portalkrane sind für den kontinuierlichen Industrieeinsatz ausgelegt. Die Konstruktion erfolgt gemäß DIN 15018 und FEM 1.001, was eine hohe Betriebsfestigkeit und Sicherheit gewährleistet. Typische Einsatzbereiche sind Maschinenhallen, Werkshöfe und Umschlagplätze.
Dank der modularen Bauweise lassen sich die Krane an individuelle Hallengeometrien und Lastanforderungen anpassen. Optionale Ausstattungen wie Frequenzumrichter oder Funkfernsteuerungen erhöhen die Effizienz im täglichen Betrieb.
Technische Merkmale: Hohe Tragfähigkeit, geringe Bauhöhe
Die Krane der Baureihe QD sind als Zweiträger- oder Einträgerausführung verfügbar. Die low-headroom-Bauweise (geringe Bauhöhe) ermöglicht eine optimale Raumausnutzung unter dem Hallendach. Alle Komponenten sind wartungsfreundlich angeordnet.
| Tragfähigkeit | 5 t bis 50 t (Standard) |
| Spannweite | bis 31,5 m |
| Hubgeschwindigkeit | 0,5 – 8 m/min (stufenlos) |
Die Krankombination aus leistungsstarkem Elektroseilzug und robuster Kranbrücke gewährleistet präzises Positionieren auch bei schweren Lasten. Das anti-sway-System (Lastpendeldämpfung) ist optional erhältlich.
Anwendungsbereiche: Vom Maschinenbau bis zur Logistik
Unsere Krane werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter:
- Metallverarbeitung und Maschinenbau
- Automobilindustrie und Zulieferer
- Logistik- und Lagerzentren
- Energieerzeugung und Chemieanlagen
Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen bieten wir Sonderausführungen mit explosion-proof-Komponenten gemäß ATEX-Richtlinie an.
Qualitätssicherung und Normenkonformität
Die Fertigung erfolgt nach dem Qualitätsmanagementsystem ISO 9001. Alle Krane werden vor Auslieferung einem umfassenden Funktionstest unterzogen. Die Konstruktion entspricht den Anforderungen der FEM 1.001 sowie der EN 60204-32 für die elektrische Ausrüstung.
Die self-locking-Getriebe der Hubwerke und die multi-pole-Steckverbindungen der Steuerung erhöhen die Betriebssicherheit. Wartungsintervalle sind klar definiert und die Ersatzteilversorgung ist langfristig gesichert.
Häufige Fragen zu Kelude Industriekranen
F: Welche Tragfähigkeiten sind für Brückenkrane verfügbar?
A: A: Standardmäßig bieten wir Tragfähigkeiten von 5 t bis 50 t an. Sonderlösungen bis 100 t sind auf Anfrage möglich.
F: Bieten Sie auch Krananlagen für den Explosionsschutz an?
A: A: Ja, wir liefern Krane mit ATEX-zertifizierten Komponenten für Zone 1 und Zone 2. Die Ausführung erfolgt nach den geltenden Richtlinien.
F: Wie lange ist die Lieferzeit für einen Standardkran?
A: A: Die Lieferzeit beträgt in der Regel 8 bis 12 Wochen nach Auftragsbestätigung, abhängig von der Konfiguration.
Individuelle Beratung und Projektplanung
Unser Ingenieurteam unterstützt Sie bei der Auslegung und Projektierung Ihrer Krananlage – von der Lastenheft-Erstellung bis zur Inbetriebnahme. Kontaktieren Sie uns für eine unverbindliche Machbarkeitsstudie.
Telefon: +49 89 12345678 | E-Mail: info@kelude.de
| Parameter | MH-TypEinträger-Kastenkran | MHhsFachwerkausführung | DoppelhauptträgerEinträger-Kastenkran |
|---|---|---|---|
| AnwendungSpannweite | 10~35m | 18~50m | 15~50m |
| AnwendungTragfähigkeit | 5~20t | 5~50t | 20~100t |
| HauptträgerBauhöhen-Stützweiten-Verhältnis | 1/18~1/22 | 1/14~1/18 | 1/16~1/20 |
| EigengewichtBauhöhen-Stützweiten-Verhältnis | 1.0(Bezugsgröße) | 0.4~0.6 | 1.6~2.5 |
| Windwiderstand | gut | winddurchlässig, guter Windwiderstand | durchschnittlich(große Windangriffsfläche) |
Empfohlene Normen
• ISO 12480-5:2012 „Krane – Sicherer Gebrauch – Teil 5: Brücken- und Portalkrane“
• ISO 9374-5:1991 „Krane – Zu liefernde Informationen – Teil 5: Brücken- und Portalkrane“
• ISO 12488-5:2012 „Krane – Toleranzen – Teil 5: Brücken- und Portalkrane“
Häufige Fragen zur Kransteifigkeit
F: Muss bei Überschreitung der Durchbiegung zwingend der Querschnitt vergrößert werden?
A: Nicht unbedingt. Alternativ kann eine Vorbiegung von L/1000 bis L/500 vorgesehen oder die Bauhöhe des Hauptträgers erhöht werden (I∝H³ – eine 10 % höhere Bauhöhe steigert die Steifigkeit um 33 %). Bei gravierender Überschreitung (>L/350) ist eine Querschnittsvergrößerung jedoch unumgänglich. Kelude führt bei jedem Hauptträger eine Vorbiegungsprüfung mit dem 1,2-fachen der Nennlast durch.
F: Ist ein Fachwerk-Portalkran ausreichend sicher?
A: Die Fachwerkkonstruktion wird nach DIN 15018 hinsichtlich Festigkeit, Stabilität und Steifigkeit nachgewiesen. Das Material konzentriert sich in den Gurten (fern der neutralen Achse), wodurch die Tragfähigkeit effizienter genutzt wird als bei Kastenprofilen. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Qualität der Schweißverbindungen an den Knotenpunkten.
F: Wie wird die Radlast für die Schienenauswahl verwendet?
A: Die maximale Radlast Rmax darf die zulässige Radlast der Schiene nicht überschreiten (P43 ≈ 250 kN/Rad, QU80 ≈ 320 kN/Rad, QU100 ≈ 400 kN/Rad). Bei der Fundamentauslegung ist der Lastausbreitungswinkel von 45° über die Unterlegplatte zu berücksichtigen.
F: Welche Software eignet sich für die Auslegung von Portalkran-Hauptträgern?
A: Bewährt hat sich ein dreistufiges Validierungskonzept: Excel für die Vorauslegung, ANSYS für die detaillierte Nachrechnung und Nastran für die Ermüdungsanalyse. Für überschlägige Abschätzungen genügen die oben genannten Formeln zur Handrechnung.
