Раздвижные ворота своими руками

Этот материал – очередная публикация серии статей с технически и технологически корректным обоснованием процесса изготовления и монтажа откатных ворот своими руками. В этой статье выполнен типовой расчет воротной системы с откатным полотном, здесь определены теоретические аспекты проектирования воротной системы с откатным полотном, в этом материале – назначение и способ установки комплектующих откатных ворот, в этой статье показан технически грамотный подход к проектированию рабочих чертежей откатных ворот, здесь показаны способы монтажа откатных ворот, регулировки роликовых систем, комплектующих и полотна.

Чтобы изготовить и установить раздвижные ворота своими руками изначально необходимо определиться со схемой фермы полотна, рассчитать допустимые сечения профилей, массу рабочей части полотна и расстояние между опорами, что позволит корректно подобрать комплектующие для воротной системы.

Раздвижные ворота своими руками: выбор и обоснование схемы фермы полотна.

Используемая при проектировании раздвижных ворот своими руками схема фермы полотна должна быть геометрически стабильной под статическими и динамическими нагрузками, но наряду с этим – минимально возможно материалоемкой, что позволит подобрать опорные ролики с меньшей предельной нагрузкой и/или уменьшить длину расстояния между опорными роликами, а значит и длину технологической части и полотна ворот в целом.

Для примера рассчитаем раздвижные ворота своими руками с длиной перекрываемого проема (между столбами) 4 м.

При планировании раздвижных ворот своими руками для перекрываемого проема в 4 метра (от внутреннего края опорного столба до внутреннего края приемного столба) принимаем схему фермы полотна ворот, показанную на рисунке ниже, где: толстыми линиями обозначен каркас рамы и раскосы технологической части полотна ворот (профиль одного сечения); тонкими черными сплошными линиями – восходящие раскосы рабочей части полотна, работающие на растяжение, и вертикальные стойки, работающие на сжатие; синими пунктирными линиями – периметр опорной обвязки для крепления профнастила.

Важно: Предлагаемая конструкция полотна геометрически неизменяемая и статически определимая, поскольку здесь число элементов N = 23, число узлов связей n = 13, т.е. условие N = 2n – 3 выполняется: 2·13 – 3 = 26 – 3 = 23 (см. подробнее о геометрической изменяемости, геометрической неизменяемости, статической определимости, статической неопределимости в этом материале).

Сечение профиля опорной обвязки по ширине аналогично сечению профиля раскосов и вертикальных стоек рабочей части полотна, высота профиля опорной обвязки должна быть больше расстояния от края профилированного листа до центра первой полки, в которую будет установлен крепежный элемент.

Технологические припуски c и d при проектировании раздвижных ворот своими руками определяются монтажными размерами ловителей и роликовой направляющей:

Видно, что лимитирующей минимальный размер технологического припуска полотна ворот является глубина верхнего ловителя и потому с ≥ 120 мм;

Важно: Размеры обшивочного профилированного листа по факту определяют расположение вертикальных стоек и длину рабочей части полотна, которой можно варьировать в определенных пределах за счет увеличения общей длины технологических припусков.

Так, если при изготовлении раздвижных ворот своими руками для обшивки будет использоваться профилированный лист С-21-1000-0,7 с высотой полки 21 мм и толщиной полки 0,7 мм, в котором расстояние между центрами крайних полок В1 = 1000 мм, расстояние между центрами близлежащих полок S = 100 мм, общая ширина В = 1051 мм (см. рис. ниже), то расстояние:

Для обеспечения минимальных припусков длина рабочей части полотна ворот (между наружными поверхностями вертикальных профилей каркаса рамы) должна быть А ≥ 4000 + 120 + 220 = 4340 мм

Тогда общая длина рабочей части полотна ворот (между наружными поверхностями вертикальных профилей каркаса рамы) А = Б + 2В + Д + b (ширина профиля) или должна быть А = 1055 + 2000 + 1300 + 30 = 4385 мм, что больше минимально необходимой длины 4340 мм и может компенсироваться за счет увеличения припусков, например, с = 140 мм и d = 245 мм.

Справка: Крепление последней части листа шириной 300 мм может быть выполнено болтами к предыдущему листу и саморезами по раскосу. При необходимости можно предусмотреть дополнительный раскос (на рис. ниже красным цветом), но это не может быть вертикальная стойка или горизонтальная связь, формирующие четырехугольник в ферме полотна, а значит и геометрическую изменяемость конструкции.

Раздвижные ворота своими руками: расчет сечения профилей.

В рассматриваемой схеме при полностью закрытом положении полотна:

Поскольку все элементы фермы полотна (профиля рамы, раскосы, стойки) центрально-сжатые или центрально-растянутые, а также не несут существенных нагрузок, то подбор сечений элементов можно выполнять по предельной гибкости, учитывая, что пояса, опорные раскосы и стойки, передающие опорные реакции при динамических нагрузках (нагрузка будет меняться при открывании/закрывании полотна):

Предельные радиусы инерции I ≤ L/[λ], где L – расчетная длина элемента, [λ] – предельная гибкость.

Важно: Минимальная длина элементов фермы (в одном сечении) определит максимальный радиус инерции и покажет минимально допустимое сечение профиля, подбираемое по таблицам ГОСТ 30245-2003 «Профили стальные гнутые замкнутые сварные квадратные и прямоугольные для строительных конструкций. Технические условия».

Тогда для элементов каркаса рамы полотна:

Т.е. для каркаса полотна может быть выбран практически любой прямоугольный профиль сечением 50х30 мм, 60х30 мм, 70х30 мм и т.д., однако предпочтительным будет профиль с меньшей материалоемкостью и весом, но позволяющий при интеграции в раму раскосов использовать для обшивки лист с высотой профиля 21 мм, устанавливаемый заподлицо с внешней наружной плоскостью рамы.

Для элементов укрепляющей решетки:

Лимитирующими сечение будут раскосы с I ≤ 1.59, но с минимальной шириной полки, привариваемой к профилю рамы для возможности обшивки листом с высотой профиля 21 мм. По ГОСТ 30245-2003 принимает для раскосов профиль квадратного сечения 40х40 мм с массой одного погонного метра 3.3 кг и толщиной стенки 3 мм для качественного выполнения сварочных работ. Тогда для каркаса рамы полотна можно брать прямоугольный профиль сечения 60х30 мм с массой одного погонного метра 3.77 кг и толщиной стенки 3 мм, а для опорной обвязки по периметру прямоугольный профиль 50х40 мм с массой одного погонного метра 2.62 кг и толщиной стенки 2 мм, к большей полки которого будет крепиться профилированный лист.

Раздвижные ворота своими руками: расчет массы полотна и расстояния между роликовыми опорами.

Рабочая часть полотна ворот включает:

Тогда рабочая часть полотна в сборе будет иметь массу М_рп = М_р + М_об + М_рас + М_л = 48.26 + 33.54 + 38.28 + 65.12 = 185.18 кг.

Важно: При выполнении расчетов к массе рабочей части полотна следует добавить массу направляющей длины А, погонный метр которой при В = 68 мм весит около 7 кг, т.е. 4.4 м направляющей имеют массу 31 кг, и тогда общая масса рабочей части полотна ворот 216 кг.

Для определения расстояния между роликовыми опорами используем формулу I = 1/2·A·(P/R₂) (см. в этом материале), где А – длина рабочей части полотна, Р – вес рабочей части полотна (Р = М_рп·g), R – предельно допустимая нагрузка на роликовую опору (или Р и R₂ в массовом выражении). Тогда при использовании направляющих с предельной нагрузкой в:

Тогда длина технологической части полотна ворот равна I плюс технологический допуск с ≥ 120 мм для входа в ограничитель движения полотна, а общая длина полотна ворот L = А + I + с = 4.4 + 1.05 + 0.12 = 5.46 м (для роликовых опор с предельной нагрузкой 450 кг.

Масса полотна ворот будет М_рп + М_т, где формирует профиль сечения 60х30 мм с массой одного погонного метра 3.77 кг и общей длины в технологической части менее 4 м, или М_т = 4·3.77 = 15 кг, а масса всего полотна (с направляющей) 216 + 15 + 7 (масса метра направляющей) = 238 кг.

вернуться к списку