Создано Сегодня

Узел ходового колеса крана: колёса, валы, подшипники и ключевые аспекты проектирования

Введение

Ходовое колесо крана редко является изолированным компонентом.

В мостовых кранах, козловых кранах, передаточных тележках, концевых балках и другом рельсовом оборудовании колесо обычно работает совместно с валом, подшипниками, корпусами подшипников, распорными кольцами, уплотнениями, компонентами смазки, а иногда и с редуктором или муфтой.

Эти компоненты образуют полный узел ходового колеса крана.

Надёжный узел колеса должен не только воспринимать нагрузку крана, но и плавно вращаться, сохранять правильное центрирование, передавать крутящий момент при необходимости и надёжно работать при повторяющихся пусках, остановках, ударных нагрузках и длительной эксплуатации.

Для проектов замены недостаточно выбрать только правильный диаметр колеса.

Колесо, вал, подшипники, установочные размеры, соединение привода, смазку и состояние рельсов следует рассматривать в комплексе.

В этой статье объясняются основные компоненты колёсного узла крана, разница между приводными и холостыми колёсами, а также ключевые факторы, которые следует учитывать при проектировании или замене колёсной пары крана.

Что такое колёсный узел крана?

Узел колеса крана — это完整的 ходовой узел, который позволяет крану или рельсовой машине перемещаться по рельсу.

В зависимости от конструкции узел колеса может включать:

колесо крана
вал колеса
подшипники
корпуса подшипников
крышки подшипников
проставки
фиксирующие элементы
уплотнения
смазочные фитинги
шпоночные пазы или шлицы
муфты
зубчатые колёса или соединения редуктора

Разные производители кранов могут использовать разные конструкции.

Некоторые колёсные пары используют отдельный вал, проходящий через колесо, в то время как другие применяют иные схемы подшипников и привода.

По этой причине сменные колёсные пары должны изготавливаться в соответствии с фактической конструкцией оборудования, а не исходя из предположения, что все колёсные пары взаимозаменяемы.

Колёсный узел крана, Колёсная пара крана, Ось колеса крана, Подшипник колеса крана, Приводное колесо крана, Холостое колесо крана, Кованое колесо крана, Замена колеса крана

Основная функция колеса крана

Колесо крана выполняет несколько важных функций.

Оно воспринимает вертикальную нагрузку крана и передаёт её на рельс.

Он также позволяет крану перемещаться по подкрановому пути или рельсу.

Для ведущих колёс колесо должно дополнительно передавать крутящий момент от системы ходового привода.

Важные характеристики колеса включают:

диаметр колеса
диаметр поверхности катания
ширина поверхности катания
конструкция реборды
размер отверстия
размеры ступицы
материал
термообработка
твердость поверхности
точность обработки

Правильная геометрия колеса должна соответствовать как рельсу, так и остальной части колесного узла.

Вал кранового колеса

Вал колеса поддерживает колесо и передает нагрузку на подшипники и несущую конструкцию.

В узлах ведущих колес вал также может передавать крутящий момент от редуктора, муфты, зубчатого колеса или механизма с приводом от двигателя.

Важные характеристики вала могут включать:

диаметр вала
посадочные места подшипников
положение установки колеса
буртики
резьбы
шпоночные пазы
шлицы
стопорные канавки
соединение муфты

Вал должен обладать достаточной прочностью и вязкостью, чтобы выдерживать изгиб, сдвиг, крутящий момент и повторяющиеся нагрузки.

Для тяжелых условий эксплуатации могут быть выбраны валы из легированной стали в соответствии с требуемой нагрузкой и условиями работы.

Окончательный материал и термическая обработка должны определяться инженерными требованиями, а не выбираться только по диаметру вала.

Подшипники в колесных узлах крана

Подшипники позволяют колесу или валу вращаться с контролируемым трением, воспринимая радиальные и, в зависимости от конструкции, осевые нагрузки.

Выбор подшипников является важной частью проектирования колесного узла.

Следует учитывать:

нагрузка на колесо
диаметр вала
рабочая скорость
ударная нагрузка
режим работы
монтажное пространство
способ смазки
условия окружающей среды
требуемый срок службы

Различные колёсные узлы могут использовать разные типы подшипников в зависимости от конструкции и эксплуатационных требований.

Модель подшипника не следует выбирать только потому, что его внутренний диаметр подходит к валу.

Также необходимо учитывать грузоподъёмность, внутренний зазор, схему установки и фактические условия эксплуатации.

Установка и посадка подшипников

Правильная установка подшипников имеет решающее значение для надёжной работы колеса.

Неправильная посадка может вызвать:

перегрев подшипника
чрезмерный зазор
перемещение вала
аномальная вибрация
неравномерное вращение колеса
преждевременный выход подшипника из строя

Важные области включают:

посадочное место подшипника вала
корпус подшипника
осевое позиционирование
фиксирующее устройство
путь смазки
уплотнение

Размеры и допуски при механической обработке должны основываться на схеме расположения подшипников и требованиях конструкции.

Для сменных узлов перед изготовлением следует подтвердить существующую модель подшипника и установочные размеры.

Корпуса и крышки подшипников

Корпус подшипника поддерживает подшипник и соединяет вращающийся колесный узел с металлоконструкцией крана.

В зависимости от конструкции корпус может быть отдельным компонентом или встроенным в конструкцию концевой балки.

Крышки подшипников могут помочь:

удерживать подшипники
поддерживать осевое положение
защита внутренних компонентов
поддержка уплотнительных узлов
предотвращение попадания загрязнений в зону подшипника

В пыльных, наружных, металлургических или других сложных условиях защита подшипников становится особенно важной.

Система смазки

Надлежащая смазка снижает трение и износ в системе подшипников.

Во многих сборках колёс крана используется консистентная смазка.

Может быть предусмотрена пресс-маслёнка, чтобы смазку можно было пополнять во время технического обслуживания.

Конструкция смазочной системы должна обеспечивать возможность поступления смазки в требуемую зону подшипника без чрезмерной утечки.

Обслуживающий персонал должен соблюдать требуемый интервал смазки и избегать как недостаточной смазки, так и ненужной пересмазки.

Плохая смазка может привести к:

повышенная температура подшипника
шум
износ
сокращение срока службы подшипника
заклинивание в тяжёлых случаях

Приводное колесо крана

Приводное колесо крана получает крутящий момент от механизма передвижения и помогает перемещать кран.

Передача мощности может включать:

двигатель
редуктор
муфта
приводной вал
шпоночный паз
шлицевое соединение
зубчатая передача

Точная конструкция различается в зависимости от конструкции крана.

По сравнению с ведомым колесом, сборка ведущего колеса требует дополнительного внимания к передаче крутящего момента и точности соединения.

Важная информация может включать:

размеры выходного вала редуктора
размеры соединительной муфты
размер шпоночного паза
спецификация шлицевого соединения
удлинение вала
направление вращения
место установки

Несоответствие в соединении привода может препятствовать сборке, даже если само колесо имеет правильные размеры.

Ходовое колесо холостого хода

Холостое колесо, также называемое неведущим колесом, в основном поддерживает нагрузку крана и вращается при его перемещении.

Обычно оно не получает напрямую крутящий момент от двигателя передвижения или редуктора.

Хотя конструкция может быть проще, холостое колесо всё равно требует правильных:

размеры колеса
выбор подшипника
конструкция вала
выравнивание
смазка
установка

Ведущие и холостые колеса могут использовать один и тот же материал колеса, но их валы и соединительные конструкции могут различаться.

Определяет ли ведущее или холостое колесо тип фланца?

Не обязательно.

Как приводные, так и холостые колёса могут быть спроектированы с одним или двумя ребордами.

Расположение реборд зависит главным образом от:

система передвижения крана
расположение рельсов
схема расположения колёс
исходная конструкция крана
требуемое боковое направление

Поэтому колесо не следует идентифицировать как одностороннее или двустороннее только потому, что оно является ведущим или неведущим.

Соединение колеса с валом

Колесо может быть соединено с валом различными способами в зависимости от конструкции.

Возможные варианты исполнения включают:

посадка с натягом
шпоночное соединение
шлицевое соединение
другие механические стопорные конструкции

Для ведомой сборки соединение должно безопасно передавать требуемый крутящий момент.

Производитель должен подтвердить:

диаметр отверстия
требование по посадке
ключевые размеры
стандарт шлицевого соединения
осевое позиционирование
способ фиксации

Изменение исходного способа соединения без технической проверки может повлиять на сборку и рабочие характеристики.

Шпоночные пазы

Шпоночные пазы обычно используются в механических приводных соединениях.

Для сменных колёсных узлов важно подтвердить:

ширина шпоночного паза
глубина шпоночного паза
длина шпонки
диаметр вала
положение шпонки

Повреждённый или сильно изношенный шпоночный паз на старом колесе не следует просто копировать в новую конструкцию.

Также следует проверить состояние вала.

Шлицевые соединения

Шлицевые соединения могут использоваться, когда требуется повышенная способность передачи крутящего момента или специфическое компактное соединение.

При замене колеса или вала со шлицевым соединением необходимо подтвердить несколько параметров, таких как:

стандарт шлицев
число зубьев
модуль или шаг
угол давления, где применимо
посадка
эффективная длина

Исходный чертёж является наилучшим ориентиром.

Если оригинальный чертеж недоступен, перед производством требуются точные измерения и техническая реконструкция.

Материал колеса крана

Материал колеса оказывает значительное влияние на прочность, износостойкость, ударную вязкость и усталостные характеристики.

При выборе материала следует учитывать:

нагрузку на колесо
грузоподъемность крана
диаметр колеса
класс нагрузки
частота работы
ударная нагрузка
состояние рельсов
окружающая среда
требование к термообработке

Для ответственных крановых применений может быть выбрана легированная кованая сталь, такая как 42CrMo, когда требуются подходящая прочность и характеристики термообработки.

В зависимости от применения и технической спецификации могут также использоваться другие материалы для колёс.

Лучший материал — не обязательно самый твёрдый материал.

Более важным является подходящий баланс прочности, вязкости, износостойкости и усталостных характеристик.

Кованые колёса кранов

Кованые колёса кранов широко применяются в тяжёлых условиях эксплуатации.

Процесс ковки при надлежащем контроле может способствовать получению плотной структуры материала и надёжных механических свойств.

Типичный процесс изготовления кованого колеса может включать:

подготовку сырья
нагрев
ковку
термообработку
черновую механическую обработку
финишная механическая обработка
поверхностная закалка при необходимости
инспекция
финальная сборка

Для индивидуальных колесных узлов вал и другие компоненты могут изготавливаться отдельно и собираться после инспекции.

Термообработка

Термическая обработка используется для достижения требуемых механических свойств колёс и валов крана.

В зависимости от материала и применения возможные процессы могут включать:

закалка и отпуск
поверхностная закалка беговой дорожки
местная закалка
другие указанные виды обработки

Для колеса протектор должен обладать подходящей износостойкостью, а сердцевина должна сохранять достаточную вязкость.

Для вала важны прочность и вязкость, поскольку вал может подвергаться изгибу и повторяющимся нагрузкам.

Поэтому термическую обработку следует выбирать отдельно для каждого компонента в соответствии с его функцией.

Протектор и реборда колеса

Протектор колеса — это основная контактная поверхность между колесом и рельсом.

Реборда обеспечивает боковое направление.

Обе области влияют на характеристики колеса.

Во время механической обработки и контроля важные размеры могут включать:

диаметр поверхности катания
ширина поверхности катания
диаметр фланца
толщина фланца
высота фланца
расстояние между фланцами
чистота поверхности

Для колёсных пар, работающих совместно, также следует контролировать различия в диаметре катания.

Чрезмерные различия в диаметре могут способствовать перекосу крана и неравномерному износу колёс.

Почему подшипники могут влиять на износ реборд

При появлении аномального износа реборды внимание часто уделяется только колесу и рельсу.

Однако состояние подшипников также может влиять на выравнивание колёс.

Изношенный или повреждённый подшипник может допускать чрезмерное перемещение колеса или вала.

Это может привести к:

наклон колеса
нестабильный контакт с поверхностью катания
увеличенное боковое смещение
аномальный контакт с ребордой
вибрация

Поэтому при необычном износе реборды колеса следует также проверить состояние подшипника.

Почему состояние вала имеет значение

Изогнутый или изношенный вал может повлиять на точность хода колеса.

Возможные проблемы включают:

изогнутый вал
изношенное посадочное место подшипника
повреждённая шпоночная канавка
изношенные шлицы
неправильная посадка вала
повреждение поверхности

Установка нового колеса на поврежденный вал может не решить исходную проблему с ходом.

Для старых кранов колесо и вал часто следует проверять вместе.

Следует ли заменять только колесо или весь узел?

Это зависит от состояния существующих компонентов.

Замена только колеса может быть целесообразной, когда:

вал находится в хорошем состоянии
подшипники остаются пригодными
сопрягаемые поверхности находятся в пределах допуска
аномальных проблем с выравниванием не существует
существующие компоненты совместимы с новым колесом

Полный колесный узел может быть предпочтительным, когда:

вал изношен или поврежден
посадочные места под подшипники повреждены
подшипники достигли конца срока службы
keyways or splines are worn
исходная сборка неоднократно выходила из строя
совместимость при установке неопределенна
заказчик хочет готовый к установке сменный узел

Готовая сборка может сократить объем слесарных работ, требуемых на площадке заказчика.

Замена старого колесного узла без оригинального чертежа

У многих старых кранов больше нет полных производственных чертежей.

Заменяемый колесный узел все еще можно разработать, но требуются детальные измерения.

Полезная информация включает:

фотографии старого колесного узла
наружный диаметр колеса
диаметр протектора
ширина протектора
размеры фланца
размеры отверстия
общая длина вала
диаметр вала
размеры посадочного места подшипника
модель подшипника
размеры корпуса подшипника
информация о шпоночном пазе или шлицах
приводное соединение
размеры рельса
монтажные межцентровые расстояния

Старый узел также следует проверить на износ.

Измерения, снятые с изношенных участков, могут не отражать исходную конструкцию.

Поэтому сборочный чертёж для замены следует восстановить, используя измеренные данные вместе с информацией об оборудовании и технической проверкой.

Важность подтверждения модели подшипника

При замене существующего узла ходового колеса крана обозначение подшипника может предоставить полезную техническую информацию.

Оно может помочь подтвердить:

размер отверстия
наружный диаметр
ширина подшипника
тип подшипника
возможные характеристики нагрузки

Однако одного обозначения подшипника недостаточно для воссоздания полного узла.

Также необходимо подтвердить корпус, посадку вала, осевое позиционирование, уплотнения и схему смазки.

Приводное соединение для сменных колёс

Для узлов ведомых колёс особое внимание следует уделять соединению между колёсным узлом и приводной системой.

Заказчик должен предоставить информацию о:

модель редуктора
выходной вал
муфта
шпоночный паз
шлицевое соединение
направление монтажа
длина соединения

Если существующий редуктор будет использоваться повторно, новый вал колеса должен соответствовать существующему интерфейсу привода.

Это часто один из наиболее важных размеров в проекте замены.

Пробная сборка перед поставкой

Когда колесо, вал, подшипники, корпуса подшипников и связанные детали изготовлены как единый узел, пробная сборка перед отгрузкой может помочь выявить возможные проблемы с посадкой.

Пробная сборка может проверить:

установку подшипников
посадку колеса на вал
осевое позиционирование
установку крышки
организацию уплотнения
доступ для смазки
приводное соединение
габаритные размеры сборки

Для индивидуальных проектов замены это может снизить риски монтажа на площадке заказчика.

Инспекция крановых колесных узлов

В зависимости от требований проекта инспекция может включать:

Инспекция колес

размерный контроль
испытание на твёрдость
магнитопорошковый контроль при необходимости
ультразвуковой контроль при необходимости
визуальный осмотр

Контроль вала

размерный контроль
проверка твёрдости при необходимости
неразрушающий контроль, если указано
контроль шпоночного паза или шлицев

Контроль подшипников и сборки

подтверждение модели подшипника
проверка посадки
проверка вращения
проверка смазки
проверка сборочных размеров

Требования к контролю должны быть подтверждены перед производством.

Информация, необходимая для изготовления custom-узла колеса крана

Для quotation and technical evaluation, it is useful to provide:

грузоподъёмность крана
максимальная нагрузка на колесо, если доступна
ведущее или ведомое колесо
одно- или двухребордное
наружный диаметр колеса
размеры поверхности катания
размеры реборды
тип рельса
требование к материалу колеса
чертёж или размеры вала
модель подшипника
размеры корпуса подшипника
информация о шпоночном пазе или шлицах
соединение с редуктором или муфтой
требование к термической обработке
требование к контролю
количество
старые чертежи или фотографии

Чем полнее информация, тем легче подготовить точный производственный чертёж.

Распространённые ошибки при заказе крановых колёсных узлов

Распространённые ошибки включают:

заказ только по диаметру колеса
игнорирование размеров вала
игнорирование типа подшипника
не проверяется соединение привода
копирование размеров изношенной шпоночной канавки
игнорирование размеров рельса
изменение материала колеса без технического обоснования
замена колеса без проверки вала
замена колеса без проверки подшипников
предположение, что приводные и холостые узлы идентичны
начало производства до утверждения окончательного чертежа

Эти ошибки могут привести к проблемам при монтаже или преждевременному износу.

Как продлить срок службы кранового колесного узла

Хороший срок службы зависит от всей системы.

Рекомендуемые практики включают:

поддерживать правильное выравнивание рельсов
контролировать разницу диаметров колёс
обеспечивать надлежащую смазку подшипников
проверять вал и посадочные места подшипников
поддерживать правильное выравнивание колёс
избегать чрезмерного перекоса крана
проверять состояние редуктора и муфты
проверять износ реборды колеса
своевременно заменять повреждённые подшипники
использовать подходящие материалы для колёс и валов
применять подходящую термообработку

Надёжный колёсный узел требует как хорошего качества изготовления, так и надлежащего технического обслуживания крана.

Заключение

Колёсный узел крана — это гораздо больше, чем просто колесо крана.

Колесо, вал, подшипники, корпуса, система смазки, приводное соединение и рельс работают вместе, чтобы поддерживать и перемещать кран.

Для приводных колёс также необходимо учитывать передачу крутящего момента и соединение с редуктором.

Для проектов замены простого совпадения диаметра старого колеса недостаточно. Следует подтвердить размеры вала, схему расположения подшипников, геометрию фланца, размер рельса, интерфейс привода и установочные размеры.

Если оригинальный чертёж недоступен, старый колёсный узел можно восстановить путём точных измерений, технической проверки, подтверждения чертежей, изготовления, контроля и пробной сборки.

Рассмотрение колеса крана как части полной ходовой системы помогает снизить проблемы при установке, аномальный износ, простои и долгосрочные затраты на техническое обслуживание.

Контакты

Оставьте свои данные, и мы свяжемся с вами.

WEILINK CRANE — профессиональный производитель компонентов кранов и грузоподъемного оборудования, расположенный в городе Чанъюань, провинция Хэнань, Китай — известной базе по производству подъемных механизмов.

Имея 20-летний опыт работы в отрасли, мы специализируемся на крановых крюках, крановых колесах, шкивах, электрических талях, грузоподъемных инструментах, грейферных ковшах и консольных кранах.

Мы предоставляем высококачественную продукцию и индивидуальные решения для мостовых кранов, козловых кранов, металлургических заводов, портов, судостроительных верфей и тяжелой промышленности по всему миру.

WeChat

Каталог продукции

Свяжитесь с нами

Крановый крюк

Крановый траверс

Электрическая таль

Крановое колесо

Крановый шкив

Крановый барабан

Крановый грейфер

Полиспаст

Консольный кран

+86 15736992224

sales@weilinkcranes.com