Der Radsatz ist ein wichtiger Bestandteil des Portalkranes. Die Auslegung der Metallstruktur des Krans ist eng mit dem Durchmesser und dem Typ des Rades verbunden. Der Radsatz bestimmt direkt die Gesamtstruktur und die Abmessungen des Krans.
Die Radverwendung von Portalkranen in China und anderen Ländern und der maximal zulässige Raddruck des Radsatzes wurden verglichen, und die Berechnungsergebnisse des Raddrucks wurden verglichen und analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Auswahl der Radsätze für die Konstruktion optimiert werden kann und gut praktikabel ist, was für Konstrukteure von Portalkranen als Referenz dienen kann.
Anwendung von Kranlaufradsätzen
Gegenwärtig werden für HakenPortalkrane mit einer Tragfähigkeit von weniger als 50 t in China in der Regel immer noch die Zeichnungen der Dalian Crane Factory verwendet, mit einer Eckkastenstruktur und gepaarten Kegelrollenlagern.
Tabelle 1 zeigt den Raddurchmesser verschiedener Tonnagekatzen von inländischen HakenPortalkranen unter 50 t
Auf dem Portalkranemarkt gibt es neben dem in China hergestellten HakenPortalkrane auch viele internationale Produkte, z. B. von Konecranes, Demag usw. Der Zweistrahl-Portalkrane verwendet hauptsächlich Elektro Hebezeug als Hebemechanismus, die Arbeitsebene ist 2m (M5), und die ganze Maschine kann A5 erreichen. Diese Art von Doppelträger-Portalkrane-Produkten besetzen einen bestimmten Markt mit seinen Vorteilen von geringem Gewicht, geringem Raddruck und stabilem Betrieb, und haben eine breite Marktperspektive. Das Produkt nimmt die integrale Struktur des Endträgers und des Radsatzes an, und das Radlager ist ein Pendelrollenlager.
Tabelle 2 zeigt den Raddurchmesser der einzelnen Tonnage-Laufkatzen von Konecranes
Aus den beiden obigen Tabellen geht hervor, dass der Durchmesser der Kranlaufrad in anderen Ländern kleiner ist. Verglichen mit der tatsächlichen Höhe des Endträgers, an dem sich das Rad befindet, kann die Reduzierung bis zu 100 mm betragen, wodurch die Höhe der Anlage effektiv eingespart werden kann.
Bei der Konstruktion und Auswahl von Radsätzen ist zunächst der zulässige Raddruck für Räder mit unterschiedlichen Durchmessern zu ermitteln. Ein Datenvergleich zeigt, dass der zulässige Raddruck von Radsätzen aus chinesischer Produktion geringer ist als der von Radsätzen aus anderen Ländern. Die spezifischen Raddrücke sind in Tabelle 3, Tabelle 4 und Tabelle 5 aufgeführt.
Im "Kran-Design-Handbuch" finden Sie den zulässigen Raddruck des traditionellen chinesischen HakenPortalkraneradsatzes. Tabelle 3 ist ein Auszug der zulässigen Raddruckwerte für jeden Radsatzdurchmesser. Tabelle 4 zeigt die zulässigen Raddruckwerte für jeden Radsatzdurchmesser von Demag-Kranen. Tabelle 5 zeigt den zulässigen Raddruck jedes Radsatzdurchmessers von GH-Kranen in Spanien.
Tabelle 3 Zulässige Radlast des Radsatzes (Daten von Dalian Crane Factory)
Hinweis: (1) Der zulässige Raddruck in der Tabelle ist der Wert des Rades unter der entsprechenden (in Klammern) Spur. (2) Die Werte in dieser Tabelle werden auf der Grundlage der Radmaterialien berechnet: ZG310-570, HB320.
Tabelle 4 Zulässige Radlast des Radsatzes (Demag Crane Produktinformation)
Tabelle 5 Zulässige Radlast des Radsatzes (Spanische GH-Kranproduktinformation)
Aus den obigen drei Datensätzen geht hervor, dass der zulässige Raddruck von Kranlaufradsätzen in anderen Ländern etwa 30% höher ist als in China.
Analyse des Unterschieds des zulässigen Raddrucks eines Radsatzes
Gemäß dem Handbuch für Krankonstruktionen und der GB/T3811-2008 《Crane Design Specification》 ist die Berechnung des zulässigen Raddrucks des Radsatzes die Berechnung der Kontaktstärke der Radlauffläche. Die Formel zur Berechnung des zulässigen Raddrucks des Rads (Linienkontakt) lautet:
PL=kDlC1C2
Wo:
PL-zulässiger Raddruck der Kranlaufrad im Normalbetrieb, in Newton (N);
k - die auf den Radwerkstoff bezogene zulässige Kontaktspannungskonstante in Einheiten von Rindern pro Quadratmillimeter (N/mm2);
D -Der Durchmesser der Radlauffläche in Millimetern (mm);
l -Die effektive Kontaktbreite zwischen dem Rad und der Fahrbahnoberfläche in Millimetern (mm);
C1 -Koeffizient der Radgeschwindigkeit;
C2 -Der Arbeitspegelkoeffizient der Einrichtung, in der sich das Rad befindet.
Aus der Formel geht hervor, dass der zulässige Raddruckwert des Rades mit der zulässigen Kontaktspannungskonstante k bei gleichem Arbeitsniveau, gleicher Fahrgeschwindigkeit, gleicher Spur und gleichem Raddurchmesser zusammenhängt.
Das Material der inländischen Kranlaufrad ist meist ZG340-640 Stahl, und seine Zugfestigkeit beträgt 640MPa. Aus dem Konstruktionshandbuch geht hervor, dass k=5,96. Das Material von ausländischen Kranlaufradn ist meist GGG70 aus Sphäroguss. Im Konstruktionshandbuch heißt es: "Wenn das Radmaterial aus duktilem Gusseisen besteht, wird der k-Wert auf 500N/mm² festgelegt", also k=5,0.
Bei einem Rad mit einem Durchmesser von 500 mm, einer Fahrgeschwindigkeit von 50 m/min (C1=1), einer Arbeitsebene von M5 (C2=1) und einer passenden Spurweite von QU70 beträgt der vom Rad ZG340-640 berechnete zulässige Raddruck somit: PL =5,96×500×70×1×1=208.600N, was 21,28t entspricht. Der zulässige Raddruck von Rädern aus duktilem Eisen beträgt: PL=5×500×70×1×1=175.000N, das sind 17,86t.
Die Werte in Tabelle 3 sind vom Werkstoff ZG310-570 abgeleitet, der entsprechende k-Wert beträgt 5,42 und der nach der Formel berechnete zulässige Raddruck 19,36 t.
Daraus lässt sich schließen, dass die berechneten Werte alle kleiner sind als die Datenwerte, und dass die zulässigen Raddruckwerte ausländischer Radsätze sehr unterschiedlich sind, wobei der größte Unterschied zwischen Gusseisen und Gusseisen besteht.
Merkmale und Methoden der Radsatzauswahl und -optimierung
Die Verringerung des Raddurchmessers hat viele Vorteile für die Leistung des gesamten Krans, vor allem die folgenden:
(1) Senken Sie die Höhe des Krans. Die Baukosten des Stahlbau-Fabrikgebäudes sind eng mit der Höhe des Fabrikgebäudes verbunden. Wenn die Gesamthöhe des Krans durch eine optimierte Konstruktion des Krans reduziert werden kann, ist es zweifellos von Vorteil, die Baukosten der Anlage zu senken. Der Raddurchmesser begrenzt direkt die Höhe des Kranendträgers. Wenn der Raddurchmesser verringert werden kann, kann auch die Gesamthöhe des Krans reduziert werden.
(2) Reduzieren Sie den Druck auf die Räder und verringern Sie die Belastung der Anlage. Gegenwärtig verwenden die meisten inländischen HakenPortalkrane mit einer Tragfähigkeit von weniger als 50 t 4 Radsätze. Ein Kran mit einem Hubgewicht von 50 t und einer Spannweite von 31,5 m verwendet beispielsweise 4 Räder mit einem Durchmesser von 800 mm, und der maximale Raddruck kann 440 kN erreichen. Im Ausland werden bei Kränen mit dieser Tonnage und Spannweite jedoch in der Regel 8 Räder mit kleinem Durchmesser verwendet. Auf diese Weise wird der Raddruck verteilt, so dass die Anlage eine bessere Kraft hat.
(3) Reduzieren Sie das Modell der Antriebseinheit. Wenn der Raddurchmesser reduziert wird, verringert sich das Antriebsdrehmoment, wodurch der Typ des Untersetzungsgetriebes in der Antriebseinheit reduziert und die Kosten der Antriebseinheit gesenkt werden können.
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