Il set di ruote è un componente importante della gru a ponte. La disposizione della struttura metallica della gru è strettamente legata al diametro e al tipo di ruota. Il set di ruote determina direttamente la struttura e le dimensioni complessive della gru.
L'uso delle ruote delle gru a ponte in Cina e in altri paesi e la pressione massima consentita delle ruote sono stati confrontati, e i risultati del calcolo della pressione delle ruote sono stati confrontati e analizzati. I risultati mostrano che la selezione dei set di ruote può essere ottimizzata per la progettazione e ha una buona praticabilità, che può fornire riferimenti per i progettisti impegnati in gru a ponte.
Applicazione dei set di ruote per gru
Attualmente, per le gru a ponte a gancio con una capacità di sollevamento inferiore a 50t in Cina, il set di ruote mainstream adotta ancora i disegni della Dalian Crane Factory, con una struttura a scatola d'angolo e cuscinetti a rulli conici accoppiati.
La tabella 1 mostra il diametro della ruota di vari carrelli di tonnellaggio delle gru a ponte a gancio nazionali inferiori a 50t
Nel mercato delle gru a ponte, oltre alle gru a ponte a gancio prodotte in Cina, ci sono anche molti prodotti internazionali, come Konecranes, Demag, ecc. La gru a ponte a doppia trave utilizza principalmente il paranco elettrico come meccanismo di sollevamento, il livello di lavoro è di 2m (M5), e l'intera macchina può raggiungere A5. Questo tipo di prodotti di gru a ponte a doppia trave occupa un certo mercato con i suoi vantaggi di peso leggero, piccola pressione della ruota e funzionamento stabile, e ha un'ampia prospettiva di mercato. Il prodotto adotta la struttura integrale della trave terminale e l'insieme della ruota, e il cuscinetto della ruota è un cuscinetto a rulli sferico.
La tabella 2 mostra il diametro delle ruote di ogni carrello di tonnellaggio di Konecranes
Si può vedere dalle due tabelle precedenti che il diametro delle ruote delle gru in altri paesi è più piccolo. Rispetto all'altezza reale della trave terminale dove si trova la ruota, la riduzione può raggiungere i 100 mm, il che può effettivamente salvare l'altezza dell'impianto.
Nella progettazione e nella selezione dei set di ruote, determinare prima la pressione ammissibile delle ruote per ruote di diversi diametri. Attraverso il confronto dei dati, si scopre che la pressione ammissibile delle ruote di fabbricazione cinese è inferiore a quella di altri paesi. Le pressioni specifiche delle ruote sono mostrate nella Tabella 3, Tabella 4 e Tabella 5.
《Crane Design Manual》 può trovare la pressione ammissibile delle ruote del set di ruote della gru a ponte a gancio tradizionale cinese. La tabella 3 è un estratto del valore di pressione ammissibile della ruota di ogni set di ruote di diametro. La tabella 4 mostra i valori di pressione delle ruote ammissibili di ogni set di ruote di diametro delle gru Demag. La tabella 5 mostra la pressione ammissibile delle ruote di ogni gruppo di ruote di diametro delle gru GH in Spagna.
Tabella 3 Carico ammissibile della serie di ruote (dati dalla fabbrica di gru di Dalian)
Nota: (1) La pressione ammissibile della ruota nella tabella è il valore della ruota sotto il binario corrispondente (tra parentesi). (2) I valori in questa tabella sono calcolati in base ai materiali delle ruote: ZG310-570, HB320.
Tabella 4 Carico ammissibile delle ruote del set di ruote (informazioni sul prodotto Demag Crane)
Tabella 5 Carico ammissibile della serie di ruote (informazioni sul prodotto della gru GH in spagnolo)
Dalle tre serie di dati di cui sopra, si può trovare che la pressione ammissibile delle ruote delle gru in altri paesi è circa 30% più grande di quella in Cina.
Analisi sulla differenza di pressione ammissibile delle ruote del set di ruote
Secondo il manuale di progettazione della gru e GB/T3811-2008 《Crane Design Specification》, il calcolo della pressione ammissibile della ruota del set di ruote è quello di calcolare la forza di contatto del battistrada della ruota. La formula per il calcolo della pressione ammissibile della ruota (contatto di linea) è:
PL=kDlC1C2
Dove:
PL-pressione ammissibile delle ruote della gru in funzionamento normale, in Newton (N);
k - la costante di sollecitazione di contatto ammissibile relativa al materiale della ruota, in unità di bestiame per millimetro quadrato (N/mm2);
D - Il diametro del battistrada della ruota, in millimetri (mm);
l -L'effettiva larghezza di contatto tra la ruota e la superficie della pista, in millimetri (mm);
C1 - coefficiente di velocità della ruota;
C2 - Il coefficiente del livello di lavoro dell'istituzione in cui si trova la ruota.
Si può sapere dalla formula che il valore di pressione ammissibile della ruota è legato alla costante di sforzo di contatto ammissibile k sotto lo stesso livello di lavoro, la stessa velocità di marcia, la stessa pista e lo stesso diametro della ruota.
Il materiale delle ruote delle gru domestiche è per lo più acciaio ZG340-640, e la sua resistenza alla trazione è 640MPa. Si può trovare dal manuale di progettazione che k=5,96. Il materiale delle ruote per gru straniere è principalmente ferro duttile GGG70. Secondo il manuale di progettazione "Quando il materiale della ruota è fatto di ferro duttile, il valore k è selezionato come 500N/mm²", quindi k=5.0.
In questo modo, per una ruota con un diametro di 500mm, una velocità di corsa di 50m/min (C1=1), un livello di lavoro di M5 (C2=1), e un binario corrispondente di QU70, la pressione ammissibile della ruota calcolata dalla ruota ZG340-640 è: PL =5.96×500×70×1×1=208.600N, che è 21.28t. La pressione ammissibile delle ruote in ferro duttile è: PL=5×500×70×1×1=175.000N, cioè 17,86t.
I valori della tabella 3 sono derivati dal materiale ZG310-570, e il valore k corrispondente è 5,42, e la pressione ammissibile della ruota calcolata dalla formula è 19,36t.
Da quanto sopra, si può concludere che i valori calcolati sono tutti più piccoli dei valori dei dati, e i valori di pressione delle ruote ammissibili dei set di ruote stranieri hanno una grande differenza, e la più grande differenza è tra la ghisa e la ghisa.
Caratteristiche e metodi di selezione e ottimizzazione del set di ruote
La riduzione del diametro della ruota ha molti vantaggi per le prestazioni dell'intera gru, principalmente come segue:
(1) Abbassare l'altezza della gru. Il costo di costruzione dell'edificio di fabbrica con struttura in acciaio è strettamente legato all'altezza dell'edificio di fabbrica. Se l'altezza complessiva della gru può essere ridotta attraverso la progettazione ottimizzata della gru, è senza dubbio vantaggioso risparmiare il costo di costruzione dell'impianto. Il diametro della ruota limita direttamente l'altezza della trave terminale della gru. Se il diametro della ruota può essere ridotto, l'altezza complessiva della gru può essere ridotta.
(2) Ridurre la pressione delle ruote e ridurre lo stress dell'impianto. Attualmente, la maggior parte delle gru a ponte a gancio nazionali con una capacità di sollevamento inferiore a 50t usano 4 set di ruote. Per esempio, una gru con un peso di sollevamento di 50t e una campata di 31.5m usa 4 ruote con un diametro di p800mm, e la pressione massima delle ruote può raggiungere 440kN. Tuttavia, le gru con questo tonnellaggio e portata generalmente usano 8 ruote di piccolo diametro nei paesi stranieri. In questo modo, la pressione delle ruote viene dispersa, in modo che l'impianto abbia una forza migliore.
(3) Ridurre il modello dell'unità di azionamento. Se il diametro della ruota si riduce, la coppia motrice si riduce, il che può ridurre il tipo di riduttore nell'unità motrice e risparmiare il costo dell'unità motrice.
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