ホイールセットは、天井クレーンの重要な構成部品です。クレーンの金属構造のレイアウトは、ホイールの直径と種類に密接に関係しています。ホイールセットは、クレーンの全体的な構造と寸法を直接決定します。
中国と諸外国の橋梁クレーンの車輪使用量と、車輪セットの最大許容輪圧を比較し、輪圧の計算結果を比較・分析した。その結果，ホイールセットの選択は設計上最適化でき，実用性にも優れており，橋梁クレーンに携わる設計者の参考になることがわかった．
クレーンのホイールセットの用途
現在、中国の吊上げ荷重50t未満のフック式橋梁クレーンでは、コーナーボックス構造とペアの円すいころ軸受を採用した大連クレーン工場の図面を採用したホイールセットが主流となっている。
表1は、50t以下の国産フック式橋型クレーンの各トン数のトロリーの車輪径を示したものです。
天井クレーン市場では、中国製のフック式天井クレーンのほか、Konecranes、Demagなどの国際的な製品も多く出回っています。ダブルガーダ天井クレーンは、主に電動ホイストを昇降機構として使用しており、作業レベルは2m（M5）、機械全体ではA5に達することができます。このタイプのダブルビーム・ブリッジ・クレーン製品は、軽量、車輪の圧力が小さい、安定した動作という利点で一定の市場を占めており、幅広い市場の見通しを持っています。この製品は、エンドビームとホイールセットの一体構造を採用しており、ホイールベアリングには球面ローラーベアリングを使用しています。
表2にKonecranesの各トンボトロリーの車輪径を示します。
上の2つの表から、他の国のクレーンの車輪の直径が小さいことがわかります。車輪が設置されているエンドビームの実際の高さと比較すると、削減量は100mmに達し、プラントの高さを効果的に節約することができます。
ホイールセットの設計および選択においては、まず、異なる直径のホイールの許容輪圧を決定する。データ比較の結果、中国製ホイールセットの許容輪圧は他国のそれよりも小さいことがわかった。具体的なホイール圧を表3、表4、表5に示す。
クレーン設計マニュアル》では、中国伝統のフック天井クレーンのホイールセットの許容輪圧を調べることができます。表3は、各径のホイールセットの許容輪圧値を抜粋したものです。表4は、デマッグクレーンの各径のホイールセットの許容輪圧値です。表5は、スペインのGHクレーンの各径のホイールセットの許容輪圧値です。
表3 ホイールセットの許容輪荷重（大連クレーン工場のデータ）
注：(1)表中の許容輪圧は、対応する(カッコ内)軌道上の車輪の値です。(2）この表の値は、車輪の材質に基づいて計算されています。zg310-570、hb320。
表4 ホイールセットの許容輪荷重（デマグ・クレーン製品情報）
表5 ホイールセットの許容輪荷重（スペインのGHクレーン製品情報）
以上の3つのデータから、諸外国のクレーンホイールセットの許容輪圧は、中国のそれよりも約30%大きいことがわかります。
ホイールセットの許容輪圧の違いに関する分析
クレーン設計要領書およびGB/T3811-2008《クレーン設計仕様書》によると、ホイールセットの許容輪圧の計算は、ホイールトレッドの接触強度を計算することになっています。輪（線接触）の許容輪圧の計算式は
PL=kDlC1C2
どこで？
PL-通常運転時のクレーンの車輪の許容圧力、単位はニュートン（N）。
k - ホイール材料に関連する許容接触応力定数で、単位はN/mm2（キャトル・パー・スクエア・ミリ）。
D...ホイールのトレッドの直径（mm）。
l -ホイールと路面の間の有効な接触幅をミリメートル（mm）で表したもの。
C1 -車輪の速度係数。
C2 -ホイールが設置されている機関の実務レベルの係数です。
車輪の許容輪圧値は、同一作業レベル、同一走行速度、同一軌道、同一車輪径の下での許容接触応力定数kに関係していることは、式から知ることができます。
国産クレーンの車輪の材質はZG340-640鋼が多く、その引張強度は640MPaです。また、設計マニュアルによるとk=5.96となっています。外国製クレーンの車輪の材質は、ダクタイル鋳鉄GGG70が主流です。設計マニュアルによると「車輪の材質がダクタイル鋳鉄の場合、k値は500N/mm²を選択する」とありますので、k=5.0となります。
このように、直径500mm、走行速度50m/min(C1=1)、作業レベルM5(C2=1)、マッチングトラックQU70の車輪の場合、ZG340-640の車輪で計算される許容輪圧はPL=5.96×500×70×1×1=208,600Nとなり、21.28tとなります。ダクタイル鋳鉄製ホイールの許容輪圧はPL=5×500×70×1×1=175,000Nとなり、17.86tとなります。
表3の値は、ZG310-570材から得られたもので、対応するk値は5.42、計算式で求めた許容輪圧は19.36tです。
以上のことから、計算値はいずれもデータ値よりも小さく、外国製ホイールセットの許容輪圧値は大きな差があり、その差が最も大きいのは鋳鉄製との間であることがわかります。
ホイールセットの選択と最適化の特徴と方法
ホイールの直径を小さくすることは、クレーン全体の性能を向上させる上で、主に以下のようなメリットがあります。
(1)クレーンの高さを低くする。鉄骨構造の工場建屋の建設費は、工場建屋の高さと密接な関係があります。クレーンの最適設計により、クレーンの全高を下げることができれば、工場の建設費を節約できるメリットがあることは間違いありません。ホイールの直径は、クレーンのエンドビームの高さを直接制限します。ホイール径を小さくすることができれば、クレーンの全高を低くすることができます。
(2)車輪の圧力を減らし、プラントのストレスを軽減する。現在、国内の吊上げ荷重50t未満のフック式橋型クレーンの多くは、4輪セットを使用しています。例えば、吊上げ荷重50t、スパン31.5mのクレーンでは、直径p800mmの車輪を4個使用しており、最大輪圧は440kNに達します。しかし、海外ではこのトン数、スパンのクレーンには小径の車輪を8個使用するのが一般的です。このように、車輪の圧力が分散されることで、工場の力が発揮されるのです。
(3)ドライブユニットの機種を減らす。車輪径を小さくすれば、駆動トルクが小さくなるので、駆動装置の減速機の機種を減らすことができ、駆動装置のコストを削減することができます。
今、私たちの会社は、実際の状況に応じてホイールを設計することができます。ご質問がある場合は、私たちに連絡することができ、24時間プロの顧客サービスは、オンラインであなたに答えるために。