휠 세트는 브리지 크레인의 중요한 구성 요소입니다. 크레인의 금속 구조 레이아웃은 휠의 직경 및 유형과 밀접한 관련이 있습니다. 휠 세트는 크레인의 전체 구조와 치수를 직접 결정합니다.
중국 및 기타 국가의 브리지 크레인의 휠 사용량과 휠 세트의 최대 허용 휠 압력을 비교하고 휠 압력의 계산 결과를 비교 분석했습니다. 결과는 휠 세트의 선택이 설계를 위해 최적화될 수 있고 우수한 실용성을 가지고 있음을 보여줍니다. 이는 교량 크레인에 종사하는 설계자에게 참조를 제공할 수 있습니다.
크레인 휠 세트의 적용
현재 중국의 리프팅 용량이 50t 미만인 후크 브리지 크레인의 경우 주류 휠 세트는 여전히 코너 박스 구조와 쌍을 이루는 테이퍼 롤러 베어링이 있는 Dalian Crane Factory의 도면을 채택합니다.
Table 1은 50t 이하 국내 훅브릿지 크레인의 다양한 톤수 트롤리의 차륜지름을 나타낸 것이다.
교량 기중기 시장에는 중국산 후크 교량 기중기 외에도 Konecranes, Demag 등과 같은 많은 국제 제품이 있습니다. 이중 빔 교량 기중기는 주로 전기 호이스트를 리프팅 메커니즘, 작업 수준으로 사용합니다 2m(M5)이고 전체 기계는 A5에 도달할 수 있습니다. 이 유형의 이중 빔 브리지 크레인 제품은 경량, 작은 휠 압력 및 안정적인 작동의 장점으로 특정 시장을 점유하고 광범위한 시장 전망을 가지고 있습니다. 제품은 엔드 빔과 휠 세트의 일체형 구조를 채택하고 휠 베어링은 구형 롤러 베어링입니다.
Table 2는 Konecranes의 각 톤수 트롤리의 휠 직경을 보여줍니다.
위의 두 표를 보면 다른 나라의 크레인 휠 직경이 더 작은 것을 알 수 있습니다. 휠이 위치한 엔드 빔의 실제 높이와 비교하여 감소는 100mm에 도달할 수 있어 식물의 높이를 효과적으로 절약할 수 있습니다.
휠 세트의 설계 및 선택에서 먼저 직경이 다른 휠에 대한 허용 휠 압력을 결정하십시오. 데이터 비교를 통해 중국산 휠 세트의 허용 휠 압력이 다른 국가의 휠 압력보다 작은 것으로 나타났습니다. 특정 휠 압력은 표 3, 표 4 및 표 5에 나와 있습니다.
《Crane Design Manual》은 전통적인 중국 후크 브리지 크레인 휠 세트의 허용 가능한 휠 압력을 찾을 수 있습니다. 표 3은 각 직경 휠 세트의 허용 휠 압력 값을 발췌한 것입니다. 표 4는 Demag 크레인의 각 직경 휠 세트의 허용 휠 압력 값을 보여줍니다. 표 5는 스페인의 GH 크레인 휠 세트의 각 직경 허용 휠 압력을 보여줍니다.
표 3 휠 세트의 허용 휠 하중(Dalian Crane Factory 데이터)
참고: (1) 표에서 허용 가능한 휠 압력은 해당(괄호 안) 트랙 아래의 휠 값입니다. (2) 이 표의 값은 휠 재질: ZG310-570, HB320을 기준으로 계산됩니다.
표 4 휠셋의 허용 휠하중 (Demag Crane 제품 정보)
표 5 휠 세트의 허용 휠 하중 (Spanish GH 크레인 제품 정보)
위의 세 가지 데이터 세트에서 다른 나라의 크레인 휠 세트의 허용 휠 압력이 중국보다 약 30% 더 크다는 것을 알 수 있습니다.
휠셋의 휠허용압력차이 분석
크레인 설계 매뉴얼 및 GB/T3811-2008 《크레인 설계 사양》에 따르면 휠 세트의 허용 휠 압력 계산은 휠 트레드의 접촉 강도를 계산하는 것입니다. 휠의 허용 휠 압력(라인 접촉)을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.
PL=kDlC1C2
어디에:
PL - 정상 작동 시 크레인 휠의 허용 가능한 휠 압력(뉴턴(N));
k — 휠 재료와 관련된 허용 접촉 응력 상수(제곱 밀리미터당 소 단위(N/mm2))
D - 바퀴 트레드의 지름(밀리미터(mm))
l - 바퀴와 트랙 표면 사이의 유효 접촉 폭(밀리미터(mm))
C1 - 휠 속도 계수;
C2 - 바퀴가 위치한 기관의 작업 수준 계수.
동일한 작업 레벨, 동일한 주행 속도, 동일한 트랙 및 동일한 휠 직경에서 휠의 허용 휠 압력 값은 허용 접촉 응력 상수 k와 관련이 있다는 공식을 통해 알 수 있습니다.
국내 크레인 휠의 재료는 대부분 ZG340-640 강이며 인장 강도는 640MPa입니다. 설계 매뉴얼에서 k=5.96임을 알 수 있습니다. 외국 크레인 휠의 재질은 대부분 연성철 GGG70입니다. 설계매뉴얼에 따르면 "휠 재질이 연성주철일 경우 k값은 500N/mm²"으로 선택되어 k=5.0이 됩니다.
이와 같이 직경이 500mm이고 주행 속도가 50m/min(C1=1)이고 작업 수준이 M5(C2=1)이고 일치하는 트랙이 QU70인 휠의 경우 허용 휠 압력은 다음과 같이 계산됩니다. ZG340-640 휠은 PL =5.96×500×70×1×1=208,600N, 즉 21.28t입니다. 연성 철 휠의 허용 휠 압력은 PL=5×500×70×1×1=175,000N, 즉 17.86t입니다.
Table 3의 값은 ZG310-570 재질에서 파생된 것으로 해당 k값은 5.42, 공식에 의해 계산된 허용휠압력은 19.36t이다.
위로부터 계산된 값은 모두 데이터 값보다 작고, 외국 차륜 세트의 허용 차륜 압력 값은 큰 차이가 있으며, 가장 큰 차이는 주철과 주철 사이에 있다는 결론을 내릴 수 있다.
휠 세트 선택 및 최적화의 특성 및 방법
휠 직경을 줄이면 주로 다음과 같이 전체 크레인의 성능에 많은 이점이 있습니다.
(1) 크레인의 높이를 낮춥니다. 철골 공장 건물의 건설 비용은 공장 건물의 높이와 밀접한 관련이 있습니다. 크레인의 최적화된 설계를 통해 크레인의 전체 높이를 낮출 수 있다면 플랜트의 건설비 절감에 유리할 것임은 분명하다. 휠 직경은 크레인 엔드 빔의 높이를 직접적으로 제한합니다. 휠 직경을 줄일 수 있으면 크레인의 전체 높이를 줄일 수 있습니다.
(2) 휠 압력을 줄이고 플랜트 스트레스를 줄입니다. 현재 인양능력이 50t 미만인 국내 대부분의 후크교 크레인은 4륜구동을 사용하고 있다. 예를 들어, 인양 중량이 50t이고 경간이 31.5m인 크레인은 직경이 p800mm인 4개의 바퀴를 사용하며 최대 바퀴 압력은 440kN에 도달할 수 있습니다. 그러나 이러한 톤수와 스팬을 가진 크레인은 일반적으로 외국에서 8개의 소경 휠을 사용합니다. 이러한 방식으로 휠 압력이 분산되어 플랜트가 더 나은 힘을 갖게 됩니다.
(3) 구동 장치의 모델을 줄입니다. 휠 직경이 감소하면 구동 토크가 감소하여 구동 장치의 감속기 유형을 줄이고 구동 장치 비용을 절감할 수 있습니다.
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