O conjunto de rodas é um componente importante da ponte rolante. O layout da estrutura metálica do guindaste está intimamente relacionado com o diâmetro e o tipo de roda. O conjunto de rodas determina diretamente a estrutura geral e as dimensões da ponte rolante.
O uso de rodas de pontes rolantes na China e em outros países e a pressão máxima permitida da roda do conjunto de rodas foram comparados, e os resultados do cálculo da pressão da roda foram comparados e analisados. Os resultados mostram que a seleção dos conjuntos de rodas pode ser otimizada para o projeto e tem boa praticabilidade, o que pode fornecer referências para projetistas engajados em pontes rolantes.
Aplicação de jogos de rodas de guindastes
Atualmente, para guindastes de ponte gancho com capacidade de elevação inferior a 50t na China, o conjunto de rodas principais ainda adota os desenhos da Dalian Crane Factory, com uma estrutura de caixa de canto e rolamentos de rolos cônicos emparelhados.
A tabela 1 mostra o diâmetro das rodas dos carros de várias toneladas de pontes rolantes de gancho domésticas abaixo de 50t
No mercado de pontes rolantes, além da ponte rolante de gancho feita na China, há também muitos produtos internacionais, tais como Konecranes, Demag, etc. A ponte-guindaste de viga dupla utiliza principalmente guindastes elétricos como mecanismo de elevação, o nível de trabalho é de 2m (M5), e a máquina inteira pode alcançar A5. Este tipo de ponte-guindaste de viga dupla ocupa um certo mercado com suas vantagens de peso leve, pequena pressão da roda e operação estável, e tem uma ampla perspectiva de mercado. O produto adota a estrutura integral da viga final e do conjunto de rodas, e o rolamento de roda é um rolamento autocompensador de rolos.
A tabela 2 mostra o diâmetro das rodas de cada carro de tonelagem da Konecranes
Pode-se ver nas duas tabelas acima que o diâmetro das rodas de guindastes em outros países é menor. Em comparação com a altura real da viga final onde a roda está localizada, a redução pode atingir 100mm, o que pode efetivamente economizar a altura da planta.
No projeto e seleção dos conjuntos de rodas, primeiro determine a pressão permitida para rodas de diferentes diâmetros. Através da comparação de dados, verifica-se que a pressão admissível do rebolo dos conjuntos de rodas de fabricação chinesa é menor do que a de outros países. As pressões específicas das rodas são mostradas na Tabela 3, Tabela 4 e Tabela 5.
《Crane Design Manual》 pode encontrar a pressão de roda permitida do tradicional conjunto de rodas de ponte rolante de gancho chinês. A tabela 3 é um trecho do valor admissível da pressão da roda de cada conjunto de rodas de diâmetro. A tabela 4 mostra os valores admissíveis de pressão das rodas de cada conjunto de rodas de diâmetro dos guindastes Demag. A tabela 5 mostra a pressão permitida de cada conjunto de rodas de diâmetro de guindastes GH na Espanha.
Tabela 3 Carga admissível de conjunto de rodas (dados da fábrica de guindastes Dalian)
Nota: (1) A pressão permitida para a roda na tabela é o valor da roda sob a pista correspondente (entre parênteses). (2) Os valores nesta tabela são calculados com base nos materiais do rebolo: ZG310-570, HB320.
Tabela 4 Carga de roda admissível do conjunto de rodas (Informações sobre produtos Demag Crane)
Tabela 5 Carga de roda admissível do conjunto de rodas (informações sobre produtos de guindastes GH espanhóis)
A partir dos três conjuntos de dados acima, pode-se descobrir que a pressão admissível da roda dos conjuntos de rodas de guindastes em outros países é cerca de 30% maior do que a da China.
Análise sobre a diferença de pressão permitida da roda do conjunto de rodas
De acordo com o manual de projeto do guindaste e GB/T3811-2008 《Crane Design Specification》, o cálculo da pressão permitida da roda do conjunto de rodas é para calcular a resistência de contato da banda de rodagem. A fórmula para calcular a pressão admissível da roda (contato de linha) é:
PL=kDlC1C2
Onde:
PL-prensa de rodas de guindastes em operação normal, em Newton (N);
k - a constante de tensão de contato permissível relacionada ao material da roda, em unidades de gado por milímetro quadrado (N/mm2);
D - O diâmetro da banda de rodagem, em milímetros (mm);
l - A largura efetiva de contato entre a roda e a superfície da via, em milímetros (mm);
C1 - coeficiente de velocidade da roda;
C2 - O coeficiente de nível de trabalho da instituição onde a roda está localizada.
Pode-se saber pela fórmula que o valor admissível da pressão da roda está relacionado com a tensão de contato permissível constante k sob o mesmo nível de trabalho, a mesma velocidade de marcha, a mesma pista e o mesmo diâmetro da roda.
O material das rodas de guindastes domésticos é principalmente aço ZG340-640, e sua resistência à tração é de 640MPa. Pode ser encontrado no manual de projeto que k=5,96. O material das rodas de guindastes estrangeiros é, em sua maioria, ferro dúctil GGG70. De acordo com o manual de projeto "Quando o material das rodas é feito de ferro dúctil, o valor k é selecionado como 500N/mm²", portanto k=5,0.
Desta forma, para uma roda com um diâmetro de 500mm, uma velocidade de marcha de 50m/min (C1=1), um nível de trabalho de M5 (C2=1), e uma pista correspondente de QU70, a pressão permitida da roda calculada pela roda ZG340-640 é: PL =5,96×500×70×1×1×1=208.600N, que é 21,28t. A pressão admissível da roda de ferro dúctil é: PL =5,96×500×70×1=208.600N: PL=5×500×70×1×1×1=175.000N, ou seja, 17,86t.
Os valores da Tabela 3 são derivados do material ZG310-570, e o valor k correspondente é 5,42, e a pressão permitida da roda calculada pela fórmula é 19,36t.
Do exposto acima, pode-se concluir que os valores calculados são todos menores do que os valores dos dados, e os valores de pressão admissíveis das rodas de conjuntos de rodas estrangeiras têm uma grande diferença, e a maior diferença é entre o ferro fundido e o ferro fundido.
Características e métodos de seleção e otimização do conjunto de rodas
A redução do diâmetro da roda tem muitas vantagens para o desempenho de todo o guindaste, principalmente
(1) Baixar a altura do guindaste. O custo de construção do prédio da fábrica de estrutura de aço está intimamente relacionado com a altura do prédio da fábrica. Se a altura total da grua puder ser reduzida através do projeto otimizado da grua, é sem dúvida benéfico economizar o custo de construção da fábrica. O diâmetro das rodas limita diretamente a altura da viga da extremidade do guindaste. Se o diâmetro das rodas puder ser reduzido, a altura total do guindaste pode ser reduzida.
(2) Reduzir a pressão da roda e reduzir o stress da planta. Atualmente, a maioria dos guindastes de ponte com gancho doméstico com capacidade de elevação inferior a 50t utiliza conjuntos de 4 rodas. Por exemplo, um guindaste com um peso de elevação de 50t e um vão de 31,5m usa 4 rodas com um diâmetro de p800mm, e a pressão máxima das rodas pode chegar a 440kN. Entretanto, guindastes com esta tonelagem e vão geralmente usam 8 rodas de pequeno diâmetro em países estrangeiros. Desta forma, a pressão das rodas é dispersa, para que a planta tenha uma força melhor.
(3) Reduzir o modelo da unidade de acionamento. Se o diâmetro da roda for reduzido, o torque de acionamento é reduzido, o que pode reduzir o tipo de redutor na unidade de acionamento e economizar o custo da unidade de acionamento.
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