Колісна пара є важливою складовою мостового крана. Компонування металевої конструкції крана тісно пов’язане з діаметром і типом колеса. Колісна пара безпосередньо визначає загальну конструкцію та розміри крана.
Порівняно використання коліс мостових кранів у Китаї та інших країнах та максимально допустимий тиск колісної пари, порівняно та проаналізовано результати розрахунку тиску на колеса. Результати показують, що вибір колісних пар може бути оптимізований для проектування та має хорошу практичність, що може бути рекомендаціями для конструкторів, які займаються мостовими кранами.
Застосування кранових колісних пар
В даний час для гакових мостових кранів з вантажопідйомністю менше 50 т у Китаї основна колісна пара все ще використовує креслення Dalian Crane Factory з кутовою коробчатою структурою та парними конічними роликовими підшипниками.
У таблиці 1 наведено діаметр коліс різних вантажопідйомних візків вітчизняних гакових мостових кранів масою менше 50 т.
На ринку мостових кранів, крім гачкового мостового крана, виготовленого в Китаї, є також багато міжнародних продуктів, таких як Konecranes, Demag тощо. Двобалковий мостовий кран в основному використовує електричний підйомник як механізм підйому, робочий рівень становить 2 м (M5), і вся машина може досягати A5. Цей тип виробів з двобалкових мостових кранів займає певний ринок з його перевагами малої ваги, невеликого тиску на колеса та стабільної роботи, а також має широку ринкову перспективу. Продукт має цілісну структуру кінцевої балки та колісної пари, а підшипник колеса є сферичним роликовим підшипником.
Таблиця 2 показує діаметр коліс кожного вантажного візка Konecranes
З наведених двох таблиць видно, що діаметр кранових коліс в інших країнах менший. У порівнянні з фактичною висотою кінцевої балки, де розташоване колесо, зменшення може досягати 100 мм, що може ефективно зберегти висоту рослини.
При проектуванні та підборі колісних пар спочатку визначають допустимий тиск на колеса для коліс різного діаметру. За допомогою порівняння даних було виявлено, що допустимий тиск на колеса китайських колісних пар менший, ніж в інших країнах. Конкретні тиски в колесах наведені в таблиці 3, таблиці 4 і таблиці 5.
У 《Посібнику з проектування крана》 можна знайти допустимий тиск на колеса традиційного китайського гакового мостового крана. У таблиці 3 наведено витяг із допустимого значення тиску на колеса кожного діаметра колісної пари. У таблиці 4 наведено допустимі значення тиску на колеса кожного діаметра колісного комплекту кранів Demag. Таблиця 5 показує допустимий тиск на колеса кожного діаметра колісних пар кранів GH в Іспанії.
Таблиця 3 Допустиме колісне навантаження колісної пари (дані Даляньського кранового заводу)
Примітка: (1) Допустимий тиск колеса в таблиці – це значення колеса під відповідною (у дужках) колією. (2) Значення в цій таблиці розраховані на основі матеріалів коліс: ZG310-570, HB320.
Таблиця 4 Допустиме колісне навантаження на колісну пару (інформація про продукт Demag Crane)
Таблиця 5 Допустиме колісне навантаження колісної пари (іспанська інформація про продукт крана GH)
З наведених вище трьох наборів даних можна виявити, що допустимий тиск колісних коліс кранів в інших країнах приблизно на 30% більше, ніж у Китаї.
Аналіз на різницю допустимого тиску колісної пари
Відповідно до керівництва з конструювання крана та GB/T3811-2008 《Техніки конструкції крана》, розрахунок допустимого тиску колеса колісної парі полягає в розрахунку контактної міцності протектора коліс. Формула для розрахунку допустимого колісного тиску колеса (контакту лінії):
PL=kDlC1C2
де:
PL— допустимий колісний тиск коліс крана в нормальному режимі роботи, в ньютонах (Н);
k — допустима константа контактного напруження, пов'язана з матеріалом колеса, в одиницях ВРХ на квадратний міліметр (Н/мм2);
D — діаметр протектора колеса, в міліметрах (мм);
l —ефективна ширина контакту між колесом і поверхнею колії, в міліметрах (мм);
C1 —коефіцієнт швидкості колеса;
C2 —Коефіцієнт робочого рівня установи, де знаходиться колесо.
З формули можна дізнатися, що допустиме значення тиску колеса в колесі пов’язане з допустимою константою контактного напруження k при тому ж робочому рівні, тій самій швидкості руху, однаковій колії та однаковому діаметрі колеса.
Матеріалом вітчизняних кранових коліс в основному є сталь ZG340-640, а її міцність на розрив становить 640 МПа. З інструкції з проектування можна знайти, що k=5,96. Матеріалом закордонних кранових коліс є переважно ковкий чавун GGG70. Відповідно до інструкції з проектування «Коли матеріал колеса виготовлений з ковкого чавуну, значення k вибирається як 500 Н/мм²», таким чином k=5,0.
Таким чином, для колеса діаметром 500 мм, швидкості руху 50 м/хв (C1=1), робочого рівня M5 (C2=1) і відповідної колії QU70, допустимий тиск колеса розраховується за формулою колесо ZG340-640: PL =5,96×500×70×1×1=208 600N, що становить 21,28т. Допустимий колісний тиск коліс із ковкого чавуну: PL=5×500×70×1×1=175 000 Н, що становить 17,86 т.
Значення в таблиці 3 отримані з матеріалу ZG310-570, відповідне значення k становить 5,42, а допустимий тиск на колесо, розрахований за формулою, становить 19,36 т.
З вищесказаного можна зробити висновок, що всі розраховані значення менші за значення даних, а допустимі значення тиску в колінах іноземних колісних пар мають велику різницю, а найбільша різниця між чавуном і чавуном.
Характеристика та методи підбору та оптимізації колісних пар
Зменшення діаметра колеса має багато переваг для продуктивності всього крана, головним чином наступних:
(1) Знизити висоту крана. Вартість будівництва будівлі заводу із сталевих конструкцій тісно пов'язана з висотою будівлі заводу. Якщо загальну висоту крана можна зменшити за рахунок оптимізованої конструкції крана, це, безсумнівно, вигідно заощадити витрати на будівництво заводу. Діаметр колеса безпосередньо обмежує висоту кінцевої балки крана. Якщо діаметр колеса можна зменшити, можна зменшити загальну висоту крана.
(2) Зменшити тиск у колесах і зменшити навантаження на рослину. В даний час більшість вітчизняних гакових мостових кранів вантажопідйомністю менше 50 т використовують 4 колісні пари. Наприклад, кран з вагою підйому 50 т і прольотом 31,5 м використовує 4 колеса діаметром p800 мм, а максимальний тиск на колеса може досягати 440 кН. Однак крани з таким тоннажем і розмахом зазвичай використовують 8 коліс малого діаметра в зарубіжних країнах. Таким чином тиск колеса розсіюється, завдяки чому рослина має кращу силу.
(3) Зменшіть модель приводного блоку. Якщо діаметр колеса зменшується, крутний момент приводу зменшується, що може зменшити тип редуктора в приводному блоці та заощадити вартість приводного вузла.
Тепер наша компанія може спроектувати колеса відповідно до фактичної ситуації. Якщо у вас виникли запитання, ви можете зв’язатися з нами, цілодобове професійне обслуговування клієнтів онлайн, щоб відповісти вам.