На этой странице объясняется, чем режим работы крана отличается от других поворотных применений, какие конструкции подшипников подходят для специализированных автомобильных, вездеходных, внедорожных и гусеничных кранов, а также какие параметры производители кранов и ремонтные предприятия должны задать перед заказом. Краны-манипуляторы на грузовом шасси и краны с шарнирно-сочлененной стрелой выделяются в отдельную группу применений, поскольку их компактная интеграция в транспортное средство и профиль рабочих циклов отличаются.
Почему работа крана отличается: все определяет опрокидывающий момент
Большинство вращающегося оборудования нагружает опорно-поворотное устройство главным образом в осевом направлении. У крана ситуация обратная. Когда стрела выдвигается и поднимает груз на вылете, опрокидывающий момент Mk может расти значительно быстрее, чем осевая нагрузка Fa. Поэтому критическим рабочим состоянием может быть сравнительно легкий груз на максимальном вылете, а не самый тяжелый номинальный подъем.
При высоком Mk и comparatively low Faодна сторона подшипника прижимается вниз, тогда как противоположная сторона стремится оторваться, что нагружает крепежные болты растяжением и циклически переводит контакты дорожки качения в крайние состояния. Поэтому выбор кранового подшипника нельзя основывать только на статической грузоподъемности.
Кривая несущей способности дорожки качения
Оценивает максимальные контактные напряжения качения и риск остаточной деформации в закаленной дорожке качения.
Кривая несущей способности болтового соединения
Оценивает предварительный натяг болтов, раскрытие стыка и усталость болтов при определяющей моментной нагрузке.
Подшипник может удовлетворять одной кривой и не проходить по другой. На машинах с длинной стрелой определяющим ограничением часто становится кривая болтового соединения. В предварительных каталоговых расчетах могут использоваться коэффициенты режима работы около fL = 1.5 для мобильных кранов и около 1.33 для сервисных кранов, однако окончательный коэффициент должен соответствовать методике расчета производителя крана, применимому стандарту и условиям эксплуатации.
Неразрушающий контроль дорожки качения, маркировка переходной зоны индукционной закалки, контроль зубчатого венца и окончательный комплект документации должны быть определены в чертеже, плане контроля или закупочной спецификации.
Вездеходные, внедорожные и автомобильные краны: рост классов грузоподъемности
Специализированные автомобильные, вездеходные и внедорожные краны сочетают высокие опрокидывающие моменты с жесткими ограничениями по компоновке в зоне шасси и поворотной платформы. Для машин малого и среднего класса расчет обычно начинается с однорядных шариковых опорно-поворотных устройств с четырехточечным контактом: серий 011/012 с наружным зубчатым венцом или серий 013/014 с внутренним зубчатым венцом.
По мере роста грузоподъемности примерно от класса 25–60 t к 100 t и выше однорядная шариковая конструкция может достигать своего экономически целесообразного предела при комбинированной нагрузке по Mk + Fa. Машины среднего класса могут перейти на двухрядные шариковые подшипники 021/022 с наружным зубчатым венцом или двухрядные шариковые подшипники 023/024 с внутренним зубчатым венцом, увеличивая осевую и моментную несущую способность при контролируемом габаритном диаметре.
Два системных фактора определяют, будет ли расчетная несущая способность достигнута на машине. Первый фактор - это жесткость опорной конструкции: если поворотная платформа или несущая рама деформируются под моментом, нагрузка концентрируется на коротком участке дорожки качения. Второй фактор - это контроль предварительного натяга болтов: кривая несущей способности болтового соединения действительна только при соблюдении заданного класса болтов, состояния смазки, метода затяжки и фактически достигнутого натяга.
Гусеничные краны: область применения трехрядных роликовых устройств
Гусеничные краны сочетают одни из самых высоких моментов в семействе мобильных кранов с низкими скоростями поворота, массивными конструкциями и длительным сроком службы. Стандартным высоконагруженным решением является трехрядное роликовое опорно-поворотное устройство: 131/132 с наружным зубчатым венцом, 133/134 с внутренним зубчатым венцом, или беззубчатая серия 130.
Раздельные ряды роликов воспринимают осевую нагрузку, радиальную нагрузку и опрокидывающий момент, обеспечивая очень высокую статическую несущую способность на единицу диаметра. Устройства этого класса могут достигать примерно Ø4,000 mm и более. Для тяжелого кранового режима обычно задают улучшенную сталь 42CrMo с индукционно закаленными дорожками качения и, при необходимости, закаленными зубьями венца.
Поскольку несущие ряды роликов разделены, трехрядные роликовые подшипники особенно чувствительны к жесткости и плоскостности обеих присоединительных конструкций. Поэтому производители гусеничных кранов обычно требуют измерения посадочных поверхностей, протоколы предварительного натяга болтов и подтверждение монтажной конструкции вместе с документами контроля подшипника.
Что должны задавать OEM-производители кранов: чек-лист из шести пунктов
Запрос предложения на кран, содержащий следующие шесть пунктов, обычно может быть рассмотрен и просчитан с меньшим числом уточнений:
- Расчетный случай нагрузкиMk, Fa и Fr для определяющих условий, либо грузовая диаграмма и геометрия, необходимые для их определения, а также предполагаемый коэффициент режима работы.
- Закалка дорожки каченияТребуемая поверхностная твердость, обычно 55 HRC или выше, а также эффективная глубина закаленного слоя, соответствующая размеру тел качения и режиму работы.
- Объем НКТребования к ультразвуковому или магнитопорошковому контролю, идентификация переходной зоны и любые требования по присутствию заказчика или отчетности.
- Зубчатый венецМодуль, число зубьев, внутренний или наружный зубчатый венец, закаленные или незакаленные боковые поверхности зубьев, качество зубчатого зацепления и требуемый боковой зазор.
- Болтовой интерфейсСхема отверстий, сквозные или резьбовые отверстия, класс болтов, длина зажима и допущения, использованные при проверке несущей способности болтового соединения.
- ДокументацияСертификаты материала по EN 10204 3.1, отчеты по размерам, твердости и зазору, записи по прослеживаемости и любая согласованная документация с участием независимой стороны.
Если какие-либо из этих пунктов остаются открытыми, направьте чертеж и данные по применению через нашу Проверку расчетного случая нагрузки. Инженеры MERYDOM проверят требования к дорожке качения и болтовому соединению до подготовки предложения и выявят любые условия вне подтвержденного диапазона.
Сменные опорно-поворотные устройства для эксплуатируемых кранов
Крановые опорно-поворотные устройства являются долговечными изнашиваемыми компонентами, а не конструкциями на весь срок службы машины. Рост крутящего момента привода поворота, неравномерное вращение, смазка металлически-серого цвета, локальный шум или измеримое увеличение зазора по опрокидыванию являются типичными признаками необходимости контроля.
Для проектов замены MERYDOM может помочь с идентификацией по маркировке старого подшипника, присоединительным размерам, числу зубьев, данным зубчатого венца и информации о машине, а затем изготовить изделие под подтвержденный монтажный интерфейс. Этот процесс аналогичен логике идентификации модели, используемой в нашем Подборщике подшипников для экскаваторов, однако для крановых проектов дополнительно требуются модель машины, серийный номер, конфигурация стрелы и объем документации по безопасности.
Проверяемые доказательства производства и квалификации поставщика
OEM-производителям кранов и ремонтным предприятиям обычно требуется больше, чем просто соответствие каталогу. MERYDOM публикует информацию о заводе и производственной среде, производственном оборудовании и квалификации поставщиков. Актуальная производственная деятельность и утвержденные отчеты о визитах клиентов помогают покупателям убедиться, что производственная система действует и открыта для технического аудита.
Контрольные возможности, управление калибровкой, идентификация продукции и прослеживаемость документированы в системе контроля качества MERYDOM.
FAQ по опорно-поворотным устройствам для мобильных кранов
Какой тип опорно-поворотного устройства используется на мобильных кранах?
На машинах малого и среднего размера обычно применяются однорядные шариковые устройства с четырехточечным контактом. По мере роста совмещенной осевой и моментной несущей способности используются двухрядные шариковые конструкции, тогда как крупные гусеничные и высокогрузоподъемные мобильные краны часто переходят на трехрядные роликовые конструкции. Окончательный выбор необходимо проверять по фактическим расчетным случаям нагрузки и болтовому интерфейсу.
Почему крановое опорно-поворотное устройство может пройти проверку дорожки качения, но не пройти проверку болтов?
При большом вылете опрокидывающий момент может быть высоким, тогда как осевая нагрузка остается сравнительно низкой. Такая комбинация стремится приподнять одну сторону соединения и нагружает крепежные болты растяжением, поэтому кривая несущей способности болтового соединения может стать определяющей, даже если кривая несущей способности дорожки качения еще выполняется.
Какая документация должна поставляться с крановым опорно-поворотным устройством?
Согласованный комплект обычно включает сертификаты материала по EN 10204 3.1, результаты измерений размеров, записи по твердости дорожки качения и эффективной глубине закаленного слоя, проверки зазора или вращения, информацию о прослеживаемости и любые заданные записи неразрушающего контроля. Для проекта может быть согласована документация с участием независимой стороны.
Можно ли использовать для кранов стандартные каталоговые модели?
Каталоговые серии являются полезной отправной точкой для присоединительных размеров и выбора конструкции. Однако крановый режим все равно требует проектной проверки расчетного случая нагрузки, охватывающей несущую способность дорожки качения, несущую способность болтового соединения, жесткость опоры, интерфейс зубчатого венца и применимый коэффициент режима работы, прежде чем модель будет подтверждена.
Каков срок изготовления индивидуального кранового опорно-поворотного устройства?
Типичный срок изготовления индивидуального исполнения составляет примерно 30-45 дней в зависимости от диаметра, материала, термообработки, зубчатого венца, объема контроля и документации. Подтвержденный срок указывается в коммерческом предложении после проверки чертежа.
Отправьте расчетный случай нагрузки крана и присоединительный чертеж
Укажите определяющий момент, осевые и радиальные нагрузки, габариты подшипника, данные зубчатого венца, схему отверстий, количество и требования к документации.