Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNERпроизводство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
Бесплатно Личный кабинет — избранное и расчёты ★ Регистрация →
Новинка Симуляторы и тренажёры — ЧПУ, допуски, ПИД Попробовать →
Правовая информация →

INNER
Контакты

Люфт ОПУ кран-манипулятора: замер и устранение

  • 02.06.2026
  • Познавательное

Таблица 1. Типы ОПУ, применяемые на кран-манипуляторных установках

Тип ОПУКонструктивная схемаГабаритный диаметр D, ммПрименение на КМУ
Однорядное шарикоподшипниковое с 4-точечным контактомОдин ряд шаров между двумя кольцами, контакт по двум парам беговых дорожек600–1400Преобладающее решение для лёгких и средних КМУ, включая стреловые подъёмные манипуляторы
Двухрядное шарикоподшипниковоеДва ряда шаров разного диаметра, повышенная грузоподъёмность900–1500Тяжёлые КМУ и манипуляторы повышенной грузоподъёмности
Роликовое с перекрёстными роликамиОдин ряд цилиндрических роликов, ось чередуется на 90°700–1400Манипуляторы с повышенными требованиями к жёсткости и точности позиционирования
Зубчатый венецНаружный или внутренний; в КМУ преобладает наружный венец на нижнем (неподвижном) кольцеСопряжение с шестернёй редуктора поворота, обеспечивает циркулярное движение колонны

Конкретный габарит ОПУ для конкретной модели КМУ определяется паспортом изготовителя крана-манипулятора. Зубчатый венец в КМУ выполняется наружным значительно чаще, чем внутренним, — из соображений компоновки редуктора поворота и обслуживания.

Таблица 2. Ориентировочные предельные значения опрокидывающего зазора

Габаритный диаметр D, ммНачальный осевой зазор (новое изделие), ммПредел осевого перемещения по ориентиру ГОСТ 24407-80, ≤ 0,2 % D, ммПредел износа беговых дорожек по ориентиру ГОСТ 24407-80, ≤ 0,05 % D, мм
7000,15–0,401,400,35
9000,15–0,451,800,45
11000,20–0,502,200,55
13000,20–0,552,600,65

Значения начальных осевых зазоров приведены как типовые ориентиры для однорядных шариковых ОПУ; первичный источник нормирования для конкретного ОПУ — паспорт и таблица допусков завода-изготовителя. ГОСТ 24407-80 регламентирует капитальный ремонт стреловых кранов; для кран-манипуляторных установок его численные критерии применяются по аналогии как технический ориентир при дефектации, поскольку КМУ относятся к подъёмным сооружениям со стреловой схемой. Окончательное решение о пригодности или браковке принимается на основании паспорта конкретного крана-манипулятора.

Таблица 3. Ориентировочные моменты затяжки болтов крепления ОПУ

Размер болтаКласс прочности 10.9, Н·мКласс прочности 12.9, Н·м
M20~590~700
M22~795~950
M24~1010~1210
M27~1500~1790
M30~2030~2430

Численные значения приведены как ориентировочно-типовые для смазанной резьбы (общий коэффициент трения μ ≈ 0,14) и согласуются с расчётной методикой VDI 2230 и характеристиками крепежа по ISO 898-1. По руководствам производителей слюинговых подшипников (в частности, thyssenkrupp rothe erde) основной классом прочности для болтов крепления ОПУ является 10.9; класс 12.9 применяется в особо нагруженных решениях и только при отдельном согласовании. Для конкретного ОПУ используются паспортные значения момента, поскольку фактический момент зависит от состояния поверхностей, типа смазки и схемы соединения.

Таблица 4. Критерии предельного износа зубчатого венца ОПУ

КритерийИсточникФормулировкаНазначение
Износ боковой поверхности зубаthyssenkrupp rothe erde, KD 125 «Bearing Inspection»До 0,1 × модуль зацепления на боковую сторону зубаПервичный инженерный критерий для слюинговых подшипников и ОПУ
Износ зуба по толщинеОбщая практика обслуживания открытых крановых передачУменьшение толщины зуба на делительной окружности — около 30 % от исходнойОриентировочный критерий для открытых крановых зубчатых передач (не сугубо для ОПУ)
Пластическое оттеснение металла на дорожкеГОСТ 24407-80Свыше 1 ммКритерий браковки беговых дорожек
Местные сколы, выкрашивание, трещиныФНП Приказ Ростехнадзора № 461 (нормы браковки элементов ПС)Не допускаютсяБезусловная браковка независимо от линейных размеров дефекта

Критерий «0,1 × модуль на боковую сторону зуба» — основной для оценки износа зубьев венца ОПУ. Часто встречающаяся формулировка «33 % высоты зуба» некорректна по сути: общая крановая практика оперирует износом по толщине (не по высоте) зуба порядка 30 %, и этот ориентир применим к открытым шестерням лебёдок и приводов, а не подменяет паспортные критерии завода-изготовителя ОПУ.

Полное оглавление статьи
  1. Конструкция ОПУ кран-манипулятора
  2. Опрокидывающий зазор: природа и контролируемые параметры
  3. Подготовка к замеру: проверка моментов затяжки болтов
  4. Методика замера опрокидывающего зазора индикатором
  5. Износ зубчатого венца: корректные критерии
  6. Способы устранения люфта и замена ОПУ
  7. Документирование и нормативная база
  8. Вопрос-ответ

Конструкция ОПУ кран-манипулятора

Опорно-поворотное устройство (ОПУ) кран-манипуляторной установки представляет собой крупногабаритный одно- или двухрядный подшипник качения, объединяющий функции опоры, восприятия осевой и радиальной нагрузок, восприятия опрокидывающего момента и привода поворота через интегрированный зубчатый венец. Конструктивно ОПУ состоит из двух колец — неподвижного (наружного или внутреннего) и поворотного, между которыми установлены тела качения (шары или ролики). Одно из колец имеет зубчатый венец, входящий в зацепление с шестернёй редуктора поворота.

В отличие от ОПУ автомобильных и башенных кранов больших габаритов, для КМУ характерны диаметры в диапазоне 600–1400 мм с преобладанием однорядной шариковой схемы с четырёхточечным контактом. Эта схема при компактных размерах одновременно воспринимает осевые усилия в обе стороны, радиальную нагрузку и опрокидывающий момент. На КМУ повышенной грузоподъёмности применяются двухрядные шариковые либо роликовые ОПУ с перекрёстным расположением роликов.

Любое нарушение целостности крепления или геометрии ОПУ кран-манипулятора относится к дефектам, влияющим на безопасность подъёмных операций. По Федеральным нормам и правилам, утверждённым Приказом Ростехнадзора № 461 от 26.11.2020 (действуют с 01.01.2021), эксплуатация подъёмных сооружений с превышением предельных значений износа и зазоров запрещена.

Опрокидывающий зазор: природа и контролируемые параметры

Под термином «опрокидывающий зазор» в инструкциях производителей ОПУ (в частности, в методике thyssenkrupp rothe erde Installation·Lubrication·Maintenance) понимается изменение взаимного положения колец ОПУ в осевом направлении под действием опрокидывающего момента. Контроль зазора по сути является косвенным методом оценки износа беговых дорожек, состояния тел качения и стабильности соединения колец с опорной конструкцией.

Различают:

  • Начальный осевой зазор — паспортное значение нового ОПУ, определяется заводом-изготовителем (типично 0,15–0,55 мм в зависимости от диаметра и схемы ОПУ).
  • Текущий опрокидывающий зазор — измеряется на работающей машине в процессе планового или внепланового технического обслуживания; характеризует изменение зазора под нагрузкой относительно ненагруженного состояния.
  • Тренд изменения зазора — главный диагностический параметр: систематическое нарастание зазора от ТО к ТО более информативно, чем абсолютное значение в отдельной точке.

Подготовка к замеру: проверка моментов затяжки болтов

Замер опрокидывающего зазора без предварительной проверки моментов затяжки болтов крепления верхнего и нижнего колец ОПУ методически некорректен. Ослабленные или повреждённые болты дают ложно завышенный люфт, который ошибочно интерпретируется как износ беговых дорожек и приводит к необоснованной замене ОПУ.

Последовательность проверки болтов

  1. Очистка головок болтов и шайб от грязи и консерванта.
  2. Визуальный осмотр на трещины, деформацию, следы поворота гайки относительно метки.
  3. Динамометрический ключ настраивается на 90 % от паспортного момента затяжки — это контрольный момент по методике обслуживания.
  4. Каждый болт проверяется на «провёртывание»: если при контрольном моменте болт остаётся неподвижным — крепление в норме; если поворачивается — затяжка ослаблена.
  5. Болты, провернувшиеся более чем на 30°, подлежат замене комплектом из одной партии (новые болты той же марки и класса прочности с заменой шайб).

Ориентировочные паспортные моменты для типовых размеров болтов класса прочности 10.9 и 12.9 приведены в Таблице 3. Для конкретного ОПУ обязательно используются значения из руководства завода-изготовителя.

При замене болтов категорически запрещено применять болты меньшего класса прочности или болты повторного использования. Затяжка выполняется в крест-накрест по диагонали в три-четыре прохода с возрастающим усилием. Для смазанной резьбы применяется указанный в паспорте крана коэффициент трения; сухая резьба требует увеличения момента ориентировочно на 20 %.

Методика замера опрокидывающего зазора индикатором

Согласно технической документации производителей ОПУ (в частности, методике rothe erde ILM), замер выполняется индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм. Стрелочный или электронный индикатор устанавливается на магнитном штативе или специальной державке, закрепляемой на неподвижном кольце ОПУ; измерительный наконечник упирается в торец поворотного кольца.

Последовательность измерения

  1. КМУ устанавливается на штатные выносные опоры (аутригеры) на ровной горизонтальной поверхности, давление в опорах должно соответствовать паспорту.
  2. Стрела манипулятора приводится в исходное положение: полностью убрана, поднята вверх — это положение принимается за «разгруженное».
  3. Индикатор устанавливается в первой контрольной точке (обычно условная отметка 0°), показания обнуляются.
  4. Стрела опускается в горизонтальное положение с максимальным паспортным вылетом и поднимает контрольный груз (как правило, груз массой, эквивалентной номинальной грузоподъёмности на этом вылете); индикатор показывает прирост зазора.
  5. Поворот колонны КМУ выполняется на 90°; измерение повторяется. Полный цикл — четыре точки по периметру ОПУ (0°, 90°, 180°, 270°).
  6. Фиксируется максимальное измеренное значение из четырёх точек.
Пример интерпретации. При замере ОПУ диаметром 1100 мм в четырёх точках получены значения: 0,8 мм, 0,9 мм, 1,2 мм и 1,0 мм. Максимум — 1,2 мм. Ориентировочный предельный уровень по ГОСТ 24407-80 (0,2 % D) для D = 1100 мм составляет 2,2 мм; фактический результат в пределах нормы. Однако сравнение с предыдущим замером (например, год назад значение было 0,6 мм) показывает удвоение зазора — это признак ускоренного износа и требует более частого контроля.

Систематические ошибки при замере

  • Неверная установка индикатора — наконечник должен упираться строго перпендикулярно к измеряемой поверхности. Угол приводит к занижению показания на коэффициент косинуса.
  • Замер на наклонной площадке — даёт асимметрию между точками 0° и 180°, не связанную с износом ОПУ.
  • Замер без груза или с весом ниже паспортного — даёт ложно низкие значения зазора; износ выявляется только под рабочей нагрузкой.
  • Замер на ослабленных болтах — рассмотрено в разделе 3.

Износ зубчатого венца: корректные критерии

Износ зубьев венца ОПУ оценивается несколькими независимыми критериями. Главным инженерным критерием по технической документации производителей крупных слюинговых подшипников (в частности, по rothe erde KD 125 «Bearing Inspection») является износ боковой поверхности зуба до 0,1 × модуля зацепления на сторону. Для типовых модулей 8, 10 и 12 мм предельный износ составляет соответственно 0,8, 1,0 и 1,2 мм на сторону.

Часто встречающийся в отраслевых заметках критерий «33 % высоты зуба» некорректен по форме: общая практика обслуживания открытых крановых передач оперирует износом по толщине зуба (не по высоте) на уровне около 30 % от исходной. Этот ориентир применим скорее к открытым шестерням лебёдок и редукторов поворота, чем к зубчатому венцу ОПУ. Для венца ОПУ первичен критерий «0,1 × модуль на сторону» по паспорту изготовителя.

Методика контроля зубьев

  1. Визуальный осмотр всех зубьев венца через смотровое окно крышки редуктора поворота. Очаги выкрашивания, трещины у основания зуба, локальное измятие в зоне контакта — основания для немедленной браковки независимо от количественных значений.
  2. Измерение толщины зуба на делительной окружности зубомером (штангензубомером). Сравнение с паспортным значением толщины нового зуба.
  3. Замер бокового зазора в зацеплении венец-шестерня щупом или индикатором. Значение сравнивается с паспортным начальным зазором.
  4. Контроль расположения пятна контакта на боковой поверхности зуба после нанесения тонкого слоя контрольной краски и проворачивания поворотного кольца — пятно должно занимать не менее 50 % высоты рабочего профиля и не менее 70 % длины зуба.

Способы устранения люфта и замена ОПУ

Меры, не связанные с заменой ОПУ

Если измеренный зазор не превышает паспортного и нормативного ориентировочного предела, но болты обнаружили ослабление, возможны следующие действия:

  • Полная перетяжка всех болтов крепления верхнего и нижнего колец с паспортным моментом по методике крест-накрест.
  • Замена комплекта болтов на новые той же марки и класса прочности с обязательной заменой шайб и контргаек.
  • Контроль и при необходимости восстановление плоскостности опорных поверхностей рамы и колонны: для типовых габаритов ОПУ КМУ (Ø600–1400 мм) допустимое отклонение от плоскостности по методике rothe erde ILM ориентировочно составляет 0,10–0,20 мм на полный диаметр; точное значение зависит от диаметра ОПУ и приводится в его паспорте.
  • Регулировка бокового зазора в зацеплении венец-шестерня перемещением картера редуктора поворота при наличии регулировочных пазов.

Признаки необходимости замены ОПУ

Полная замена ОПУ требуется при выполнении хотя бы одного из условий:

  • Превышение опрокидывающего зазора над ориентировочным пределом 0,2 % D (по аналогии с ГОСТ 24407-80) при подтверждённой штатной затяжке болтов.
  • Износ беговых дорожек, превышающий ориентир 0,05 % D, либо пластическое оттеснение металла свыше 1 мм.
  • Выкрашивание, трещины, локальные сколы на телах качения, дорожках или зубьях венца.
  • Износ зубьев венца, превышающий критерий 0,1 × модуль на сторону.
  • Видимое смещение поворотного кольца относительно неподвижного в плане (выход за пределы паспортной радиальной игры).
  • Стук, скрежет, рывки при вращении, не устраняемые после замены смазки и проверки болтов.

Краткая последовательность замены

Замена ОПУ КМУ включает: демонтаж стрелы и колонны манипулятора, откручивание всех болтов крепления нижнего кольца к раме автомобиля, подъём верхней секции крана с колонной с помощью грузоподъёмного оборудования, демонтаж старого ОПУ, контроль плоскостности и геометрии посадочных поверхностей рамы и колонны, установка нового ОПУ с обязательной маркировкой «мягкой зоны» (soft zone — участок беговой дорожки с вводным отверстием закалки) в направлении, не совпадающем с зоной максимальной нагрузки, затяжку болтов в соответствии с паспортным моментом, регулировку зацепления венец-шестерня.

Документирование и нормативная база

Результаты замера опрокидывающего зазора, моментов затяжки и износа зубьев венца фиксируются в журнале технического обслуживания крана-манипулятора и в акте дефектации. Заполнение журнала и акта — обязательное требование по Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности подъёмных сооружений (Приказ Ростехнадзора № 461 от 26.11.2020). При проведении капитального ремонта стреловых кранов применяются положения ГОСТ 24407-80; для кран-манипуляторных установок численные критерии этого стандарта используются по аналогии как технический ориентир, при этом первичной нормативной базой является эксплуатационная и ремонтная документация завода-изготовителя конкретной модели КМУ.

Связанные технические материалы

Вопрос-ответ

Какой индикатор использовать для замера опрокидывающего зазора?
Индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм и диапазоном измерения не менее 5 мм. Подойдут стрелочные индикаторы ИЧ по ГОСТ 577 или электронные с аналогичной точностью. Крепление — на магнитный штатив либо специальную державку, фиксируемую на неподвижном кольце ОПУ. Замер с использованием линейки или штангенциркуля не допускается.
В скольких точках делать замер по окружности ОПУ?
Минимум в четырёх точках через 90°. По методикам производителей (rothe erde) при подозрении на неравномерный износ или после контактных аварий рекомендуется проводить замер чаще — например, через 30°, в двенадцати точках. Максимальное значение из всех точек принимается за расчётное.
Можно ли проводить замер без подъёма груза?
Нет. Без приложения опрокидывающего момента индикатор не покажет реального смещения колец. Замер должен выполняться с грузом, эквивалентным номинальной грузоподъёмности на максимальном паспортном вылете. Если поднять номинальный груз невозможно, замер считается ориентировочным и подлежит повторению в полном объёме.
Что делать, если зазор находится в пределах нормы, но систематически растёт от ТО к ТО?
Это признак прогрессирующего износа беговых дорожек или развития усталостных дефектов на телах качения. Сократить интервал контроля (например, с одного года до полугода), выполнить визуальный осмотр через смотровое окно, проверить состояние смазки на наличие металлической стружки. При сохранении тренда роста — планировать замену ОПУ до достижения предельного значения.
Можно ли устранить люфт ОПУ перетяжкой болтов?
Только в случае, когда люфт вызван именно ослаблением крепления, а не износом беговых дорожек. Болты крепления проверяются динамометрическим ключом в обязательном порядке перед замером опрокидывающего зазора. Перетяжкой болтов нельзя устранить износ беговых дорожек или повреждение тел качения — в этом случае требуется только замена ОПУ.
Откуда берётся критерий 0,2 % габаритного диаметра?
Этот критерий установлен ГОСТ 24407-80 «Краны стреловые. Капитальный ремонт» и определяет предельно допустимое осевое перемещение колец ОПУ под нагрузкой. Сопряжённый критерий — износ беговых дорожек качения не более 0,05 % габаритного диаметра. Для кран-манипуляторных установок эти численные значения применяются по аналогии как технический ориентир при дефектации; первичной является эксплуатационная документация завода-изготовителя.
Корректен ли критерий «33 % износа высоты зуба венца»?
Эта формулировка некорректна. Во-первых, в общей крановой практике для открытых зубчатых передач норма даётся по толщине зуба, а не по высоте, и составляет около 30 % от исходной толщины на делительной окружности. Во-вторых, для зубчатого венца ОПУ первичным является инженерный критерий заводов-изготовителей слюинговых подшипников (например, rothe erde KD 125): износ боковой поверхности зуба не более 0,1 × модуля зацепления на сторону. Именно этот критерий применяется при дефектации зубчатого венца ОПУ.
Что такое мягкая зона (soft zone) ОПУ и как её ориентировать?
Мягкая зона — это участок беговой дорожки, проходящий через зону вводного отверстия индукционной закалки, в которой твёрдость материала кратковременно ниже основной части дорожки. Зона маркируется производителем (обычно стрелкой или клеймом на торце кольца). При монтаже ОПУ положение мягкой зоны должно быть смещено относительно направления максимальной рабочей нагрузки. Для КМУ — обычно поперёк продольной оси автомобиля.
Каковы признаки скорой необходимости замены ОПУ, видимые без приборов?
Стук или рывок при начале поворота, металлический скрежет в зоне ОПУ во время работы, заметный «провал» колонны при подъёме груза, выход смазки чёрного цвета или с включениями металлической стружки через уплотнения, видимое смещение колец относительно друг друга при покачивании стрелы. При обнаружении любого из этих признаков работу следует прекратить и провести инструментальную диагностику.
Как часто проводить замер опрокидывающего зазора?
Периодичность определяется руководством по эксплуатации конкретного крана-манипулятора и местными правилами эксплуатирующей организации. Типовая практика: при ежемесячном ТО — визуальный контроль и проверка моментов затяжки болтов; при ежегодном (или после установленной наработки) — полный замер опрокидывающего зазора в четырёх точках с протоколированием. После любых ударных нагрузок, аварийных случаев и работы с превышением паспортной грузоподъёмности — внеплановый замер.

Источники

  1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъёмные сооружения», утв. Приказом Ростехнадзора от 26.11.2020 № 461.
  2. ГОСТ 24407-80. Краны стреловые. Капитальный ремонт. Общие технические условия.
  3. ГОСТ 577. Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия.
  4. ГОСТ 1643. Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски.
  5. ISO 898-1. Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel. Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes.
  6. VDI 2230. Systematic calculation of highly stressed bolted joints.
  7. thyssenkrupp rothe erde. Installation, Lubrication, Maintenance (ILM). Технический бюллетень.
  8. thyssenkrupp rothe erde. KD 125. Bearing Inspection. Технический бюллетень.
  9. thyssenkrupp rothe erde. Slewing Bearings. Каталог продукции.
  10. Kaydon. Slewing Ring Bearings Catalog 390.
  11. Вайнсон А.А. Подъёмно-транспортные машины. М.: Машиностроение.
  12. Александров М.П. Грузоподъёмные машины. М.: Высшая школа.
Отказ от ответственности. Материал носит ознакомительный и справочный характер, предназначен для технических специалистов и не заменяет руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию конкретного крана-манипулятора, паспортов завода-изготовителя ОПУ, действующих федеральных норм и правил в области промышленной безопасности и национальных стандартов. Любые работы по диагностике, ремонту и замене ОПУ должны проводиться аттестованным персоналом эксплуатирующей или специализированной организации с оформлением соответствующих документов. Автор не несёт ответственности за прямые или косвенные последствия применения изложенных сведений в эксплуатации подъёмных сооружений.

© 2025 Компания Иннер Инжиниринг. Все права защищены.

Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.