Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Башенные краны Liebherr, Potain и Comansa являются основой механизации строительных площадок по всему миру. Работоспособность и безопасность этих машин напрямую зависят от состояния подшипниковых узлов, которые обеспечивают вращение поворотной платформы, работу грузовых лебедок, перемещение канатов по блокам и функционирование механизма поворота.
В конструкции башенного крана применяются подшипники различных типов: опорно-поворотные устройства (ОПУ), сферические роликовые подшипники в лебедках, радиальные шариковые и цилиндрические роликовые подшипники в канатных блоках, а также конические роликовые подшипники в редукторах механизма поворота. Каждый из этих узлов работает в специфических условиях нагружения, скорости вращения и воздействия внешней среды.
Данная статья рассматривает конструктивные особенности подшипниковых узлов башенных кранов серий Liebherr EC-B/EC-H/HC-L, Potain MDT/MCT/MC и Comansa 11LC/21LC, а также практические аспекты подбора, смазки и технического обслуживания подшипников.
Компания Liebherr производит широкую линейку башенных кранов верхнего поворота. Серия EC-B (flat-top) представляет безоголовочные краны грузоподъемностью от 5 до 20 т с вылетом стрелы до 80 м. Модели 125 EC-B, 205 EC-B, 370 EC-B Fibre отличаются компактной конструкцией головной секции и модульной системой башни. Серия HC-L объединяет краны с подъемной стрелой (luffing), предназначенные для стесненных городских площадок. Модели от 195 HC-LH до 710 HC-L обеспечивают грузоподъемность от 12 до 64 т с минимальным радиусом поворота менее 4 м.
Liebherr также является крупным производителем опорно-поворотных подшипников и поставляет ОПУ как для собственных кранов, так и для сторонних производителей. Компания выпускает однорядные шариковые, двухрядные шариковые, роликовые и комбинированные (ролик+шарик) опорно-поворотные подшипники.
Potain (входит в группу Manitowoc) выпускает три основных семейства башенных кранов верхнего поворота. Серия MDT -- краны с оголовком (hammerhead), грузоподъемностью до 8-10 т, вылетом стрелы до 65 м. Серия MCT -- безоголовочные (topless/flat-top) краны, включающие модели от MCT 50 до MCT 385 с максимальной грузоподъемностью до 20 т. Серия MC объединяет краны среднего класса, например MC 175 B и MC 310 K.
Механизмы поворота кранов Potain оснащаются частотно-регулируемыми приводами, что обеспечивает плавный пуск и торможение, снижая ударные нагрузки на подшипниковые узлы ОПУ и редуктора.
Comansa специализируется на безоголовочных башенных кранах. Серия 11LC включает модели среднего класса грузоподъемностью до 12 т. Серия 21LC предназначена для тяжелых работ: модели 21LC290, 21LC550, 21LC600, 21LC650, 21LC750, 21LC1050 и 21LC1400 обеспечивают грузоподъемность от 12 до 50 т при вылете стрелы до 85 м. Модульная система Comansa позволяет использовать взаимозаменяемые секции стрелы между моделями одной серии.
Краны Comansa серии 21LC оснащаются высокоскоростными лебедками Effi-Plus с частотным регулированием, обеспечивающими скорость подъема свыше 330 м/мин. Это предъявляет повышенные требования к подшипникам барабана лебедки и канатных блоков.
Опорно-поворотный подшипник (ОПУ) -- ключевой узел башенного крана, обеспечивающий вращение поворотной платформы относительно башни. ОПУ одновременно воспринимает осевые и радиальные нагрузки, а также опрокидывающий момент от веса стрелы с грузом и ветровых воздействий. Конструктивно ОПУ представляет собой крупногабаритный подшипник качения с наружным или внутренним зубчатым венцом, через который передается крутящий момент от привода поворота.
В башенных кранах Liebherr, Potain и Comansa используются преимущественно следующие типы опорно-поворотных подшипников:
Наиболее распространенный тип для кранов малого и среднего класса. Один ряд шариков контактирует с дорожками качения в четырех точках, что позволяет одновременно воспринимать осевые, радиальные нагрузки и опрокидывающий момент. Компактная конструкция при относительно небольшой массе обеспечивает оптимальное соотношение грузоподъемности и габаритов. Применяется в кранах Liebherr серии EC-B малого класса (71 EC-B, 90 EC-B, 130 EC-B), Potain серий MCT и MDT среднего класса.
Обладает более высокой несущей способностью за счет двух рядов шариков. Осевые и радиальные размеры больше, чем у однорядного. Конструкция обеспечивает повышенную жесткость, что важно для кранов с большим вылетом стрелы и значительными опрокидывающими моментами. Используется в кранах Liebherr EC-B среднего и тяжелого класса (205 EC-B, 370 EC-B), а также в моделях Comansa серии 21LC.
Трехрядные роликовые ОПУ имеют три независимых ряда роликов, каждый из которых оптимизирован для восприятия определенного типа нагрузки (осевой, радиальной, опрокидывающего момента). Это наиболее тяжелонагруженный вариант, применяемый в кранах максимального класса грузоподъемности. Используется в отдельных моделях Liebherr HC-L тяжелого класса.
Компания Liebherr выпускает ОПУ комбинированного типа, в которых роликовая дорожка воспринимает основные осевые нагрузки, а шариковая дорожка выполняет удерживающую функцию. Такая конструкция сочетает высокую несущую способность роликового подшипника с более экономичным решением по сравнению с полностью роликовым ОПУ.
Опорно-поворотный подшипник башенного крана состоит из внутреннего и наружного колец, тел качения (шариков или роликов), сепаратора (или полимерных разделителей) и уплотнений. Одно из колец имеет зубчатый венец -- внутренний или наружный, в зависимости от конструкции привода поворота. Зубчатый венец входит в зацепление с шестерней (пинион) редуктора механизма поворота.
Крепление ОПУ к башне и поворотной платформе осуществляется через фланцевые отверстия болтами класса прочности не ниже 10.9. Количество болтов определяется диаметром ОПУ и расчетными нагрузками. Правильная затяжка болтов с контролируемым моментом является критически важным фактором надежной работы узла.
Уплотнения ОПУ защищают дорожки качения и тела качения от проникновения пыли, влаги и абразивных частиц. В кранах, работающих в агрессивных средах (морской климат, высокая запыленность), применяются специальные уплотнения повышенной эффективности.
Грузовая лебедка -- один из наиболее нагруженных механизмов башенного крана. Барабан лебедки вращается на валу, опирающемся на подшипниковые опоры, которые воспринимают значительные радиальные нагрузки от натяжения каната и осевые усилия от его намотки. Частота вращения барабана зависит от требуемой скорости подъема груза и диаметра барабана.
В подшипниковых опорах барабана грузовой лебедки башенных кранов Liebherr, Potain и Comansa преимущественно применяются двухрядные сферические роликовые подшипники. Этот тип подшипника обладает рядом принципиальных преимуществ для данного применения:
Сферическая наружная дорожка качения обеспечивает самоустанавливаемость -- способность компенсировать несоосность вала и корпуса, неизбежно возникающую при монтаже и деформации рамы лебедки под нагрузкой. Два ряда бочкообразных роликов обеспечивают высокую радиальную грузоподъемность и способность воспринимать умеренные осевые нагрузки.
Типоразмеры сферических роликовых подшипников, применяемых в лебедках башенных кранов, относятся к сериям 222, 223, 230, 231, 232 по ISO 15 (например, 22220, 22226, 23030 и аналогичные). Наружный диаметр составляет от 150 до 360 мм в зависимости от класса крана и мощности лебедки.
Подшипники барабана лебедки работают в режиме циклического нагружения: пиковые нагрузки при подъеме груза чередуются с периодами холостого хода. Динамические коэффициенты для расчета эквивалентной нагрузки по ISO 281 учитывают ударный характер нагрузки (коэффициент безопасности fs = 1,5-2,0 для крановых механизмов). Скорость подъема в лебедках кранов Comansa 21LC с системой Effi-Plus превышает 330 м/мин, что дополнительно увеличивает требования к качеству подшипников и их смазке.
Канатные блоки (шкивы) располагаются на оголовке стрелы, крюковой подвеске и в системе запасовки каната. Подшипники блоков воспринимают преимущественно радиальную нагрузку от натяжения ветвей каната, проходящего через ручей блока. Скорость вращения блоков определяется скоростью движения каната и диаметром блока.
В канатных блоках башенных кранов применяются два основных типа подшипников:
Радиальные шариковые подшипники (серии 6000, 6200, 6300) -- используются в блоках малого и среднего размера с умеренными нагрузками. Обеспечивают низкое трение вращения и допускают высокие частоты вращения. Закрытое исполнение (2RS или ZZ) позволяет работать без дополнительного обслуживания в течение длительного периода.
Цилиндрические роликовые подшипники -- применяются в блоках тяжелонагруженных кранов. NSK и Schaeffler (FAG/INA) выпускают специальные серии бессепараторных (full complement) цилиндрических роликовых подшипников для крановых шкивов (серии SL04, SL05 у Schaeffler). Эти подшипники обладают максимальной радиальной грузоподъемностью при заданных габаритах за счет максимального числа роликов без сепаратора.
Подшипники канатных блоков работают в тяжелых условиях: воздействие пыли, влаги, перепады температур, ударные нагрузки при рывках каната. Уплотнения подшипников должны обеспечивать надежную защиту от проникновения загрязнений. Для кранов, работающих в условиях повышенной влажности или морского климата, применяются подшипники с фосфатным антикоррозионным покрытием.
Соотношение диаметра блока к диаметру каната (D/d) должно соответствовать требованиям ГОСТ 33710 (ISO 4308) и составлять не менее 16-25 в зависимости от группы классификации механизма. Это соотношение определяет радиус перегиба каната и, соответственно, нагрузку на подшипник блока.
Механизм поворота обеспечивает вращение поворотной платформы крана через зубчатое зацепление шестерни (пиниона) с зубчатым венцом ОПУ. Привод механизма поворота включает электродвигатель, тормоз и планетарный редуктор. Подшипники редуктора и выходного вала с пинионом являются ответственными элементами, определяющими плавность и точность поворота крана.
В редукторах механизма поворота башенных кранов широко применяются конические роликовые подшипники. Конический профиль роликов и дорожек качения обеспечивает оптимальное восприятие комбинированных радиально-осевых нагрузок, характерных для зубчатых передач.
Однорядные конические роликовые подшипники устанавливаются попарно (в X- или O-образной схеме) для восприятия осевых нагрузок в обоих направлениях. O-образная схема обеспечивает большую жесткость опоры и лучшую способность воспринимать опрокидывающий момент на пинионе.
Двухрядные конические роликовые подшипники представляют собой конструктивно объединенную пару подшипников и применяются там, где требуется повышенная жесткость и компактность узла.
Планетарные редукторы механизма поворота (применяются в кранах Liebherr, Potain, Comansa) содержат несколько ступеней зубчатых передач. Подшипники сателлитов -- как правило, игольчатые роликовые или цилиндрические роликовые. Подшипники входного вала (со стороны двигателя) работают на высоких частотах вращения (до 3000-3500 об/мин) и требуют точности монтажа и качественной смазки.
Выходной вал редуктора с установленным пинионом опирается на конические роликовые подшипники, обеспечивающие жесткую фиксацию пиниона относительно зубчатого венца ОПУ. Правильный зазор в зацеплении пиниона с венцом ОПУ -- необходимое условие равномерного распределения нагрузки и минимизации износа.
Качество материалов и термической обработки -- определяющие факторы долговечности подшипников башенного крана.
Кольца (обоймы) опорно-поворотных подшипников изготавливаются из конструкционных легированных сталей: 42CrMo4 (аналог стали 42CrMo) или 50Mn. Сталь 42CrMo4 обладает высокой прочностью, хорошей прокаливаемостью и усталостной стойкостью. Дорожки качения подвергаются индукционной закалке с достижением поверхностной твердости не менее 55 HRC при глубине закаленного слоя 2-4 мм.
Тела качения (шарики, ролики) изготавливаются из подшипниковой стали ШХ15 (GCr15 по китайской классификации, 100Cr6 по EN ISO 683-17). Твердость тел качения составляет 58-65 HRC.
Сепараторы современных ОПУ изготавливаются из полимерных материалов (полиамид, армированный стекловолокном) или латуни. Полимерные сепараторы снижают массу и обеспечивают работу при недостаточной смазке, латунные -- используются при повышенных температурах.
Кольца и тела качения подшипников лебедок, блоков и редукторов изготавливаются из подшипниковой стали ШХ15 (ГОСТ 801-78) или ее аналогов (100Cr6, SAE 52100). Для подшипников, работающих в условиях повышенных температур или коррозионной среды, применяются специальные марки стали (например, ШХ15-Ш -- электрошлаковый переплав для повышенной чистоты по неметаллическим включениям).
Правильная смазка -- важнейшее условие обеспечения расчетного ресурса подшипников башенного крана. Недостаточная или несвоевременная смазка приводит к усталостному разрушению дорожек качения, питтингу и заклиниванию.
Смазка внутренней полости ОПУ осуществляется через пресс-масленки консистентной смазкой. Равномерное распределение смазки достигается медленным вращением поворотной платформы в процессе заправки. Смазка подается до тех пор, пока свежий смазочный материал не появится из-под уплотнений по всей окружности подшипника.
Рекомендуемые смазочные материалы для ОПУ башенных кранов: литиевые или литий-комплексные консистентные смазки класса NLGI 2 с базовым маслом вязкостью не менее 100 мм2/с при 40 C (например, Mobilith SHC 220, Литол-24 по ГОСТ 21150-87 или аналогичные). Смешивание различных типов смазок не допускается.
Сферические роликовые подшипники лебедки смазываются консистентными смазками на литиевой основе класса NLGI 2-3. Для высокоскоростных лебедок (Comansa Effi-Plus) рекомендуется применение смазок с повышенной стойкостью к сдвигу и адгезией (например, Arcanol LOAD150 от Schaeffler или аналоги).
Подшипники канатных блоков закрытого исполнения (2RS, ZZ) заправлены смазкой на заводе-изготовителе и при нормальных условиях эксплуатации не требуют повторной смазки в течение срока службы. Подшипники открытого исполнения в блоках тяжелонагруженных кранов требуют периодической смазки через масленки или при разборке узла.
Подбор подшипников для башенного крана осуществляется на основании расчетных нагрузок, режима работы и требуемого ресурса. Основные критерии:
Расчет ресурса подшипника выполняется по ISO 281 на основании динамической грузоподъемности C и эквивалентной нагрузки P. Для крановых механизмов расчетный ресурс L10 (в миллионах оборотов) корректируется с учетом коэффициента надежности a1 и модифицированного коэффициента условий работы aISO (учитывает влияние смазки, загрязнения и материала).
Для опорно-поворотных подшипников, работающих на малых скоростях вращения (менее 10 об/мин), определяющим является расчет по статической грузоподъемности C0 (ISO 76). Расчет ОПУ выполняется с проверкой осевой нагрузки, радиальной нагрузки и опрокидывающего момента. Производители ОПУ предоставляют нагрузочные диаграммы, которые позволяют проверить допустимость комбинации нагрузок для конкретного типоразмера подшипника.
Подшипники крановых механизмов, как правило, изготавливаются в классе точности P0 (нормальный) по ГОСТ 520-2011 (ISO 492). Для отдельных узлов, требующих повышенной плавности вращения (например, механизм поворота), могут применяться подшипники класса P6.
Классы точности подшипников качения по ГОСТ 520-2011 и ISO 492 имеют следующее соответствие с системой ABEC: P0 (нормальный) = ABEC 1, P6 = ABEC 3, P5 = ABEC 5.
Техническое состояние подшипников крановых механизмов контролируется следующими методами:
Визуальный контроль -- осмотр уплотнений, проверка наличия утечки смазки, контроль люфта в ОПУ с помощью индикаторов часового типа. Допустимый осевой люфт ОПУ определяется производителем крана и обычно не превышает 1-2 мм для новых подшипников.
Контроль температуры -- измерение температуры корпусов подшипников лебедки и редуктора с помощью пирометра. Превышение температуры корпуса более 70-80 C свидетельствует о проблемах со смазкой, перегрузке или повреждении подшипника.
Вибродиагностика -- применяется для подшипников лебедки и редуктора. Анализ спектра вибрации позволяет выявить дефекты на ранней стадии (дефекты наружного/внутреннего кольца, тел качения, сепаратора) по характерным частотам повреждений.
Контроль затяжки болтов ОПУ -- обязательная регулярная процедура. Ослабление болтового соединения ОПУ является серьезной угрозой безопасности.
Для башенных кранов Liebherr, Potain и Comansa компания Иннер Инжиниринг предлагает широкий ассортимент подшипников и опорно-поворотных устройств:
Подшипниковые узлы башенных кранов Liebherr, Potain и Comansa обеспечивают работоспособность основных механизмов: поворота, подъема груза и перемещения каната. Опорно-поворотный подшипник (ОПУ) является наиболее ответственным элементом, одновременно воспринимающим осевые, радиальные нагрузки и опрокидывающий момент. Сферические роликовые подшипники в лебедках компенсируют неизбежные несоосности, конические роликовые подшипники в редукторах поворота обеспечивают жесткость зубчатого зацепления, а подшипники канатных блоков работают в условиях значительных радиальных нагрузок и загрязнения.
Соблюдение регламента технического обслуживания -- своевременная смазка, контроль затяжки болтов ОПУ, мониторинг температуры и вибрации -- является необходимым условием обеспечения расчетного ресурса подшипников и безопасной эксплуатации крана. Подбор подшипников должен выполняться с учетом расчетных нагрузок, режима работы, условий эксплуатации и строго в соответствии с требованиями производителя крана.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.