Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Подшипники являются критически важными элементами грузоподъемных кранов, обеспечивающими надежную работу ходовых механизмов, барабанов лебедок, блоков полиспастов и других узлов. В мостовых, козловых кранах и кран-балках качество подшипников крановых колес напрямую определяет безопасность эксплуатации, ресурс оборудования и эффективность производственных процессов.
Крановые механизмы работают в специфических условиях: переменные нагрузки при подъеме и перемещении грузов, удары при пуске и торможении, воздействие пыли и влаги в производственных цехах, а также необходимость компенсации несоосности валов и прогибов металлоконструкций. Эти факторы предъявляют повышенные требования к типу, конструкции и материалам подшипников.
В современных кранах преимущественно применяются подшипники качения, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с подшипниками скольжения: меньшее трение в опорах, сниженный расход смазки, увеличенный срок службы, отсутствие необходимости использования цветных металлов.
В ходовых колесах мостовых кранов, тележек и кран-балок применяются несколько основных типов подшипников качения, каждый из которых имеет свои конструктивные особенности и области применения.
Ходовые колеса кранов устанавливаются на подшипниках качения, размещенных в корпусах, называемых буксами. Букса представляет собой стальной или чугунный корпус, в котором располагаются подшипники, смазочный материал и устройства для подачи смазки. Конструктивно буксы бывают отъемными и разъемными. Применение отъемных букс позволяет выкатывать при ремонте ходовые колеса вместе с подшипниками, что значительно облегчает техническое обслуживание.
Сферические роликовые подшипники (ГОСТ 5721-75, ГОСТ 24696-81, ГОСТ 9942-90) являются наиболее распространенным типом подшипников для крановых колес и барабанов лебедок. Их главное преимущество - способность компенсировать несоосность валов и прогибы, возникающие под действием нагрузки или из-за технологических погрешностей.
Сферические роликовые подшипники имеют двухрядную конструкцию с бочкообразными роликами. Наружное кольцо выполнено со сферической дорожкой качения, что обеспечивает самоустанавливаемость подшипника. Оси роликов, расположенных в разных рядах, направлены под углом друг к другу, что позволяет воспринимать нагрузки, действующие под различными углами.
Сферические роликовые подшипники воспринимают тяжелую радиальную нагрузку и способны одновременно воспринимать осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях, не превышающую 25% от величины неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Допустимый угол перекоса составляет от 1 до 2,5 градусов при нормальных условиях эксплуатации, а при компенсации прогибов валов под действием нагрузки или технологических погрешностей - до 3 градусов, что делает их оптимальным выбором для крановых механизмов.
Конические роликовые подшипники (ГОСТ 27365-87) предназначены для восприятия комбинированных радиальных и осевых нагрузок. В крановых механизмах они применяются в опорах валов редукторов, механизмов передвижения и поворота.
Подшипник состоит из внутреннего кольца с коническими дорожками качения, наружного кольца и комплекта конических роликов с сепаратором. Угол конуса определяет соотношение радиальной и осевой грузоподъемности. Подшипники с большим углом конуса воспринимают более высокие осевые нагрузки.
Конические роликовые подшипники обычно устанавливаются попарно по схемам враспор или врастяжку. При установке враспор точки пересечения линий контакта расположены вне подшипников, что обеспечивает жесткую фиксацию вала. При установке врастяжку точки пересечения находятся между подшипниками, что позволяет компенсировать температурные удлинения вала.
Цилиндрические роликовые подшипники (ГОСТ 8328-75) обладают высокой радиальной грузоподъемностью благодаря линейному контакту роликов с дорожками качения. В крановых механизмах они применяются в опорах барабанов лебедок, валах редукторов и других узлах с преимущественно радиальной нагрузкой.
Допускаемая осевая нагрузка для цилиндрических роликовых подшипников определяется по формуле:
Для серий 100, 200, 300, 400:
Aдоп = Ka x C0 x [1,75 - 0,125 x n x Kв x (D - d)]
где: C0 - статическая грузоподъемность, Н; n - частота вращения, об/мин; D - наружный диаметр, мм; d - внутренний диаметр, мм; Ka, Kв - коэффициенты.
Барабаны лебедок механизмов подъема груза служат для преобразования крутящего момента подъемного механизма в тяговое усилие каната. Барабаны устанавливают на сплошных осях или имеют отдельные цапфы, которые опирают, как правило, на сферические подшипники качения.
В лебедках мостовых и башенных кранов получила распространение трехопорная схема установки барабана. Тихоходный вал редуктора, жестко связанный с барабаном, опирается на три подшипника: два в корпусе редуктора и один в выносной опоре. Такая схема обеспечивает ряд преимуществ:
В унифицированных лебедках серий Л450, Л500, Л600 (цифры обозначают межосевое расстояние между быстроходным и тихоходным валами редуктора в мм) применяется П-образное расположение составных частей. Барабан одним торцом жестко прикреплен к фланцу тихоходного вала редуктора, а вторым опирается через сферический подшипник на выносную опору.
Подшипники качения подбирают по статической грузоподъемности или по заданной долговечности. Для крановых механизмов с малыми скоростями вращения (менее 1 об/мин) преимущественно используется расчет по статической грузоподъемности.
Статическая грузоподъемность C0 - это нагрузка на невращающийся подшипник, под действием которой суммарное остаточное перемещение (сближение колец) составляет 0,0001 диаметра тела качения. Для сферических роликовых и упорно-радиальных роликовых подшипников контактные напряжения не должны превышать 4000 МПа.
P0 <= C0 / S0
где: P0 - эквивалентная статическая нагрузка; C0 - статическая грузоподъемность; S0 - коэффициент безопасности.
Эквивалентная статическая нагрузка определяется по формуле:
P0 = X0 x Fr + Y0 x Fa
где: X0, Y0 - коэффициенты радиальной и осевой статических нагрузок; Fr - радиальная нагрузка; Fa - осевая нагрузка.
Для подшипников, работающих при скорости вращения более 1 об/мин, выполняется расчет по динамической грузоподъемности. Динамическая грузоподъемность C - это постоянная нагрузка, которую подшипник может выдержать в течение одного миллиона оборотов без появления признаков усталости.
L = (C / P)p млн. оборотов
Lh = (C / P)p x 106 / (60 x n), часов
где: p = 3 для шариковых подшипников; p = 10/3 для роликовых подшипников; P - эквивалентная динамическая нагрузка; n - частота вращения, об/мин.
1. Общая нагрузка: P = (20 + 5) x 9,81 = 245250 Н
2. Нагрузка на одно колесо: Pкол = 245250 / 4 = 61312 Н
3. Радиальная нагрузка на подшипник: Fr = Pкол / 2 = 30656 Н
4. С учетом динамического коэффициента (режим А5, phi = 1,4): Fr = 30656 x 1,4 = 42918 Н
5. Требуемая статическая грузоподъемность (S0 = 2,5): C0тр = 42918 x 2,5 = 107295 Н = 107,3 кН
Режим работы крана определяется согласно ГОСТ 34017-2016 (взамен ГОСТ 25546-82) и международного стандарта ISO 4301/1. Группа классификации (А1-А8) устанавливается в зависимости от класса использования (U0-U9) и режима нагружения (Q1-Q4).
Крепление подшипников крановых колес на валу осуществляется с натягом. Для сферических роликовых подшипников с коническим отверстием применяются закрепительные или стяжные втулки, что упрощает монтаж и демонтаж.
Для крановых подшипников рекомендуется консистентная (пластичная) смазка, особенно при низких скоростях вращения и значительных нагрузках. Консистентные смазки обеспечивают стабильную работу в условиях ударных нагрузок и загрязненной среды.
Количество консистентной смазки при первичном заполнении должно составлять 50-80% от свободного объема полости подшипника. Избыточное количество смазки приводит к перегреву и снижению эффективности работы механизма. При добавлении смазки в процессе эксплуатации, если нет возможности удалить старую смазку, новый материал подается ограниченно.
Сферические роликовые подшипники обладают способностью самоустанавливаться и компенсировать несоосность от 1 до 2,5 градусов при нормальных условиях, а при тяжелых нагрузках - до 3 градусов. В крановых механизмах это критически важно, поскольку под действием нагрузки происходит прогиб балок моста и концевых балок, а также могут возникать погрешности при монтаже. Кроме того, эти подшипники воспринимают высокие радиальные нагрузки и умеренные осевые нагрузки в обоих направлениях.
Режим работы крана определяется по ГОСТ 25546-82 и ISO 4301/1 на основании двух показателей: класса использования (зависит от количества циклов работы за срок службы) и класса нагружения (зависит от распределения перемещаемых грузов по массе относительно номинальной грузоподъемности). Число циклов рассчитывается как произведение количества циклов за смену, рабочих дней в году и нормативного срока службы. Комбинация класса использования и класса нагружения определяет группу режима А1-А8.
Расчет по статической грузоподъемности применяется для подшипников, работающих при частоте вращения менее 1 об/мин или неподвижных (крановые колеса при низких скоростях передвижения). Критерием является отсутствие недопустимых остаточных деформаций. Расчет по динамической грузоподъемности применяется при частоте вращения более 1 об/мин и определяет ресурс (долговечность) подшипника до появления усталостного выкрашивания. Для крановых колес часто выполняют оба расчета.
В барабанах лебедок мостовых кранов, как правило, применяются сферические роликовые подшипники. Они устанавливаются в выносной опоре барабана и обеспечивают компенсацию несоосности между валом редуктора и осью барабана. Трехопорная схема установки (два подшипника в редукторе и один в выносной опоре) позволяет исключить влияние упругих деформаций металлоконструкций на работу подшипников.
Периодичность замены смазки зависит от режима работы крана, условий эксплуатации и типа применяемой смазки. При стандартных условиях добавление смазки производится при ТО-1 (каждые 250-500 моточасов), полная замена - при ТО-2 (1000-2000 моточасов). Для кранов, работающих в условиях повышенной запыленности или влажности, интервалы сокращаются. При работе в условиях низких температур необходимо использовать морозостойкие смазки.
Коэффициент безопасности S0 - это отношение статической грузоподъемности подшипника к эквивалентной статической нагрузке. Он учитывает ударные воздействия, неравномерность нагрузки и требования к плавности хода. Для крановых механизмов значения S0 выше, чем для обычного промышленного оборудования: от 1,5-2,0 для легкого режима (А1-А2) до 3,0-4,0 для весьма тяжелого режима (А7-А8). Заниженный коэффициент безопасности приводит к преждевременному выходу подшипника из строя.
Замена одного типа подшипника на другой требует инженерного обоснования. Конические роликовые подшипники не обладают самоустанавливающейся способностью и требуют точной соосности опор. В крановых колесах, где возможны прогибы и перекосы, такая замена может привести к неравномерному распределению нагрузки и преждевременному разрушению подшипника. Замена допустима только при обеспечении высокой точности монтажа и отсутствии прогибов в процессе эксплуатации.
Основные признаки неисправности подшипника: повышенный нагрев буксы (температура более 70 градусов Цельсия), нехарактерный шум и вибрация при движении крана, следы выдавливания смазки из уплотнений, увеличенный радиальный и осевой люфт. При техническом освидетельствовании проверяется состояние дорожек качения и тел качения на предмет выкрашивания, коррозии, следов перегрева. Подшипник подлежит замене при наличии любого из этих дефектов.
Для эффективной работы оборудования рекомендуем также рассмотреть:
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Автор и издатель не несут ответственности за любые действия, предпринятые на основании информации, содержащейся в данном материале. Перед выполнением работ по выбору, расчету, монтажу и обслуживанию подшипников крановых механизмов необходимо руководствоваться действующей нормативно-технической документацией, рекомендациями производителей оборудования и подшипников, а также привлекать квалифицированных специалистов. Все расчеты должны выполняться в соответствии с актуальными стандартами и методиками. Рекомендуется проверять статус действия стандартов на официальном сайте Росстандарта.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.