Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Ходовые колеса грузовой тележки башенного крана являются критически важными элементами, обеспечивающими горизонтальное перемещение грузозахватного органа вдоль стрелы. Надежность работы подшипниковых узлов ходовых колес напрямую влияет на безопасность эксплуатации крана и производительность строительных работ.
Грузовая тележка башенного крана работает в тяжелых условиях: значительные радиальные нагрузки от массы груза, воздействие атмосферных осадков, перепады температур, абразивное загрязнение. Эти факторы предъявляют повышенные требования к подшипникам ходовых колес и системам их защиты.
В данной статье рассматриваются конструктивные особенности подшипниковых узлов ходовых колес грузовых тележек, требования к уплотнениям, рекомендации по смазке и периодичности технического обслуживания.
Грузовая тележка башенного крана представляет собой жесткую стальную конструкцию, сваренную из профильного проката. Тележка перемещается по направляющим стрелы на ходовых колесах, установленных на подшипниках качения. Изменение вылета осуществляется перемещением тележки с помощью тяговой лебедки через систему канатов.
Ходовые колеса грузовых тележек башенных кранов в соответствии с требованиями Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности должны быть двухребордными независимо от ширины колеи. Применение одноребордных колес допускается только при особых конструктивных условиях. Реборды предотвращают сход колес с направляющих при действии боковых сил.
По способу изготовления ходовые колеса грузоподъемных кранов подразделяются на кованые, катаные, штампованные и литые. Согласно ГОСТ 28648-90 колеса должны быть изготовлены из стали. Допускается применение колес из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом по согласованной технологии.
В ходовых колесах грузовых тележек башенных кранов преимущественно применяются двухрядные сферические роликовые подшипники. Данный тип подшипников выбран по ряду технических причин:
Двухрядные сферические роликовые подшипники способны воспринимать значительные радиальные нагрузки благодаря увеличенной площади контакта между дорожками качения и бочкообразными роликами. Дополнительно они могут воспринимать осевые нагрузки, не превышающие 25% от неиспользованной допустимой радиальной нагрузки.
Конструкция подшипника обеспечивает самоустановку, что компенсирует несоосность вала относительно корпуса, прогибы и деформации. Это особенно важно для ходовых колес, работающих в условиях динамических нагрузок и возможных перекосов.
Сферические роликовые подшипники для ходовых колес выпускаются в нескольких конструктивных исполнениях:
Подшипники с наружным диаметром свыше 200 мм согласно ГОСТ 24696-2023 должны иметь на наружном кольце кольцевую проточку и отверстия для подачи смазки. Это обозначается суффиксом Н в отечественной номенклатуре или W33 в международной.
Для ходовых колес грузовых тележек башенных кранов наиболее часто применяются подшипники серий 222, 223, 230, 231 по классификации ISO. Выбор типоразмера определяется расчетной нагрузкой и диаметром оси колеса.
Примечание: C - динамическая грузоподъемность, C0 - статическая грузоподъемность. Значения приведены по каталогу SKF для подшипников серии E с оптимизированной внутренней конструкцией.
Кольца и ролики сферических роликовых подшипников изготавливаются из подшипниковой хромистой стали ШХ15 или ШХ15СГ с содержанием хрома около 1,5%. После термообработки твердость рабочих поверхностей составляет 60-65 HRC.
Сепараторы подшипников выполняются из различных материалов в зависимости от условий эксплуатации:
Подшипники ходовых колес грузовых тележек работают в условиях открытой атмосферы и подвергаются воздействию влаги, пыли, абразивных частиц и перепадов температур. Исследования показывают, что наличие даже 1% абразивных частиц в смазке приводит к многократному ускорению износа подшипника. При содержании 2% песчаных частиц интенсивность износа возрастает до 30 раз.
Эффективная защита подшипниковых узлов включает несколько уровней: встроенные уплотнения подшипника, уплотнения корпуса (буксы), дополнительные защитные элементы.
Контактные уплотнения представляют собой эластичные манжеты из резины или полимерных материалов, прижимающиеся к поверхности внутреннего кольца. Они обеспечивают высокую степень защиты от проникновения загрязнений и удержания смазки. Обозначаются суффиксами 2RS, LLU, DDU в зависимости от производителя.
Недостатком контактных уплотнений является дополнительное трение, ограничивающее максимальную частоту вращения и вызывающее нагрев при высоких скоростях. Для ходовых колес тележек с относительно низкими скоростями вращения этот недостаток несущественен.
Металлические защитные шайбы (обозначение Z, ZZ) крепятся в канавке наружного кольца и не контактируют с внутренним кольцом. Они защищают от крупных загрязнений, не создавая дополнительного трения, но менее эффективны против мелкой пыли и влаги.
Лабиринтные уплотнения состоят из системы кольцевых канавок и выступов, образующих извилистый путь для потенциальных загрязнений. Конструкция не создает трения и позволяет работать при высоких температурах. Эффективность повышается при заполнении лабиринта пластичной смазкой.
Помимо встроенных уплотнений подшипников, буксы ходовых колес оснащаются дополнительными уплотняющими устройствами:
Войлочные и фетровые уплотнения применяются при пластичной смазке и окружных скоростях до 4-8 м/с. Кольца из войлока устанавливаются в специальные канавки крышек и прижимаются к поверхности вала.
Манжетные уплотнения (армированные резиновые) имеют уплотняющую кромку, прижимаемую пружиной к валу. Обеспечивают надежную защиту при скоростях до 10-15 м/с. Шероховатость поверхности вала под манжетой должна быть Ra = 0,4-0,8 мкм.
V-образные кольца (V-Ring) представляют собой осевые уплотнения, закрепляемые на валу и уплотняющие неподвижную встречную поверхность. Эффективны для защиты от брызг и пыли.
Для грузовых тележек, работающих в особо тяжелых условиях (морской климат, запыленная атмосфера, химическое производство), рекомендуется применять многоступенчатую защиту:
Схема многоступенчатой защиты:
1. Внутренний уровень - подшипник с контактными уплотнениями (2RS)
2. Средний уровень - лабиринтное уплотнение буксы с заполнением смазкой
3. Внешний уровень - защитный кожух или отражательное кольцо
4. Дополнительно - система подачи консервирующей смазки в лабиринт
Для подшипников ходовых колес грузовых тележек применяется пластичная (консистентная) смазка. Выбор пластичной смазки вместо жидкого масла обусловлен простотой удержания в подшипниковом узле и меньшими требованиями к уплотнениям.
Основные требования к смазке для подшипников ходовых колес: хорошие противозадирные свойства, водостойкость, механическая стабильность, работоспособность в широком диапазоне температур.
Консистенция пластичных смазок классифицируется по системе NLGI (National Lubricating Grease Institute). Для подшипников качения наиболее часто применяются смазки классов NLGI 2 и NLGI 3.
Наиболее распространены литиевые смазки (загуститель - литиевое мыло). Они обеспечивают хорошую водостойкость, механическую стабильность и широкий температурный диапазон от -30 до +130 С. Литиевые комплексные смазки работают при температурах до +150-180 С.
Кальциевые смазки обладают повышенной водостойкостью и рекомендуются для влажных условий эксплуатации. Комплексные кальциевые смазки (сульфонатные) сочетают отличную водостойкость с высокой несущей способностью.
Интервалы повторного смазывания зависят от условий эксплуатации, типа подшипника, нагрузки, скорости и температуры. Производители кранов, в частности Liebherr, рекомендуют устанавливать интервалы смазки с учетом конкретных условий применения.
Общие факторы, влияющие на периодичность смазки:
При нормальных условиях эксплуатации (умеренный климат, стандартная запыленность строительной площадки) рекомендуемая периодичность смазки подшипников ходовых колес грузовой тележки составляет:
Рекомендуемые интервалы:
Ежемесячно: визуальный контроль состояния уплотнений
Каждые 250-500 моточасов: добавление смазки через пресс-масленку
Каждые 2000-3000 моточасов: полная замена смазки с промывкой
Или согласно регламенту производителя крана
Для определения количества смазки при повторном смазывании применяется формула SKF:
G = 0,005 x D x B
где:
G - количество смазки, г
D - наружный диаметр подшипника, мм
B - ширина подшипника, мм
Пример расчета:
Подшипник 22214 (d=70, D=125, B=31 мм)
G = 0,005 x 125 x 31 = 19,4 г
Округленно: 19-20 г смазки на одно пополнение
Техническое обслуживание подшипников ходовых колес включает регулярный контроль их состояния. Основные контролируемые параметры:
Температура подшипника при работе не должна превышать +70-80 С. Повышенный нагрев свидетельствует о недостатке или избытке смазки, износе или повреждении подшипника.
Шум и вибрация. Исправный подшипник работает практически бесшумно с равномерным гулом. Щелчки, скрежет, неравномерный стук указывают на повреждения тел качения или дорожек.
Осевой и радиальный люфт. Увеличение зазоров сверх допустимых значений требует регулировки или замены подшипника.
Согласно Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности (Приказ Ростехнадзора от 26.11.2020 № 461) ходовые колеса кранов и тележек подлежат замене при наличии следующих дефектов:
Подшипники ходовых колес подлежат замене при обнаружении следующих признаков:
Усталостное выкрашивание (питтинг) дорожек качения - образование раковин и отслоений металла на рабочих поверхностях. Возникает при исчерпании ресурса или недостаточной смазке.
Абразивный износ - матовая поверхность дорожек с рисками и царапинами. Свидетельствует о попадании загрязнений в подшипник.
Коррозионные повреждения - питтинг и язвы от воздействия влаги. Возникают при нарушении герметичности уплотнений.
Задиры и наволакивание металла - следствие перегрева или недостатка смазки.
Разрушение сепаратора - трещины, деформации, износ гнезд роликов.
При выборе подшипников для замены необходимо учитывать следующие факторы:
Соответствие типоразмеру оригинального подшипника. Присоединительные размеры (d, D, B) должны точно соответствовать посадочным местам.
Грузоподъемность. Динамическая (C) и статическая (C0) грузоподъемность должны быть не ниже расчетных нагрузок с учетом коэффициента безопасности.
Класс точности. Для ходовых колес грузовых тележек обычно достаточен нормальный класс точности (P0 по ISO или 0 по ГОСТ).
Внутренний зазор. Для стандартных условий применяется нормальный зазор (CN). При больших температурных перепадах или интерференционной посадке может потребоваться увеличенный зазор (C3, C4).
Сферические роликовые подшипники различных производителей взаимозаменяемы по присоединительным размерам в соответствии с ISO 15. Однако внутренняя конструкция (профиль роликов, конструкция сепаратора) может отличаться, что влияет на грузоподъемность и ресурс.
Суффиксы в обозначениях указывают на конструктивные особенности: E - оптимизированная внутренняя конструкция, K - коническое отверстие, W33 - канавка и отверстия для смазки на наружном кольце.
При монтаже сферических роликовых подшипников необходимо соблюдать следующие требования:
Подшипники с цилиндрическим отверстием монтируются с предварительным нагревом до 80-100 С (не более 120 С) в масляной ванне или индукционном нагревателе. Нагрев обеспечивает тепловое расширение внутреннего кольца и облегчает посадку.
Подшипники с коническим отверстием устанавливаются на закрепительных или стяжных втулках. Осевое перемещение при монтаже контролируется по уменьшению радиального зазора (обычно 0,02-0,04 мм для средних размеров).
Запрещается передавать монтажное усилие через тела качения - удары и давление должны передаваться только на кольцо, имеющее посадку с натягом.
Для ходовых колес грузовых тележек башенных кранов рекомендуется применять двухрядные сферические роликовые подшипники по ГОСТ 24696-2023 или ГОСТ 5721-2022 (международное обозначение серии 222xx по ISO). Данный тип подшипников выбирается благодаря высокой радиальной грузоподъемности, способности компенсировать несоосность и перекосы, а также работоспособности при ударных нагрузках. Подшипники с обозначением W33 (Н по ГОСТ) имеют отверстия для подачи смазки, что облегчает техническое обслуживание.
Периодичность смазки зависит от условий эксплуатации и устанавливается производителем крана. Ориентировочно для нормальных условий: добавление смазки через пресс-масленку каждые 250-500 моточасов работы, полная замена смазки каждые 2000-3000 моточасов. При работе в условиях повышенной влажности, запыленности или при температуре выше +70 С интервалы сокращаются в 1,5-2 раза. Необходимо руководствоваться эксплуатационной документацией конкретного крана.
Рекомендуются пластичные смазки класса NLGI 2 на литиевой или литиево-комплексной основе с противозадирными присадками (EP). Для стандартных условий подходят смазки типа Литол-24 (ГОСТ 21150-87), LGMT 2, Mobilgrease XHP 222. Для влажных условий предпочтительны кальциевые комплексные смазки. Вязкость базового масла смазки должна составлять 100-220 сСт при 40 С. Нельзя смешивать смазки с разными загустителями.
Согласно Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности и ГОСТ 28648-90, ходовые колеса подлежат замене при: трещинах любого размера; износе реборды более 50% первоначальной толщины; износе поверхности катания с уменьшением диаметра более чем на 1,15%; разности диаметров кинематически связанных колес более 0,5% (для механизмов с центральным приводом). При выявлении любого из перечисленных дефектов колесо должно быть заменено.
Для работы в атмосферных условиях наилучшую защиту обеспечивает комбинация контактных резиновых уплотнений подшипника (обозначение 2RS, LLU) с дополнительным лабиринтным уплотнением корпуса. Лабиринт заполняется пластичной смазкой. Для особо тяжелых условий применяются многоступенчатые системы защиты с V-образными кольцами и отражательными шайбами. Важно регулярно контролировать состояние уплотнений и своевременно заменять поврежденные элементы.
Основные признаки необходимости замены подшипника: повышенный нагрев (температура корпуса выше 70-80 С); нехарактерные шумы (щелчки, скрежет, неравномерный гул); увеличенный люфт вала; обнаружение при осмотре следов выкрашивания, коррозии, задиров на рабочих поверхностях; трещины или разрушение сепаратора; значительный износ посадочных поверхностей. При любом из этих признаков подшипник следует заменить.
Сферические роликовые подшипники стандартизированы по ISO 15, поэтому подшипники разных производителей с одинаковым базовым обозначением взаимозаменяемы по присоединительным размерам. Однако грузоподъемность и ресурс могут отличаться из-за различий во внутренней конструкции. Рекомендуется применять подшипники того же или более высокого качественного уровня. При замене необходимо сверить каталожные данные по грузоподъемности (C, C0) и убедиться в соответствии конструктивного исполнения (зазор, сепаратор, наличие канавки для смазки).
Для стандартных условий применяется нормальный зазор CN (не обозначается). При значительных перепадах температуры (более 50 С) или посадке внутреннего кольца с большим натягом применяются подшипники с увеличенным зазором C3 (больше нормального на 10-30 мкм в зависимости от размера). Зазор C4 используется редко, при особых условиях. Недостаточный зазор приводит к перегреву и заклиниванию, избыточный - к повышенной вибрации и снижению ресурса.
Для эффективной работы оборудования рекомендуем также рассмотреть:
Отказ от ответственности: Данная статья носит исключительно информационно-ознакомительный характер и не является руководством к действию. Автор и издатель не несут ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования представленной информации. При эксплуатации и обслуживании грузоподъемного оборудования необходимо руководствоваться действующими нормативными документами, эксплуатационной документацией производителя и требованиями промышленной безопасности. Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом, имеющим соответствующие допуски.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.