Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Ходовая часть рельсового башенного крана представляет собой комплекс механизмов, обеспечивающих перемещение крана по крановому пути. Согласно ГОСТ 13556-2016, механизмы башенных кранов должны соответствовать требованиям ГОСТ 33166.3. Подшипниковые узлы являются одними из наиболее нагруженных элементов, воспринимающих весовые нагрузки от всей конструкции крана, поднимаемого груза и динамические воздействия при работе.
Приставные башенные краны, крепящиеся к возводимому зданию, создают значительные нагрузки на ходовую часть в период монтажа и перебазирования. Подшипники ходовых колес работают в тяжелых условиях: высокие радиальные нагрузки, переменный режим работы, воздействие пыли, влаги и температурных перепадов. Правильный выбор и эксплуатация подшипников определяет надежность и долговечность механизма передвижения.
Механизм передвижения башенных кранов серии КБ состоит из ходовых тележек, которые подразделяются на ведущие (приводные) и ведомые (холостые). На кранах III-VI размерных групп применяются унифицированные ходовые тележки двух типов: с креплением непосредственно на металлоконструкциях ходовой рамы (тип I) и в виде отдельных ходовых тележек (тип II). Крепление механизма передвижения выполняется самоустанавливающимся по трехопорной схеме, где двумя опорами являются подшипники выходного вала редуктора.
В современных башенных кранах ходовые колеса устанавливаются на подшипниках качения - шариковых или роликовых. Подшипники размещаются в корпусах, называемых буксами. Выбор типа подшипника определяется величиной и характером нагрузок, частотой вращения, условиями эксплуатации и требованиями к долговечности.
Согласно ГОСТ 5721-75, сферические роликоподшипники являются основным типом опор для ходовых колес башенных кранов. Они способны воспринимать тяжелые радиальные нагрузки и одновременно осевые нагрузки, не превышающие 25% неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Благодаря сферической форме дорожки качения наружного кольца, эти подшипники компенсируют несоосность до 2-3 градусов, возникающую из-за прогибов валов или погрешностей монтажа.
В некоторых конструкциях ходовых узлов применяются конические роликовые подшипники по ГОСТ 333-79, способные воспринимать комбинированные радиально-осевые нагрузки. Они устанавливаются попарно и требуют регулировки зазора при монтаже.
Применяются в узлах с меньшими нагрузками, например, в промежуточных опорах трансмиссионных валов. Обладают высокой предельной частотой вращения, но ограниченной грузоподъемностью.
Буксы представляют собой стальные или чугунные корпуса, внутри которых размещаются подшипники качения и смазочный материал. Конструкция букс обеспечивает защиту подшипников от загрязнений и позволяет выкатывать ходовые колеса вместе с подшипниками при ремонте. Буксы бывают отъемными и разъемными, что определяется конструкцией ходовой части.
Сферические роликоподшипники в буксах ходовых колес имеют двухрядную конструкцию с бочкообразными роликами. Оси роликов, расположенных в разных рядах, находятся под углом друг к другу, что обеспечивает восприятие нагрузок, действующих в различных направлениях. Внутреннее кольцо может иметь цилиндрическое или коническое отверстие (конусность 1:12) для установки на закрепительных втулках.
Выбор типоразмера сферического роликоподшипника определяется диаметром посадочной поверхности вала или оси ходового колеса, расчетной нагрузкой и требуемым ресурсом. Для башенных кранов типичными являются подшипники серии 222 по ISO (соответствует серии 3500 по ГОСТ 5721-75).
Примечание: C - динамическая грузоподъемность, C0 - статическая грузоподъемность по данным каталога SKF
Расчет подшипников ходовых колес выполняется согласно ГОСТ 18855-2013 (ISO 281:2007) для определения номинального ресурса и проверки работоспособности в заданных условиях эксплуатации. Основными расчетными параметрами являются эквивалентная динамическая нагрузка и номинальный ресурс.
Максимальная нагрузка на ходовое колесо определяется из условия статического равновесия при наиболее неблагоприятном положении груза. Для двухколесной балансирной тележки нагрузка распределяется равномерно на оба колеса.
Rmax = (Gкр - Gт)/n + (Q + Gт) x (L - l) / (z x L)
где:
Для сферических роликовых подшипников эквивалентная динамическая радиальная нагрузка при постоянных радиальной и осевой нагрузках вычисляется по формуле:
Pr = X x Fr + Y x Fa
При Fa/Fr <= e: X = 1, Y = 0
При Fa/Fr > e: X = 0,67, Y = зависит от типа подшипника (по таблице 8 ГОСТ 18855-2013)
Базовый расчетный ресурс (L10) определяет число оборотов, которое выдержат 90% подшипников группы до появления признаков усталостного выкрашивания.
L10 = (C / P)p x 106 оборотов
L10h = L10 / (60 x n) часов
Исходные данные:
Решение:
1. Частота вращения колеса: n = v / (3,14 x D) = 30 / (3,14 x 0,5) = 19,1 об/мин
2. Эквивалентная нагрузка (при Fa = 0): P = Fr = 120 кН
3. Базовый ресурс: L10 = (630/120)10/3 x 106 = (5,25)3,33 x 106 = 245 x 106 оборотов
4. Ресурс в часах: L10h = 245 x 106 / (60 x 19,1) = 214 000 часов
При расчете подшипников механизма передвижения учитываются коэффициенты, отражающие условия работы:
Башенные краны эксплуатируются в широком диапазоне климатических условий, включая регионы с низкими температурами до -40 C и ниже. Работа подшипников ходовой части при отрицательных температурах имеет ряд особенностей, требующих специального подхода к выбору смазочных материалов и режимам эксплуатации.
При понижении температуры происходит увеличение вязкости смазочного материала, что приводит к возрастанию момента трения в подшипнике. Это может вызвать затрудненный пуск механизма, повышенный износ и даже заклинивание подшипника. Кроме того, возможно охрупчивание материалов сепаратора и уплотнений.
Для подшипников, работающих при низких температурах, применяются специальные морозостойкие смазки на основе маловязких минеральных или синтетических масел. Типичные представители:
Для работы при экстремально низких температурах применяются подшипники специального исполнения. Стандартные подшипники изготавливаются из сталей типа ШХ15 по ГОСТ 801-78, которые сохраняют работоспособность до -40 C. Для более низких температур используются стали с повышенным содержанием хрома. Сепараторы изготавливаются из латуни или специальных сталей вместо полиамида, который становится хрупким при морозе.
Для обеспечения надежной работы подшипников ходовой части при низких температурах следует соблюдать следующие требования:
Регулярное техническое обслуживание подшипников ходовой части является обязательным условием безопасной эксплуатации башенного крана. Объем и периодичность работ определяются эксплуатационной документацией и требованиями Правил безопасности опасных производственных объектов.
Подшипники ходовых колес подлежат замене при обнаружении следующих дефектов:
Для оценки технического состояния подшипников применяются следующие методы:
Вибродиагностика - анализ вибрационных характеристик позволяет выявить дефекты на ранней стадии по изменению спектра вибрации на характерных частотах.
Тепловизионный контроль - обнаружение локальных перегревов, свидетельствующих о нарушении смазки или развитии дефектов.
Акустическая диагностика - выявление характерных шумов, сопровождающих разрушение элементов подшипника.
Сферические двухрядные роликовые подшипники являются оптимальным выбором для букс ходовых колес. Они обладают высокой грузоподъемностью, способны компенсировать несоосность и перекосы до 2-3 градусов, устойчивы к ударным нагрузкам. Для большинства башенных кранов применяются подшипники серии 222 по ISO (серия 3500 по ГОСТ 5721-75).
Основными признаками износа являются: повышенный нагрев (более 70 C выше температуры окружающей среды), увеличенный шум и вибрация при движении, наличие металлических частиц в смазке, увеличение радиального зазора более чем на 50% от начального. При плановом осмотре проверяется состояние дорожек качения на предмет питтинга и выкрашивания.
Для эксплуатации при температурах до -40 C рекомендуется смазка Литол-24 (ГОСТ 21150-2017) или ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6267-74). При более низких температурах (до -60 C) следует применять ЦИАТИМ-221 (ГОСТ 9433-80) или специальные морозостойкие смазки на синтетической основе. Важно, чтобы температура застывания смазки была на 15-20 C ниже минимальной рабочей температуры.
Расчет выполняется по ГОСТ 18855-2013. Определяется максимальная радиальная нагрузка на колесо, эквивалентная динамическая нагрузка с учетом коэффициентов безопасности, затем рассчитывается базовый ресурс L10 = (C/P)10/3 x 106 оборотов. Для перевода в часы результат делится на произведение 60 и частоты вращения колеса.
Двухколесная балансирная система обеспечивает равномерное распределение нагрузки на оба колеса тележки при любых неровностях рельсового пути. Это снижает пиковые нагрузки на подшипники, уменьшает износ колес и рельсов, повышает плавность хода и снижает риск схода крана с рельсов.
Согласно ГОСТ 13556-91, ходовые колеса должны быть штампованными, коваными или катаными из сталей марки 75 или 65Г по ГОСТ 14959. Твердость поверхности катания и реборд должна составлять 300-360 HB на глубину до 20 мм. Закалка ТВЧ не допускается из-за опасности отслаивания закаленного слоя. Дополнительные требования к колесам - по ГОСТ 28648-90.
Периодичность пополнения смазки зависит от интенсивности эксплуатации и условий работы. Типичный интервал составляет 200-500 моточасов. В зимний период при работе на открытом воздухе интервал сокращается. Полная замена смазки выполняется при сезонном обслуживании или при изменении климатических условий эксплуатации.
Диаметры приводных колес должны быть одинаковыми. Разность диаметров колес, связанных между собой кинематически, не должна превышать 0,5% для механизмов с центральным приводом. При большей разнице происходит забегание одной стороны крана, что вызывает повышенный износ реборд и может привести к сходу с рельсов.
Для эффективной работы оборудования рекомендуем также рассмотреть:
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Представленная информация основана на действующих нормативных документах и технической литературе, однако не может заменить профессиональную консультацию специалиста. Автор и издатель не несут ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации из данной статьи. При проектировании, расчете и эксплуатации подшипниковых узлов грузоподъемного оборудования необходимо руководствоваться действующими стандартами, правилами безопасности и рекомендациями производителей.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.