Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Механизм поворота башенного крана представляет собой важнейший узел грузоподъемной техники, обеспечивающий вращение верхней (рабочей) платформы с установленными на ней лебедками, башней со стрелой, противовесами и прочим рабочим оборудованием. Надежность работы этого механизма напрямую зависит от качества и правильного подбора подшипников редуктора поворота.
В состав механизма поворота входят следующие основные элементы: электродвигатель с фланцевым креплением, служащий для подачи крутящего момента на быстроходный вал; колодочный тормоз для фиксации и торможения; редуктор, повышающий крутящий момент и снижающий угловую скорость; опорно-поворотное устройство (ОПУ), представляющее собой подшипник большого диаметра с зубчатым венцом.
Редуктор поворота выполняет ключевую функцию в данной системе - передачу и преобразование крутящего момента от электродвигателя на опорно-поворотное устройство. Для обеспечения длительной и безотказной работы редуктора в его конструкции применяются роликовые подшипники различных типов: конические роликовые серии 7000 по ГОСТ (30200 по ISO) и цилиндрические роликовые серии 32000 по ГОСТ (NU по ISO).
Редуктор поворота башенного крана представляет собой вертикальный трехступенчатый механизм цилиндрического типа. Корпус редуктора изготавливается методом литья из высокопрочного чугуна и состоит из нескольких частей, соединяемых в горизонтальной плоскости. Такая конструкция обеспечивает удобство сборки, обслуживания и ремонта агрегата.
Для уменьшения габаритных размеров и массы в конструкции редуктора используются косозубые колеса с зацеплением Новикова. Данный тип зацепления обеспечивает высокую несущую способность и плавность работы передачи. Валы и вал-шестерни устанавливаются в корпус вертикально, опираясь на роликоподшипники.
Смазка шестерен первой ступени осуществляется принудительно с помощью роторно-пластинчатого насоса. Для контроля работы насоса в верхней части редуктора предусмотрено застекленное смотровое отверстие. Шестерни второй и третьей ступеней располагаются в масляной ванне, что обеспечивает их смазку методом окунания.
Соединение редуктора с опорно-поворотным устройством осуществляется через цевочную (зубчатую) шестерню, закрепленную на выходном валу с помощью шлицевого соединения. Для предотвращения протечек смазочного материала через отверстие выходного вала применяются эластичные манжетные уплотнения контактного типа.
Конические роликовые подшипники широко применяются в редукторах поворота башенных кранов благодаря способности воспринимать комбинированные нагрузки - как радиальные, так и осевые. Серия 7000 по ГОСТ (соответствует серии 30200 по ISO) относится к однорядным коническим роликоподшипникам с метрическими размерами и является одной из наиболее распространенных в промышленном применении.
Конический роликоподшипник состоит из внутреннего кольца с дорожкой качения и направляющим бортом, наружного кольца с конической дорожкой качения, конических роликов и сепаратора. Коническая форма рабочих поверхностей обеспечивает линейный контакт между роликами и дорожками качения, что значительно увеличивает несущую способность по сравнению с шариковыми подшипниками аналогичных размеров.
Обозначения в таблице: d - внутренний диаметр; D - наружный диаметр; T - монтажная высота; C - динамическая грузоподъемность (по каталогу SKF); C0 - статическая грузоподъемность.
Поскольку однорядные конические роликоподшипники способны воспринимать осевые нагрузки только в одном направлении, они устанавливаются попарно по одной из двух схем:
O-образная схема (враспор): Подшипники устанавливаются так, что линии контакта расходятся к оси вала. Такая схема обеспечивает повышенную жесткость опор и способность воспринимать опрокидывающие моменты.
X-образная схема (врастяжку): Линии контакта сходятся к оси вала. Данная схема менее чувствительна к погрешностям монтажа и температурным деформациям.
Цилиндрические роликовые подшипники серии 32000 по ГОСТ (NU по ISO) предназначены для восприятия значительных радиальных нагрузок при высоких скоростях вращения. Они широко применяются в редукторах, насосах, электродвигателях и другом промышленном оборудовании, где требуется высокая радиальная грузоподъемность.
Подшипник типа NU состоит из наружного кольца с двумя бортами, сепаратора с цилиндрическими роликами и внутреннего кольца без бортов. Такая конструкция позволяет подшипнику компенсировать осевые смещения вала в обе стороны относительно корпуса, что делает его идеальным решением для плавающих опор.
Подшипники серии NU являются разъемными: внутреннее кольцо может монтироваться на вал без наружной части подшипника, что существенно облегчает сборку узла. Линейный контакт между роликами и дорожками качения обеспечивает грузоподъемность примерно в 1,5 раза выше, чем у шариковых подшипников аналогичных габаритов.
Обозначения: d - внутренний диаметр; D - наружный диаметр; B - ширина; C - динамическая грузоподъемность (по каталогу SKF); C0 - статическая грузоподъемность; nmax - предельная частота вращения при пластичной смазке.
При выборе цилиндрических роликоподшипников важно учитывать группу радиального зазора, которая определяется условиями эксплуатации:
Выбор между коническими и цилиндрическими роликовыми подшипниками для редуктора поворота крана определяется конкретными условиями работы узла и характером действующих нагрузок.
Расчет номинального ресурса (долговечности) подшипников качения выполняется в соответствии с международным стандартом ISO 281:2007, который в России принят как ГОСТ 18855-2013. Данная методика основана на теории усталости материалов, разработанной Лундбергом и Палмгреном.
Базовый номинальный ресурс L10 в миллионах оборотов определяется по формуле:
где:
L10 - номинальный ресурс, млн оборотов (с надежностью 90%);
C - базовая динамическая грузоподъемность, кН;
P - эквивалентная динамическая нагрузка, кН;
p - показатель степени: p = 3 для шариковых подшипников; p = 10/3 для роликовых подшипников.
Для радиальных и радиально-упорных подшипников эквивалентная динамическая нагрузка рассчитывается по формуле:
Fr - радиальная нагрузка, кН;
Fa - осевая нагрузка, кН;
X - коэффициент радиальной нагрузки;
Y - коэффициент осевой нагрузки.
При постоянной частоте вращения удобнее определять ресурс в рабочих часах:
L10h - номинальный ресурс, часов;
n - частота вращения, об/мин;
L10 - номинальный ресурс, млн оборотов.
Для учета реальных условий эксплуатации применяется скорректированный ресурс:
a1 - коэффициент надежности (при надежности 90% a1 = 1);
aISO - коэффициент модификации ресурса по ISO 281, учитывающий условия смазки, загрязнение и предел усталости материала.
Решение:
1. Динамическая грузоподъемность NU 210 (по каталогу SKF): C = 73,5 кН
2. Для цилиндрического роликоподшипника при чисто радиальной нагрузке: P = Fr = 15 кН
3. Показатель степени для роликовых подшипников: p = 10/3
4. Номинальный ресурс: L10 = (73,5/15)10/3 = (4,9)3,33 = 175 млн оборотов
5. Ресурс в часах: L10h = (106 / 60 × 500) × 175 = 5833 часов
При подборе подшипников для редукторов поворота важно знать соответствие обозначений различных производителей. Основное цифровое обозначение у большинства производителей совпадает, различия касаются суффиксов, обозначающих конструктивные особенности и материалы.
Правильный монтаж и регулярное техническое обслуживание являются определяющими факторами для обеспечения расчетного ресурса подшипников редуктора поворота.
Конические роликоподшипники требуют регулировки осевого зазора (люфта) или предварительного натяга при установке. Величина осевого зазора существенно влияет на ресурс и характеристики работы подшипникового узла.
Благодаря разъемной конструкции цилиндрические подшипники серии 32000 по ГОСТ (NU по ISO) позволяют раздельно монтировать внутреннее кольцо на вал и наружное кольцо в корпус. Это значительно упрощает сборку узла, особенно при больших размерах подшипников.
В редукторах поворота башенных кранов применяется жидкая смазка (масло), обеспечивающая смазывание как зубчатых передач, так и подшипников. При выборе смазочного материала необходимо учитывать:
Основные методы контроля технического состояния подшипников редуктора:
Вибрационный контроль: Измерение параметров вибрации позволяет выявить дефекты на ранней стадии. Повышенный уровень вибрации указывает на износ, дефекты дорожек качения или роликов.
Температурный контроль: Повышение температуры корпуса редуктора свидетельствует о возможных проблемах с подшипниками - недостаточной смазке, неправильной регулировке или начинающемся разрушении.
Контроль работы масляного насоса: Отсутствие потока масла через смотровое окно указывает на выход насоса из строя, что быстро приведет к разрушению подшипников первой ступени.
Для эффективной работы оборудования рекомендуем также рассмотреть:
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.