چرخ جرثقیل فورج: انتخاب مواد، رتبه بندی بار و راهنمای ساخت جرثقیل های صنعتی سنگین

خرابی چرخ جرثقیل صرفاً یک رویداد تعمیر و نگهداری نیست - یک حادثه ایمنی است. هنگامی که یک چرخ جرثقیل تحت بار بار می‌شکند یا از ریل خارج می‌شود، عواقب آن از سقوط بار و آسیب ساختاری تا تلفات متغیر است. با این حال، انتخاب چرخ جرثقیل و مشخصات آن اغلب به عنوان یک تصمیم خرید کالا در نظر گرفته می شود، زیرا خریداران تنها قیمت را انتخاب می کنند و تنها پس از خرابی زودرس عواقب آن را کشف می کنند.

تفاوت بین چرخ جرثقیل آهنگری که به درستی مشخص شده و به درستی ساخته شده است و ریخته گری نامرغوب با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست. در طول عمر خستگی تحت بارگذاری چرخه ای، در مقاومت در برابر شکست ناگهانی تحت بارهای ضربه ای، در نرخ سایش آج تحت فشار تماس بالا - و در نهایت در کل هزینه مالکیت در طول عمر جرثقیل نشان داده می شود.

این راهنما به مهندسان تدارکات، مدیران تعمیر و نگهداری جرثقیل و مهندسان کارخانه چارچوب فنی را برای تعیین صحیح چرخ‌های جرثقیل می‌دهد - که شامل انتخاب اساسی بین ساخت و ساز آهنگری و ریخته‌گری، انتخاب مواد و سختی، محاسبه ظرفیت بار، هندسه فلنج، و پارامترهای کیفیت ساخت می‌شود که تعیین می‌کند که آیا یک چرخ عمر مفید درجه‌بندی شده خود را ارائه می‌کند یا خیر.

قسمت 1: انواع چرخ جرثقیل و کاربردهای آنها

قبل از انتخاب مواد و مشخصات، ضروری است که پیکربندی های مختلف چرخ جرثقیل و شرایط عملیاتی را که هر کدام باید تحمل کنند، درک کنید.

1.1 توسط نوع جرثقیل

چرخ های جرثقیل سقفی (پل) - چرخ های جرثقیل EOT

چرخ‌های جرثقیل سقفی روی ریل‌های باند فرودگاه مرتفع کار می‌کنند و وزن کامل پل را به اضافه بار بلند شده حمل می‌کنند. چرخ‌های کامیون انتهایی (چرخ‌های مسافرتی پل) بیشترین بار را حمل می‌کنند - معمولاً 4 چرخ در هر کامیون انتهایی، که هر کدام 25 تا 35 درصد وزن کل جرثقیل به اضافه بار را حمل می‌کنند. چرخ‌های واگن برقی متقابل وزن واگن برقی را به اضافه بار بلند شده حمل می‌کنند و معمولاً روی یک ریل با مشخصات پایین‌تر روی تیر پل حرکت می‌کنند.

ویژگی های کلیدی:

• محدوده بار: ظرفیت جرثقیل 5-500+ تن

• سرعت: معمولاً 10 تا 80 متر در دقیقه برای سفر بر روی پل، 5 تا 40 متر در دقیقه برای سفر متقابل

• چرخه کاری: بسته به کاربرد از سبک (A1-A3) تا بسیار سنگین (A7-A8) متغیر است.

• محیط: داخل (تمیز) تا بیرون (در معرض آب و هوا، گرد و غبار، گرما)

چرخ های جرثقیل دروازه ای

جرثقیل های دروازه ای روی ریل های سطح زمین حرکت می کنند و ساختار جرثقیل مستقیماً روی چرخ ها قرار می گیرد. بار چرخ معمولاً بیشتر از جرثقیل های سقفی با ظرفیت معادل است زیرا ساختار دروازه ای سنگین تر است. جرثقیل های دروازه ای در فضای باز در بنادر، کارخانه های کشتی سازی و کارخانه های فولاد در معرض شدیدترین شرایط محیطی قرار دارند.

ویژگی های کلیدی:

• محدوده بار: 50 تا 1000+ تن ظرفیت جرثقیل

• سرعت: معمولاً 5-30 متر در دقیقه

• اندازه ریل: معمولاً A75–A150 یا ریل جرثقیل معادل آن

• محیط: اغلب در فضای باز، در معرض آب و هوا، جو دریایی یا آلودگی صنعتی

چرخ جرثقیل ملاقه

جرثقیل های ملاقه ای در کارخانه های فولاد، ملاقه های فلزی مذاب را حمل می کنند - سخت ترین کاربرد جرثقیل از نظر بار، دما و پیامد خرابی. بار چرخ می تواند بیش از 100 تن در هر چرخ باشد. گرمای تابشی از ملاقه دمای چرخ را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

ویژگی های کلیدی:

• محدوده بار: 100-400+ تن ظرفیت جرثقیل

• چرخه کاری: A7–A8 (بسیار سنگین - عملکرد مداوم)

• دما: دمای سطح چرخ می تواند به 80-120 درجه سانتیگراد از گرمای تابشی برسد

• نتیجه شکست: فاجعه بار - نشت فلز مذاب

چرخ های جرثقیل متالورژی و فرآیندی

جرثقیل ها در کارخانه های ذوب آلومینیوم، ریخته گری و کارخانه های شیمیایی علاوه بر بارگذاری مکانیکی، با حمله شیمیایی نیز مواجه می شوند. مواد چرخ باید در برابر خوردگی ناشی از جو فرآیند مقاومت کنند.

1.2 توسط مشخصات چرخ

چرخ های دو فلنج (متداول ترین)

دو فلنج، یکی در هر طرف آج، چرخ را به صورت جانبی روی ریل محدود می کند. در جاهایی استفاده می شود که ریل باید چرخ را در هر دو جهت جانبی هدایت کند - استاندارد برای اکثر کاربردهای جرثقیل سقفی و دروازه ای.

چرخ های تک فلنج

یک فلنج فقط در یک طرف. در کاربردهایی استفاده می شود که یک طرف جرثقیل توسط فلنج هدایت می شود و طرف دیگر آزاد است تا انبساط حرارتی ساختار باند را در خود جای دهد. رایج در جرثقیل دروازه ای با دهانه بلند.

چرخ های آج تخت (بدون فلنج)

بدون فلنج - چرخ با وسایل دیگری هدایت می شود (غلتک های راهنما یا هندسه ریل). در برخی از برنامه های تخصصی که در آن سایش فلنج مشکل دارد استفاده می شود.

چرخ های آج مخروطی

آج دارای یک مخروط جزئی است (معمولاً 1:20 تا 1:40) که باعث می شود چرخ از طریق عمل مخروطی آج روی ریل متمرکز شود. تماس فلنج و سایش فلنج را کاهش می دهد. برای برنامه های با سرعت بالا یا چرخه کاری بالا ترجیح داده می شود.

قسمت 2: جعلی در مقابل چرخ های جرثقیل ریخته گری - مقایسه قطعی

این مهم ترین تصمیم برای مشخصات چرخ های جرثقیل است. انتخاب بین ساخت و ساز آهنگری و ریخته گری بر عمر خستگی، مقاومت در برابر ضربه، دستیابی به سختی آج و حالت شکست تأثیر می گذارد - نه فقط هزینه اولیه.

2.1 تفاوت متالورژی

چرخ های جرثقیل آهنگری با فشار دادن یا چکش زدن شمش فولادی گرم شده به شکل تحت نیروی فشاری بالا تولید می شوند. فرآیند آهنگری:

• ساختار دانه را اصلاح می‌کند - ساختار دانه‌ای درشت و تصادفی بیلت ریخته‌گری شده اصلی شکسته شده و به یک ساختار خوب و یکنواخت که با هندسه چرخ هم‌تراز است، تبدیل می‌شود.

• تخلخل داخلی را می بندد - هر حفره یا ریز تخلخل در بیلت تحت فشار آهنگری جوش داده می شود.

• جریان دانه مطلوب را ایجاد می کند - خطوط دانه از خط چرخ پیروی می کنند، بنابراین مناطق آج و فلنج دارای مرزهای دانه ای هستند که برای مقاومت در برابر تنش های اعمال شده است.

• ساختاری کاملا متراکم و بدون عیب ایجاد می کند - بدون حفره های انقباض، بدون تخلخل گاز، بدون خوشه های درگیر

چرخ های جرثقیل ریخته گری با ریختن فولاد مذاب در قالب و اجازه دادن به جامد شدن آن تولید می شوند. فرآیند ریخته گری:

• تولید می کند ساختار دانه درشت تری - انجماد از حالت مایع دانه های بزرگتری نسبت به آهنگری ایجاد می کند

• مستعد تخلخل انقباض است - از آنجایی که فولاد در طول انجماد منقبض می‌شود، حفره‌ها می‌توانند در نواحی آخرین جامد شدن (معمولاً مرکز توپی چرخ و لبه) ایجاد شوند.

• نمی تواند را تولید کند - مرزهای دانه به طور تصادفی جهت گیری می شوند. جریان دانه جهت دار آهنگری

• تولید کند خوشه های گنجاندن اگر تمیزی مذاب به دقت کنترل نشود، می تواند

2.2 مقایسه عملکرد

2.3 چه زمانی باید چرخ های فورج شده را مشخص کرد

چرخ های جرثقیل آهنگری را برای موارد زیر مشخص کنید:

• کلاس کار جرثقیل A5 و بالاتر (ISO 4301) - چرخه های کاری متوسط ​​تا بسیار سنگین

• جرثقیل های ملاقه ای و جرثقیل های متالورژی - بارهای زیاد، دمای بالا، پیامدهای شکست فاجعه بار

• جرثقیل دروازه ای در فضای باز - قرار گرفتن در معرض دمای پایین خطر شکستگی شکننده را در چرخ های ریخته گری افزایش می دهد

• جرثقیل های پرسرعت (مسافرت پل > 60 متر در دقیقه) - بارهای دینامیکی بالاتر و انرژی ضربه

• هر جرثقیل که در آن خرابی چرخ عواقب ایمنی یا تولید حیاتی دارد

• قطر چرخ > 500 میلی متر - در قطرهای بزرگ، خطر تخلخل داخلی در چرخ های ریخته گری به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

2.4 زمانی که چرخ های ریخته گری قابل قبول هستند

چرخ های جرثقیل ریخته گری برای موارد زیر قابل قبول هستند:

• جرثقیل های سبک (کلاس وظیفه A1–A3) با استفاده نادر

• قطر چرخ کوچک (<315mm) که در آن بخش ریخته گری به اندازه کافی نازک است که بدون تخلخل قابل توجه جامد شود.

• برنامه های کاربردی محیط داخلی و کنترل شده بدون قرار گرفتن در معرض دمای پایین

• برنامه های محدود بودجه که در آنها تفاوت هزینه نمی تواند توسط چرخه وظیفه توجیه شود

حتی برای چرخ های ریخته گری، فولاد ریخته گری (نه چدن) را برای هر کاربرد جرثقیل سازه ای مشخص کنید. چرخ های چدنی شکننده هستند و هرگز نباید در جرثقیل هایی که بارهای قابل توجهی را حمل می کنند استفاده شوند.

قسمت 3: انتخاب مواد برای چرخ های جرثقیل آهنگری

3.1 درجه استاندارد فولاد

درجه مواد، خواص مکانیکی پایه چرخ را قبل از عملیات حرارتی تعیین می کند. برای چرخ های جرثقیل آهنگری، نمرات زیر استاندارد هستند:

فولاد کربن 55# / C55 (GB/T 699 / EN 10083)

• محتوای کربن: 0.52-0.60٪

• استحکام کششی (Q&T): 700-800 مگاپاسکال

• سختی پس از کوئنچ رینگ: 300-340 HB

• کاربرد: چرخ های جرثقیل سقفی استاندارد، سبک تا متوسط ​​(A1-A5)

• مزیت: تعادل خوب قدرت، چقرمگی و ماشین کاری. به طور گسترده در دسترس است؛ مقرون به صرفه

فولاد ریخته گری ZG55 (برای چرخ های ریخته گری)

• ترکیبی مشابه 55# اما در قالب بازیگران

• خواص مکانیکی پایین تر از فورج 55# به دلیل ریزساختار ریخته گری

• کاربرد: فقط چرخ های جرثقیل ریخته گری سبک

فولاد آلیاژی 42CrMo / 42CrMo4 (GB/T 3077 / EN 10083)

• کربن: 0.38-0.45٪، کروم: 0.90-1.20٪، مولیبدن: 0.15-0.25٪

• استحکام کششی (Q&T): 900-1100 مگاپاسکال

• سختی پس از کوئنچ رینگ: 340–380 HB

• کاربرد: جرثقیل های سنگین و بسیار سنگین (A5-A8)، جرثقیل های ملاقه ای، چرخ های با قطر بزرگ (> 630 میلی متر)

• مزیت: سختی پذیری عالی - سختی آج بالاتر و یکنواخت‌تری نسبت به فولاد کربنی به دست می‌آورد، مخصوصاً برای قطر چرخ‌های بزرگ که در آن فولاد کربنی نمی‌تواند از طریق بخش کامل لبه سخت شود.

فولاد آلیاژی 34CrNiMo6 (EN 10083)

• محتوای آلیاژ بالاتر - کروم + نیکل + مولیبدن

• استحکام کششی (Q&T): 1000-1200 مگاپاسکال

• کاربرد: جرثقیل های ملاقه ای فوق العاده، چرخ های با قطر بسیار بزرگ (> 900 میلی متر)، محیط های با دمای پایین (<-20 درجه سانتی گراد)

• مزیت: چقرمگی عالی در دمای پایین - انرژی ضربه چارپی در دمای -40 درجه سانتیگراد بالا می ماند و از شکستگی شکننده در آب و هوای سرد جلوگیری می کند.

3.2 عملیات حرارتی برای چرخ های جرثقیل

فرآیند عملیات حرارتی به اندازه درجه مواد مهم است - خواص مکانیکی نهایی و سختی آج را تعیین می کند.

کوئنچ و تمپرینگ (Q&T) کل چرخ:

کل چرخ آستنیتیزه شده، خاموش شده و تمپر می شود. این ویژگی های یکنواخت را در سراسر بدنه چرخ ایجاد می کند - چقرمگی خوب در توپی و شبکه، سختی کافی در رینگ. با این حال، سختی آج قابل دستیابی با Q&T تمام چرخ توسط دمای معتدل مورد نیاز برای دستیابی به چقرمگی کافی در توپی محدود می شود.

نتیجه معمولی: 260-300 HB در سراسر، از جمله سطح آج.

ریم کوئنچ (سخت شدن آج) بعد از Q&T:

پس از Q&T تمام چرخ، سطح آج به طور انتخابی با گرمایش القایی یا حرارت شعله و به دنبال آن خاموش شدن سریع سخت می شود. این یک لایه سطح سخت (عمق قاب 20 تا 40 میلی‌متر) روی آج ایجاد می‌کند و در عین حال خواص هسته سفت‌شده ایجاد شده توسط Q&T قبلی را حفظ می‌کند.

نتیجه معمولی: 300-380 HB در سطح آج، 260-300 HB در هاب و وب.

چرا سختی آج مهم است:

سختی آج طول عمر خستگی چرخ را تعیین می کند. تحت تنش تماس چرخه‌ای هرتزی بین آج چرخ و ریل، ترک‌های خستگی زیرسطحی شروع و منتشر می‌شوند - هرچه آج سخت‌تر باشد، قبل از شروع آسیب خستگی، تنش تماسی بالاتری را تحمل می‌کند.

رابطه بین سختی آج و عمر خستگی تماس تقریباً به شرح زیر است:

$$L_{ خستگی} propto H^3$$

جایی که $$H$$ سختی آج در HB است. این بدان معنی است که افزایش سختی آج از 280 HB به 340 HB (افزایش 21٪) عمر خستگی تماس را تقریباً افزایش می دهد:

$$left( rac{340}{280} ight)^3 حدود 1.79 imes$$

- تقریباً دو برابر شدن عمر خستگی برای افزایش سختی 21٪. سرمایه گذاری در عملیات حرارتی مناسب، چندین برابر عمر چرخ را افزایش می دهد.

3.3 مشخصات سختی آج

قسمت 4: رتبه بندی بار و انتخاب قطر چرخ

انتخاب قطر چرخ صحیح یک محاسبه ساختاری است نه قضاوت. یک چرخ با اندازه کمتر در اثر خستگی تماس خیلی قبل از عمر مورد انتظارش از کار می افتد.

4.1 محاسبه بار چرخ

بار چرخ نیرویی است که هر چرخ باید تحمل کند. برای یک کامیون انتهایی 4 چرخ استاندارد روی جرثقیل سقفی:

$$P_{wheel} = rac{(Q + G_{bridge}) imes f_{dynamic}}{n_{wheels}}$$

کجا:

• $$Q$$ = ظرفیت باربری امتیازی (kN)

• $$G_{bridge}$$ = وزن خود پل (kN) - معمولاً 0.3-0.5 × Q برای جرثقیل های سبک، 0.5-0.8 × Q برای جرثقیل های سنگین

• $$f_{dynamic}$$ = ضریب بار دینامیکی - معمولاً 1.1-1.3 بسته به کلاس جرثقیل و سرعت

• $$n_{چرخ‌ها}$$ = تعداد چرخ‌هایی که بار را به اشتراک می‌گذارند (معمولاً 4 تا برای یک کامیون انتهایی استاندارد)

مثال: جرثقیل سقفی 50 تن، وزن پل 30 تن، ضریب دینامیکی 1.2، 4 چرخ:

$$P_{چرخ} = rac{(500 + 300) imes 1.2}{4} = rac{960}{4} = 240 ext{kN در هر چرخ}$$

4.2 محاسبه استرس تماسی

تنش تماس بین آج چرخ و ریل طول عمر خستگی را تعیین می کند. برای آج چرخ استوانه ای روی یک ریل با سطح صاف (پیکربندی استاندارد)، حداکثر فشار تماس هرتزی عبارت است از:

$$p_0 = 0.418 sqrt{ rac{P cdot E}{R cdot b}}$$

کجا:

• $$P$$ = بار چرخ (N)

• $$E$$ = مدول الاستیک فولاد (210000 مگاپاسکال)

• $$R$$ = شعاع چرخ (میلی متر)

• $$b$$ = عرض تماس موثر (میلی متر) - تقریباً برابر با عرض سر ریل برای ریل با روکش تخت

تنش تماس مجاز مربوط به سختی آج است:

$$p_{0, مجاز} تقریباً 3.5 بار H_{HB} ext{ (MPa)}$$

برای آج 340 HB: $$p_{0, allowable} approx 1,190 ext{ MPa}$$

مفهوم عملی: برای یک بار چرخ معین، یک چرخ با قطر بزرگتر تنش تماس کمتری ایجاد می کند (منطقه تماس بزرگتر). اگر تنش تماسی از مقدار مجاز بیشتر شد، قطر چرخ را افزایش دهید - به سادگی سختی را افزایش ندهید، زیرا این امر چقرمگی را کاهش می دهد.

4.3 جدول انتخاب قطر چرخ استاندارد

به عنوان یک راهنمای عملی، جدول زیر حداقل قطر چرخ های توصیه شده را برای کلاس های استاندارد وظیفه جرثقیل نشان می دهد:

این مقادیر برآوردهای محافظه کارانه بر اساس عملکرد استاندارد صنعت هستند. همیشه با یک محاسبه تنش تماس رسمی با استفاده از بار واقعی چرخ، اندازه ریل و خواص مواد تأیید کنید.

قسمت 5: هندسه فلنج و سازگاری ریل

فلنج عنصر هدایت جانبی چرخ جرثقیل است - با یاتاقان در کنار ریل از خارج شدن چرخ از ریل جلوگیری می کند. هندسه صحیح فلنج هم برای عملکرد هدایت و هم برای عمر سایش فلنج ضروری است.

5.1 ارتفاع و ضخامت فلنج

ارتفاع فلنج (فاصله سطح آج تا بالای فلنج) باید برای جلوگیری از بالا رفتن چرخ از روی ریل تحت نیروهای جانبی کافی باشد. ارتفاع فلنج استاندارد عبارتند از:

$$h_{flange} geq 0.12 imes D_{wheel}$$

برای یک چرخ با قطر 500 میلی متر: حداقل ارتفاع فلنج = 60 میلی متر.

ضخامت فلنج (ضخامت فلنج در سطح آج) باید برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی بدون تسلیم یا شکست کافی باشد. ضخامت های استاندارد فلنج عبارتند از:

$$t_{flange} geq 0.08 imes D_{wheel}$$

برای یک چرخ با قطر 500 میلی متر: حداقل ضخامت فلنج = 40 میلی متر.

این مقادیر حداقل هستند - برای جرثقیل های سنگین با نیروهای جانبی قابل توجه (بارگیری باد در جرثقیل های دروازه ای در فضای باز، نیروهای انحرافی از ریل های باند نامناسب)، بر این اساس ابعاد فلنج را افزایش دهید.

5.2 سازگاری با عرض آج و عرض سر ریل

عرض آج باید بیشتر از سر ریل باشد تا اطمینان حاصل شود که بار چرخ بر روی آج و نه روی ریشه فلنج حمل می شود. ترخیص استاندارد عبارت است از:

$$b_{tread} geq b_{سر ریل} + 2 imes c_{lateral}$$

جایی که $$c_{lateral}$$ فاصله جانبی بین سطح داخلی فلنج و سمت ریل است - معمولاً 5 تا 15 میلی متر در هر طرف بسته به تحمل تراز ریل باند.

بررسی سازگاری ریل: همیشه بررسی کنید که پهنای آج چرخ مشخص شده با اندازه ریل نصب شده سازگار است. عدم تطابق معمول زمانی رخ می دهد که ریل های جرثقیل با مشخصات متفاوتی بدون به روز رسانی مشخصات چرخ جایگزین شوند.

5.3 مشخصات آج: استوانه ای در مقابل مخروطی

آج استوانه ای: سطح آج موازی با محور چرخ است. ساده برای ساخت و بازرسی. چرخ بر روی ریل متمرکز نمی شود - موقعیت جانبی کاملاً توسط فلنج ها کنترل می شود. فلنج ها بارهای جانبی را به طور مداوم حمل می کنند که منجر به سایش بیشتر فلنج می شود.

آج مخروطی (آج مخروطی): سطح آج کمی مخروط است - معمولاً 1:20 (2.86 درجه). طرف مخروطی با قطر بزرگتر در سمت فلنج قرار دارد. هنگامی که چرخ به صورت جانبی به سمت فلنج حرکت می کند، قطر بزرگتر باعث می شود چرخ سریعتر در آن سمت بچرخد و نیروی بازگردانی ایجاد می کند که چرخ را به سمت مرکز حرکت می دهد. این عمل خود محوری تماس فلنج و سایش فلنج را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

توصیه: آج مخروطی (1:20) را برای:

• جرثقیل های پرسرعت (سرعت سفر > 40 متر در دقیقه)

• جرثقیل های سنگین (A5 و بالاتر)

• جرثقیل های با دهانه بلند که در آن ها تراز ریلی باند فرودگاه نگهداری آن دشوار است

• هر برنامه ای که در آن سایش فلنج یک مشکل تکراری بوده است

قسمت 6: الزامات کیفیت ساخت چرخ جرثقیل

تعیین مواد و هندسه صحیح ضروری است اما کافی نیست - فرآیند تولید باید کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که خواص مشخص شده واقعاً در چرخ تمام شده به دست آمده است.

6.1 الزامات کیفیت آهنگری

نسبت آهنگری: نسبت آهنگری (نسبت سطح مقطع بیلت اصلی به سطح مقطع آهنگری تمام شده) درجه پالایش دانه به دست آمده را تعیین می کند. برای چرخ های جرثقیل، حداقل نسبت آهنگری 3:1 برای دستیابی به پالایش دانه کافی مورد نیاز است. چرخ‌هایی که از شمش‌های بزرگ ساخته شده‌اند با کاهش ناکافی ساختار دانه‌ای درشت‌تر و خواص مکانیکی پایین‌تری نسبت به تعیین‌شده دارند.

آهنگری قالب در مقابل فورج قالب باز: برای قطر چرخ‌ها تا حدود 800 میلی‌متر، آهنگری قالب (فورنگ قالب بسته) ترجیح داده می‌شود - قالب جریان مواد را محدود می‌کند و شکل و جریان دانه‌ای ثابت‌تری نسبت به آهنگری قالب باز ایجاد می‌کند. برای چرخ های بسیار بزرگ (بیش از 800 میلی متر قطر)، از نورد حلقه یا آهنگری باز قالب استفاده می شود.

کنترل دمای آهنگری: دمای آهنگری باید در محدوده مناسب برای درجه فولاد کنترل شود - خیلی گرم باعث رشد دانه می شود. سردی بیش از حد باعث ایجاد ترک می شود. نظارت و ثبت دما در طول آهنگری یک الزام کیفی برای چرخ های جرثقیل حیاتی است.

6.2 تأیید عملیات حرارتی

بررسی سختی: پس از کوئنچ رینگ، سختی آج را در حداقل 4 نقطه در اطراف محیط و در 3 عمق (سطح، عمق 10 میلی متر، عمق 20 میلی متر) اندازه گیری کنید. سختی باید در تمام نقاط اندازه گیری محدوده مشخص شده را برآورده کند. یک گرادیان سختی که با عمق خیلی سریع کاهش می یابد، نشان دهنده عمق ناکافی بدنه است - لایه سخت شده قبل از اینکه چرخ به عمر طراحی خود برسد، از بین می رود.

نیاز به عمق سختی:

• حداقل عمق کیس تا 300 HB: ≥ 20 میلی متر برای چرخ های تا قطر 630 میلی متر

• حداقل عمق کیس تا 300 HB: ≥ 30 میلی متر برای چرخ هایی با قطر 630 تا 1000 میلی متر

• حداقل عمق کیس تا 300 HB: ≥ 40 میلی متر برای چرخ های با قطر بیش از 1000 میلی متر

6.3 تحمل های بعدی

جفت های همسان: برای جرثقیل هایی که دو چرخ دارای یک محور مشترک هستند (بوژی های دو چرخ)، دو چرخ باید به صورت یک جفت همسان با قطر آج در فاصله 0.3 میلی متر از یکدیگر عرضه شوند. عدم تطابق قطر باعث می شود که یک چرخ بار بیشتری را نسبت به دیگری حمل کند و سایش چرخ با قطر بزرگتر را تسریع می کند.

6.4 الزامات آزمایش غیر مخرب

برای چرخ های جرثقیل ملاقه ای و سایر کاربردهای حیاتی ایمنی، اضافه کنید:

• آزمایش ضربه چارپی در دمای -20 درجه سانتیگراد (یا کمتر در صورت مشخص شدن)

• آزمایش خواص مکانیکی کامل (کشش، تسلیم، ازدیاد طول) از میله‌های آزمایشی که با همان گرما آهنگری شده‌اند.

قسمت 7: ضوابط نظارت و تعویض چرخ جرثقیل

حتی چرخ های جرثقیل که به درستی مشخص و ساخته شده اند در طول زمان فرسوده می شوند. ایجاد یک برنامه نظارت سیستماتیک از خرابی‌های غیرمنتظره جلوگیری می‌کند و امکان برنامه‌ریزی جایگزینی در طول پنجره‌های نگهداری برنامه‌ریزی شده را فراهم می‌کند.

7.1 روش های اندازه گیری سایش

اندازه گیری قطر آج:

از یک میکرومتر بیرونی بزرگ یا یک گیج قطر چرخ اختصاصی برای اندازه گیری قطر آج در چندین نقطه اطراف محیط استفاده کنید. در مقایسه با قطر اسمی اصلی - تفاوت در کل سایش آج است.

اندازه گیری ضخامت فلنج:

برای اندازه گیری ضخامت فلنج در سطح آج از یک ضخامت سنج فلنج (ابزار اختصاصی موجود از تامین کنندگان تعمیر و نگهداری جرثقیل) استفاده کنید. با ضخامت اسمی اصلی مقایسه کنید.

اندازه گیری پروفایل:

برای جرثقیل های با کارایی بالا، از یک پروفیل سنج (قالب) برای بررسی مشخصات آج و فلنج در برابر مشخصات اسمی استفاده کنید. غلظت سایش (توخالی شدن مرکز آج، سایش ریشه فلنج) با مقایسه پروفیل تشخیص داده می شود.

7.2 معیارهای جایگزینی

7.3 توصیه های بازه نظارت

قسمت 8: حالت های رایج خرابی چرخ جرثقیل و علل ریشه ای

درک حالت های خرابی به تشخیص مشکلات و جلوگیری از عود پس از تعویض کمک می کند.

حالت شکست 1: پاره شدن آج (خستگی تماس)

ظاهر: پوسته پوسته شدن یا سوراخ شدن سطح آج، معمولاً به صورت نواری در اطراف محیط.

علت اصلی: تنش تماسی از حد خستگی مواد آج فراتر می رود - ناشی از قطر کم چرخ، سختی ناکافی آج یا بارگذاری بیش از حد.

پیشگیری: انتخاب صحیح قطر چرخ بر اساس محاسبه بار. سختی آج کافی را مشخص کنید. جرثقیل را اضافه بار نکنید

حالت شکست 2: شکستگی فلنج

شکل ظاهری: شکستگی ناگهانی یک یا هر دو فلنج، اغلب با هشدار قبلی کمی.

علت اصلی: نیروهای جانبی بیش از مقاومت خمشی فلنج - ناشی از ناهماهنگی ریل باند، انحراف جرثقیل یا ابعاد ناکافی فلنج. شکستگی شکننده در چرخ‌های چدنی یا چدنی کم چقرمگی.

پیشگیری: چرخ های فولادی آهنگری را با چقرمگی کافی مشخص کنید. حفظ تراز ریلی باند؛ چولگی جرثقیل را بررسی کنید

حالت شکست 3: سایش سریع آج (ساییدگی ساینده)

ظاهر: کاهش یکنواخت قطر آج با سرعتی سریعتر از حد انتظار.

علت اصلی: سختی آج برای سطح تنش تماس کافی نیست. آلودگی سطح راه آهن (مقیاس آسیاب، گرد و غبار ساینده)؛ لیز خوردن چرخ روی ریل (مشکلات ترمز یا درایو).

پیشگیری: افزایش مشخصات سختی آج. سطوح ریل تمیز؛ سیستم های درایو و ترمز را بررسی کنید.

حالت شکست 4: سایش آج توخالی

شکل ظاهری: مرکز آج سریعتر از لبه ها ساییده می شود و یک نمایه آج مقعر (توخالی) ایجاد می کند.

علت اصلی: سر ریل باریکتر از عرض آج است و تنش تماسی را در مرکز آج متمرکز می کند. هنگامی که ریل ها با مشخصات کوچکتر بدون به روز رسانی مشخصات چرخ جایگزین می شوند، رایج است.

پیشگیری: اطمینان حاصل کنید که عرض سر ریل با عرض آج سازگار است. مشخصات آج مخروطی را برای توزیع تماس مشخص کنید.

حالت شکست 5: سایش فلنج (یک طرفه)

ظاهر: یکی از فلنج ها به طور قابل توجهی سریعتر از دیگری سایش می کند یا یک سر جرثقیل سریعتر از دیگری سایش می کند.

علت اصلی: ناهماهنگی ریل باند - ریل‌ها موازی نیستند و جرثقیل را مجبور می‌کند تا در یک زاویه حرکت کند (چرخش) که به طور مداوم یک فلنج را بارگیری می‌کند.

پیشگیری: بررسی و ترازبندی صحیح باند فرودگاه. مربع بودن کامیون انتهای جرثقیل را بررسی کنید.

سوالات متداول

Q1: تفاوت بین چرخ جرثقیل آهنگری و چرخ جرثقیل ریخته گری چیست؟

یک چرخ جرثقیل آهنگری با فشار دادن یا چکش زدن شمش فولادی گرم شده شکل می‌گیرد، ساختار دانه‌ای تصفیه‌شده، تخلخل بسته و خواص مکانیکی فوق‌العاده ایجاد می‌کند - به ویژه بر چقرمگی و عمر خستگی تأثیر می‌گذارد. چرخ جرثقیل ریخته گری با ریختن فولاد مذاب در قالب تولید می شود که می تواند منجر به ساختار دانه درشت تر و تخلخل داخلی شود. برای جرثقیل های سنگین (A5 و بالاتر)، جرثقیل های ملاقه ای و جرثقیل های دروازه ای در فضای باز، چرخ های آهنگری به دلیل مقاومت برتر در برابر خستگی و شکستگی شکننده، به شدت ترجیح داده می شوند.

Q2: چه سختی آج را باید برای چرخ های جرثقیل سقفی خود مشخص کنم؟

سختی آج به کلاس وظیفه جرثقیل و بار چرخ بستگی دارد. به عنوان یک راهنمای کلی: 260–300 HB برای کار سبک (A1–A3). 300–340 HB برای وظیفه متوسط ​​(A4–A5)؛ 320–360 HB برای کارهای سنگین (A6–A7)؛ 340–380 HB برای جرثقیل های بسیار سنگین و ملاقه ای (A8). برای چرخ های آهنگری 42CrMo با سخت شدن القایی، 340-380 HB با عمق کیس 25-40 میلی متر قابل دستیابی است. همیشه هم محدوده سختی و هم حداقل عمق مورد را مشخص کنید.

Q3: چگونه می توانم قطر چرخ صحیح را برای جرثقیل خود محاسبه کنم؟

بار چرخ (ظرفیت جرثقیل + وزن پل × ضریب دینامیکی ÷ تعداد چرخ ها) را محاسبه کنید، سپس تنش تماس هرتزی را برای قطر چرخ نامزد با استفاده از فرمول $$p_0 = 0.418sqrt{PE/Rb}$$ محاسبه کنید. کوچکترین قطری را انتخاب کنید که تنش تماس کمتر از مقدار مجاز برای سختی آج مشخص شده باشد (تقریباً 3.5 × HB در MPa). برای تخمین سریع، از جدول انتخاب قطر استاندارد در قسمت 4 این راهنما استفاده کنید.

Q4: آیا باید چرخ های جرثقیل را به صورت جفت یا جداگانه تعویض کنم؟

برای چرخ هایی که دارای یک محور مشترک هستند (بوژی های دو چرخ)، همیشه به عنوان یک جفت همسان تعویض کنید - قطر آج باید بین 0.3 میلی متر بین دو چرخ باشد. برای چرخ‌های مستقل روی یک کامیون انتهایی، بهتر است هر چهار چرخ را به طور همزمان تعویض کنید تا قطر آج و توزیع بار برابر حفظ شود. تعویض فقط فرسوده ترین چرخ باعث ایجاد عدم تطابق قطر می شود که باعث می شود چرخ جدید بار نامتناسبی را حمل کند.

Q5: آیا می توان چرخ های جرثقیل را به جای تعویض مجدد (دوباره چرخاندن) نمایه کرد؟

بله - اگر بدنه چرخ از نظر ساختاری سالم باشد (بدون ترک، ضخامت لبه باقیمانده کافی)، چرخ‌های جرثقیل فرسوده را می‌توان مجدداً روی ماشین تراش چرخاند تا مشخصات آج و قطر صحیح را بازگرداند. با این حال، چرخش مجدد مواد را از سطح آج حذف می کند و عمق محفظه سخت شده باقیمانده را کاهش می دهد. پس از چرخش مجدد، بررسی کنید که عمق محفظه باقیمانده همچنان حداقل مورد نیاز (≥ 20 میلی متر تا 300 HB برای اکثر برنامه ها) را برآورده می کند. اگر عمق کیس پس از چرخش مجدد کافی نباشد، چرخ باید دوباره سفت شود یا تعویض شود.

Q6: برای سفارش تعویض چرخ جرثقیل چه اطلاعاتی باید ارائه کنم؟

ارائه: قطر چرخ (اسمی)، عرض آج، ارتفاع و ضخامت فلنج، قطر سوراخ و تناسب (H7 یا همانطور که مشخص شده)، درجه مواد (یا کلاس وظیفه برای توصیه ما)، سختی آج مورد نیاز، کمیت، و هر گونه الزامات خاص (جفت همسان، راه کلید، آج مخروطی). اگر نقشه ها در دسترس هستند، لطفاً آنها را اضافه کنید. برای جایگزینی با مهندسی معکوس، چرخ فرسوده یا عکس های واضح را با ابعاد کلیدی تهیه کنید. تماس بگیرید jasmine@yileindustry.com - ما ظرف 24 ساعت پاسخ می دهیم.

ماشین آلات Yile: چرخ های جرثقیل آهنگری سفارشی برای هر کاربرد

Yile Machinery چرخ‌های جرثقیل فولادی آهنگری و ریخته‌گری شده را برای جرثقیل‌های سقفی، جرثقیل دروازه‌ای، جرثقیل EOT، جرثقیل ملاقه‌ای و جرثقیل‌های متالورژی تخصصی تولید می‌کند - از اندازه‌های استاندارد کاتالوگ گرفته تا طرح‌های کاملاً سفارشی ساخته شده تا نقشه‌های شما.

قابلیت های تولید چرخ جرثقیل ما عبارتند از:

• ظرفیت آهنگری: چرخ ها تا قطر 1200 میلی متر، از فولاد کربن 55#، 42CrMo و فولاد آلیاژی 34CrNiMo6

• عملیات حرارتی: کوئنچ و تمپر تمام چرخ + سخت شدن القایی آج - سختی آج تا 380 HB با عمق کیس کنترل شده

• ماشینکاری دقیق: تبدیل CNC به تلورانس های ابعادی در جدول در قسمت 6 این راهنما

• NDT: 100% UT + MT روی تمام چرخ ها، با اسناد بازرسی کامل

• جفت های همسان: قطر آج مطابق با 0.3± میلی متر برای بوژی های دو چرخ

• پروفایل های سفارشی: آج استوانه ای، آج مخروطی (1:20 یا همانطور که مشخص شده)، تک فلنج، دو فلنج، بدون فلنج

ما همچنین طیف کاملی از سیم طناب‌ها و قرقره‌های جرثقیل، کوپلینگ‌های چرخ دنده و کوپلینگ‌های شفت را برای درایوهای جرثقیل تولید می‌کنیم - که امکان خرید تک منبعی را برای برنامه تعمیر و نگهداری جرثقیل شما فراهم می‌کند.

برای دریافت پیشنهاد، ارائه کنید:

• ✅ قطر چرخ، عرض آج، ابعاد فلنج، قطر سوراخ

• ✅ نوع جرثقیل، ظرفیت و کلاس وظیفه

• ✅ الزامات مواد و سختی (یا کاربرد را توضیح دهید - ما توصیه خواهیم کرد)

• ✅تعداد و تاریخ تحویل مورد نیاز

• ✅ نقشه ها یا عکس های چرخ های موجود (برای مهندسی معکوس)

ایمیل: jasmine@yileindustry.com

RFQ خود را ارسال کنید: www.yilemachinery.com/contactus.html

تمام سوالات فنی ظرف 24 ساعت پاسخ دریافت می کنند. دستورات شکست جفت منطبق و فوری با اولویت برنامه ریزی.