Kovano kolo žerjava: izbira materiala, nazivna obremenitev in vodnik za izdelavo težkih industrijskih žerjavov

Okvara kolesa žerjava ni le dogodek vzdrževanja - je varnostni incident. Ko se kolo žerjava pod obremenitvijo zlomi ali iztiri, so posledice različne, od padca bremena in strukturnih poškodb do smrtnih žrtev. Vendar se izbira in specifikacija žerjavnega kolesa pogosto obravnavata kot odločitev o nakupu blaga, pri čemer kupci izbirajo samo na podlagi cene in odkrijejo posledice šele po prezgodnji okvari.

Razlika med pravilno določenim, pravilno izdelanim kovanim žerjavnim kolesom in podstandardnim ulitkom s prostim očesom ni vidna. Kaže se v življenjski dobi zaradi utrujenosti pri cikličnih obremenitvah, v odpornosti na nenaden zlom pod udarnimi obremenitvami, v stopnji obrabe tekalne plasti pod visoko kontaktno obremenitvijo — in na koncu v skupnih stroških lastništva v življenjski dobi žerjava.

Ta vodnik ponuja inženirjem za nabavo, vodjem vzdrževanja žerjavov in inženirjem obratov tehnični okvir za pravilno določitev koles žerjava – zajema temeljno izbiro med kovano in lito konstrukcijo, izbiro materiala in trdote, izračun nosilnosti, geometrijo prirobnice in parametre kakovosti izdelave, ki določajo, ali bo kolo doseglo svojo nazivno življenjsko dobo ali bo prezgodaj odpovedalo.

1. del: Vrste žerjavnih koles in njihova uporaba

Preden izberete materiale in specifikacije, je bistveno razumeti različne konfiguracije koles žerjava in delovne pogoje, ki jih mora prenesti vsako.

1.1 Glede na vrsto žerjava

Nadzemna (mostna) kolesa žerjavov — EOT kolesa žerjavov

Kolesa mostnega žerjava tečejo po dvignjenih tirnicah vzletno-pristajalne steze in nosijo celotno težo mostu skupaj z dvignjenim bremenom. Končna kolesa tovornjaka (vozna kolesa mostu) nosijo največje obremenitve — običajno 4 kolesa na končni tovornjak, vsako od njih nosi 25–35 % skupne teže žerjava skupaj z obremenitvijo. Kolesa vozička s prečnim pomikom nosijo težo vozička in dvignjeno breme in običajno potekajo po tirnici z nižjim profilom na nosilcu mostu.

Ključne značilnosti:

• Razpon obremenitev: 5–500+ ton nosilnosti žerjava

• Hitrost: običajno 10–80 m/min za vožnjo po mostu, 5–40 m/min za prečno vožnjo

• Delovni cikel: variira od lahkega (A1–A3) do zelo težkega (A7–A8), odvisno od uporabe

• Okolje: notranje (čisto) do zunanje (izpostavljeno vremenskim vplivom, prahu, vročini)

Kolesa portalnega žerjava

Portalni žerjavi vozijo po tirnicah na ravni tal, pri čemer je struktura žerjava podprta neposredno na kolesih. Obremenitve koles so običajno večje kot pri mostnih žerjavih enake zmogljivosti, ker je sama portalna konstrukcija težja. Zunanji portalni žerjavi v pristaniščih, ladjedelnicah in jeklarnah so izpostavljeni najtežjim okoljskim razmeram.

Ključne značilnosti:

• Razpon obremenitev: 50–1.000+ ton nosilnosti žerjava

• Hitrost: običajno 5–30 m/min

• Velikost tirnice: običajno A75–A150 ali enakovredna tirnica žerjava

• Okolje: pogosto na prostem, izpostavljeno vremenu, morskemu ozračju ali industrijski kontaminaciji

Kolesa žerjava

Žerjavi za lonce v jeklarnah prenašajo lonce za staljeno kovino — najzahtevnejša aplikacija žerjava glede obremenitve, temperature in posledic okvare. Obremenitev koles lahko preseže 100 ton na kolo. Sevalna toplota iz lonca znatno zviša temperaturo koles.

Ključne značilnosti:

• Razpon obremenitev: 100–400+ ton nosilnosti žerjava

• Delovni cikel: A7–A8 (zelo težko — neprekinjeno delovanje)

• Temperatura: temperatura površine kolesa lahko zaradi sevalne toplote doseže 80–120 °C

• Posledica okvare: katastrofa — razlitje staljene kovine

Metalurška in procesna žerjavna kolesa

Žerjavi v talilnicah aluminija, livarnah in kemičnih obratih se poleg mehanskih obremenitev soočajo s kemičnimi napadi. Material kolesa mora biti odporen proti koroziji iz atmosfere procesa.

1.2 Po profilu kolesa

Kolesa z dvojno prirobnico (najpogostejše)

Dve prirobnici, ena na vsaki strani tekalne plasti, bočno držita kolo na tirnici. Uporablja se tam, kjer mora tirnica voditi kolo v obe bočni smeri — standardno za večino aplikacij mostnih in portalnih žerjavov.

Kolesa z enojno prirobnico

Ena prirobnica samo na eni strani. Uporablja se v aplikacijah, kjer je ena stran žerjava vodena s prirobnico, druga stran pa je prosta za toplotno raztezanje strukture vzletno-pristajalne steze. Pogost pri portalnih žerjavih z velikim razponom.

Kolesa z ravnim profilom (brez prirobnice)

Brez prirobnic — kolo je vodeno z drugimi sredstvi (vodilni valji ali geometrija tirnice). Uporablja se v nekaterih specializiranih aplikacijah, kjer je obraba prirobnice problem.

Kolesa s stožčasto tekalno plastjo

Tekalna plast se rahlo zoži (običajno 1:20 do 1:40), zaradi česar se kolo samocentrira na tirnici zaradi stožčastega delovanja tekalne plasti. Zmanjša kontakt prirobnice in obrabo prirobnice. Prednostno za uporabo pri visokih hitrostih ali visokih delovnih ciklih.

2. del: Kovana in lita kolesa za žerjave – dokončna primerjava

To je najbolj dosledna odločitev o specifikaciji za kolesa žerjava. Izbira med kovano in lito konstrukcijo vpliva na življenjsko dobo, odpornost na udarce, dosegljivost trdote tekalne plasti in način okvare – ne le na začetne stroške.

2.1 Metalurška razlika

Kovana žerjavna kolesa se proizvajajo s stiskanjem ali kovanjem ogrete jeklene gredice v obliko pod visoko tlačno silo. Postopek kovanja:

• Izboljša zrnato strukturo — groba, naključna zrnata struktura prvotne ulite gredice je razlomljena in prečiščena v fino, enotno strukturo, poravnano z geometrijo kolesa

• Zapre notranjo poroznost — morebitne praznine ali mikroporoznost v gredici se zavari pod pritiskom kovanja.

• Ustvarja ugoden pretok zrn — linije zrn sledijo konturi kolesa, zato imajo meje zrn na tekalni plasti in prirobnicah usmerjene tako, da so odporne na uporabljene obremenitve.

• Ustvari popolnoma gosto strukturo brez napak – brez votlin zaradi krčenja, brez plinske poroznosti, brez vključkov

Lita kolesa žerjava se proizvajajo tako, da staljeno jeklo vlijejo v kalup in pustijo, da se strdi. Postopek vlivanja:

• Ustvari bolj grobo zrnato strukturo — strjevanje iz tekočega stanja ustvari večja zrna kot kovanje

• Je dovzeten za poroznost pri krčenju - ker se jeklo med strjevanjem skrči, lahko nastanejo praznine v območjih, ki se zadnja strdijo (običajno središče pesta kolesa in platišča)

• Ni mogoče ustvariti usmerjenega toka zrn v odkovku — meje zrn so naključno usmerjene

• Lahko povzroči inkluzijske grozde , če čistost taline ni natančno nadzorovana

2.2 Primerjava zmogljivosti

2.3 Kdaj izbrati kovana platišča

Določite kovana žerjavna kolesa za:

• Delovni razred žerjava A5 in več (ISO 4301) — srednje težki do zelo težki delovni cikli

• Žerjavi za litje in metalurški žerjavi — visoke obremenitve, visoke temperature, katastrofalne posledice okvar

• Zunanji portalni žerjavi – izpostavljenost nizkim temperaturam poveča tveganje krhkega loma litih koles

• Žerjavi za visoke hitrosti (hod po mostu > 60 m/min) — večje dinamične obremenitve in energija udarca

• Vsak žerjav, pri katerem ima okvara kolesa kritične posledice za varnost ali proizvodnjo

• Premer kolesa > 500 mm — pri velikih premerih se tveganje notranje poroznosti v litih kolesih znatno poveča

2.4 Kdaj so lita kolesa sprejemljiva

Lita kolesa žerjava so sprejemljiva za:

• Lahki tovorni žerjavi (obremenitveni razred A1–A3) z redko uporabo

• Majhni premeri koles (< 315 mm), kjer je odsek za ulivanje dovolj tanek, da se strdi brez znatne poroznosti

• Uporaba v zaprtih prostorih v nadzorovanem okolju brez izpostavljenosti nizkim temperaturam

• Proračunsko omejene aplikacije , kjer razlike v stroških ni mogoče upravičiti z delovnim ciklom

Tudi za lita kolesa določite lito jeklo (ne lito železo) za katero koli strukturno uporabo žerjava. Kolesa iz litega železa so krhka in jih nikoli ne smete uporabljati na žerjavih, ki prevažajo velike obremenitve.

3. del: Izbira materiala za kovana kolesa žerjava

3.1 Standardni razredi jekla

Razred materiala določa osnovne mehanske lastnosti kolesa pred toplotno obdelavo. Za kovana kolesa žerjava so standardne naslednje stopnje:

55# / C55 ogljikovo jeklo (GB/T 699 / EN 10083)

• Vsebnost ogljika: 0,52–0,60 %

• Natezna trdnost (Q&T): 700–800 MPa

• Trdota po kaljenju platišča: 300–340 HB

• Uporaba: standardna kolesa mostnega žerjava, lahka do srednja obremenitev (A1–A5)

• Prednost: dobro razmerje med trdnostjo, žilavostjo in obdelovalnostjo; široko dostopen; stroškovno učinkovito

ZG55 lito jeklo (za lita platišča)

• Podobna sestava kot 55#, vendar v uliti obliki

• Nižje mehanske lastnosti od kovanega 55# zaradi mikrostrukture ulitka

• Uporaba: Samo za lahka lita kolesa za žerjave

42CrMo / 42CrMo4 legirano jeklo (GB/T 3077 / EN 10083)

• Ogljik: 0,38–0,45 %, krom: 0,90–1,20 %, molibden: 0,15–0,25 %

• Natezna trdnost (Q&T): 900–1.100 MPa

• Trdota po kaljenju platišča: 340–380 HB

• Uporaba: Žerjavi za težka in zelo težka bremena (A5–A8), žerjavi z livalniki, kolesa velikega premera (> 630 mm)

• Prednost: vrhunska kaljivost — doseže višjo in bolj enakomerno trdoto tekalne plasti kot ogljikovo jeklo, zlasti pri velikih premerih koles, kjer ogljikovega jekla ni mogoče utrditi skozi celoten del platišča

34CrNiMo6 legirano jeklo (EN 10083)

• Višja vsebnost zlitin — krom + nikelj + molibden

• Natezna trdnost (Q&T): 1.000–1.200 MPa

• Uporaba: žerjavi za lonce za ekstremne obremenitve, kolesa z zelo velikim premerom (> 900 mm), okolja z nizko temperaturo (< −20 °C)

• Prednost: odlična nizkotemperaturna žilavost — udarna energija po Charpyju ostane visoka pri –40 °C, kar preprečuje krhek lom v mrzlih podnebjih

3.2 Toplotna obdelava žerjavnih koles

Postopek toplotne obdelave je enako pomemben kot kakovost materiala – določa končne mehanske lastnosti in trdoto tekalne plasti.

Kaljenje in kaljenje (Q&T) celotnega kolesa:

Celotno kolo je avstenitizirano, kaljeno in temperirano. To povzroči enotne lastnosti po celotnem ohišju kolesa — dobra žilavost v pestu in lameli, ustrezna trdota na platišču. Vendar pa je trdota tekalne plasti, ki jo lahko doseže Q&T s celim kolesom, omejena s temperaturo popuščanja, ki je potrebna za doseganje ustrezne žilavosti v pestu.

Tipičen rezultat: 260–300 HB po vsem, vključno s tekalno površino.

Kaljenje platišča (utrjevanje tekalne plasti) po Q&T:

Po Q&T celotnega kolesa se površina tekalne plasti selektivno utrdi z indukcijskim segrevanjem ali plamenskim segrevanjem, ki mu sledi hitro kaljenje. To ustvari trdo površinsko plast (globina ohišja 20–40 mm) na tekalni plasti, hkrati pa ohranja lastnosti kaljenega jedra, ki jih je vzpostavil prejšnji Q&T.

Tipičen rezultat: 300–380 HB na tekalni površini, 260–300 HB na pestu in platnu.

Zakaj je trdota tekalne plasti pomembna:

Trdota tekalne plasti določa življenjsko dobo kolesa zaradi kontaktne utrujenosti. Pod ciklično Hertzovo kontaktno napetostjo med tekalno plastjo kolesa in tirnico se začnejo in širijo podpovršinske razpoke zaradi utrujenosti – trša kot je tekalna plast, večjo kontaktno napetost lahko prenese, preden se začne poškodba zaradi utrujenosti.

Razmerje med trdoto tekalne plasti in življenjsko dobo do kontaktne utrujenosti je približno:

$$L_{utrujenost} propto H^3$$

Kjer je $$H$$ trdota tekalne plasti v HB. To pomeni, da povečanje trdote tekalne plasti z 280 HB na 340 HB (povečanje za 21 %) poveča življenjsko dobo proti utrujenosti za približno:

$$levo( rac{340}{280}desno)^3 približno 1,79 imes$$

— skoraj podvojitev življenjske dobe ob utrujenosti za 21-odstotno povečanje trdote. Naložba v ustrezno toplotno obdelavo se večkrat povrne s podaljšano življenjsko dobo kolesa.

3.3 Specifikacija trdote tekalne plasti

Del 4: Nosilnost in izbira premera kolesa

Izbira pravilnega premera kolesa je konstrukcijski izračun in ne presoja. Premajhno kolo bo odpovedalo zaradi kontaktne utrujenosti veliko pred pričakovano življenjsko dobo.

4.1 Izračun obremenitve kolesa

Obremenitev kolesa je sila, ki jo mora prenašati vsako kolo. Za standardni 4-kolesni tovornjak na mostnem žerjavu:

$$P_{kolo} = rac{(Q + G_{most}) imes f_{dinamično}}{n_{kolesa}}$$

kje:

• $$Q$$ = nazivna dvižna zmogljivost (kN)

• $$G_{bridge}$$ = lastna teža mostu (kN) — običajno 0,3–0,5 × Q za lahke žerjave, 0,5–0,8 × Q za težke žerjave

• $$f_{dynamic}$$ = faktor dinamične obremenitve — običajno 1,1–1,3, odvisno od razreda in hitrosti žerjava

• $$n_{wheels}$$ = število koles, ki si delijo tovor (običajno 4 za standardni končni tovornjak)

Primer: 50-tonski mostni žerjav, teža mostu 30 ton, dinamični faktor 1,2, 4 kolesa:

$$P_{kolo} = rac{(500 + 300) krat 1,2}{4} = rac{960}{4} = 240 ext{ kN na kolo}$$

4.2 Izračun kontaktne napetosti

Kontaktna napetost med tekalno površino kolesa in tirnico določa življenjsko dobo zaradi utrujenosti. Za valjasto tekalno površino kolesa na tirnici z ravnim vrhom (standardna konfiguracija) je največji Hertzov kontaktni tlak:

$$p_0 = 0,418 sqrt{ rac{P cdot E}{R cdot b}}$$

kje:

• $$P$$ = obremenitev kolesa (N)

• $$E$$ = modul elastičnosti jekla (210.000 MPa)

• $$R$$ = polmer kolesa (mm)

• $$b$$ = efektivna kontaktna širina (mm) — približno enaka širini glave tirnice za tirnico z ravnim vrhom

Dovoljena kontaktna napetost je povezana s trdoto tekalne plasti:

$$p_{0,dovoljeno} približno 3,5 imes H_{HB} ext{ (MPa)}$$

Za tekalno plast 340 HB: $$p_{0,dovoljeno} približno 1.190 ext{ MPa}$$

Praktična posledica: pri določeni obremenitvi kolesa kolo z večjim premerom povzroči manjšo kontaktno napetost (večja kontaktna površina). Če kontaktna napetost presega dovoljeno vrednost, povečajte premer kolesa — ne povečajte samo trdote, saj s tem zmanjšate žilavost.

4.3 Tabela za izbiro standardnega premera kolesa

Kot praktični vodnik naslednja tabela podaja priporočene najmanjše premere koles za standardne delovne razrede žerjava:

Te vrednosti so konzervativne ocene, ki temeljijo na standardni industrijski praksi. Vedno preverite s formalnim izračunom kontaktne napetosti z uporabo dejanske kolesne obremenitve, velikosti tirnice in lastnosti materiala.

5. del: Geometrija prirobnice in združljivost tirnic

Prirobnica je stranski vodilni element kolesa žerjava — preprečuje iztirjenje kolesa z uležajem ob stran tirnice. Pravilna geometrija prirobnice je bistvenega pomena za uspešnost vodenja in življenjsko dobo prirobnice.

5.1 Višina in debelina prirobnice

Višina prirobnice (razdalja od tekalne površine do vrha prirobnice) mora biti zadostna, da prepreči plezanje kolesa čez tirnico pod vplivom bočnih sil. Standardne višine prirobnic so:

$$h_{prirobnica} geq 0,12 imes D_{kolo}$$

Za kolo s premerom 500 mm: najmanjša višina prirobnice = 60 mm.

Debelina prirobnice (debelina prirobnice na nivoju tekalne plasti) mora biti zadostna, da vzdrži bočne sile brez popustitve ali zloma. Standardne debeline prirobnic so:

$$t_{prirobnica} geq 0,08 imes D_{kolo}$$

Za kolo s premerom 500 mm: najmanjša debelina prirobnice = 40 mm.

To so minimalne vrednosti — za težka žerjava s pomembnimi bočnimi silami (obremenitev vetra na zunanjih portalnih žerjavih, zasučne sile zaradi neporavnanih tirnic vzletno-pristajalne steze) ustrezno povečajte dimenzije prirobnic.

5.2 Združljivost širine tekalne plasti in širine glave tirnice

Širina tekalne plasti mora biti širša od glave tirnice, da se obremenitev kolesa prenese na tekalno plast in ne na koren prirobnice. Standardna razdalja je:

$$b_{tekalna plast} geq b_{glava tirnice} + 2 imes c_{stranska}$$

Kjer je $$c_{lateral}$$ bočna razdalja med notranjo površino prirobnice in stranjo tirnice – običajno 5–15 mm na stran, odvisno od tolerance poravnave tirnice vzletno-pristajalne steze.

Preverjanje združljivosti tirnice: vedno preverite, ali je določena širina tekalne plasti kolesa združljiva z nameščeno velikostjo tirnice. Pogoste neusklajenosti se pojavijo, ko se žerjavne tirnice zamenjajo z drugačnim profilom brez posodobitve specifikacije kolesa.

5.3 Profil tekalne plasti: Cilindričen proti stožčastemu

Cilindrična tekalna površina: tekalna površina je vzporedna z osjo kolesa. Enostaven za izdelavo in pregled. Kolo se ne centrira samo na tirnici — bočno pozicioniranje v celoti nadzirajo prirobnice. Prirobnice neprekinjeno prenašajo bočne obremenitve, kar vodi do večje obrabe prirobnic.

Stožčasta tekalna plast (stožčasta tekalna plast): površina tekalne plasti je rahlo zožena — običajno 1:20 (2,86°). Stran z večjim premerom stožca je na strani prirobnice. Ko se kolo premakne bočno proti strani prirobnice, večji premer povzroči, da se kolo hitreje vrti na tej strani, kar ustvari obnovitveno silo, ki premakne kolo nazaj proti sredini. To samocentriranje bistveno zmanjša stik prirobnice in obrabo prirobnice.

Priporočilo: Določite stožčasto tekalno plast (1:20) za:

• Visokohitrostni žerjavi (hitrost vožnje > 40 m/min)

• Žerjavi za težka bremena (A5 in več)

• Žerjavi z velikim razponom, kjer je poravnavo tirnice vzletno-pristajalne steze težko vzdrževati

• Vsaka aplikacija, pri kateri je obraba prirobnice ponavljajoča se težava

6. del: Zahteve glede kakovosti izdelave žerjavnih koles

Določanje pravilnega materiala in geometrije je potrebno, vendar ne zadostuje – proizvodni proces je treba nadzorovati, da se zagotovi, da so določene lastnosti dejansko dosežene v končnem kolesu.

6.1 Zahteve glede kakovosti kovanja

Razmerje kovanja: Razmerje kovanja (razmerje med prvotno površino prečnega prereza gredice in površino prečnega prereza končnega odkovka) določa stopnjo dosežene rafiniranosti zrn. Za kolesa žerjava je potrebno minimalno razmerje kovanja 3:1, da se doseže ustrezna prečiščenost zrn. Kolesa, kovana iz prevelikih gredic z nezadostno redukcijo, bodo imela bolj grobo zrnato strukturo in nižje mehanske lastnosti od predpisanih.

Kovanje z matrico v primerjavi s kovanjem z odprto matrico: Za premere koles do približno 800 mm je prednostno kovanje z matrico (kovanje z matrico v zaprti matrici) — matrica omejuje pretok materiala in proizvaja bolj dosledno obliko in tok zrn kot kovanje z odprto matrico. Za zelo velika kolesa (> 800 mm premera) se uporablja obročasto valjanje ali kovanje z odprto matrico.

Nadzor temperature kovanja: Temperaturo kovanja je treba nadzorovati v pravilnem območju za razred jekla – prevroče povzroča rast zrn; premrzlo povzroča razpoke pri kovanju. Spremljanje in beleženje temperature med kovanjem je zahteva za kakovost kritičnih žerjavnih koles.

6.2 Preverjanje toplotne obdelave

Merjenje trdote: Po kaljenju platišča izmerite trdoto tekalne plasti na najmanj 4 točkah po obodu in na 3 globinah (površina, 10 mm globina, 20 mm globina). Trdota mora biti v določenem območju na vseh merilnih točkah. Gradient trdote, ki prehitro pada z globino, kaže na nezadostno globino ohišja — utrjena plast se bo obrabila, preden bo kolo doseglo svojo načrtovano življenjsko dobo.

Zahtevana globina trdote:

• Najmanjša globina ohišja do 300 HB: ≥ 20 mm za kolesa s premerom do 630 mm

• Najmanjša globina ohišja do 300 HB: ≥ 30 mm za kolesa s premerom 630–1000 mm

• Najmanjša globina ohišja do 300 HB: ≥ 40 mm za kolesa s premerom > 1000 mm

6.3 Tolerance dimenzij

Ujemajoči se pari: pri žerjavih, kjer imata dve kolesi skupno os (podstavni vozički z dvema kolesoma), morata biti kolesi dobavljeni kot ujemajoč se par s premerom tekalne plasti med seboj 0,3 mm. Neusklajenost premera povzroči, da eno kolo prenese večjo obremenitev kot drugo, kar pospeši obrabo kolesa z večjim premerom.

6.4 Zahteve za neporušitveno testiranje

Za kolesa žerjavov in druge varnostno pomembne aplikacije dodajte:

• Charpyjev preskus udarca pri –20 °C (ali nižje, če je navedeno)

• Popolno preskušanje mehanskih lastnosti (natezna napetost, tečenje, raztezek) iz preskusnih palic, kovanih z enako toploto

Del 7: Merila za spremljanje obrabe kolesa žerjava in zamenjava

Tudi pravilno določena in izdelana kolesa žerjava se sčasoma obrabijo. Vzpostavitev sistematičnega programa spremljanja preprečuje nepričakovane okvare in omogoča načrtovanje zamenjave med načrtovanimi vzdrževalnimi okni.

7.1 Metode merjenja obrabe

Merjenje premera tekalne plasti:

Za merjenje premera tekalne plasti na več točkah po obodu uporabite velik zunanji mikrometer ali namenski merilnik premera koles. Primerjajte s prvotnim nazivnim premerom — razlika je skupna obraba tekalne plasti.

Merjenje debeline prirobnice:

Za merjenje debeline prirobnice na ravni tekalne plasti uporabite merilnik debeline prirobnice (namensko orodje, ki je na voljo pri dobaviteljih za vzdrževanje žerjavov). Primerjajte z izvirno nazivno debelino.

Merjenje profila:

Pri žerjavih za visoke obremenitve uporabite profilni profil (šablono), da preverite profil tekalne plasti in prirobnice glede na nazivni profil. Koncentracije obrabe (izdolbitev središča tekalne plasti, obraba korena prirobnice) se zaznajo s primerjavo profilov.

7.2 Merila za zamenjavo

7.3 Priporočila za interval spremljanja

Del 8: Pogosti načini odpovedi kolesa žerjava in glavni vzroki

Razumevanje načinov okvar pomaga diagnosticirati težave in preprečiti ponovitev po zamenjavi.

Način okvare 1: lomljenje tekalne plasti (utrujenost stika)

Videz: Luščenje ali luknjičasta površina tekalne plasti, običajno v pasu po obodu.

Osnovni vzrok: Kontaktna obremenitev presega mejo utrujenosti materiala tekalne plasti — vzrok je premajhen premer kolesa, nezadostna trdota tekalne plasti ali preobremenitev.

Preprečevanje: pravilna izbira premera kolesa na podlagi izračuna obremenitve; navedite ustrezno trdoto tekalne plasti; ne preobremenite žerjava.

Način okvare 2: zlom prirobnice

Videz: Nenaden zlom ene ali obeh prirobnic, pogosto brez predhodnega opozorila.

Temeljni vzrok: stranske sile, ki presegajo upogibno trdnost prirobnice — zaradi neusklajenosti tirnice vzletno-pristajalne steze, nagiba žerjava ali nezadostnih dimenzij prirobnice. Krhki lom litega železa ali litega jekla z nizko žilavostjo.

Preprečevanje: določite kovana jeklena kolesa z ustrezno žilavostjo; vzdrževati poravnavo tirnice vzletno-pristajalne steze; preverite nagib žerjava.

Način okvare 3: Hitra obraba tekalne plasti (abrazivna obraba)

Videz: Enakomerno zmanjšanje premera tekalne plasti s hitrostjo, ki je hitrejša od pričakovane.

Temeljni vzrok: trdota tekalne plasti nezadostna za stopnjo kontaktne obremenitve; kontaminacija površine tirnic (mlinski kamen, abrazivni prah); zdrs kolesa na tirnici (težave z zavoro ali pogonom).

Preprečevanje: Povečajte specifikacijo trdote tekalne plasti; čiste površine tirnic; preverite pogonski in zavorni sistem.

Način okvare 4: obraba votle tekalne plasti

Videz: sredina tekalne plasti se obrabi hitreje kot robovi in ​​ustvari konkaven (votel) profil tekalne plasti.

Glavni vzrok: glava tirnice je ožja od širine tekalne plasti, zaradi česar se kontaktna napetost koncentrira na sredini tekalne plasti. Pogosto, ko se tirnice zamenjajo z manjšim profilom brez posodobitve specifikacije kolesa.

Preprečevanje: Zagotovite, da je širina glave tirnice združljiva s širino tekalne plasti; določite zoženi profil tekalne plasti za porazdelitev stika.

Način okvare 5: obraba prirobnice (enostransko)

Videz: ena prirobnica se obrabi bistveno hitreje kot druga ali pa se en konec žerjava obrabi hitreje kot drugi.

Glavni vzrok: Neusklajenost tirnice vzletno-pristajalne steze — tirnice niso vzporedne, zaradi česar mora žerjav teči pod kotom (nagnjenost), kar nenehno obremenjuje eno prirobnico.

Preprečevanje: Pregled in pravilna poravnava tirnice vzletno-pristajalne steze; preverite pravokotnost tovornjaka na koncu žerjava.

Pogosto zastavljena vprašanja

V1: Kakšna je razlika med kovanim kolesom žerjava in litim kolesom žerjava?

Kovano kolo žerjava se oblikuje s stiskanjem ali udarjanjem ogrete jeklene gredice, pri čemer nastane rafinirana zrnata struktura, zaprta poroznost in vrhunske mehanske lastnosti - zlasti vpliva na žilavost in vzdržljivost. Lito kolo žerjava se proizvaja z vlivanjem staljenega jekla v kalup, kar lahko povzroči bolj grobo zrnato strukturo in notranjo poroznost. Za žerjave za težka bremena (A5 in več), žerjave z livalniki in portalne žerjave na prostem so zelo prednostna kovana kolesa zaradi njihove vrhunske odpornosti proti utrujenosti in krhkemu lomu.

V2: Kakšno trdoto tekalne plasti naj navedem za kolesa mostnega žerjava?

Trdota tekalne plasti je odvisna od delovnega razreda žerjava in obremenitve kolesa. Kot splošno vodilo: 260–300 HB za lahka dela (A1–A3); 300–340 HB za srednje obremenitve (A4–A5); 320–360 HB za težka dela (A6–A7); 340–380 HB za zelo težke žerjave in žerjave z livalniki (A8). Za kovana kolesa 42CrMo z indukcijskim kaljenjem je 340–380 HB mogoče doseči z globino ohišja 25–40 mm. Vedno navedite tako območje trdote kot najmanjšo globino ohišja.

V3: Kako izračunam pravi premer kolesa za svoj žerjav?

Izračunajte obremenitev kolesa (nosilnost žerjava + teža mostu × dinamični faktor ÷ število koles), nato izračunajte Hertzian kontaktno napetost za možne premere koles z uporabo formule $$p_0 = 0,418sqrt{PE/Rb}$$. Izberite najmanjši premer, kjer je kontaktna napetost pod dovoljeno vrednostjo za navedeno trdoto tekalne plasti (približno 3,5 × HB v MPa). Za hitro oceno uporabite tabelo za izbiro standardnega premera v 4. delu tega vodnika.

V4: Ali naj zamenjam kolesa žerjava v parih ali posamično?

Za kolesa, ki si delijo skupno os (dvokolesni podstavni vozički), vedno zamenjajte kot ujemajoč se par — premer tekalne plasti mora biti znotraj 0,3 mm med obema kolesoma. Za neodvisna kolesa na istem končnem tovornjaku je najboljša praksa, da zamenjate vsa štiri kolesa hkrati, da ohranite enak premer profila in enakomerno porazdelitev obremenitve. Zamenjava samo najbolj obrabljenega kolesa povzroči neusklajenost premera, zaradi česar novo kolo prenese nesorazmerno obremenitev.

V5: Ali je mogoče kolesa žerjava ponovno profilirati (ponovno stružiti) namesto zamenjati?

Da — če je ohišje kolesa strukturno zdravo (brez razpok, ustrezna preostala debelina platišča), lahko obrabljena kolesa žerjava ponovno stružite na stružnici, da obnovite pravilen profil in premer tekalne plasti. Vendar pa ponovno obračanje odstrani material s površine tekalne plasti, kar zmanjša preostalo utrjeno globino plašča. Po ponovnem obračanju preverite, ali preostala globina ohišja še vedno izpolnjuje minimalne zahteve (≥ 20 mm do 300 HB za večino aplikacij). Če je globina ohišja po ponovnem struženju nezadostna, je treba kolo ponovno utrditi ali zamenjati.

V6: Katere informacije moram posredovati za naročilo nadomestnih koles žerjava?

Navedite: premer kolesa (nominalno), širino tekalne plasti, višino in debelino prirobnice, premer izvrtine in prileganje (H7 ali kot je določeno), razred materiala (ali delovni razred po našem priporočilu), zahtevo glede trdote tekalne plasti, količino in morebitne posebne zahteve (ujemajoči se pari, utor za moznik, stožčasta tekalna plast). Če so na voljo risbe, jih vključite. Za zamenjave z obratnim inženiringom zagotovite obrabljeno kolo ali jasne fotografije s ključnimi dimenzijami. Kontakt jasmine@yileindustry.com — odgovorimo v 24 urah.

Yile Machinery: kovana kolesa žerjava po meri za vsako uporabo

Yile Machinery izdeluje žerjavna kolesa iz kovanega in litega jekla za mostne žerjave, portalne žerjave, EOT žerjave, žerjave z livalniki in specializirane metalurške žerjave — od standardnih kataloških velikosti do popolnoma prilagojenih modelov, izdelanih po vaših risbah.

Naše zmogljivosti za proizvodnjo žerjavnih koles vključujejo:

• Zmogljivost kovanja: kolesa s premerom do 1200 mm, iz legiranega jekla 55#, 42CrMo in 34CrNiMo6

• Toplotna obdelava: kaljenje celotnega kolesa + indukcijsko utrjevanje tekalne plasti — trdota tekalne plasti do 380 HB z nadzorovano globino ohišja

• Natančna obdelava: CNC struženje na dimenzijske tolerance po tabeli v 6. delu tega priročnika

• NDT: 100 % UT + MT na vseh kolesih, s popolno inšpekcijsko dokumentacijo

• Usklajeni pari: premer tekalne plasti usklajen na ±0,3 mm za podstavne vozičke z dvojnimi kolesi

• Profili po meri: cilindrična tekalna plast, stožčasta tekalna plast (1:20 ali kot je določeno), enojna prirobnica, dvojna prirobnica, brez prirobnice

Izdelujemo tudi celotno paleto snopov za žične vrvi in ​​žerjavnih jermenic, zobniških sklopk in grednih sklopk za pogone žerjavov — kar omogoča nabavo iz enega vira za vaš program vzdrževanja žerjavov.

Če želite prejeti ponudbo, navedite:

• ✅ Premer kolesa, širina tekalne plasti, dimenzije prirobnice, premer izvrtine

• ✅ Vrsta žerjava, nosilnost in delovni razred

• ✅ Zahteve glede materiala in trdote (ali opišite uporabo - priporočamo)

• ✅ Količina in zahtevani rok dobave

• ✅ Risbe ali fotografije obstoječih koles (za obratno inženirstvo)

E-pošta: jasmine@yileindustry.com

Oddajte svoj RFQ: www.yilemachinery.com/contactus.html

Na vsa tehnična vprašanja odgovorimo v 24 urah. Naročila za ujemajoče se pare in naročila za nujno razčlenitev imajo prednostno razporejanje.