Chytrý a spolehlivý výpočet zatížení kol jeřábu: Zvyšte bezpečnost, zvyšte výkon a získejte klid

Datum: 25. června 2025

Obsah

Výpočet zatížení kol jeřábu je klíčovým krokem v procesu návrhu a výběru jeřábu. Přesný výpočet zatížení nejen přímo ovlivňuje bezpečnost a spolehlivost jeřábu, ale také souvisí s životností zařízení a náklady na údržbu. V praxi je zatížení kol generováno kombinovaným účinkem vlastní hmotnosti jeřábu, hmotnosti zdvíhaného nákladu, dynamického zatížení a faktorů prostředí. Pro provedení přesného výpočtu zatížení je proto nutné zohlednit konstrukční tvar jeřábu, pracovní podmínky a provozní režim a další faktory, aby se zajistilo, že kola mohou bezpečně a stabilně fungovat za různých pracovních podmínek.

Výpočet zatížení jeřábových kol

Zatížení nesené koly jeřábu nemá nic společného se zatížením pohonného systému pojezdového mechanismu a lze jej získat přímo podle rovnovážných podmínek vnějšího zatížení jeřábu. Zatížení kol mostového jeřábu zahrnuje maximální zatížení kol a minimální zatížení kol. Maximální zatížení kol mostového jeřábu je zatížení kola velkého kola, když je plně naložený vozík blízko mezní polohy koncového nosníku, a minimální zatížení kola je zatížení kola velkého kola velkého kola na jednom konci rozpětí, když je vozík odlehčen uprostřed rozpětí.

Maximální zatížení kola (při plném zatížení) = (G-G1)/n + (Q+G1)*(L-L1)/n*L

Minimální zatížení kola (bez zatížení) = (G-G1)/n + G1*L1/n*L

G = celková hmotnost jeřábu (včetně vozíku) (T)
G1 = hmotnost vozíku (T)
Q = jmenovitá nosnost (T)
L = rozpětí v m
n = počet kol na jeřábu
L1 = minimální vzdálenost (v T) od středové osy háku k středové ose nosníku. Minimální vzdálenost od středové osy háku k středové ose koncového nosníku (m)

Výběr a ověření jeřábových kol

Jak vybrat kola podle zatížení jeřábu a jak ověřit, zda kola unesou

1. Stanovení únavového výpočtového zatížení kol:

Výpočet únavového zatížení kol PC lze určit maximálním a minimálním tlakem jeřábu na kolo a vzorec pro výpočet PC je následující:

PC — zatížení při výpočtu únavy kola (N);
P_max — maximální tlak na kolo (N) při normálním provozu jeřábu;
P_min — minimální tlak na kolo (N) při normálním provozu jeřábu;
Při určování P_max a P._min, součinitele dynamického zatížení a součinitele nárazu zdvihacích a ovládacích mechanismů se uvažují rovné 1.

U mostového jeřábu, když je vozíkový jeřáb v jízdě s jmenovitým zatížením v koncové poloze na jedné straně, je tlak velkého kola poblíž strany vozíku P_max; tlak velkého kola na nezatížené straně vzdálené od strany vozíku je P_minU mostového jeřábu, když jmenovité zatížení jeřábové troleje dosáhne mezní polohy na jedné straně, je tlak kola poblíž strany troleje P._max; tlak kola nezatíženého směrem od boku vozíku je P_minU otočných jeřábů je tlak kola pod výložníkem při maximální amplitudě plného zatížení P_maxa tlak kola pod výložníkem s minimální amplitudou kmitání bez zatížení je P_min.

2. Výpočet kontaktní pevnosti běhounu kola:

2.1 Přípustný tlak kola pro kontakt s dráhou:

P_C≤K₁×Š×D×C₁×C₂

P_C —- výpočtové zatížení únavy kola (N);
K₁ —– přípustná konstanta liniového kontaktního napětí (N/mm2) vztažená k materiálu, zvolená dle tabulky 1;
D —– průměr kola (mm);
L—— efektivní kontaktní délka kola a pásu;
C₁—– součinitel rychlosti, zvolený dle tabulky 2;
C₂—– součinitel pracovní hladiny, zvolený dle tabulky 3;

Přehled výpočtových faktorů (tabulka 1):

σ_b	K₁	K₂
500	3.8	0.053
600	5.6	0.1
650	6.0	0.132
700	6.8	0.181
800	7.2	0.245

Tabulka koeficientů pro výpočet kontaktní pevnosti běhounu kola 1

Poznámky:

1. σ_bje pevnost materiálu v tahu (N/mm²);

2. Ocelová kola by měla být obecně tepelně zpracována, doporučená tvrdost dezénu je HB = 300 ~ 380 a hloubka kalicí vrstvy je 15 mm ~ 20 mm. Při určování povolené hodnoty σ_b se odebírá, když materiál není tepelně zpracován;

3. Když materiál kola přijímá tvárnou litinu; σ_b≥500N/mm² materiál, K₁, K₂ hodnota se volí podle σ_b= 500 N/mm².

Přehled výpočtových faktorů (tabulka 2):

RPM	C₁	RPM	C₁	RPM	C₁
min^-1	C₁	min^-1	C₁	min^-1	C₁
200	0.66	50	0.94	16	1.09
160	0.72	45	0.96	14	1.1
125	0.77	40	0.97	12.5	1.11
112	0.79	35.5	0.99	11.2	1.12
100	0.82	31.5	1.00	10	1.13
90	0.84	28	1.02	8	1.14
80	0.87	25	1.03	6.3	1.15
71	0.89	22.4	1.04	5.6	1.16
63	0.91	20	1.06	5	1.17
56	0.92	18	1.07

Tabulka koeficientů pro výpočet kontaktní pevnosti běhounu kola 2

Přehled výpočtových faktorů (tabulka 3):

Pracovní úroveň provozní organizace	C₂
M1~M3	1.25
M4	1.12
M5	1.00
M6	0.9
M7, M8	0.8

Tabulka koeficientů pro výpočet kontaktní pevnosti běhounu kola 3

2.2 Přípustný tlak kola pro bodový kontakt:

P_C—- výpočtové zatížení únavy kola (N);
K₂—– přípustná konstanta bodového kontaktního napětí související s materiálem (N/mm2), zvolená dle tabulky 1;
R —– poloměr zakřivení, vezměte poloměr zakřivení kola a poloměr zakřivení koleje větší hodnoty (mm);
M —— horním povrchem koleje a poloměrem zakřivení kola poměru (r/R) dle zvolené tabulky 4;
C₁—– Součinitel rychlosti, zvolený dle tabulky 3;
C₂—– součinitel pracovní hladiny, zvolený dle tabulky 4;

Přehled výpočtových faktorů (tabulka 4):

r/R	1.0	0.9	0.8	0.7	0.6	0.5	0.4	0.3
m	0.388	0.400	0.420	0.440	0.468	0.490	0.536	0.600

Tabulka koeficientů pro výpočet kontaktní pevnosti běhounu kola 4

Poznámky:

1. Hodnoty m se vypočítávají interpolací, když r/R je nějaká jiná hodnota;

2. r je malá hodnota poloměru zakřivení kontaktní plochy

Výše uvedené výpočty lze použít k ověření kol s danými průměry, za účelem stanovení efektivní maximální únosnosti kol a přiměřenosti rozměrů (průměr kol, rozměry kol a uložení kolejnice atd.).

Tabulka maximálního přípustného tlaku kol pro dvojkolí velkých vozidel:

Průměr kola/mm	Model kolejnice	Pracovní úroveň	Rychlost jízdy/(m/min)
			Otázky a odpovědi
			<60			60~90			>90~180
			1.1	0.5	0.15	1.1	0.5	0.15	1.1	0.5	0.15
500	P38	M1~M3	20.6	19.7	18	18.7	17.9	16.4	17.2	16.4	15
		M4, M5	17.2	16.4	15	15.6	15	13.7	14.4	13.7	12.5
		M6, M7	14.7	14.1	12.9	13.4	12.8	11.7	12.3	11.7	10.7
		M8	12.9	12.3	11.3	11.7	11.2	10.3	10.7	10.3	9.4
	QU70	M1~M3	26	24.3	22.7	23.6	22.6	20.6	21.7	20.7	19
		M4, M5	21.7	20.7	19	19.7	18.9	17.2	18.1	17.3	15.9
		M6, M7	18.6	17.7	16.2	16.9	16.2	14.7	15.5	14.8	13.6
		M8	16.3	15.5	14.2	14.8	14.1	12.9	13.6	12.9	11.6
600	P38P43	M1~M3	24.6	23.5	21.5	22.4	21.4	19.5	20.6	19.6	18
		M4, M5	20.6	19.6	18	19.7	17.8	16.3	17.2	16.4	15
		M6, M7	17.6	16.8	15.4	16	15.3	14	14.7	14	12.9
		M8	15.4	14.7	13.4	14	13.4	12.2	12.9	12.3	11.3
	QU70	M1~M3	32	30.5	27.9	29.2	27.8	25.4	26.7	25.5	23.3
		M4, M5	26.7	25.5	23.3	24.4	23.2	21.2	22.3	21.3	19.4
		M6, M7	22.9	21.8	19.9	20.9	19.9	18.1	19.1	18.2	16.7
		M8	20	19.1	17.4	18.3	17.4	15.8	16.7	15.9	14.0
700	P43	M1~M3	28	26.8	24.5	25.5	24.4	22.3	23.4	22.4	20.4
		M4, M5	23.4	22.4	20.4	21.3	20.4	18.6	19.5	18.7	17
		M6, M7	20	19.2	17.5	18.3	17.4	15.9	16.7	16	14.6
		M8	17.5	16.7	15.3	15.9	15.2	13.9	14.6	14	12.7
	QU70	M1~M3	38.6	36.8	33.6	35.2	33.5	30.6	32.2	30.7	28
		M4, M5	32.2	30.726	28	29.4	28	25.6	26.9	25.6	23.4
		M6, M7	27.6	3	24	25.2	24	21.9	23	22	20
		M8	24.2	23	21	22	21	19.1	20.1	19.2	17.5
800	QU70	M1~M3	43.7	41.7	38.1	39.8	38	34.7	36.4	34.8	31.8
		M4, M5	36.4	34.8	31.8	33.2	31.7	29	30.4	29	26.6
		M6, M7	31.2	29.8	27.2	28.4	27.2	24.8	26	24.9	22.7
		M8	27.3	26.1	23.8	24.9	23.8	21.7	22.8	21.8	19.8
900	QU80	M1~M3	50.5	48.1	44	46	43.7	40	42.2	40.2	36.8
		M4, M5	42.4	40.2	36.8	38.4	36.5	33.4	35.2	33.6	30.7
		M6, M7	36.1	34.4	31.5	32.9	31.2	28.6	30.2	28.8	26.3
		M8	31.6	30.1	27.5	28.8	27.3	25	26.4	25.1	23

Tabulka maximálního přípustného tlaku na kola pro dvojkolí velkých vozidel

Tabulka maximálního přípustného tlaku kol pro dvojkolí vozíku:

Průměr kola/mm	Model kolejnice	Pracovní úroveň	Rychlost jízdy/(m/min)
			Otázky a odpovědi
			<60		60~90		>90~180		>180
			≥1,6	0.9	≥1,6	0.9	≥1,6	0.9	≥1,6	0.9
250	P11	M1~M3	3.3	3.09	2.91	2.81	2.67	2.58	2.46	2.34
		M4, M5	2.67	2.58	2.43	2.34	2.23	2.15	2.5	1.98
		M6, M7	2.38	2.51	2.08	2.01	1.91	1.84	1.76	1.7
		M8	2	1.93	1.82	1.76	1.67	1.61	1.54	1.48
350	P18	M1~M3	4.18	4.03	3.8	3.66	3.49	3.36	3.22	3.1
		M4, M5	3.49	3.36	3.17	3.06	2.91	2.8	2.68	2.59
		M6, M7	2.99	2.88	2.72	2.62	2.5	2.4	3.2	2.22
		M8	2.61	2.52	2.38	2.29	2.18	2.1	2.01	1.94
	P24	M1~M3	14.1	13.5	12.8	12.3	11.8	11.3	10.9	10.4
		M4, M5	11.8	11.3	10.7	10.3	9.85	9.45	9.1	8.7
		M6, M7	10.1	9.65	9.15	8.8	8.45	8.1	7.8	7.45
		M8	8.8	8.45	8	7.7	7.4	7.06	6.8	6.5
400	P38	M1~M3	16	15.4	14.6	14	13.4	12.8	12.3	11.85
		M4, M5	13.4	15.8	12.2	11.7	11.2	10.7	10.3	9.9
		M6, M7	11.4	11	10.4	10	9.6	9.15	8.8	8.5
		M8	10	9.6	9.15	8.75	8.4	8	7.7	7.4
500	P43	M1~M3	19.8	19.1	18	17.4	16.5	15.9	15.2	14.7
		M4, M5	16.5	15.9	15	14.5	13.8	13.3	12.7	12.25
		M6, M7	14.15	13.7	12.9	12.45	11.8	11.4	10.9	10.5
		M8	12.4	11.9	11.25	10.9	10.3	9.95	9.5	9.2

Tabulka maximálního přípustného tlaku kol pro dvojkolí vozíků

Poznámka: Tato tabulková hodnota je vypočítána podle materiálu kola: ZG310-570, HB320; pokud je materiál kola ZG50MnMo, náprava kola 45, HB = 228 ~ 255, lze maximální povolený tlak v kole zvýšit o 20%;

Q – nosnost jeřábu;

G — nosnost jeřábu.

Výpočet zatížení kol jeřábu je základní prací pro zajištění bezpečnosti, stability a trvanlivosti jeřábu. Přesným výpočtem zatížení kol lze optimalizovat konstrukci jeřábu a zvolit vhodné materiály a výrobní proces, čímž se zlepší celkový výkon zařízení. Celkově vzato je výpočet zatížení kol jeřábu složitý, ale zásadní projekt, který musí být realizován prostřednictvím důkladné analýzy a výpočtu.

Skrytá nebezpečí jeřábových kol, která nesplňují normu

Jeřábová kola, která nesplňují normu, budou mít vážný dopad na výkon, bezpečnost a dlouhodobé používání zařízení, což se projeví v následujících aspektech:

1. Zvýšená bezpečnostní rizika

Zlomení nebo selhání kola: Pokud materiál kola nesplňuje normu, nemusí být schopen odolat běžnému zatížení jeřábu a je náchylný k zlomení nebo vážnému opotřebení. To přímo ohrožuje bezpečnost obsluhy, zejména v případě vysokého zatížení nebo rychlého provozu, což může vést k nehodám.
Vychýlení nebo vykolejení koleje: podřadná kola mohou vést ke špatnému kontaktu mezi koly a kolejí, což způsobí vychýlení nebo vykolejení jeřábu a zvýší riziko nehod.

2. Zvýšené opotřebení a poškození

Nerovnoměrné opotřebení: Pokud kvalita kol neodpovídá normě, mohou se na jejich povrchu vyskytnout vady, jako je nerovnoměrná tvrdost nebo nerovnoměrná struktura, což vede k nerovnoměrnému opotřebení. Toto nerovnoměrné opotřebení urychluje poškození kol a pásů a zvyšuje náklady na údržbu.
Nadměrné opotřebení: nestandardní kola se mohou při dlouhodobém používání opotřebovat příliš rychle, což vede ke změnám v rozměrech kol a ovlivňuje stabilitu a přesnost provozu jeřábu.

3. Ovlivnění provozní výkonnosti

Nevyváženost a vibrace: Kola nekvalitní kvality mohou způsobit nerovnoměrný chod jeřábu, což vede k nadměrným vibracím a hluku, což ovlivňuje provozní účinnost a komfort. Dlouhodobé vibrace mohou také způsobit poškození dalších mechanických součástí (např. ložisek, motorů atd.).
Nerovnoměrné rozložení zatížení: Problémy s kvalitou kol mohou vést k nerovnoměrnému rozložení zatížení, zejména u jeřábů s více konfiguracemi kol. To ovlivní nosnost a pracovní účinnost zařízení, což má za následek, že jeřáb nebude schopen pracovat efektivně a stabilně.

4. Snížená životnost zařízení

Předčasné stárnutí a selhání: Nekvalitní materiály a konstrukce kol mohou způsobit jejich větší náchylnost k únavě, korozi a dalšímu poškození, čímž se zkracuje celková životnost jeřábu. Četnost výměny kol se odpovídajícím způsobem zvýší, což povede k dodatečným nákladům na údržbu.
Urychlení opotřebení dalších součástí: nekvalitní kola mohou vést k předčasnému opotřebení dalších kritických součástí jeřábu (např. pohonného systému, kolejnicového systému, háků atd.), což zvýší obtížnost a náklady na údržbu.

5. Zvýšení nákladů na údržbu a provoz

Časté opravy: nekvalitní kola povedou k častějším opravám, výměně nebo kalibraci zařízení, což nejen zvyšuje provozní náklady, ale může také vést k delším prostojům zařízení a ovlivnit produktivitu.
Předčasná výměna: Kola nízké kvality nemusí být schopna dlouhodobě zvládat vysoké zatížení, což má za následek nutnost předčasné výměny a zvýšení nákladů na údržbu a výměnu dílů.

6. Dopad na celkovou stabilitu systému

Poškození převodového systému: Problémy s kvalitou kol mohou vést k abnormálnímu provozu převodového systému, jako je předčasné opotřebení nebo poškození motoru, reduktoru a dalších součástí, a tím ovlivnit stabilitu a provozuschopnost celého jeřábového systému.
Poškození kolejového systému: dopad nestandardních kol na kolejový systém může vést k poškození nebo deformaci koleje, což následně ovlivňuje stabilitu zařízení a může vyžadovat častější opravy a výměny koleje.

Preventivní opatření:

Přísná kontrola kvality: Zajistěte, aby materiály kol a výrobní procesy splňovaly průmyslové standardy, vybírejte spolehlivé dodavatele kvality a provádějte podrobné kontroly a testy.
Pravidelná kontrola a údržba: Pravidelně kontrolujte kola jeřábu, abyste včas odhalili potenciální opotřebení a praskliny pro nutnou údržbu a výměnu.
Rozumný návrh a výběr: Vyberte kola s vhodnými specifikacemi podle pracovních podmínek jeřábu, abyste zajistili, že odolávají očekávanému zatížení a pracovnímu prostředí.

krystal

OEM odborník na jeřáby

Díky 8 letům zkušeností s přizpůsobováním zdvihacího zařízení jsme pomohli více než 10 000 zákazníkům s jejich předprodejními otázkami a obavami, pokud máte nějaké související potřeby, neváhejte mě kontaktovat!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-mailem: krystalli@kscranegroup.com

ZNAČKY: Výpočet zatížení jeřábových kol