Smart og pålidelig beregning af kranhjulsbelastning: Skab sikkerhed, øg ydeevnen og få ro i sindet

Beregning af kranhjulbelastning er et vigtigt trin i krandesign- og udvælgelsesprocessen. Nøjagtig lastberegning påvirker ikke kun kranens sikkerhed og pålidelighed direkte, men er også relateret til udstyrets levetid og vedligeholdelsesomkostninger. I praksis genereres hjulbelastningen af de kombinerede effekter af kranens egenvægt, vægten af den løftede last, dynamiske belastninger og miljøfaktorer. For at udføre en nøjagtig lastberegning er det derfor nødvendigt at tage højde for kranens strukturelle form, arbejdsforhold og driftstilstand samt andre faktorer for at sikre, at hjulene kan fungere sikkert og stabilt under forskellige arbejdsforhold.

Beregning af kranhjulsbelastning 

Belastningen, der bæres af kranens hjul, har intet at gøre med belastningen af køremekanismens drivsystem, og den kan beregnes direkte i henhold til ligevægtsbetingelserne for kranens eksterne belastning. Hjulbelastningen på en traverskran inkluderer den maksimale hjulbelastning og den minimale hjulbelastning. Den maksimale hjulbelastning på en traverskran er hjulbelastningen på det store hjul, når den fuldt lastede løbekat er tæt på endebjælkens grænseposition, og den minimale hjulbelastning er hjulbelastningen på det store hjul i den ene ende af spændet, når løbekaten er aflæsset midt i spændet.

Maksimal hjulbelastning (fuld belastning) = (G-G1)/n + (Q+G1)*(L-L1)/n*L 

Minimum hjulbelastning (ingen belastning) = (G-G1)/n + G1*L1/n*L 

• G = samlet kranvægt (inklusive løbekat) (T) 
• G1 = vognens vægt (T) 
• Q = nominel løftekapacitet (T) 
• L = spændvidde i m 
• n = antal hjul på kranen 
• L1 = minimumsafstand (i T) fra krogens centerlinje til centerlinjen af Minimumsafstand fra krogens centerlinje til endebjælkens centerlinje (m) 

Valg og verifikation af kranhjul 

Sådan vælger du hjul i henhold til kranens belastning, og hvordan kontrollerer du, om hjulene kan bære 

1. Bestemmelse af udmattelsesberegningsbelastning af hjul: 

Udmattelsesbelastningen PC for hjul kan bestemmes af kranens maksimale og minimale hjultryk, og formlen til beregning af PC er som følger:

• PC — beregning af hjuludmattelsesbelastning (N); 
• P_max — maksimalt hjultryk (N) når kranen arbejder normalt; 
• P_min — minimum hjultryk (N) når kranen arbejder normalt; 
• Ved bestemmelse af P_max og P_min, de dynamiske belastningskoefficienter og slagkoefficienter for hejse- og betjeningsmekanismerne sættes til 1. 

For en traverskran, når trolleykranen kører med sin nominelle last til grænsepositionen på den ene side, er det store hjultryk nær trolleysiden P_max; det store hjultryk på den ubelastede side langt fra vognsiden er P_minFor en traverskran, når trolleykranens nominelle belastning når grænsepositionen på den ene side, er trykket på hjulet nær trolleysiden P_max; trykket på hjulet, når det er aflastet væk fra siden af vognens side, er P_minFor svingkraner er hjultrykket under bommen med den maksimale amplitude af den fulde last P_max; og trykket fra hjulet under bommen med den minimale amplitude af tomgangspositionen er P_min.

2. Beregning af hjuldæks kontaktstyrke:

2.1 Tilladt hjultryk for linjekontakt:

P_c≤K₁×D×L×C₁×C₂

• P_C —- beregning af hjuludmattelsesbelastning (N); 
• K₁ —– tilladt kontaktspændingskonstant for linjen (N/mm2) relateret til materialet, valgt i henhold til tabel 1; 
• D —– hjuldiameter (mm); 
• L—— effektiv kontaktlængde mellem hjul og spor; 
• C₁—– hastighedskoefficient, valgt i henhold til tabel 2; 
• C₂—– arbejdsniveaukoefficient, valgt i henhold til tabel 3;

Skema over beregningsfaktorer (Tabel 1):

Bemærkninger:

1. σ_b er materialets trækstyrke (N/mm²);

2. Stålfælge bør generelt varmebehandles, slidbanens hårdhed anbefales til at være HB=300~380, og dybden af hærdningslaget er 15 mm~20 mm. Ved bestemmelse af den tilladte værdi skal σ_b tages, når materialet ikke er varmebehandlet;

3. Når hjulmaterialet vedtager duktilt jern; σ_b.≥500N/mm² materiale, K₁, K₂ værdien vælges i henhold til σ_b= 500 N/mm².

Skema over beregningsfaktorer (Tabel 2):

Skema over beregningsfaktorer (Tabel 3):

2.2 Tilladt hjultryk for punktkontakt:

• P_C —- beregning af hjuludmattelsesbelastning (N); 
• K₂ —– materialerelateret tilladt punktkontaktspændingskonstant (N/mm2), valgt i henhold til tabel 1; 
• R —– krumningsradius, tag hjulets krumningsradius og sporets krumningsradius med den største værdi (mm); 
• M —— af sporets overflade og hjulets krumningsradius i forholdet (r/R), i henhold til den valgte tabel 4; 
• C₁ —– Hastighedskoefficient, valgt i henhold til tabel 3; 
• C₂ —– arbejdsniveaukoefficient, valgt i henhold til tabel 4;

Skema over beregningsfaktorer (Tabel 4):

Bemærkninger:

1. m-værdier beregnes ved interpolation, når r/R er en anden værdi;

2. r er den lille værdi af krumningsradius af kontaktfladen

Ovenstående beregninger kan bruges til at verificere hjul med fastsatte diametre for at bestemme hjulenes effektive maksimale bæreevne og dimensionernes rimelighed (hjulenes diameter, hjulenes dimensioner og sporvidde osv.).

Tabel med maksimalt tilladt hjultryk for hjulsæt på store køretøjer:

Tabel med maksimalt tilladt hjultryk for trolleyhjulsæt:

Bemærk: Denne tabelværdi er beregnet i henhold til hjulmaterialet: ZG310-570, HB320; hvis hjulmaterialet er ZG50MnMo, hjulaksel er 45, HB = 228 ~ 255, kan det maksimalt tilladte hjultryk øges med 20%; 

Q – kranens løftekapacitet; 

G — kranens egenvægt.

Beregning af kranhjulsbelastning er det grundlæggende arbejde for at sikre kranens sikkerhed, stabilitet og holdbarhed. Ved nøjagtig beregning af hjulbelastningen kan kranens design optimeres, og de passende materialer og fremstillingsprocesser kan vælges, hvilket forbedrer udstyrets samlede ydeevne. Samlet set er beregning af kranhjulsbelastning et komplekst, men vigtigt projekt, der skal realiseres gennem grundig analyse og beregning.

Skjulte farer ved kranhjul, der ikke opfylder standarden 

Kranhjul, der ikke opfylder standarden, vil have alvorlig indflydelse på udstyrets ydeevne, sikkerhed og langvarige brug, hvilket manifesterer sig i følgende aspekter: 

1. Øgede sikkerhedsrisici

• Hjulbrud eller -fejl: Hvis hjulmaterialet ikke opfylder standarden, kan det muligvis ikke modstå kranens normale belastning og er tilbøjeligt til brud eller alvorlig slitage. Dette vil være en direkte trussel mod operatørens sikkerhed, især i tilfælde af høj belastning eller hurtig drift, hvilket kan føre til ulykker.
• Sporudbøjning eller afsporing: Hjul af dårlig kvalitet kan føre til dårlig kontakt mellem hjulene og sporet, hvilket kan få kranen til at udbøjne eller afspore, hvilket øger risikoen for ulykker.

2. Øget slid og skader

• Ujævnt slid: Hvis hjulenes kvalitet ikke lever op til standarden, kan der være defekter på deres overflader, såsom ujævn hårdhed eller ujævn struktur, hvilket fører til ujævnt slid. Dette ujævne slid fremskynder skader på hjul og bælter og øger vedligeholdelsesomkostningerne.
• Overdreven slitage: Hjul af dårlig kvalitet kan slides for hurtigt ved langvarig brug, hvilket fører til ændringer i hjuldimensioner og påvirker kranens stabilitet og driftsnøjagtighed.

3. Påvirkning af driftsresultatet

• Ubalance og vibrationer: Hjul af dårlig kvalitet kan få kranen til at køre ujævnt, hvilket genererer for meget vibration og støj, hvilket påvirker driftseffektiviteten og komforten. Langvarig vibration kan også forårsage skade på andre mekaniske komponenter (f.eks. lejer, motorer osv.).
• Ujævn lastfordeling: Kvalitetsproblemer med hjulene kan føre til ujævn lastfordeling, især på kraner med flere hjulkonfigurationer. Dette vil påvirke udstyrets lasteevne og arbejdseffektivitet, hvilket resulterer i, at kranen ikke kan fungere effektivt og stabilt.

4. Reduceret udstyrslevetid

• Tidlig ældning og svigt: Hjulmaterialer og -strukturer af dårlig kvalitet kan gøre dem mere modtagelige for træthed, korrosion og andre skader, hvilket forkorter kranens samlede levetid. Hyppigheden af hjuludskiftning vil stige tilsvarende, hvilket resulterer i yderligere vedligeholdelsesomkostninger.
• Accelereret slid på andre komponenter: Hjul af dårlig kvalitet kan føre til for tidligt slid på andre kritiske krankomponenter (f.eks. drivsystem, skinnesystem, kroge osv.), hvilket vil øge vanskeligheden og omkostningerne ved vedligeholdelse.

5. Øge vedligeholdelses- og driftsomkostninger

• Hyppige reparationer: Hjul af dårlig kvalitet vil føre til, at udstyr kræver hyppigere reparationer, udskiftning eller kalibrering, hvilket ikke kun øger driftsomkostningerne, men også kan føre til øget nedetid på udstyret, hvilket påvirker produktiviteten.
• Tidlig udskiftning: Hjul af lav kvalitet kan muligvis ikke klare langvarige høje belastningskrav, hvilket resulterer i behov for tidlig udskiftning, øgede vedligeholdelses- og udskiftningsomkostninger.

6. Indvirkning på den samlede systemstabilitet

• Skader på transmissionssystemet: Kvalitetsproblemer med hjulene kan føre til unormal drift af transmissionssystemet, såsom for tidligt slid eller beskadigelse af motor, reduktionsgear og andre komponenter, hvilket påvirker hele kransystemets stabilitet og funktionsdygtighed.
• Skade på skinnesystemet: Påvirkningen af underlødige hjul på skinnesystemet kan føre til beskadigelse eller deformation af skinnen, hvilket igen påvirker udstyrets stabilitet og kan kræve hyppigere reparation og udskiftning af skinnerne.

Forebyggende foranstaltninger:

• Streng kvalitetskontrol: Sørg for, at hjulmaterialer og produktionsprocesser overholder branchestandarder, vælg pålidelige kvalitetsleverandører, og udfør detaljerede inspektioner og tests.
• Regelmæssig inspektion og vedligeholdelse: Inspicer kranhjulene regelmæssigt for at opdage potentiel slitage og revner i tide til nødvendig vedligeholdelse og udskiftning.
• Rimeligt design og valg: Vælg hjul med passende specifikationer i henhold til kranens arbejdsforhold for at sikre, at de kan modstå den forventede belastning og arbejdsmiljø.

krystal

Kran OEM ekspert

Med 8 års erfaring i at tilpasse løfteudstyr, hjalp 10.000+ kunder med deres præ-salg spørgsmål og bekymringer, hvis du har relaterede behov, er du velkommen til at kontakte mig!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-mail: krystalli@kscranegroup.com