오버헤드 크레인 휠 갉아먹기: 원인, 진단 및 예방 조치

오버헤드 크레인 작동 중 바퀴가 레일에 대해 측면으로 미끄러지는 문제가 발생하면 바퀴가 레일에 눌려 주행 저항이 증가하고 바퀴 플랜지와 레일 사이의 마모가 발생합니다. 이러한 현상을 플랜지 마찰 또는 "휠 플랜지 갉아먹기"(또는 "크레인 휠 갉아먹기")라고 합니다. 플랜지 마찰은 바퀴와 레일의 수명을 크게 단축시키고, 심각한 경우 크레인 탈선을 유발하여 장비 손상 및 인명 피해를 초래할 수 있습니다. 또한 레일 고정 장치와 빔(또는 기초)에 다양한 정도의 손상을 일으킬 수 있습니다. 이 글에서는 실제 경험을 바탕으로 다음과 같은 원인을 요약합니다. 크레인 휠 플랜지 마찰 및 예방을 위한 안전 조치.

휠 플랜지 갉아먹기 및 마찰의 원인

(1) 휠 문제

1. 휠 설치 정렬 불량

• 과도한 수평 편차
  이는 브리지 크레인에서 휠 플랜지 마찰의 흔한 원인 중 하나입니다. 수평 편차가 너무 크면 휠 트레드의 중심선이 궤도 중심선과 각도를 이룹니다. 크레인이 한 방향으로 이동하면 휠 플랜지가 궤도의 한쪽 면에 마찰됩니다. 반대 방향으로 이동하면 같은 휠 플랜지가 반대쪽 면에 마찰되며, 마찰 위치는 고정되지 않습니다. 설치 시 수평 편차는 L/1000(여기서 L은 휠의 측정 길이)을 초과해서는 안 됩니다. 또한, 동일 축에 있는 두 휠의 기울기 방향은 서로 반대여야 합니다. 그렇지 않으면 휠이 궤도와 마찰합니다.

• 과도한 수직 편차
  이것은 바퀴의 끝면 중심선과 수직선 사이에 형성되는 각도를 말하며, 이로 인해 바퀴 위치가 기울어집니다. 이 경우 바퀴 트레드와 레일 사이의 접촉 면적이 줄어들고 단위 면적에 가해지는 압력이 증가합니다. 이로 인해 바퀴 트레드에 불균일한 마모가 발생합니다. 심한 경우 바퀴 트레드에 고리 모양의 마모 홈이 형성됩니다. 이 경우 플랜지 마찰의 특징은 바퀴 플랜지가 항상 트랙의 같은 면(기울어진 바퀴의 면)에 마찰되고 마모 흔적이 평소보다 약간 낮다는 것입니다. 크레인은 종종 작동 중에 쉿쉿거리는 소리를 냅니다. 설치하는 동안 바퀴의 수직 편차는 L/400을 초과해서는 안 되며 바퀴의 윗부분이 바깥쪽을 향해야 합니다. 수직 편차로 인한 플랜지 마찰 문제는 공회전 바퀴가 아닌 구동 바퀴와 관련이 있습니다.

• 휠 게이지 불일치 또는 대각선 정렬
  동일 트랙에 있는 두 바퀴의 휠 게이지 또는 대각선 정렬이 부적절하면 플랜지 마찰이 발생할 수 있습니다. 이 경우, 트랙을 따라 휠 플랜지 양쪽에서 플랜지 마모가 발생할 수 있습니다.

2. 휠 처리 오류
   휠 제작 시 오차로 인해 휠 직경이 달라질 수 있습니다. 두 구동 휠의 직경이 다르면 좌우 휠의 속도가 달라집니다. 일정 거리를 주행한 후 크레인이 측면으로 기울어 플랜지 마찰이 발생할 수 있으며, 이는 특히 중앙 구동식 메커니즘에서 두드러집니다.

(2) 트랙 문제

선로 설치 품질이 좋지 않으면 두 레일 사이의 편차가 심해져 크레인 작동 중 플랜지 마찰이 발생할 수 있습니다. 이는 일반적으로 선로의 특정 구간에서 발생합니다.

1. 레일의 과도한 상대 고도 편차
   두 레일 사이에 높이 차이가 있으면 크레인의 한쪽 끝 빔이 다른 쪽보다 높아집니다. 작동 중 크레인이 아래쪽으로 이동하여 플랜지 마찰이 발생합니다. 레일 높이가 높은 쪽에서는 휠 플랜지가 레일 바깥쪽을 누르는 반면, 레일 높이가 낮은 쪽에서는 플랜지가 레일 안쪽을 누르게 됩니다.

2. 레일의 과도한 수평 직진도 편차
   설치 시 레일 직진성이 표준에 미치지 못하면 레일이 과도하게 구부러지고, 편차가 스팬 허용 오차를 초과하면 휠 플랜지 마찰이 발생합니다.

3. 서로 다른 고도의 인접 레일
   크레인이 레일 연결부에 도달하면 측면 이동이 발생하여 플랜지 마찰이 발생할 수 있습니다. 이러한 플랜지 마찰의 특징은 바퀴가 연결부에서 금속 충돌음을 낸다는 것입니다.

4. 트랙 표면의 오일, 물 또는 서리
   레일 상단 표면이 기름, 물 또는 서리로 덮여 있으면 바퀴가 미끄러질 수 있으며, 이로 인해 크레인이 측면으로 움직이고 플랜지가 마찰될 수 있습니다.

(3) 브릿지 프레임 문제

브릿지 프레임이 변형되면 바퀴 정렬이 어긋나고 크레인의 스팬이 변경됩니다. 이로 인해 엔드 빔이 수평으로 휘어지고, 바퀴의 수평 및 수직 편차가 발생하여 플랜지 마찰이 발생합니다.

(4) 드라이브 시스템 문제

구동 시스템의 과도한 제조 오류나 사용 중 심각한 마모로 인해 두 개의 주요 구동 바퀴가 서로 다른 속도로 작동하여 측면 기울어짐과 플랜지 마찰이 발생할 수 있습니다.

1. 기어 클리어런스가 불균일하거나 샤프트 키가 느슨함
   별도로 구동되는 메커니즘을 갖춘 크레인의 경우, 한 구동 시스템의 기어 클리어런스가 다른 시스템보다 크거나 한 시스템의 샤프트 키가 느슨하면 두 개의 주 바퀴가 다른 속도로 작동하여 측면 이동과 플랜지 마찰이 발생합니다.

2. 불균일한 브레이크 조정
   두 구동 시스템의 브레이크 조정이 동기화되지 않았거나 조임 정도가 다를 경우, 시동 또는 제동 시 비틀림과 플랜지 마찰이 발생할 수도 있습니다.

3. 모터 간 과도한 속도 차이
   독립적으로 구동되는 시스템의 경우 두 구동 모터가 상당히 다른 속도로 작동하면 크레인의 한쪽이 다른 쪽보다 더 빨리 작동하여 기울어짐과 플랜지 마찰이 발생할 수 있습니다.

크레인 휠 갉아먹기 및 마찰 진단

크레인 작동 중 플랜지 마찰이 발생하는 것은 다음과 같은 징후를 통해 진단할 수 있습니다.

1. 레일 측면에는 밝은 자국이 있고, 심각한 자국은 버를 보여줍니다. 휠 플랜지의 안쪽에는 반짝이는 반점이 있습니다.

2. 레일 윗면에 밝은 반점이 있습니다.

3. 운행 중 짧은 거리 내에서 휠 플랜지와 레일 측면 사이의 간격에 눈에 띄는 변화가 발생합니다.

4. 시동이나 제동 시 크레인 본체가 기울어지거나 휘어짐.

바퀴 갉아먹음 및 마찰 방지 조치

중앙 구동식 크레인과 개별 구동식 크레인 모두 휠 플랜지 마찰을 방지하거나 개선하는 방법은 다를 수 있습니다. 휠과 트랙 정렬을 면밀히 검사하고 조정하는 것이 필수적입니다. 개별 구동 시스템의 모터, 브레이크, 감속기 간의 동기화 문제에 특히 주의해야 합니다.

1. 브릿지 스팬(L)과 휠 게이지(K)의 비율 제한
   일반적인 크레인 작동 중에는 휠 플랜지와 레일 사이에 어느 정도 횡방향 기울기가 허용됩니다. 즉, 휠 플랜지는 일정 거리(일반적으로 20~30mm)만큼 횡방향으로 움직일 수 있습니다. 이 거리가 클수록 플랜지 마찰 발생 가능성이 줄어듭니다. 또한, L/K 비율도 플랜지 마찰 발생 여부에 영향을 미칩니다. 비율이 작을수록 횡방향 기울기가 적어 플랜지 마찰 발생 가능성이 높아집니다. 따라서 L/K 비율이 낮을수록(바람직하게는 5~6 미만) 유리합니다.

2. 휠 테이퍼드 트레드
   크레인에 4개의 바퀴가 있고, 그 중 2개의 주 구동 바퀴가 있는 경우, 바퀴의 트레드는 원뿔 모양(원뿔 각도 1:10)을 취할 수 있으며, 원뿔의 큰 끝이 안쪽을 향해야 합니다. 볼록한 레일을 사용하면 크레인이 몇 번의 진동 후 자동으로 주행 방향을 조정하여 바퀴와 트랙 사이의 마찰을 줄일 수 있습니다.

3. 중앙 구동 시스템의 경우
   두 개의 주요 구동 바퀴의 직경이 다를 경우, 가공하거나 교체해야 합니다.

4. 휠 플랜지와 트랙 측면에 윤활유를 바르십시오.
   휠 플랜지와 트랙 표면에 윤활유를 바르면 마찰이 줄어들고 두 구성 요소의 마모도 최소화됩니다.

5. 교량 프레임의 변형을 정기적으로 점검하세요
   브릿지 프레임이 변형되지 않았는지 확인하고, 필요한 경우 즉시 수정하십시오. 휠의 대각선, 수직 또는 수평 정렬에 편차가 있으면 조정해야 합니다.

6. 별도로 구동되는 시스템의 경우
   두 모터의 속도가 서로 다를 경우, 동일 제조사의 동일 모델 모터로 교체하십시오. 작동이 동기화되지 않았거나 조임 상태가 고르지 않으면 브레이크를 조정하십시오.

7. 변속 시스템의 과도한 여유 공간
   커플링이나 기어박스와 같은 부품의 여유 공간이 과도한 경우 이를 검사하여 수리하거나 교체하세요.

8. 트랙 문제
   선로 문제는 선로 설치 기술 요건에 따라 처리해야 합니다. 선로에 있는 잔해물은 즉시 제거해야 합니다.

휠 갉아먹음 및 마찰 수리 방법

1. 휠 수리 방법:

• 휠 마모 상태를 확인하세요. 마모가 심하면 휠을 교체하세요.
• 마모를 줄이기 위해 바퀴 트레드를 갈아서 원래 모양과 치수를 복원할 수 있습니다.
• 플랜지 마찰 문제가 휠-레일 매칭이 좋지 않아 발생한 경우, 휠을 넓히거나 두껍게 만들거나 용량이 더 큰 휠로 교체할 수 있습니다.

2. 트랙 수리 방법:

• 트랙이 수평이고 안전한지 확인하세요.
• 트랙이 정렬되지 않은 경우 위치를 조정하거나 덧대기 부품을 설치하세요.
• 오래되었거나 심하게 손상된 선로는 교체하세요.

3. 드라이브 시스템 조정

• 별도로 구동되는 시스템을 설치할 때는 장력이 적절히 조정되었는지 확인하십시오. 두 모터의 속도 차이를 주의 깊게 점검하고 수정해야 합니다.
• 리듀서와 커플링의 마모 여부를 점검하고 필요한 경우 교체합니다.
• 원뿔형 트레드 휠의 큰 끝이 안쪽을 향하도록 설치되었는지 확인하세요.

4. 소형 크레인 플랜지 마찰 수리
   메인 빔이 처진 후 두 개의 작은 트랙 사이의 궤간이 감소할 수 있습니다. 궤간이 너무 작아지면 크레인이 탈선하거나 트랙이 막힐 수 있습니다. 화염 보정을 통해 처진 부분을 복원하고 빔을 보강하여 트랙 궤간이 허용 오차 범위 내에 있도록 할 수 있습니다.

5. 교량 프레임 변형으로 인한 대형 크레인 플랜지 마찰 수리
   교량 프레임의 변형에 대해서는, 수직 대각선 편차가 허용 오차를 벗어난 경우 구조적 변형에 대한 화염 보정을 사용하는 등 타깃형 수리를 실시해야 합니다.

6. 휠 스큐로 인한 플랜지 마찰 수리
   더 나은 조정을 위해 어느 바퀴의 작업 부하가 더 적은지 확인하세요. 수평 기울기의 경우, 기울기 효과의 균형을 맞추는 것을 목표로 합니다. 조정하기 전에 잭을 사용하여 엔드 빔이나 밸런스 빔을 들어 올려 바퀴의 하중을 해제한 후, 고정 장치를 풀어 조정하세요.

결론

브리지 크레인의 휠 플랜지 마찰은 크레인 이동성에 심각한 영향을 미치고 안전 위험을 초래할 수 있습니다. 신속하게 분석하고 적절한 수리를 적용하는 것이 중요합니다. 정기적인 검사 및 유지관리는 플랜지 마찰을 방지하고 크레인의 안전하고 안정적인 작동을 보장하는 데 도움이 됩니다.

크리스탈

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