Knagen aan bovenloopkranen: oorzaken, diagnose en preventieve maatregelen

Als er tijdens het gebruik van een bovenloopkraan een probleem optreedt waardoor de wielen zijdelings over de rails schuiven, wordt het wiel tegen de rail gedrukt, waardoor de loopweerstand toeneemt en er slijtage tussen de wielflens en de rail ontstaat. Dit fenomeen wordt flenswrijving of "wielflensknaag" genoemd (ook wel "kraanwielknaag" genoemd). Flenswrijving verkort de levensduur van zowel de wielen als de rails aanzienlijk en kan in ernstige gevallen leiden tot ontsporing van de kraan, wat kan leiden tot schade aan de apparatuur en persoonlijk letsel. Het kan ook in verschillende mate schade veroorzaken aan de spoorbevestigingen en -liggers (of funderingen). Op basis van praktijkervaring vat dit artikel de oorzaken van kraanwiel flenswrijving en veiligheidsmaatregelen ter voorkoming.

Oorzaken van knagen en wrijven aan wielflenzen

(1) Problemen met het wiel

1. Verkeerde uitlijning van de wielinstallatie

• Overmatige horizontale afwijking
  Dit is een van de meest voorkomende oorzaken van wrijving van de wielflens bij bovenloopkranen. Wanneer de horizontale afwijking te groot is, vormt de hartlijn van het wielloopvlak een hoek met de hartlijn van de rups. Wanneer de kraan in één richting beweegt, schuurt de wielflens tegen één kant van de rups. Bij beweging in de tegenovergestelde richting schuurt dezelfde wielflens tegen de andere kant en is de wrijvingspositie niet vast. Tijdens de installatie mag de horizontale afwijking niet groter zijn dan L/1000 (waarbij L de lengte van het wiel is). Bovendien moet de kantelrichting van een paar wielen op dezelfde as tegengesteld zijn; anders schuren de wielen tegen de rups.

• Overmatige verticale afwijking
  Dit verwijst naar de hoek die wordt gevormd tussen de middenlijn van het wiel en de verticale lijn, wat resulteert in een hellende wielpositie. In dit geval wordt het contactoppervlak tussen het loopvlak van het wiel en de rail kleiner en neemt de druk op het loopvlak toe. Dit leidt tot ongelijkmatige slijtage van het loopvlak. In ernstige gevallen vormen zich ringvormige slijtgroeven op het loopvlak. In dit geval is het kenmerk van flensslijtage dat de wielflens altijd tegen dezelfde kant van de rupsband schuurt (de kant van het gekantelde wiel) en de slijtsporen iets lager zijn dan normaal. De kraan maakt vaak een sissend geluid tijdens gebruik. Tijdens de installatie mag de verticale afwijking van het wiel niet groter zijn dan L/400 en moet de bovenkant van het wiel naar buiten wijzen. Dit probleem van flensslijtage veroorzaakt door verticale afwijking betreft het aandrijfwiel, niet het stationaire wiel.

• Ongelijke wielmaat of diagonale uitlijning
  Als de wielmaat of diagonale uitlijning van de wielen op hetzelfde spoor niet goed is, kan dit leiden tot flensslijtage. In deze gevallen is flensslijtage zichtbaar aan beide zijden van de wielflens langs het spoor.

2. Fouten bij de wielverwerking
   Bij de productie van de wielen kunnen fouten ervoor zorgen dat de wieldiameters verschillen. Als de diameters van de twee aangedreven wielen verschillen, draaien de linker- en rechterwielen met verschillende snelheden. Na een bepaalde afstand kan de kraan zijwaarts scheeftrekken, wat leidt tot flensslijtage, wat vooral merkbaar is bij centraal aangedreven mechanismen.

(2) Spoorproblemen

Slechte installatiekwaliteit van de rails kan leiden tot een te grote afwijking tussen de twee rails, wat kan leiden tot flenswrijving tijdens het gebruik van de kraan. Dit komt meestal voor in specifieke delen van de rails.

1. Overmatige relatieve hoogteafwijking van de rails
   Als er een hoogteverschil is tussen de twee rails, zal de ene eindligger van de kraan hoger zijn dan de andere. Tijdens bedrijf zal de kraan naar de onderkant verschuiven, waardoor er wrijving met de flens ontstaat. De zijde met de hogere railhoogte zorgt ervoor dat de wielflens tegen de buitenkant van de rail drukt, terwijl de zijde met de lagere hoogte ervoor zorgt dat de flens tegen de binnenkant van de rail drukt.

2. Overmatige afwijking van de horizontale rechtheid van de rails
   Als de rechtheid van de rail tijdens de installatie niet aan de norm voldoet, waardoor er te veel doorbuiging van de rail ontstaat, zal er wrijving met de wielflens optreden als de afwijking de overspanningstolerantie overschrijdt.

3. Aangrenzende rails op verschillende hoogtes
   Wanneer de kraan de spoorverbinding bereikt, kan er zijwaartse beweging optreden, wat kan leiden tot flensslijtage. Dit type flensslijtage kenmerkt zich doordat de wielen een metaalachtig geluid maken bij de verbinding.

4. Olie, water of vorst op het baanoppervlak
   Als het bovenoppervlak van de rails bedekt is met olie, water of vorst, kunnen de wielen gaan slippen. Dit kan leiden tot zijwaartse beweging van de kraan en vervolgens tot wrijving van de flens.

(3) Problemen met het brugframe

Als het brugframe vervormt, raken de wielen scheef en verandert de overspanning van de kraan. Dit resulteert in horizontale buiging van de eindbalk, waardoor horizontale en verticale afwijkingen van de wielen ontstaan, wat leidt tot flensslijtage.

(4) Problemen met het aandrijfsysteem

Door overmatige productiefouten in het aandrijfsysteem of door aanzienlijke slijtage tijdens het gebruik kunnen de twee belangrijkste aandrijfwielen met verschillende snelheden draaien, wat tot zijdelingse scheefstand en flenswrijving kan leiden.

1. Ongelijke speling in de tandwielkast of losse spieën in de as
   Bij kranen met afzonderlijk aangedreven mechanismen zal, als de speling tussen de tandwielen van het ene aandrijfsysteem groter is dan bij het andere, of als de spieën van de assen van het ene systeem los zitten, de twee hoofdwielen met verschillende snelheden draaien. Dit leidt tot zijwaartse beweging en wrijving van de flens.

2. Ongelijke remafstellingen
   Als de remafstellingen van de twee aandrijfsystemen niet synchroon zijn of niet even stevig vastzitten, kan dit ook scheeftrekken en flenswrijving veroorzaken bij het opstarten of remmen.

3. Overmatige snelheidsverschillen tussen motoren
   Bij onafhankelijk aangedreven systemen kan het zo zijn dat als de twee aandrijfmotoren op aanzienlijk verschillende snelheden draaien, één kant van de kraan sneller draait dan de andere kant. Dit kan leiden tot scheeftrekken en wrijving van de flens.

Diagnose van knagen en wrijven aan kraanwielen

Het optreden van flenswrijving tijdens het gebruik van de kraan kan worden vastgesteld aan de hand van de volgende tekenen:

1. Lichte vlekken op de zijkant van de rail, met ernstige vlekken die bramen laten zien; glanzende plekken op de binnenkant van de wielflens.

2. Lichte vlekken op het bovenoppervlak van de rail.

3. Tijdens bedrijf zijn er merkbare veranderingen in de speling tussen de wielflens en de railzijde op korte afstand.

4. Scheeftrekken of verdraaien van de kraanbak tijdens het opstarten of remmen.

Maatregelen om knagen en schuren aan wielen te voorkomen

Voor zowel centraal aangedreven als afzonderlijk aangedreven kranen kunnen de methoden om wrijving van de wielflens te voorkomen of te verbeteren variëren. Zorgvuldige inspectie en afstelling van de uitlijning van de wielen en rupsen zijn essentieel. Speciale aandacht moet worden besteed aan synchronisatieproblemen tussen de motoren, remmen en reductoren van de afzonderlijk aangedreven systemen.

1. Beperk de verhouding tussen de brugoverspanning (L) en de wielmaat (K)
   Tijdens normaal kraangebruik is een zekere mate van zijdelingse kanteling tussen de wielflens en de rail toegestaan. Dit betekent dat de wielflens een bepaalde afstand (meestal 20-30 mm) zijdelings mag bewegen. Hoe groter deze afstand, hoe kleiner de kans op flensslijtage. Bovendien beïnvloedt de L/K-verhouding het optreden van flensslijtage: hoe kleiner de verhouding, hoe kleiner de zijdelingse kanteling, waardoor de kans op flensslijtage toeneemt. Daarom is een lagere L/K-verhouding (bij voorkeur minder dan 5-6) gunstig.

2. Wiel taps toelopende loopvlak
   Als de kraan 4 wielen heeft, met 2 hoofdaandrijfwielen, kan het loopvlak conisch zijn (met een kegelhoek van 1:10), waarbij het brede uiteinde van de kegel naar binnen wijst. Het gebruik van een convexe rail zorgt ervoor dat de kraan na enkele slingerbewegingen automatisch zijn looprichting aanpast, waardoor de wrijving tussen het wiel en de rupsband afneemt.

3. Voor centraal aangestuurde systemen
   Indien de diameters van de twee belangrijkste aandrijfwielen verschillen, dienen deze te worden bewerkt of vervangen.

4. Smeer de wielflens en de spoorzijde
   Door de wielflens en het rupsoppervlak te smeren, wordt de wrijving verminderd en de slijtage van beide componenten geminimaliseerd.

5. Controleer regelmatig op vervormingen in het brugframe
   Zorg ervoor dat het brugframe niet vervormd is en corrigeer dit indien nodig direct. Eventuele afwijkingen in de diagonale, verticaliteit of horizontale uitlijning van het wiel moeten worden gecorrigeerd.

6. Voor afzonderlijk aangedreven systemen
   Als de twee motoren op verschillende snelheden werken, vervang ze dan door motoren van hetzelfde model van dezelfde fabrikant. Stel de remmen bij als ze niet synchroon werken of als de remkracht niet gelijk is.

7. Overmatige speling in het transmissiesysteem
   Controleer en repareer of vervang onderdelen zoals koppelingen of versnellingsbakken als er te veel speling is.

8. Spoorproblemen
   Problemen met het spoor moeten worden aangepakt volgens de technische vereisten voor spoorinstallatie. Puin op het spoor moet zo snel mogelijk worden verwijderd.

Reparatiemethoden voor knagen en wrijven aan wielen

1. Methoden voor wielreparatie:

• Controleer de slijtage van het wiel. Vervang het wiel als de slijtage ernstig is.
• Voor een lichtere slijtage kan het loopvlak van een wiel worden geslepen om de oorspronkelijke vorm en afmetingen te herstellen.
• Als het probleem van de wrijving van de flens wordt veroorzaakt doordat het wiel niet goed op de rail past, kan het wiel breder of dikker worden gemaakt, of worden vervangen door een wiel met een grotere capaciteit.

2. Methoden voor spoorreparatie:

• Controleer of de rails waterpas en stevig zijn geïnstalleerd.
• Als de baan scheef staat, pas dan de positie aan of plaats vulplaatjes.
• Vervang oude of ernstig beschadigde sporen.

3. Het aandrijfsysteem afstellen

• Zorg bij de installatie van afzonderlijk aangedreven systemen voor een correcte afstelling van de spanning. Controleer en corrigeer de snelheidsverschillen tussen de twee motoren zorgvuldig.
• Controleer de reductor en de koppelingen op slijtage en vervang deze indien nodig.
• Zorg ervoor dat de conische loopvlakwielen met de grote kant naar binnen worden gemonteerd.

4. Het repareren van wrijving van kleine kraanflenzen
   Nadat de hoofdligger doorzakt, kan de spoorbreedte tussen de twee kleine sporen afnemen. Als de spoorbreedte te klein wordt, kan de kraan ontsporen of vastlopen. Vlamcorrectie kan worden gebruikt om de doorzakking te herstellen en de ligger te versterken, zodat de spoorbreedte binnen de tolerantie blijft.

5. Reparatie van wrijving aan grote kraanflenzen veroorzaakt door vervorming van het brugframe
   Bij vervorming van het brugframe moeten gerichte reparaties worden uitgevoerd, bijvoorbeeld door vlamcorrectie toe te passen bij structurele vervorming wanneer verticale diagonale afwijkingen buiten de tolerantie vallen.

6. Het repareren van flenswrijving veroorzaakt door scheefstand van het wiel
   Bepaal welk wiel een kleinere werklast heeft voor een betere afstelling. Probeer bij horizontale scheefstand de scheefstand te compenseren. Til vóór het afstellen de eindbalk of balansbalk op met een krik om de wielen te ontlasten en stel vervolgens af door de bevestigingsmiddelen los te draaien.

Conclusie

Wrijving van de wielflens van bovenloopkranen kan de mobiliteit van de kraan ernstig beïnvloeden en tot veiligheidsrisico's leiden. Het is essentieel om de flens snel te controleren en de juiste reparaties uit te voeren. Regelmatige inspectie en onderhoud kunnen flenswrijving helpen voorkomen en de veilige en betrouwbare werking van de kraan garanderen.

kristal

Kraan OEM-expert

Met 8 jaar ervaring in het aanpassen van hijsapparatuur, heb ik meer dan 10.000 klanten geholpen met hun pre-sales vragen en zorgen. Als u gerelateerde behoeften heeft, neem dan gerust contact met mij op!

Whatsappen: +86 199 1373 9708

E-mail: krystalli@kscranegroup.com