Inteligentne i niezawodne obliczanie obciążenia kół dźwigu: buduj bezpieczeństwo, zwiększaj wydajność i zyskaj spokój ducha

Obliczenie obciążenia koła dźwigu jest kluczowym krokiem w procesie projektowania i doboru dźwigu. Dokładne obliczenie obciążenia nie tylko bezpośrednio wpływa na bezpieczeństwo i niezawodność dźwigu, ale również odnosi się do żywotności sprzętu i kosztów konserwacji. W praktyce obciążenie koła jest generowane przez połączone efekty ciężaru własnego dźwigu, ciężaru podnoszonego ładunku, obciążeń dynamicznych i czynników środowiskowych. Dlatego też, aby przeprowadzić dokładne obliczenie obciążenia, konieczne jest uwzględnienie formy konstrukcyjnej dźwigu, warunków pracy i trybu działania oraz innych czynników, aby zapewnić, że koła mogą działać bezpiecznie i stabilnie w różnych warunkach pracy.

Obliczanie obciążenia koła dźwigu 

Obciążenie przenoszone przez koła dźwigu nie ma nic wspólnego z obciążeniem układu napędowego mechanizmu jezdnego i można je uzyskać bezpośrednio zgodnie z warunkami równowagi obciążenia zewnętrznego dźwigu. Obciążenie kół suwnicy pomostowej obejmuje maksymalne obciążenie kół i minimalne obciążenie kół. Maksymalne obciążenie kół suwnicy pomostowej to obciążenie kół dużego koła, gdy w pełni obciążony wózek znajduje się blisko położenia granicznego belki końcowej, a minimalne obciążenie kół to obciążenie kół dużego koła dużego koła jednego końca przęsła, gdy wózek jest rozładowany w środku przęsła.

Maksymalne obciążenie koła (pełne obciążenie) = (G-G1)/n + (Q+G1)*(L-L1)/n*L 

Minimalne obciążenie koła (bez obciążenia) = (G-G1)/n + G1*L1/n*L 

• G = całkowita masa dźwigu (wliczając wózek) (T) 
• G1 = masa wózka (T) 
• Q = znamionowy udźwig (T) 
• L = rozpiętość w m 
• n = liczba kół w dźwigu 
• L1 = minimalna odległość (w T) od osi haka do osi belki końcowej. Minimalna odległość od osi haka do osi belki końcowej (m) 

Wybór i weryfikacja kół dźwigowych 

Jak dobrać koła do obciążenia dźwigu i jak sprawdzić, czy koła mogą udźwignąć 

1. Określenie obciążenia obliczeniowego zmęczeniowego kół: 

Obciążenie zmęczeniowe PC kół można określić na podstawie maksymalnego i minimalnego nacisku na koła dźwigu, a wzór na obliczenie PC jest następujący:

• PC — obciążenie obliczeniowe zmęczeniowe koła (N); 
• P_maks — maksymalne ciśnienie w kołach (N) przy normalnej pracy dźwigu; 
• P_min — minimalne ciśnienie w kołach (N) przy normalnej pracy dźwigu; 
• Przy określaniu P_maks i P._minwspółczynniki obciążenia dynamicznego i współczynniki udarności mechanizmów podnoszących i roboczych przyjmuje się jako 1. 

W przypadku suwnicy pomostowej, gdy suwnica jezdna porusza się z obciążeniem znamionowym do pozycji granicznej po jednej stronie, nacisk dużego koła w pobliżu boku wózka wynosi P_maks; duży nacisk koła po stronie nieobciążonej, daleko od strony wózka, wynosi P_minW przypadku suwnicy pomostowej, gdy obciążenie znamionowe suwnicy jezdnej osiąga położenie graniczne po jednej stronie, nacisk koła w pobliżu boku wózka wynosi P_maks; ciśnienie koła odciążonego od strony wózka wynosi P_min.w przypadku żurawi wysięgnikowych nacisk koła pod wysięgnikiem o maksymalnej amplitudzie pełnego obciążenia wynosi P_maks; a ciśnienie koła pod wysięgnikiem o minimalnej amplitudzie bez obciążenia wynosi P_min.

2. Obliczanie wytrzymałości powierzchni tocznej koła na styk:

2.1 Dopuszczalne ciśnienie w kołach w przypadku styku liniowego:

P_C≤K₁×D×L×K₁×C₂

• P_C —- obciążenie obliczeniowe zmęczenia koła (N); 
• K₁ —– dopuszczalne stałe naprężenie stykowe linii (N/mm2) w zależności od materiału, wybranego zgodnie z tabelą 1; 
• D —– średnica koła (mm); 
• L—— efektywna długość styku koła i gąsienicy; 
• C₁—– współczynnik prędkości, dobrany zgodnie z tabelą 2; 
• C₂—– współczynnik poziomu roboczego, dobrany zgodnie z tabelą 3;

Zestawienie współczynników obliczeniowych (Tabela 1):

Notatki:

1. σ_B to wytrzymałość materiału na rozciąganie (N/mm²);

2. Koła stalowe powinny być generalnie poddawane obróbce cieplnej, twardość bieżnika powinna wynosić HB=300~380, a głębokość warstwy hartowniczej 15mm~20mm. Przy określaniu dopuszczalnej wartości σ_B stosuje się w przypadku, gdy materiał nie został poddany obróbce cieplnej;

3. Gdy materiał koła przyjmuje żeliwo sferoidalne; σ_B.≥500N/mm² materiał, k₁, K₂ wartość jest wybierana zgodnie z σ_B.=500N/mm².

Zestawienie współczynników obliczeniowych (Tabela 2):

Zestawienie współczynników obliczeniowych (Tabela 3):

2.2 Dopuszczalne ciśnienie w kołach w przypadku styku punktowego:

• P_C —- obciążenie obliczeniowe zmęczenia koła (N); 
• K₂ —– stała naprężenia punktowego dopuszczalnego dla danego materiału (N/mm2), wybrana zgodnie z tabelą 1; 
• R —– promień krzywizny, należy wziąć promień krzywizny koła i promień krzywizny toru o większej wartości (mm); 
• M —— przez górną powierzchnię toru i promień krzywizny koła o stosunku (r/R), zgodnie z wybraną tabelą 4; 
• C₁ —– Współczynnik prędkości, wybrany zgodnie z tabelą 3; 
• C₂ —– współczynnik poziomu roboczego, dobrany zgodnie z tabelą 4;

Zestawienie współczynników obliczeniowych (Tabela 4):

Notatki:

1. Wartości m oblicza się przez interpolację, gdy r/R jest inną wartością;

2. r jest małą wartością promienia krzywizny powierzchni styku

Powyższe obliczenia można wykorzystać do sprawdzenia poprawności weryfikacji kół o ustalonych średnicach, w celu określenia efektywnej maksymalnej nośności kół i racjonalności wymiarów (średnicy kół, wymiarów kół i dopasowania do toru itp.).

Tabela maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia w kołach dla zestawów kołowych dużych pojazdów:

Tabela maksymalnego dopuszczalnego nacisku na koła dla zestawów kołowych wózków jezdnych:

Uwaga: Wartość ta w tabeli została obliczona dla materiału koła: ZG310-570, HB320; jeżeli materiał koła to ZG50MnMo, oś koła to 45, HB = 228 ~ 255, maksymalne dopuszczalne ciśnienie w kole można zwiększyć o 20%; 

Q – udźwig dźwigu; 

G — nośność dźwigu.

Obliczanie obciążenia koła dźwigu to podstawowa praca mająca na celu zapewnienie bezpieczeństwa, stabilności i trwałości dźwigu. Dzięki dokładnemu obliczeniu obciążenia koła można zoptymalizować konstrukcję dźwigu, a także wybrać odpowiednie materiały i proces produkcyjny, co poprawi ogólną wydajność sprzętu. Podsumowując, obliczenie obciążenia koła dźwigu to złożony, ale kluczowy projekt, który musi zostać zrealizowany poprzez rygorystyczną analizę i obliczenia.

Ukryte zagrożenia wynikające z niespełniania norm przez koła dźwigowe 

Koła dźwigowe niespełniające norm będą miały poważny wpływ na wydajność, bezpieczeństwo i długoterminową eksploatację sprzętu, co objawia się w następujących aspektach: 

1. Zwiększone zagrożenia bezpieczeństwa

• Pęknięcie lub uszkodzenie koła: Jeśli materiał koła nie spełnia normy, może nie wytrzymać normalnego obciążenia dźwigu i jest podatny na pękanie lub poważne zużycie. Będzie to bezpośrednio zagrażać bezpieczeństwu operatora, szczególnie w przypadku dużego obciążenia lub szybkiej pracy, co może prowadzić do wypadków.
• Ugięcie lub wykolejenie toru: koła złej jakości mogą doprowadzić do słabego kontaktu między kołami a torem, co może spowodować ugięcie lub wykolejenie się dźwigu, zwiększając ryzyko wypadków.

2. Zwiększone zużycie i uszkodzenia

• Nierównomierne zużycie: Jeśli jakość kół nie spełnia normy, na ich powierzchniach mogą występować wady, takie jak nierównomierna twardość lub nierówna struktura, co prowadzi do nierównomiernego zużycia. To nierównomierne zużycie przyspiesza uszkodzenia kół i gąsienic oraz zwiększa koszty konserwacji.
• Nadmierne zużycie: koła niskiej jakości mogą zużywać się zbyt szybko podczas długotrwałego użytkowania, co prowadzi do zmiany wymiarów kół i ma wpływ na stabilność i dokładność działania dźwigu.

3. Wpływ na wydajność operacyjną

• Brak równowagi i wibracje: koła niskiej jakości mogą powodować nierównomierną pracę dźwigu, generując nadmierne wibracje i hałas, wpływając na wydajność operacyjną i komfort. Długotrwałe wibracje mogą również powodować uszkodzenia innych elementów mechanicznych (np. łożysk, silników itp.).
• Nierównomierny rozkład obciążenia: Problemy z jakością kół mogą prowadzić do nierównomiernego rozkładu obciążenia, zwłaszcza w przypadku dźwigów z wieloma konfiguracjami kół. Będzie to miało wpływ na ładowność i wydajność pracy sprzętu, co spowoduje, że dźwig nie będzie mógł działać wydajnie i stabilnie.

4. Skrócona żywotność sprzętu

• Wczesne starzenie się i awarie: Materiały i struktury kół poniżej standardu mogą powodować, że będą one bardziej podatne na zmęczenie, korozję i inne uszkodzenia, co skróci ogólną żywotność żurawia. Częstotliwość wymiany kół odpowiednio wzrośnie, co spowoduje dodatkowe koszty konserwacji.
• Przyspieszenie zużycia innych podzespołów: koła niskiej jakości mogą prowadzić do przedwczesnego zużycia innych ważnych podzespołów dźwigu (np. układu napędowego, układu szynowego, haków itp.), co zwiększy trudność i koszt konserwacji.

5. Zwiększ koszty konserwacji i eksploatacji

• Częste naprawy: koła niskiej jakości będą wymagały częstszych napraw, wymiany lub kalibracji sprzętu, co nie tylko zwiększa koszty operacyjne, ale może również prowadzić do dłuższych przestojów sprzętu, wpływając na wydajność.
• Wczesna wymiana: Koła niskiej jakości mogą nie wytrzymać długotrwałego, dużego obciążenia, co może skutkować koniecznością ich wczesnej wymiany, a co za tym idzie, wzrostem kosztów konserwacji i wymiany części.

6. Wpływ na ogólną stabilność systemu

• Uszkodzenie układu przeniesienia napędu: Problemy z jakością kół mogą prowadzić do nieprawidłowego działania układu przeniesienia napędu, np. przedwczesnego zużycia lub uszkodzenia silnika, reduktora i innych podzespołów, co z kolei może mieć wpływ na stabilność i sprawność całego układu dźwigowego.
• Uszkodzenie układu torowego: uderzenie kół o niskiej jakości w układ torowy może doprowadzić do uszkodzenia lub odkształcenia toru, co z kolei wpływa na stabilność sprzętu i może wymagać częstszych napraw i wymiany toru.

Środki zapobiegawcze:

• Ścisła kontrola jakości: upewnij się, że materiały i procesy produkcyjne kół spełniają standardy branżowe, wybieraj sprawdzonych dostawców wysokiej jakości oraz przeprowadzaj szczegółowe kontrole i testy.
• Regularne kontrole i konserwacja: Regularnie sprawdzaj koła dźwigu, aby wykryć potencjalne zużycie i pęknięcia, dzięki czemu będzie można przeprowadzić niezbędną konserwację lub wymianę.
• Rozsądny projekt i dobór: Wybierz koła o odpowiednich parametrach, zgodnie z warunkami pracy dźwigu, aby mieć pewność, że wytrzymają przewidywane obciążenie i środowisko pracy.

kryształowy

Ekspert OEM dźwigów

Dzięki 8-letniemu doświadczeniu w dostosowywaniu sprzętu dźwigowego pomogłem ponad 10 000 klientów w przypadku pytań i wątpliwości przedsprzedażowych. Jeśli masz jakiekolwiek powiązane potrzeby, skontaktuj się ze mną!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-mail: krystalli@kscranegroup.com