Cálculo inteligente e confiável da carga da roda do guindaste: crie segurança, aumente o desempenho e ganhe tranquilidade

O cálculo da carga das rodas do guindaste é uma etapa fundamental no processo de projeto e seleção do guindaste. O cálculo preciso da carga não afeta diretamente apenas a segurança e a confiabilidade do guindaste, mas também a vida útil do equipamento e os custos de manutenção. Na prática, a carga das rodas é gerada pelos efeitos combinados do peso próprio do guindaste, do peso da carga içada, das cargas dinâmicas e de fatores ambientais. Portanto, para realizar um cálculo preciso da carga, é necessário levar em consideração a forma estrutural do guindaste, as condições e o modo de operação, além de outros fatores, para garantir que as rodas possam operar com segurança e estabilidade em diversas condições de trabalho.

Cálculo da carga da roda do guindaste 

A carga suportada pelas rodas do guindaste não tem relação com a carga do sistema de acionamento do mecanismo de movimentação, podendo ser obtida diretamente de acordo com as condições de equilíbrio da carga externa do guindaste. A carga da roda da ponte rolante inclui a carga máxima e a carga mínima. A carga máxima da roda da ponte rolante é a carga da roda grande quando o carrinho totalmente carregado está próximo da posição limite da longarina, e a carga mínima é a carga da roda grande em uma das extremidades do vão quando o carrinho é descarregado no meio do vão.

Carga máxima da roda (carga total) = (G-G1)/n + (Q+G1)*(L-L1)/n*L 

Carga mínima da roda (sem carga) = (G-G1)/n + G1*L1/n*L 

• G = peso total do guindaste (incluindo carrinho) (T) 
• G1 = peso do carrinho (T) 
• Q = capacidade de elevação nominal (T) 
• L = vão em m 
• n = número de rodas no guindaste 
• L1 = distância mínima (em T) da linha central do gancho até a linha central da viga final (m) 

Seleção e verificação de rodas de guindaste 

Como selecionar rodas de acordo com a carga do guindaste e como verificar se as rodas podem transportar 

1. Determinação da Carga de Cálculo de Fadiga das Rodas: 

A carga de cálculo de fadiga PC das rodas pode ser determinada pela pressão máxima e mínima da roda do guindaste, e a fórmula para calcular PC é a seguinte:

• PC — carga de cálculo de fadiga da roda (N); 
• P_máx. — pressão máxima da roda (N) quando o guindaste está funcionando normalmente; 
• P_min — pressão mínima da roda (N) quando o guindaste estiver funcionando normalmente; 
• Na determinação de P_máx. e P_min, os coeficientes de carga dinâmica e os coeficientes de impacto dos mecanismos de elevação e operação são considerados como 1. 

Para ponte rolante, quando o carrinho de guindaste está operando com sua carga nominal na posição limite de um lado, a grande pressão da roda próxima ao lado do carrinho é P_máx.; a grande pressão da roda no lado descarregado, longe do lado do carrinho, é P_min. Para ponte rolante, quando a carga nominal do carrinho de ponte rolante atinge a posição limite de um lado, a pressão da roda próxima ao lado do carrinho é P_máx.; a pressão da roda descarregada para longe do lado do carrinho é P_min. para guindastes de lança, a pressão da roda sob a lança da amplitude máxima da carga total é P_máx.; e a pressão da roda sob a lança da amplitude mínima do vazio é P_min.

2. Cálculo da resistência de contato da banda de rodagem:

2.1 Pressão permitida da roda para contato com a linha:

P_c≤K₁×P×C×C₁×C₂

• P_C —- carga de cálculo de fadiga da roda (N); 
• K₁ —– constante de tensão de contato de linha admissível (N/mm2) relacionada ao material, selecionada conforme Tabela 1; 
• D —– diâmetro da roda (mm); 
• L—— comprimento efetivo de contato da roda e da esteira; 
• C₁—– coeficiente de velocidade, selecionado conforme Tabela 2; 
• C₂—– coeficiente de nível de trabalho, selecionado conforme Tabela 3;

Cronograma de fatores de cálculo (Tabela 1):

Notas:

1. σ_b é a resistência à tração do material (N/mm²);

2. As rodas de aço geralmente devem ser tratadas termicamente, a dureza da banda de rodagem recomendada é HB = 300 ~ 380 e a profundidade da camada de têmpera é de 15 mm a 20 mm. Para determinar o valor permitido, σ_b é tomada quando o material não é tratado termicamente;

3. Quando o material da roda adota ferro dúctil; σ_b.≥500N/mm² material, K₁, K₂ o valor é selecionado de acordo com σ_b.=500N/mm².

Cronograma de fatores de cálculo (Tabela 2):

Cronograma de fatores de cálculo (Tabela 3):

2.2 Pressão permitida da roda para contato pontual:

• P_C —- carga de cálculo de fadiga da roda (N); 
• K₂ —– constante de tensão de contato pontual permitida relacionada ao material (N/mm2), selecionada de acordo com a Tabela 1; 
• R —– raio de curvatura, tome o raio de curvatura da roda e o raio de curvatura da pista do maior valor (mm); 
• M —— pela superfície superior da pista e o raio de curvatura da roda da razão (r/R), conforme Tabela 4 selecionada; 
• C₁ —– Coeficiente de velocidade, selecionado conforme Tabela 3; 
• C₂ —– coeficiente de nível de trabalho, selecionado conforme Tabela 4;

Cronograma de fatores de cálculo (Tabela 4):

Notas:

1. Os valores de m são calculados por interpolação quando r/R é algum outro valor;

2. r é o pequeno valor do raio de curvatura da superfície de contato

Os cálculos acima podem ser usados para verificar a verificação de rodas com diâmetros definidos, a fim de determinar a capacidade máxima efetiva de carga das rodas e a razoabilidade das dimensões (diâmetro das rodas, dimensões das rodas e ajuste da esteira, etc.).

Tabela de pressão máxima permitida para rodas de veículos grandes:

Tabela de pressão máxima permitida para rodas de carrinhos:

Nota: Este valor de tabela é calculado de acordo com o material da roda: ZG310-570, HB320; se o material da roda for ZG50MnMo, eixo da roda com 45, HB = 228 ~ 255, a pressão máxima permitida da roda pode ser aumentada em 20%; 

Q – capacidade de elevação do guindaste; 

G — peso morto do guindaste.

O cálculo da carga da roda do guindaste é o trabalho básico para garantir a segurança, estabilidade e durabilidade do guindaste. Ao calcular com precisão a carga da roda, o projeto do guindaste pode ser otimizado e os materiais e processos de fabricação adequados podem ser selecionados, melhorando assim o desempenho geral do equipamento. Em conjunto, o cálculo da carga da roda do guindaste é um projeto complexo, mas vital, que deve ser realizado por meio de análises e cálculos rigorosos.

Perigos ocultos de rodas de guindaste que não atendem ao padrão 

Rodas de guindaste que não atendem ao padrão causarão sérios impactos no desempenho, na segurança e no uso a longo prazo do equipamento, o que se manifesta nos seguintes aspectos: 

1. Aumento dos riscos de segurança

• Quebra ou falha da roda: Se o material da roda não atender aos padrões, ela pode não suportar a carga normal do guindaste e está sujeita a quebras ou desgaste severo. Isso ameaça diretamente a segurança do operador, especialmente em caso de carga elevada ou operação rápida, o que pode levar a acidentes.
• Desvio ou descarrilamento da via: rodas de baixa qualidade podem causar mau contato entre as rodas e a via, fazendo com que o guindaste desvie ou descarrile, aumentando o risco de acidentes.

2. Aumento do desgaste e dos danos

• Desgaste irregular: Se a qualidade das rodas não atender aos padrões, podem ocorrer defeitos em suas superfícies, como dureza irregular ou estrutura irregular, resultando em desgaste irregular. Esse desgaste irregular acelera os danos às rodas e esteiras e aumenta os custos de manutenção.
• Desgaste excessivo: rodas abaixo do padrão podem se desgastar muito rápido durante o uso prolongado, causando alterações nas dimensões das rodas e afetando a estabilidade e a precisão operacional do guindaste.

3. Afetando o desempenho operacional

• Desequilíbrio e vibração: rodas de baixa qualidade podem fazer com que o guindaste funcione de forma irregular, gerando vibração e ruído excessivos, afetando a eficiência operacional e o conforto. A vibração prolongada também pode causar danos a outros componentes mecânicos (por exemplo, rolamentos, motores, etc.).
• Distribuição desigual da carga: Problemas de qualidade com as rodas podem levar à distribuição desigual da carga, especialmente em guindastes com múltiplas configurações de rodas. Isso afetará a capacidade de carga e a eficiência operacional do equipamento, fazendo com que o guindaste não consiga operar de forma eficiente e estável.

4. Redução da vida útil do equipamento

• Envelhecimento precoce e falhas: Materiais e estruturas de rodas abaixo do padrão podem torná-las mais suscetíveis à fadiga, corrosão e outros danos, reduzindo assim a vida útil geral do guindaste. A frequência de substituição das rodas aumentará proporcionalmente, resultando em custos adicionais de manutenção.
• Aceleração do desgaste de outros componentes: rodas abaixo do padrão podem levar ao desgaste prematuro de outros componentes críticos do guindaste (por exemplo, sistema de transmissão, sistema de trilhos, ganchos, etc.), o que aumentará a dificuldade e o custo da manutenção.

5. Aumentar os custos de manutenção e operação

• Reparos frequentes: rodas abaixo do padrão farão com que o equipamento precise de reparos, substituições ou calibrações mais frequentes, o que não só aumenta os custos operacionais, mas também pode levar a um maior tempo de inatividade do equipamento, afetando a produtividade.
• Substituição antecipada: rodas de baixa qualidade podem não ser capazes de suportar altas demandas de carga a longo prazo, resultando na necessidade de substituição antecipada, aumentando os custos de manutenção e substituição de peças.

6. Impacto na estabilidade geral do sistema

• Danos ao sistema de transmissão: Problemas de qualidade das rodas podem levar à operação anormal do sistema de transmissão, como desgaste prematuro ou danos ao motor, redutor e outros componentes, afetando assim a estabilidade e a operabilidade de todo o sistema do guindaste.
• Danos no sistema de esteiras: o impacto de rodas de baixa qualidade no sistema de esteiras pode causar danos ou deformações na esteira, o que, por sua vez, afeta a estabilidade do equipamento e pode exigir reparos e substituições mais frequentes.

Medidas preventivas:

• Controle de qualidade rigoroso: garanta que os materiais das rodas e os processos de produção estejam em conformidade com os padrões da indústria, selecione fornecedores de qualidade confiáveis e conduza inspeções e testes detalhados.
• Inspeção e manutenção regulares: inspecione regularmente as rodas do guindaste para detectar possíveis desgastes e rachaduras a tempo para manutenção e substituição necessárias.
• Design e seleção razoáveis: selecione rodas com especificações apropriadas de acordo com as condições de trabalho do guindaste para garantir que elas possam suportar a carga e o ambiente de trabalho esperados.

Cristal

Especialista OEM em guindastes

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