Smart och pålitlig beräkning av kranhjulslast: Bygg säkerhet, öka prestandan och få sinnesro

Datum: 25 juni 2025

Innehållsförteckning

Beräkning av kranhjulslast är ett viktigt steg i krandesign- och urvalsprocessen. Noggrann lastberäkning påverkar inte bara kranens säkerhet och tillförlitlighet direkt, utan relaterar också till utrustningens livslängd och underhållskostnader. I praktiken genereras hjullasten av de kombinerade effekterna av kranens egenvikt, vikten av den lyfta lasten, dynamiska belastningar och miljöfaktorer. För att utföra noggrann lastberäkning är det därför nödvändigt att ta hänsyn till kranens strukturella form, arbetsförhållanden och driftsätt samt andra faktorer för att säkerställa att hjulen kan fungera säkert och stabilt under olika arbetsförhållanden.

Beräkning av kranhjulslast

Lasten som bärs av kranens hjul har inget att göra med lasten på drivsystemet i löpmekanismen, och den kan erhållas direkt enligt jämviktsförhållandena för kranens yttre last. Hjullasten på en traverskran inkluderar maximal hjullast och minimal hjullast. Den maximala hjullasten på en traverskran är hjullasten på det stora hjulet när den fullt lastade vagnen är nära ändbalkens gränsläge, och den minsta hjullasten är hjullasten på det stora hjulet i ena änden av spännet när vagnen är avlastad mitt i spännet.

Maximal hjullast (full last) = (G-G1)/n + (Q+G1)*(L-L1)/n*L

Minsta hjullast (utan belastning) = (G-G1)/n + G1*L1/n*L

G = kranens totalvikt (inklusive löpvagn) (T)
G1 = vagnens vikt (T)
Q = nominell lyftkapacitet (T)
L = spann i m
n = antal hjul på kranen
L1 = minsta avstånd (i T) från krokens mittlinje till mittlinjen för Minsta avstånd från krokens mittlinje till ändbalkens mittlinje (m)

Val och verifiering av kranhjul

Hur man väljer hjul utifrån kranens last och hur man kontrollerar om hjulen klarar av att bära

1. Bestämning av utmattningsbelastningsberäkning för hjul:

Utmattningsbelastningen PC för hjul kan bestämmas av kranens maximala och minimala hjultryck, och formeln för att beräkna PC är följande:

PC — beräkning av hjulutmattningsbelastning (N);
P_max — maximalt hjultryck (N) när kranen arbetar normalt;
P_min — minsta hjultryck (N) när kranen arbetar normalt;
Vid bestämning av P_max och P_min, de dynamiska lastkoefficienterna och stötkoefficienterna för lyft- och manövermekanismerna antas vara 1.

För en traverskran, när vagnkranen körs med sin nominella last till gränsläget på ena sidan, är det stora hjultrycket nära vagnsidan P_max; det stora hjultrycket på den obelastade sidan långt från vagnsidan är P_minFör en traverskran, när löpkranens nominella last når gränsläget på ena sidan, är trycket på hjulet nära löpvagnssidan P_max; trycket på hjulet när det är avlastat bort från sidan av vagnsidan är P_minFör svängkranar är hjultrycket under bommen med maximal amplitud för full last P_max; och hjulets tryck under bommen med minsta amplitud utan belastning är P_min.

2. Beräkning av hjulets slitbanekontaktstyrka:

2.1 Tillåtet hjultryck för linjekontakt:

P_c≤K₁×D×L×C₁×C₂

P_C —- beräkning av hjulutmattningsbelastning (N);
K₁ —– tillåten kontaktspänningskonstant (N/mm2) relaterad till materialet, valt enligt tabell 1;
D —– hjuldiameter (mm);
L—— effektiv kontaktlängd mellan hjulet och spåret;
C₁—– hastighetskoefficient, vald enligt tabell 2;
C₂—– arbetsnivåkoefficient, vald enligt tabell 3;

Schema över beräkningsfaktorer (tabell 1):

σ_b	K₁	K₂
500	3.8	0.053
600	5.6	0.1
650	6.0	0.132
700	6.8	0.181
800	7.2	0.245

Tabell över koefficienter för beräkning av hjulets slitbanekontaktstyrka 1

Anmärkningar:

1. σ_bär materialets draghållfasthet (N/mm²);

2. Stålfälgar bör generellt sett värmebehandlas, slitbanans hårdhet rekommenderas till HB=300~380, och djupet på kylskiktet är 15mm~20mm. Vid bestämning av det tillåtna värdet används σ_b tas när materialet inte värmebehandlas;

3. När hjulmaterialet antar segjärn; σ_b.≥500N/mm² material, K₁, K₂ värdet väljs enligt σ_b.=500N/mm².

Schema över beräkningsfaktorer (tabell 2):

varvtal	C₁	varvtal	C₁	varvtal	C₁
min^-1	C₁	min^-1	C₁	min^-1	C₁
200	0.66	50	0.94	16	1.09
160	0.72	45	0.96	14	1.1
125	0.77	40	0.97	12.5	1.11
112	0.79	35.5	0.99	11.2	1.12
100	0.82	31.5	1.00	10	1.13
90	0.84	28	1.02	8	1.14
80	0.87	25	1.03	6.3	1.15
71	0.89	22.4	1.04	5.6	1.16
63	0.91	20	1.06	5	1.17
56	0.92	18	1.07

Tabell över koefficienter för beräkning av hjulets slitbanekontaktstyrka 2

Schema över beräkningsfaktorer (tabell 3):

Operativ organisation Arbetsnivå	C₂
M1~M3	1.25
M4	1.12
M5	1.00
M6	0.9
M7, M8	0.8

Tabell över koefficienter för beräkning av hjulets slitbanekontaktstyrka 3

2.2 Tillåtet hjultryck för punktkontakt:

P_C—- beräkning av hjulutmattningsbelastning (N);
K₂—– materialrelaterad tillåten punktkontaktspänningskonstant (N/mm2), vald enligt tabell 1;
R —– krökningsradie, ta hjulets krökningsradie och spårets krökningsradie med det större värdet (mm);
M —— av spårets ovansida och hjulets krökningsradie i förhållandet (r/R), enligt den valda tabell 4;
C₁—– Hastighetskoefficient, vald enligt tabell 3;
C₂—– arbetsnivåkoefficient, vald enligt tabell 4;

Schema över beräkningsfaktorer (tabell 4):

r/R	1.0	0.9	0.8	0.7	0.6	0.5	0.4	0.3
m	0.388	0.400	0.420	0.440	0.468	0.490	0.536	0.600

Tabell över koefficienter för beräkning av hjulets slitbanekontaktstyrka 4

Anmärkningar:

1. m-värden beräknas genom interpolering när r/R är något annat värde;

2. r är det lilla värdet på krökningsradien för kontaktytan

Ovanstående beräkningar kan användas för att verifiera verifieringen av hjul med inställda diametrar, i syfte att fastställa hjulens effektiva maximala bärförmåga och rimligheten i dimensionerna (hjulens diameter, hjulens dimensioner och spårets passform etc.).

Tabell för maximalt tillåtet hjultryck för hjulpar på stora fordon:

Hjuldiameter/mm	Järnvägsmodell	Arbetsnivå	Löphastighet/(m/min)
			Frågor/svar
			<60			60~90			>90~180
			1.1	0.5	0.15	1.1	0.5	0.15	1.1	0.5	0.15
500	P38	M1~M3	20.6	19.7	18	18.7	17.9	16.4	17.2	16.4	15
		M4, M5	17.2	16.4	15	15.6	15	13.7	14.4	13.7	12.5
		M6, M7	14.7	14.1	12.9	13.4	12.8	11.7	12.3	11.7	10.7
		M8	12.9	12.3	11.3	11.7	11.2	10.3	10.7	10.3	9.4
	QU70	M1~M3	26	24.3	22.7	23.6	22.6	20.6	21.7	20.7	19
		M4, M5	21.7	20.7	19	19.7	18.9	17.2	18.1	17.3	15.9
		M6, M7	18.6	17.7	16.2	16.9	16.2	14.7	15.5	14.8	13.6
		M8	16.3	15.5	14.2	14.8	14.1	12.9	13.6	12.9	11.6
600	P38P43	M1~M3	24.6	23.5	21.5	22.4	21.4	19.5	20.6	19.6	18
		M4, M5	20.6	19.6	18	19.7	17.8	16.3	17.2	16.4	15
		M6, M7	17.6	16.8	15.4	16	15.3	14	14.7	14	12.9
		M8	15.4	14.7	13.4	14	13.4	12.2	12.9	12.3	11.3
	QU70	M1~M3	32	30.5	27.9	29.2	27.8	25.4	26.7	25.5	23.3
		M4, M5	26.7	25.5	23.3	24.4	23.2	21.2	22.3	21.3	19.4
		M6, M7	22.9	21.8	19.9	20.9	19.9	18.1	19.1	18.2	16.7
		M8	20	19.1	17.4	18.3	17.4	15.8	16.7	15.9	14.0
700	P43	M1~M3	28	26.8	24.5	25.5	24.4	22.3	23.4	22.4	20.4
		M4, M5	23.4	22.4	20.4	21.3	20.4	18.6	19.5	18.7	17
		M6, M7	20	19.2	17.5	18.3	17.4	15.9	16.7	16	14.6
		M8	17.5	16.7	15.3	15.9	15.2	13.9	14.6	14	12.7
	QU70	M1~M3	38.6	36.8	33.6	35.2	33.5	30.6	32.2	30.7	28
		M4, M5	32.2	30.726	28	29.4	28	25.6	26.9	25.6	23.4
		M6, M7	27.6	3	24	25.2	24	21.9	23	22	20
		M8	24.2	23	21	22	21	19.1	20.1	19.2	17.5
800	QU70	M1~M3	43.7	41.7	38.1	39.8	38	34.7	36.4	34.8	31.8
		M4, M5	36.4	34.8	31.8	33.2	31.7	29	30.4	29	26.6
		M6, M7	31.2	29.8	27.2	28.4	27.2	24.8	26	24.9	22.7
		M8	27.3	26.1	23.8	24.9	23.8	21.7	22.8	21.8	19.8
900	QU80	M1~M3	50.5	48.1	44	46	43.7	40	42.2	40.2	36.8
		M4, M5	42.4	40.2	36.8	38.4	36.5	33.4	35.2	33.6	30.7
		M6, M7	36.1	34.4	31.5	32.9	31.2	28.6	30.2	28.8	26.3
		M8	31.6	30.1	27.5	28.8	27.3	25	26.4	25.1	23

Tabell över maximalt tillåtet hjultryck för hjulpar på stora fordon

Tabell för maximalt tillåtet hjultryck för vagnhjul:

Hjuldiameter/mm	Järnvägsmodell	Arbetsnivå	Löphastighet/(m/min)
			Frågor/svar
			<60		60~90		>90~180		>180
			≥1,6	0.9	≥1,6	0.9	≥1,6	0.9	≥1,6	0.9
250	P11	M1~M3	3.3	3.09	2.91	2.81	2.67	2.58	2.46	2.34
		M4, M5	2.67	2.58	2.43	2.34	2.23	2.15	2.5	1.98
		M6, M7	2.38	2.51	2.08	2.01	1.91	1.84	1.76	1.7
		M8	2	1.93	1.82	1.76	1.67	1.61	1.54	1.48
350	P18	M1~M3	4.18	4.03	3.8	3.66	3.49	3.36	3.22	3.1
		M4, M5	3.49	3.36	3.17	3.06	2.91	2.8	2.68	2.59
		M6, M7	2.99	2.88	2.72	2.62	2.5	2.4	3.2	2.22
		M8	2.61	2.52	2.38	2.29	2.18	2.1	2.01	1.94
	P24	M1~M3	14.1	13.5	12.8	12.3	11.8	11.3	10.9	10.4
		M4, M5	11.8	11.3	10.7	10.3	9.85	9.45	9.1	8.7
		M6, M7	10.1	9.65	9.15	8.8	8.45	8.1	7.8	7.45
		M8	8.8	8.45	8	7.7	7.4	7.06	6.8	6.5
400	P38	M1~M3	16	15.4	14.6	14	13.4	12.8	12.3	11.85
		M4, M5	13.4	15.8	12.2	11.7	11.2	10.7	10.3	9.9
		M6, M7	11.4	11	10.4	10	9.6	9.15	8.8	8.5
		M8	10	9.6	9.15	8.75	8.4	8	7.7	7.4
500	P43	M1~M3	19.8	19.1	18	17.4	16.5	15.9	15.2	14.7
		M4, M5	16.5	15.9	15	14.5	13.8	13.3	12.7	12.25
		M6, M7	14.15	13.7	12.9	12.45	11.8	11.4	10.9	10.5
		M8	12.4	11.9	11.25	10.9	10.3	9.95	9.5	9.2

Tabell över maximalt tillåtet hjultryck för vagnhjulsatser

Obs: Detta tabellvärde beräknas enligt hjulmaterialet: ZG310-570, HB320; om hjulmaterialet är ZG50MnMo, hjulaxeln är 45, HB = 228 ~ 255, kan det maximalt tillåtna hjultrycket ökas med 20%;

Q – kranens lyftkapacitet;

G — kranens dödvikt.

Beräkning av kranhjulslast är det grundläggande arbetet för att säkerställa kranens säkerhet, stabilitet och hållbarhet. Genom att noggrant beräkna hjullasten kan kranens design optimeras och lämpliga material och tillverkningsprocess väljas, vilket förbättrar utrustningens totala prestanda. Sammantaget är beräkning av kranhjulslast ett komplext men viktigt projekt som måste genomföras genom rigorös analys och beräkning.

Dolda faror med att kranhjul inte uppfyller standarden

Kranhjul som inte uppfyller standarden kommer att allvarligt påverka utrustningens prestanda, säkerhet och långsiktiga användning, vilket manifesteras i följande aspekter:

1. Ökade säkerhetsrisker

Hjulbrott eller fel: Om hjulmaterialet inte uppfyller standarden kanske det inte klarar kranens normala belastning och är benäget att gå sönder eller slitas allvarligt. Detta kommer att hota operatörens säkerhet direkt, särskilt vid hög belastning eller snabb drift, vilket kan leda till olyckor.
Spårböjning eller urspårning: undermåliga hjul kan leda till dålig kontakt mellan hjulen och spåret, vilket gör att kranen böjer sig eller spårar ur, vilket ökar risken för olyckor.

2. Ökat slitage och skador

Ojämnt slitage: Om hjulens kvalitet inte uppfyller standarden kan det finnas defekter på deras ytor, såsom ojämn hårdhet eller ojämn struktur, vilket leder till ojämnt slitage. Detta ojämna slitage påskyndar skador på hjul och band och ökar underhållskostnaderna.
Överdrivet slitage: Undermåliga hjul kan slitas ut för snabbt vid långvarig användning, vilket leder till förändringar i hjuldimensioner och påverkar kranens stabilitet och driftsnoggrannhet.

3. Påverkan på driftsresultatet

Obalans och vibrationer: hjul av undermålig kvalitet kan göra att kranen går ojämnt, vilket genererar överdrivna vibrationer och buller, vilket påverkar driftseffektiviteten och komforten. Långvariga vibrationer kan också orsaka skador på andra mekaniska komponenter (t.ex. lager, motorer etc.).
Ojämn lastfördelning: Kvalitetsproblem med hjulen kan leda till ojämn lastfördelning, särskilt på kranar med flera hjulkonfigurationer. Detta påverkar utrustningens lastkapacitet och arbetseffektivitet, vilket resulterar i att kranen inte kan arbeta effektivt och stabilt.

4. Minskad livslängd för utrustningen

Tidigt åldring och haveri: Undermåliga hjulmaterial och konstruktioner kan göra dem mer mottagliga för utmattning, korrosion och andra skador, vilket förkortar kranens totala livslängd. Frekvensen av hjulbyten kommer att öka i enlighet därmed, vilket resulterar i ytterligare underhållskostnader.
Accelererat slitage på andra komponenter: undermåliga hjul kan leda till för tidigt slitage på andra kritiska krankomponenter (t.ex. drivsystem, skensystem, krokar etc.), vilket ökar svårigheten och kostnaden för underhåll.

5. Öka underhålls- och driftskostnaderna

Täta reparationer: Undermåliga hjul leder till att utrustningen kräver tätare reparationer, utbyte eller kalibrering, vilket inte bara ökar driftskostnaderna utan också kan leda till ökad stilleståndstid för utrustningen, vilket påverkar produktiviteten.
Tidigt utbyte: Hjul av låg kvalitet kanske inte klarar av långsiktiga höga belastningskrav, vilket resulterar i behov av tidigt utbyte, vilket ökar underhålls- och reservdelskostnader.

6. Påverkan på den övergripande systemstabiliteten

Skador på transmissionssystemet: Kvalitetsproblem på hjulen kan leda till onormal drift av transmissionssystemet, såsom för tidigt slitage eller skador på motor, reduktionsväxel och andra komponenter, vilket påverkar hela kransystemets stabilitet och funktionsduglighet.
Skador på spårsystemet: påverkan av undermåliga hjul på spårsystemet kan leda till skador eller deformation av spåret, vilket i sin tur påverkar utrustningens stabilitet och kan kräva mer frekvent reparation och utbyte av spåret.

Förebyggande åtgärder:

Strikt kvalitetskontroll: Säkerställ att hjulmaterial och produktionsprocesser uppfyller branschstandarder, välj pålitliga kvalitetsleverantörer och utför detaljerade inspektioner och tester.
Regelbunden inspektion och underhåll: Kontrollera kranhjulen regelbundet för att upptäcka eventuellt slitage och sprickor i tid för nödvändigt underhåll och utbyte.
Rimlig design och val: Välj hjul med lämpliga specifikationer beroende på kranens arbetsförhållanden för att säkerställa att de kan motstå den förväntade belastningen och arbetsmiljön.

krystal

Kran OEM expert

Med 8 års erfarenhet av att skräddarsy lyftutrustning, hjälpte 10 000+ kunder med deras frågor och funderingar före försäljningen, om du har några relaterade behov är du välkommen att kontakta mig!

WhatsApp: +86 199 1373 9708

E-post: krystalli@kscranegroup.com

TAGGAR: Beräkning av kranhjulslast