По форме обода колеса подразделяются на цилиндрические и конические; по числу реборд — на одноребордные, двухребордные и безребордные.

Колеса, соединенные с механизмом передвижения крана или тележки, называются приводными или ведущими, остальные колеса являются ведомыми. Приводными обычно выполняется половина всех колес крана.

Колеса с коническим ободом применяются на кранах, передвигающихся по криволинейным участкам пути, и в качестве ведущих колес мостовых кранов с центральным приводом. В этом случае следует применять подкрановые рельсы типа KP и Р, имеющие скругленную головку. При наличии колес с коническим ободом уменьшается сопротивление передвижению мостового крана по рельсовым путям, легче происходит выравнивание возникающих перекосов крана. Уклон конической ходовой поверхности колеса принимается равным 1:20.

Ширина поверхности катания двухребордного колеса крана принимается на 30—40 мм более ширины головки рельса, а для колес крановых тележек на 15— 20 мм, чем обеспечивается нормальная проходимость кранов и их тележек при недостаточно точно уложенных рельсах. Диаметры и другие основные размеры крановых колес принимаются по ГОСТ 3569—74; конструкция колес не стандартизирована. Крановые колеса устанавливаются на подшипниках качения (шариковых или роликовых) с установкой на неподвижной оси или на валах с размещением последних в буксах, прикрепленных болтами к конструкции опорных узлов крана.

При наличии на кране восьми и более колес они могут быть попарно или более собраны в тележку, шарнирно присоединенную к ходовой раме или другой опорной конструкции крана. Шарнирное присоединение ходовой тележки к конструкции крана производится для равномерного распределения нагрузки по всем колесам.

Одноребордные колеса разрешается применять в следующих случаях:

• если ширина колеи пути наземных кранов не превышает 4 м и обе нитки пути лежат на одном уровне (портальные и железнодорожные краны). Колеса башенных кранов должны быть двухребордными независимо от ширины колеи;
• если наземные краны передвигаются каждой стороной по двум рельсам при соблюдении условия, что расположение реборд колес на одном рельсе противоположно расположению реборд колес на другом рельсе. Сдвоенные рельсы могут применяться для путей мостовых перегружателей и других кранов с целью уменьшения нагрузки на рельс;
• у опорных и подвесных грузовых тележек кранов мостового типа;
• у подвесных тележек, передвигающихся по однорельсовому пути. При одноребордных колесах у опорных кранов ширина обода за вычетом реборды должна превышать ширину головки рельса не менее чем на 30 мм.

Применение безребордных колес допускается на мостовых кранах и передвижных консольных при наличии устройств, исключающих сход колес с рельсов. Такими устройствами у колес мостовых кранов являются боковые направляющие ролики, устанавливаемые с двух сторон балансирной крановой тележки на специальных приливах ее корпуса. Эти ролики, смонтированные на подшипниках качения, выполняют роль реборды, но с меньшей потерей на трение.

Ходовые колеса бракуются при наличии лысок на ходовой поверхности, трещин или отколов на ребордах, трещин в диске или отогнутых реборд. Колеса должны быть также заменены при износе реборд, достигшем 50—60% первоначальной их толщины, или при износе поверхности катания более 15—20% первоначальной толщины обода.

Вытянутые и изогнутые болты, крепящие зубчатые венцы к ходовым колесам, подлежат замене, а разработанные отверстия — восстановлению. Суммарная площадь местных повреждений центрирующего буртика ходовых колес не должна превышать 5% рабочей поверхности.

Укладка под подошвы рельсов прорезиненной транспортерной ленты обеспечивает плавное перемещение крана по рельсам и местам их стыковки я уменьшает износ ходовых колес от динамических нагрузок. Ускоренный износ ходовых колес мостовых кранов с раздельным проводом вызывает неправильная регулировка тормозов механизмов передвижения, что приводит к перекосам его во время пуска и торможения крана и нарушению размеров в устройстве подкрановых путей.

Основные типоразмеры крановых колес

Наименование	D, мм	B, мм	B1, мм	L, мм	d, мм
К2Р - 200х60	200	50	80	80	50
К2Р - 250	250	60	100	100	60
К2Р - 320х80	320	80	100-120	120	70
К2Р - 400х100	400	100	150	150-140	95
К2Р - 500х100	500	100	150-160	150	115
К2Р - 500х100	500	100	150	200	240
К2Р - 600х100	600	90-100	150	150	130
К2Р - 710х100	710	100	150-200	150-200	130-145
К2Р- 710х110	710	110-130	200-220	200-220	130-145
К2Р-700х150	700	150	200-220	200-220	145-190
К2Р - 800х110	800	110-130	170-220	150-170	155
К2Р - 900х120	900	120

Несмотря на ограничения, оговоренные в ГОСТ 27584-88 «Краны мостовые и козловые электрические», ИСО 8306 «Краны мостовые и козловые. Допуски на краны и пути» и ГОСТ 28648-90 «Колёса крановые. Технические условия», количество типов кранов и вариантов технических решений узлов, особенно колёс, насчитывает сотни наименований.

Каждый краностроительный завод работает по собственным нормалям. Унифицировать детали и узлы кранов не удается, поэтому каждое предприятие, эксплуатирующее краны, решает проблему запасных частей самостоятельно, восстанавливая изношенные поверхности наплавкой или изготавливая новые колёса силами ремонтных служб.

Сравнительная стоимость восстановления колеса крана по сравнению со стоимостью нового составляет:

- по колесу диаметром 800 мм ремонт одной реборды 22%, поверхности катания 44%, поверхности катания и двух реборд 62…75%.
- по колесу диаметром 900 мм ремонт двух реборд 22…36%, поверхности катания и двух реборд 45…50%.

Реборды подвергаются ремонту наплавкой до 4 раз, а поверхности катания дважды, что ограничивается появлением циклических трещин в металле колёс.

Согласно СНиП 111-18-75 для путей мостовых кранов смещение рельса относительно оси стенки не должно превышать 15…20 мм, т.е. непараллельность осей рельсов должна быть в этих пределах. Взаимное смещение торцов стыкуемых рельсов в плане и по высоте 2…3 мм. Зазоры в стыках рельсов не более 4 мм. Отклонение рельсов от прямой линии на базе 10 м (кривизна) не более 15…20 мм.

Согласно норм Госгортехнадзора 0.51 износ рельса по поверхности качения допускается 4…8 мм, по боковым поверхностям головки рельса 10 мм (по 5 мм с каждой стороны). Эти допуски предопределяют ширину колеса между ребордами, которую можно уменьшить, если конструкция колеса позволяет самоустанавливаться относительно положения рельса.

Основными причинами износа подкранового пути являются:

- недостаточная жесткость фермы моста;
- неправильно подобранный профиль беговой дорожки и реборд ходовых колёс крана;
- конструкция и тип подкрановой балки;
- напряжения, вызываемые нагрузками в элементах подкранового пути, выше, чем допускают выбранные материалы;
- низкое качество слесарно-сборочных работ и строительно-монтажных работ при сооружении подкранового пути и монтажа крана;
- неисправности в механизме передвижения моста крана и элементах подкранового пути;
- количество, грузоподъёмность и режимы работы кранов, работающих на одном пути;
- нарушение правил технической эксплуатации кранов;
- одновременное сочетание перечисленных выше факторов ускоряет износ.

Все случаи разрушения подкранового пути можно разделить на две группы.

К первой группе относятся случаи выхода из строя подкрановых путей вследствие естественного износа в течение установленного срока службы,

ко второй группе - все виды преждевременного разрушения любого из их элементов под действием неучтённых проектом факторов.

Основные виды разрушений (износов) элементов подкранового пути:

- все виды разрушения подкранового рельса;
- разрушения деталей крепления рельса;
- элементов конструкции постели подкранового пути;
- элементов крепления постели подкранового пути к балкам;
- верхней плоскости подкрановой балки;
- разрушения поверхности опор подкрановой балки;
- осадка колонн здания цеха.

Чаще всего встречающиеся виды разрушения подкранового рельса - срезание боковых граней рельса в результате перекоса ходовых колёс фермы и моста или местного или общего сужения (расширения) расстояния между осями подкранового рельса. При движении крана вследствие недостаточной жесткости фермы моста и отсутствия разбега ходовых колёс одна сторона моста забегает вперёд, реборды ходовых колёс, упираясь в боковую грань подкранового рельса, срезают стружку. При большом износе кран сходит с рельсов. Большие усилия, возникающие при заклинивании моста, не только останавливают кран, но и разрушают крепления подкранового пути, что требует проведения длительного и дорогостоящего ремонта. Как правило, во время ремонта усиливают жесткость фермы крана путём приварки раскосов к ферме и стенкам поперечной балки, меняют типовые (проектные) ходовые колёса на колёса с ровным профилем реборд повышенной высоты, применяют в дальнейшем систематически смазку боковых граней рельсов. Последнее не всегда приемлемо, т.к. попадание смазки на катающую поверхность колеса и рельса снижает трение, порождая режимы буксования и юза.

Срезание боковых граней рельсов происходит также в результате перекоса валов (осей) ходовых колёс или из-за сужения расстояния между осями ходовых колёс в одной половине фермы моста крана.

В местах стыка рельсов срезание боковых граней и износ поверхности качения наиболее интенсивные из-за дополнительного действия ударных нагрузок.

Прогибы рельсов и проскальзывание колёс вызывают волнообразный износ и образование выбоин на верхней рабочей плоскости рельсов.

Вследствие действия знакопеременных нагрузок в рельсах со временем образуются усталостные трещины, что приводит к поперечным разрушениям, а остаточные напряжения и дефекты приварки рельсов в местах их крепления в виде концентраторов напряжений приводят к внезапному разрушению рельсов с непредсказуемыми последствиями.

Установка непроектного типа рельсов и вида крепления, некондиционных кусков рельсов, большие зазоры в стыках и несоосность (более 5 мм) при ремонтах подкрановых путей зачастую приводят к авариям.

Указанные причины сокращают срок службы рельсового пути с проектных 8 лет (в среднем) до капитального ремонта - до 2…3 лет.

Срок службы рельсового пути сокращается также, в результате несоответствия марок стали и твёрдости беговой дорожки и реборд крановых колёс по сравнению с твёрдостью подкрановых рельсов.

В результате неравномерности износа колёс появляется значительная разница в диаметрах колёс на разных сторонах моста, что приводит к перекосам моста и интенсивному износу реборд колёс и боковых граней рельсов.

Очень существенное влияние на износ подкранового пути и реборд колёс оказывает монтажный перекос ходовых колёс относительно друг друга и рельсов.

Наиболее часто встречающиеся сочетания перекосов следующие:

- оба колеса имеют перекос относительно рельса в одну сторону;
- одно колесо имеет перекос, второе, расположенное на другом конце трансмиссионного вала, установлено правильно;
- оба ведущих колеса имеют перекос в разные стороны внутрь относительно рельсов;
- оба ведущих колеса имеют перекос в разные стороны наружу относительно рельсов.

Все случаи перекоса колёс приводят к возникновению изгибающих, растягивающих и сжимающих напряжений в ферме моста и пропорциональным деформациям металлоконструкций крана в зависимости от сочетания этих напряжений. В конечном счёте, все деформации моста в упругих пределах сосредотачиваются и проявляют своё действие в местах контакта колёс с рельсами, в результате чего все колёса крана (4 или 8) работают под разными нагрузками и в разных условиях. Чем больше базовая длина моста, тем больший уровень деформаций и неравномерность нагрузки колёс, кроме того, весьма существенную роль играет положение тележки с грузом и чем ближе тележка к оси колонн, тем перекосы крана и износ выше.

Анализ разных источников информации позволяет сделать вывод о том, что интенсивность износа пары рельс-колесо преобладает от действия поперечного скольжения, а продольное качение приводит к интенсивному износу только в режимах пробуксовки и юза. Износ колес и рельсов от действия ударных нагрузок наиболее интенсивен.

Точность установки крановых колёс на осях, параллельность самих осей относительно друг друга и корпуса моста, параллельность и разновысотность рельсов, их кривизна и состояние требуют недостижимой на практике идеальности, поэтому проектные (расчётные) сроки службы кранов и их узлов значительно отличаются от реальных. В монографии А. И. Кириченко «Подкрановые пути» указано, что в случае отклонений крана от оси рельсового пути на угол более 1"43"" будет иметь место поперечное скольжение колёс по рельсам. Поэтому наиболее рациональное решение проблемы просматривается в создании и применении самоустанавливающихся относительно рельсов крановых колёс.

Допуски на установку ходовых колёс мостовых кранов регламентированы ГОСТ 24378-80 и составляют: отклонение от вертикальной плоскости торцевых поверхностей колёс и от общей плоскости торцов колёс концевой балки или балансира не более 0,002D, где D - диаметр колеса по гребням реборд; отклонение от параллельности общих плоскостей колёс при пролёте путей, не превышающем 22,5 м, не более 5 мм, при пролёте свыше 22,5 м - не более 8 мм; отклонение длины базы крана - не более 5 мм; отклонение от вертикали торцевых поверхностей колёс f = 2/1000D.

Основные размерные соотношения крановых колёс оговорены в ГОСТ 3569-74, а технические условия в ГОСТ 28648-90.

В монографии М. М. Гохберга «Металлические конструкции подъёмно-транспортных машин» приведена методика расчёта боковых сил действующих на реборды колёс при трении о боковины головок рельсов. В среднем величина боковых сил равна 0,1 от вертикального усилия на колесо, максимальная 0,15. Эти силы перпендикулярны к направлению движения реборды ходового колеса и могут быть направлены как внутрь, так и наружу пролёта.

Современным методом расчёта ходовых колёс является расчёт по ОСТ 24.090.44-82, учитывающий объёмное напряжение в зоне контакта колеса с рельсом и число оборотов колеса за срок его службы (усреднено 10000 оборотов). Диаметр колеса и тип рельса выбираются в зависимости от максимальной статической нагрузки на колесо (200…1000 кН), т.е. пропорционально грузоподъёмности крана с учётом его быстроходности (1,0…3,0 м/с).

Так как рельсовый путь является более дорогостоящим сооружением, а требования к рельсам более жесткие, то колесо должно иметь более низкие служебные свойства, т.е. изготавливаться из более дешевых марок стали или из чугуна с уровнем твёрдости после термообработки в пределах 190…350 НВ и уровнем допускаемых расчётных напряжений 600…900 МПа.

То есть - колёса рассматриваются как запасные части к кранам .

В странах СНГ колёса изготавливают из штампованных заготовок 65Г, поковок стали 45, 50, 75 и 65Г, проката стали 75 и 65Г, отливок из стали 55 и 35ГЛ.

Канов Г.Л.

Изготовление запасных частей к кранам не требует оформления специальных разрешений в государственных органах, и колёса крановые выпускаются нашим предприятием «Современная Механика» по рабочим чертежам, разработанным проектно-конструкторским бюро или по чертежам заказчика.

• < Prev
• Next >

Колеса бывают двухребордные, одноребордные и безребордные. Под ребордой хо­дового кранового колеса понимают приподнятый край обода, нап­равляющий колесо при движении по рельсу. Диаметры колес в зависимости от грузоподъемности, скорости движения и других параметров крана находятся в пределах 160-1000 мм.

Рисунок 3 – Конструкции ходовых колес.

Как правило, ходовые колеса кранов изготовляют двухребордными. Одноребордные ходовые колеса применяют в опорных и под­весных тележках кранов мостового типа и подвесных тележках, передвигающихся по однорельсовому пути (монорельсу). Кроме направления движения колес и предотвращения схода их с рельсов реборды воспринимают горизонтальные поперечные силы, возни­кающие при передвижении крана.

Наибольшее распространение получила установка колес на угловых буксах. Буксы закрепляют болтами на раме тележки, концевой балке или балансире. От смещения при работе крана буксы удерживают платики, приваренные к металлоконст­рукции или балансиру и взаимодействующие с пазами в буксах. Такая фиксация установки обеспечивает взаимозаменяемость букс и сокращает трудоемкость при замене колес за счет исключения времени на выверку их положения. При использовании безребордных колес (главным образом в мостовых и передвижных консоль­ных кранах) функции реборд выполняют дополнительные горизон­тальные ролики.

Износ крановых колес происходит от трения реборд о головки рельсов при движении крана с перекосом, при нарушении правиль­ности расположения колес в плане (перекос), взаимодействии с изношенными деформированными рельсами и др. Существенно влияет на интенсивность изна­шивания колеса профиль его обода. При наличии радиусных переходов от беговой дорожки к ребордам износ уменьша­ется.

Приводные ходовые колеса закрепляют на валах с по­мощью шпонок, холостые хо­довые колеса - на вращаю­щихся осях без шпонок, а гори­зонтальные ролики - на не­подвижных осях в подшипни­ках. Для обеспечения правиль­ности монтажа и удобства за­мены при эксплуатации колеса, закрепленные на валах, монти­руют на сферических подшип­никах в буксах.

По форме поверхности катания ходовые колеса подразделяются на:

• цилиндрические,
• конические
• бочкообразные.

Цилиндрические крановые колеса имеют преимущественное применение для тележек и мостов кранов. Однако при движении моста крана с неизбежными перекосами относительно подкрановых путей приводные цилиндрические колеса не способствуют центрированию его хода, а их реборды, все время набегая на головку рельса, повышают сопротивление передвижению и подвергаются быстрому износу.

Рисунок 3 –Цилиндрические крановое колеса

Двухребордные ходовые крановые колеса

Для плавного передвижения мостового, козлового, башенного или консольного крана, а также мостового перегружателя используются одно- (К1Р), двух- (К2Р) и безребордные с цилиндрическим ободом ходовые колеса. Они различаются типоразмерами и количеством реборд (выносных ободов).

Колеса крановые Одноребордное и Духребордное

Колесо крановое применяется в козловых, мостовых и башенных кранах. Крановые колеса являются основными деталями, которые подвержены быстрому износу в процессе интенсивной эксплуатации крана. Подлежат замене при износе беговой дорожки более 1%.

По конструкции различают:

• Одноребордные колеса крановые типа К1Р по ГОСТ 28648-90;
• Духребордные колеса крановые типа К2Р по ГОСТ 28648-90.

Колесо крановое одноребордное диаметром D=300 мм: колесо К1Р – 300ГОСТ 28648-90

Колесо крановое двухребордное диаметром D=300 мм, шириной поверхности катания

B=120 мм: колесо крановое К2Р – 300х120 ГОСТ 28648-90

Одноребордные колеса могут применяться в следующих случаях:

• если ширина колеи пути наземных кранов не превышает 4м и обе нитки пути лежат на одном уровне;
• если наземные краны передвигаются каждой стороной по двум рельсам при условии, что расположение реборд колес на одном рельсе противоположно расположению реборд на другом рельсе;
• у опорных и подвесных тележек крановомостового типа;
• у подвесных тележек, передвигающихся по однорельсовому пути.

При одноребордных ходовых колесах у опорных кранов ширина обода за вычетом реборды должна превышать ширину головки рельса не менее чем на 30 мм.

Ходовые колеса рельсовых башенных кранов должны быть двухребордными независимо от ширины колеи.

Крановые одноребордные колеса используются для перемещения ПТМ по рельсам и полкам прокатных балок используемых в качестве направляющего пути.

Одноребордные колеса применяются преимущественно в грузовых тележках.

Особенности конструкции двухребордных колес

У наиболее востребованных на сегодняшний день крановых двухребордных колес имеются два боковых выноса. Диаметр их поверхности катания варьируется в диапазоне от 200 до 1000 мм, а ширина – в пределах от 90 до 250 мм. Колеса подобного типа являются более предпочтительными, чем одноребордные. Особенно часто они применяются при ширине колеи более 4 метров, либо в тех случаях, когда важна точность управления краном (например, при работе на местности со сложным рельефом или подъеме/опускании тяжелых грузов).

Технология изготовления крановых колес

Изготовление кранового колеса к2р регламентировано действующим в России государственным стандартом 28648-90. Для производства этого изделия применяется регламентируемая ГОСТом высокопрочная пружинно-рессорная сталь марки 65Г.

Поверхность колеса глубиной до 40 мм проходит сорбитизацию (дополнительную закалку), за счет чего прочностные свойства изделия существенно повышаются.

Крановые ходовые колеса изготавливаются из кованных и штампованных заготовок (поковок, штамповок). Ковка является универсальной технологией, хотя и связана с большим объемом механической обработки заготовки.

Литьевые технологии по изготовлению заготовки для колеса кранового применяется в тех случаях, когда ходовые колеса кранов имеют ребра жесткости либо в них присутствуют достаточно сложные посадочные места для сопрягаемых с ними зубчатых венцов. Кроме того, подобная технология используется для изготовления колес с индивидуальными особенностями.

Штампованные заготовки (штамповки) на колеса мостовых кранов наиболее точно соответствуют стандартам. При этом отходов после их механической обработки образуется гораздо меньше, за счет однородности металла и возможности настройки режима резания. Штамповка позволяет изготовить колесо быстрее и качественнее.

Использование колесного блока, в который входят колесо, вал и подшипники, является более целесообразным, так как замена колесной группы оказывается менее трудоемкой, чем монтаж/демонтаж отдельных колес.

Крановые колеса двухребордные ГОСТ 28648-90:

Крановые колеса одноребордные ГОСТ 28648-90:

Крановые колеса в сборе (колесные установки) ГОСТ 28648-90: