Come scegliere un sistema di rotazione per la rotazione di una gru

Che cos'è un sistema di rotazione per gru? È un gruppo rotante pronto per l'installazione che combina un cuscinetto di rotazione, un set di ingranaggi, un alloggiamento e interfacce di montaggio per ruotare il braccio di una gru, la piattaforma, la gru a ponte o l'accessorio di sollevamento.

La sfida nella scelta non consiste semplicemente nell'individuare l'unità più grande. Gli ingegneri dei produttori di gru e gli acquirenti di sistemi di retrofit devono abbinare l'azionamento al momento ribaltante, alla coppia di uscita operativa, alla coppia di tenuta, alla velocità di rotazione, alla geometria di montaggio e all'esposizione ambientale. Un azionamento che produce una forza di rotazione sufficiente potrebbe comunque rivelarsi la scelta sbagliata se non è in grado di sostenere in sicurezza la struttura contro il vento, gli effetti del carico sospeso o i carichi ciclici quando il motore si arresta.

Per la maggior parte delle applicazioni con gru, è consigliabile partire dal caso di carico combinato massimo anziché dalla condizione a gru vuota. Successivamente, confrontare il carico calcolato con i limiti nominali del fornitore per carico assiale, carico radiale, momento ribaltante, coppia in uscita e coppia di tenuta. Se l'utilizzo della gru prevede avviamenti frequenti, movimenti di inversione o sollevamento decentrato, potrebbe essere necessario un margine maggiore per cuscinetti e ingranaggi, anche quando la coppia di rotazione nominale appare accettabile.

Iniziate dal caso di carico della gru, non dalla dimensione del catalogo di azionamento.

La prima decisione da prendere riguarda la necessità che il gruppo di rotazione sopporti principalmente un carico modesto della piattaforma o che resista a un elevato momento ribaltante generato da un braccio e da un carico sospeso. Questa distinzione influenza la disposizione dei cuscinetti, la robustezza dell'alloggiamento, la configurazione degli ingranaggi e il rapporto di trasmissione. La scelta basata unicamente sul diametro esterno non è affidabile, poiché due unità di dimensioni fisiche simili possono presentare percorsi di carico e valori di coppia molto diversi.

Calcolare il momento di carico moltiplicando la forza agente sulla struttura rotante per la sua distanza orizzontale dal centro di rotazione. Includere il braccio, il blocco gancio, il carico sospeso, gli accessori e qualsiasi spostamento causato dal baricentro. Anche il vento e le vibrazioni dinamiche possono aumentare le condizioni di progetto, soprattutto per le gru di servizio esterne e le attrezzature marine.

• Carico assiale:La forza verticale trasmessa attraverso la piattaforma girevole. Questa forza è spesso elevata quando la gru supporta un braccio, un albero, una piattaforma o attrezzature sospese.
• Carico radiale:La forza laterale che agisce trasversalmente all'asse di rotazione. Aumenta quando un carico esercita una trazione laterale, il veicolo si trova su un terreno irregolare o la struttura della gru è soggetta a forze laterali.
• Momento di ribaltamento:La forza di ribaltamento causata da un carico che agisce lontano dall'asse centrale. Questo è spesso il criterio determinante per le gru a braccio.
• Coppia in uscita:La coppia necessaria per avviare e mantenere la rotazione nelle condizioni operative selezionate.
• Coppia di tenuta:La resistenza necessaria per impedire rotazioni indesiderate dopo l'arresto dell'azionamento. Deve essere valutata separatamente dalla coppia in uscita.

Scegliere una disposizione compatta a vite senza fine quando il momento calcolato e il ciclo di lavoro rientrano nella sua potenza nominale verificata e una posizione di azionamento è sufficiente.Doppia trasmissione a vite senza finequando la gru richiede una migliore ripartizione del carico tra due viti senza fine, una maggiore resistenza agli effetti del gioco rotazionale o una maggiore stabilità sotto carichi ciclici gravosi. L'opzione a doppia vite senza fine non è automaticamente migliore per ogni gru; aggiunge complessità e deve essere giustificata dal carico effettivo e dai requisiti di precisione.

Per un retrofit, prima di selezionare il ricambio, è necessario verificare il centro di rotazione esistente, il cerchio dei bulloni, la planarità della superficie di montaggio, il senso di rotazione del motore, lo spazio di installazione disponibile e il percorso dei cavi. Anche un azionamento tecnicamente adeguato può creare problemi di installazione se la sua disposizione di montaggio è incompatibile con il telaio della gru o con la struttura di supporto del braccio.

Separare la coppia di azionamento dalla coppia di mantenimento prima di confrontare le opzioni.

La coppia di uscita risponde a una domanda: il sistema di azionamento è in grado di far ruotare la gru nelle condizioni di carico selezionate? La coppia di tenuta risponde a un'altra domanda: il sistema è in grado di resistere alla rotazione quando è fermo? Questi valori non devono mai essere considerati intercambiabili, poiché le forze che agiscono durante il movimento e durante le condizioni di carico fermo o sospeso possono essere diverse.

Un riduttore a vite senza fine può autobloccarsi in determinate condizioni, ma gli ingegneri non dovrebbero utilizzare una generica affermazione di autobloccaggio come calcolo di sicurezza completo. La geometria della vite senza fine, le condizioni di attrito, la lubrificazione, l'usura, le vibrazioni esterne e il momento applicato influenzano tutti il ​​comportamento. Confermare le condizioni di bloccaggio richieste con il fornitore del riduttore e valutare se è necessario un freno meccanico, un freno idraulico o un altro metodo di bloccaggio esterno.

fattore di selezione	Cosa calcolare o verificare	Quando influenza la decisione	Limite dell'utilizzo da solo
Coppia di uscita operativa	Coppia necessaria per avviare, accelerare e ruotare la struttura della gru caricata	Rotazione frequente, funzionamento inverso o elevato attrito nel sistema del piatto girevole	Ciò non dimostra che la gru rimarrà ferma dopo l'interruzione dell'alimentazione.
Coppia di tenuta	Momento esterno che può agire mentre la rotazione è ferma	Carichi sospesi, esposizione al vento, disallineamento del braccio e attrezzature parcheggiate	Deve essere valutato tenendo conto della progettazione dei sistemi frenanti e di sicurezza, non solo dei dati relativi agli ingranaggi.
Momento di ribaltamento	Momento di carico combinato al centro del cuscinetto	Ampio raggio di appoggio del braccio, carico utile decentrato e ingombro di montaggio ridotto.	Non sostituisce il controllo della coppia per l'accelerazione e la resistenza alla rotazione
velocità di rotazione	Velocità di uscita e frequenza di avvio/arresto richieste	Gru di produzione, piattaforme girevoli automatizzate e lavori di posizionamento ripetitivo	Una velocità più elevata può modificare le considerazioni relative al motore, al rapporto di trasmissione, al calore e al funzionamento.

Ad esempio, una gru può ruotare facilmente quando è scarica, ma necessita di una coppia molto maggiore quando il braccio è disassato e il carico viene sollevato. In tal caso, il dimensionamento basato sulla rotazione a vuoto non è valido. Utilizzare la posizione operativa peggiore plausibile, quindi chiedere al fornitore di verificare i carichi combinati calcolati rispetto alla portata nominale dell'assemblaggio.

Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. può fornire una proposta tecnica entro 24 ore quando sono disponibili i dati applicativi. Per requisiti di montaggio, direzione del carico o interfaccia motore non standard, unUnità di rotazione personalizzatapotrebbe essere più appropriato che forzare un assemblaggio standard in una struttura di gru inadatta.

Confronta il momento di carico, la coppia di uscita, la coppia di tenuta e il rapporto di trasmissione per gru mobili e gru di servizio.

La tabella seguente rappresenta uno schema di selezione, non un sostituto della conferma definitiva della valutazione da parte del fornitore. Aiuta i team di approvvigionamento e i progettisti a identificare la configurazione da includere nella rosa dei candidati. La scelta corretta dipende dalla condizione complessiva più vantaggiosa, non da un singolo valore isolato.

Condizione della gru	Condizione di carico-momento	necessità di coppia in uscita	Focus sulla coppia di tenuta	Direzione del rapporto di trasmissione del cambio	Regola di selezione migliore
Gru leggera multiuso con raggio di lavoro ridotto	Momento ribaltante relativo inferiore	Coppia moderata per rotazioni occasionali	Verificare il carico parcheggiato e le condizioni del vento.	Utilizzare un rapporto moderato quando una rotazione più rapida è più vantaggiosa della massima moltiplicazione della coppia.	Scegliere un'unità a vite senza fine singola solo dopo aver verificato la coppia portante e i requisiti di tenuta.
Gru caricatrice montata su camion con sbraccio variabile	Varia significativamente con l'estensione del braccio e la posizione del carico utile	Potrebbe essere necessaria una coppia di avviamento maggiore alla massima estensione.	Priorità alta perché il braccio può rimanere disassato anche quando è fermo	Utilizzare un rapporto di trasmissione più elevato quando sono necessari una coppia maggiore e un movimento più controllato.	Dimensioni calcolate in base alla massima estensione e alla posizione di rotazione più sfavorevole, non in base al carico di sollevamento medio.
Gru di servizio con posizionamento frequente	Da moderato ad elevato, a seconda della configurazione del braccio e dell'accessorio.	Deve essere adatto a ripetuti avvii, arresti e inversioni di marcia.	Verificare la tenuta durante i lavori in quota e le posizioni di parcheggio.	Rapporto di bilanciamento rispetto alla velocità di uscita richiesta e alla capacità del motore	Selezionare il rapporto solo dopo aver definito il tempo del ciclo di rotazione e la velocità del motore.
Gru mobile pesante o piattaforma girevole ad alto momento	Momento combinato elevato con carichi ciclici impegnativi	Elevata richiesta di coppia, soprattutto durante le partenze sotto carico.	Priorità alta; potrebbe essere necessaria una revisione separata dei freni esterni	Un rapporto di trasmissione più elevato è spesso preferibile quando il controllo del movimento e la moltiplicazione della coppia sono più importanti della velocità.	Valutare una configurazione a doppia vite senza fine e verificare con il fornitore tutti i carichi combinati dei cuscinetti.
Gru di coperta per imbarcazioni o gru a vista per esterni	Può essere influenzato dalla posizione del braccio e dal movimento della nave o del sito.	Bisogna tenere conto della resistenza durante il movimento operativo	Bisogna tenere conto del vento, delle vibrazioni e delle forze in posizione di arresto.	Selezionare il rapporto dalla velocità di uscita richiesta dopo aver completato i controlli di coppia e di tenuta.	Specificare la tenuta e la protezione dalla corrosione in base ai requisiti di carico meccanico.

Un rapporto di trasmissione più elevato può aumentare la moltiplicazione della coppia in uscita, ma di solito riduce la velocità di uscita a parità di velocità del motore. Sceglietelo quando la priorità è il controllo della rotazione e la capacità di coppia. Non selezionate un rapporto più elevato di default se la gru ha un requisito preciso di tempo di rotazione che la combinazione motore/rapporto di trasmissione selezionata non è in grado di soddisfare.

Un rapporto di riduzione inferiore può essere adatto ad applicazioni che richiedono una rotazione più rapida con un motore di dimensioni adeguate. Il suo limite è che potrebbe non fornire un margine di coppia sufficiente per avviamenti sotto carico o in condizioni di elevata resistenza. Il rapporto di riduzione corretto è quindi una decisione di sistema che tiene conto delle caratteristiche del motore, della velocità di uscita desiderata, del momento di carico, del ciclo di lavoro e della potenza nominale del riduttore.

Scegli tra configurazioni a vite senza fine singola, a doppia vite senza fine o con cuscinetti e trasmissione separati.

Un pronto per l'installazioneTrasmissione a vite senza fineQuesta soluzione è spesso preferita quando la gru necessita di un gruppo integrato e compatto. Combina la funzione di cuscinetto e di riduzione in un unico alloggiamento, semplificando il montaggio e riducendo il numero di componenti separati. È ideale quando lo spazio disponibile è limitato e il fornitore è in grado di verificare il caso di carico completo.

Le configurazioni a vite senza fine singola sono adatte a gru con requisiti di azionamento unidirezionale e condizioni di lavoro moderate. Sono pratiche quando i carichi combinati calcolati, i requisiti di precisione di rotazione e i requisiti di tenuta rientrano nei valori nominali verificati. Potrebbero non essere la soluzione preferibile quando momenti elevati, inversioni frequenti o una maggiore stabilità di posizionamento richiedono una migliore ripartizione del carico.

I cuscinetti a doppia vite senza fine utilizzano due viti che si innestano sulla corona dentata di rotazione. Questa configurazione può essere considerata per macchinari mobili pesanti, attrezzature forestali e sistemi di gru, dove il controllo del gioco e la distribuzione del carico sono fondamentali. Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. ha fornito unità a doppia vite senza fine WED14-86-25BHR.5 a un produttore di pinze forestali nella Columbia Britannica, in Canada, per un'applicazione che richiedeva una precisione non superiore a 0,13 gradi.

Per una gru con un cuscinetto di grandi dimensioni già esistente, un azionamento separato eCuscinetto di rotazioneQuesta soluzione potrebbe rappresentare la migliore opzione di retrofit. Permette di preservare l'interfaccia del cuscinetto esistente durante la sostituzione o l'aggiornamento del sistema di azionamento. Non è applicabile quando il cuscinetto attuale è usurato, sottodimensionato o non è in grado di supportare le nuove condizioni di lavoro; in tal caso, il cuscinetto e l'azionamento devono essere valutati congiuntamente.

Verificare il ciclo di lavoro, l'ambiente e le prove di verifica prima dell'approvazione del fornitore.

Il ciclo di rotazione della gru non è definito unicamente dal carico massimo. È necessario valutare la frequenza di avvio, arresto, inversione di marcia e permanenza sotto carico del sistema di azionamento. Un funzionamento ciclico frequente può modificare la configurazione ottimale del sistema di azionamento, anche in presenza di un momento statico massimo invariato.

Le condizioni ambientali devono essere specificate nella richiesta di offerta (RFQ). Indicare se la gru opera in ambienti interni, esterni, in presenza di polvere, pioggia, aria costiera o in ambienti industriali corrosivi. Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. offre azionamenti di rotazione con grado di protezione fino a IP66 e resistenza alla corrosione fino a C4H, ma il livello di protezione selezionato deve corrispondere all'effettiva esposizione del sito, anziché essere copiato da un altro progetto.

Per l'uso in ambito navale e portuale, la tenuta e la protezione dalla corrosione meritano la stessa attenzione della capacità di coppia. Un azionamento adatto a una gru da officina al coperto potrebbe non essere idoneo per una gru di coperta esposta ad aria salmastra e alle intemperie. L'azienda ha fornito 20 unità WEA17-104-25H-R-REV.D a UK Ocean Marine Systems per i sistemi di gru di bordo delle navi, dimostrando che la selezione dell'azionamento della gru può essere allineata ai requisiti delle apparecchiature navali quando vengono forniti i dettagli dell'applicazione.

Anche le prove di qualità dovrebbero essere parte integrante della valutazione commerciale. Il nostro stabilimento certificato ISO 9001:2015 utilizza centri di lavoro CNC e un sistema di ispezione tridimensionale CMM, e ogni cuscinetto di rotazione è soggetto a ispezione CMM e a prove di carico dinamico secondo la procedura di controllo qualità indicata. Gli acquirenti sono tenuti a richiedere i disegni applicabili, le specifiche di ispezione, i criteri di selezione dei materiali e la conferma della capacità di carico per la configurazione specificata.

Errori di selezione comuni che causano problemi di rotazione della gru

• Dimensionamento calcolato solo in base al peso del carico utile:Il carico utile senza raggio di rotazione del braccio non mostra il momento ribaltante. Includere ogni forza e la sua distanza dal centro di rotazione.
• Utilizzo della coppia di uscita come coppia di mantenimento:Un azionamento che fa ruotare il carico potrebbe non soddisfare i requisiti di posizione di arresto. Valutare separatamente i requisiti relativi al momento esterno e alla frenatura.
• Ignorando la posizione di boom peggiore:Il momento massimo può verificarsi in corrispondenza di una specifica estensione, angolazione del braccio o posizione di attacco. Utilizzare tale condizione per la verifica di selezione primaria.
• Selezione del rapporto prima di definire la velocità:Un rapporto elevato può migliorare la moltiplicazione della coppia, ma potrebbe rallentare la rotazione della gru. Impostare prima la velocità di uscita desiderata.
• Copia di un modello di unità precedente:Una gru simile può avere lunghezze del braccio, rigidità di montaggio, cicli di lavoro o ambienti di utilizzo differenti. Ricontrollare i calcoli per ogni progetto.
• Visualizzazione dei disegni dell'interfaccia saltata:Prima della produzione è necessario confermare la disposizione dei bulloni, le superfici di montaggio, gli adattatori del motore, il senso di rotazione e le zone di ingombro.

Preparare una richiesta di offerta (RFQ) che consenta una raccomandazione tecnicamente valida per l'azionamento della gru.

Una richiesta di offerta (RFQ) breve con informazioni incomplete sul carico può portare a una raccomandazione generica a catalogo anziché a una selezione specifica per l'applicazione. Fornite dati sufficienti al fornitore per valutare sia i carichi sui cuscinetti che le esigenze di trasmissione. Ciò è particolarmente importante per i progetti di ammodernamento, dove i disegni originali della gru potrebbero essere incompleti.

1. Descrivi il tipo di gru, ad esempio gru montata su camion, gru multiuso, gru a ponte, gru di servizio o piattaforma di sollevamento rotante.
2. Fornire, ove disponibili, il carico utile massimo, il raggio del braccio o del carico, il peso della struttura rotante e la posizione del baricentro.
3. Indicare i calcoli relativi al carico assiale, al carico radiale e al momento ribaltante, se già completati.
4. Definire la velocità di uscita richiesta, il tipo di motore, la velocità del motore, il senso di rotazione e la frequenza di avvio e arresto prevista.
5. Identificare le condizioni di bloccaggio richieste, specificando se i carichi possono rimanere sospesi o disallineati durante l'arresto della rotazione.
6. Condividere i disegni di montaggio, le informazioni sulla disposizione dei bulloni, l'ingombro disponibile e il tipo di collegamento del motore preferito.
7. Indicare l'ambiente operativo e gli eventuali requisiti di tenuta o protezione dalla corrosione.
8. Richiedi disegni e conferma tecnica per l'assemblaggio esatto proposto prima dell'approvazione finale.

Gli ordini di prodotti standard possono partire da un singolo set, mentre gli ordini di prodotti personalizzati hanno una quantità minima di cinque set. Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. accetta anche ordini di campioni per test e valutazioni, che possono aiutare i team OEM a confermare l'idoneità all'installazione e il comportamento operativo prima di un lancio di produzione su larga scala.

Scegliere un gruppo a vite senza fine singolo quando il momento di carico, la coppia richiesta, le condizioni di tenuta e il ciclo di lavoro rientrano nei limiti di tolleranza. Scegliere un sistema a doppia vite senza fine quando la gru necessita di maggiore stabilità sotto carichi ciclici gravosi, una migliore ripartizione del carico o un controllo più preciso del comportamento di rotazione. Se la gru esistente utilizza un cuscinetto e un azionamento separati, verificare innanzitutto se la piattaforma girevole attuale è ancora idonea; in caso contrario, valutare l'intero gruppo rotante anziché sostituire solo il riduttore.