Rotazione per la coppia della gru derivante dai momenti di carico

Cos'è un sistema di rotazione? È un'unità rotante a ingranaggi che combina un cuscinetto di rotazione, un set di ingranaggi, un alloggiamento e un'interfaccia di trasmissione per ruotare una struttura sottoposta a carico assiale, carico radiale e momento ribaltante. In una gru, deve fare più che semplicemente ruotare il braccio. Deve controllare la rotazione durante il sollevamento, resistere alle variazioni di carico e contribuire a mantenere la sovrastruttura in una posizione di parcheggio sicura.

La decisione raramente riguarda la ricerca dell'unità più grande. Una scelta correttaazionamento di rotazione per gruLe applicazioni devono essere compatibili con il momento di carico effettivo del braccio, la richiesta di accelerazione, il ciclo di lavoro, le condizioni del vento, la struttura di montaggio e il metodo di fissaggio. Un azionamento sovradimensionato può comportare costi e peso inutili. Un azionamento sottodimensionato può causare usura degli ingranaggi, danni ai cuscinetti, un posizionamento errato o una condizione di fissaggio non sicura.

Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. fornisceUnità di rotazioneAssemblaggi e soluzioni rotanti personalizzate per macchinari pesanti. Per i progetti di gru, il calcolo deve partire dal caso di carico, non dalle dimensioni del telaio presenti nel catalogo.

Partiamo dalle condizioni della gru che effettivamente controllano la selezione

Un sistema di rotazione di una gru è soggetto a carichi combinati. Il braccio e il carico sollevato creano un momento ribaltante. La sovrastruttura rotante genera inerzia durante le fasi di avvio e arresto. Il vento può aggiungere forza laterale e momento supplementare. Queste condizioni devono essere valutate congiuntamente, poiché un sistema di azionamento in grado di far ruotare un braccio leggero potrebbe risultare inadeguato quando lo stesso braccio trasporta un carico sollevato alla massima estensione.

La prima conclusione è semplice: utilizzare la peggiore posizione operativa plausibile, non una comoda posizione media. Questo approccio è adatto alla progettazione preliminare, al confronto tra fornitori e alla validazione dei componenti. Non sostituisce una revisione completa della stabilità della gru o un'analisi strutturale del telaio della gru, della piattaforma girevole, degli elementi di fissaggio e delle superfici di appoggio dei cuscinetti.

Inserire per raccogliere	Perché influisce sulla guida	Cosa verificare	Limite dell'input
Massa del carico sollevato e del blocco gancio	Crea un momento di ribaltamento sul lato del braccio	Condizione di sollevamento massima nominale e posizione nella tabella di carico	Non utilizzare il carico nominale se sono esclusi accessori o attrezzature di sollevamento.
Boma, fiocco, contrappeso e massa della sovrastruttura	Contribuisce al momento di carico statico e all'inerzia rotazionale	Posizione del baricentro per ogni angolo del braccio	Il baricentro può spostarsi al variare degli accessori.
Raggio orizzontale dal centro di rotazione	Converte il peso in momento ribaltante	Raggio di lavoro massimo e raggio di parcheggio	Il raggio massimo può differire dal raggio di carico massimo.
Velocità di rotazione e accelerazione target	Imposta la coppia di accelerazione e la richiesta del motore	Schema di avvio, arresto, inversione e posizionamento	La coppia di rotazione costante da sola non copre gli eventi transitori
Vento e condizioni di parcheggio	Può regolare la coppia di tenuta del freno	Procedura consentita per il funzionamento del vento e per il vento fuori servizio	I valori di progetto per il vento devono derivare dai requisiti del progetto della gru.
ciclo di lavoro	Variazioni della domanda termica, dell'esposizione alla fatica e del fattore di servizio.	Avvii per turno, tempo di rotazione a pieno carico e tempo di inattività	Le sole ore di calendario non descrivono un carico ciclico grave

È fondamentale distinguere tra le condizioni operative e quelle di parcheggio. La condizione operativa si riferisce alla capacità del sistema di azionamento di ruotare la gru sotto carico controllato. La condizione di parcheggio, invece, si riferisce alla capacità dell'intero sistema di resistere a momenti esterni senza movimenti indesiderati. Quest'ultima condizione spesso richiede l'installazione di un freno, un dispositivo di bloccaggio, una procedura di ritegno o una combinazione di questi, a discrezione del progettista della gru.

Gli ingranaggi a vite senza fine vengono spesso presi in considerazione quando la rotazione controllata e il comportamento di tenuta sono importanti.Trasmissione a vite senza finePotrebbe essere adatto a configurazioni di gru compatte, ma l'autobloccaggio non deve mai essere dato per scontato solo dal tipo di ingranaggio. La geometria dell'ingranaggio, la lubrificazione, l'usura, le vibrazioni, la forza di ritorno, la temperatura e il motore o il sistema frenante installati devono essere valutati in base all'applicazione effettiva.

Convertire il momento di carico del braccio e il ciclo di lavoro in requisiti di coppia e frenatura.

Questa conversione effettuata è unafoglio di lavoro di ingegneria illustrativoNon si tratta di un progetto cliente completato. Mostra il percorso di calcolo dai dati di carico della gru ai requisiti del fornitore. Sostituire ciascun simbolo con i valori del progetto ricavati dal grafico di carico della gru, dal modello di massa, dalla procedura operativa e dai criteri relativi al vento in loco.

Iniziamo separando il momento ribaltante dalla coppia rotazionale. Un momento di carico del braccio agisce sul cuscinetto e sulla struttura di montaggio. La coppia rotazionale in uscita è la coppia necessaria per vincere la resistenza e accelerare o decelerare la massa rotante. Sono correlate nell'applicazione, ma non sono valori intercambiabili.

Fase di calcolo	Formula o azione	Risultato utilizzato per la selezione	Selezione significa
Momento di sollevamento del carico	Msollevare= Insollevare× Rsollevare	Momento di sollevamento del carico al centro di rotazione	Utilizzare il raggio di sollevamento più severo consentito
momento di carico morto	Mmorto= Σ(Wcomponente× Rcomponente)	Momento dovuto a boma, fiocco, blocco gancio e altre masse disassate	Utilizzare i centri di gravità effettivi, non le posizioni medie ipotizzate.
momento del vento	Mvento= Fvento× Hefficace	Momento ribaltante aggiuntivo dovuto all'area esposta	Applicare il modello di carico del vento del progetto e le regole relative alle condizioni di parcheggio.
Momento portante combinato	Mtotale= Msollevare+ Mmorto+ Mvento	Momento ribaltante per cuscinetto, alloggiamento, telaio e bulloni	Verificare contemporaneamente i carichi assiali e radiali.
Coppia di accelerazione	Tacc= Jtotale× a	Coppia necessaria per raggiungere l'accelerazione di rotazione desiderata	Jtotaleinclude la struttura rotante e l'inerzia del carico trasportato
Coppia di resistenza	Tres= attrito dei cuscinetti + resistenza della guarnizione + perdite degli ingranaggi + resistenza esterna	Coppia necessaria durante il movimento costante	Utilizzare, ove disponibili, valori verificati da fornitori e sistemi.
Coppia di uscita richiesta	Tcorrere= (Tacc+ Tres) × SF	Obiettivo minimo di coppia in uscita del motore	SF è il fattore di servizio selezionato in base alla gravità e all'incertezza del lavoro.
Coppia di tenuta del freno	TPresa≥ (Testerno) × SFPresa	Requisiti di tenuta per il sistema frenante o di ritenuta	Testernoinclude gravità, vento e possibile coppia di reazione

Come scegliere il fattore di servizio dal ciclo di lavoro

Il fattore di servizio dovrebbe riflettere le modalità di utilizzo della gru, non semplicemente la durata della sua permanenza in loco. Una gru di manutenzione poco utilizzata, con avviamenti fluidi e lunghi periodi di inattività, potrebbe richiedere un fattore di servizio inferiore rispetto a una gru a benna, una gru da ponte navale, una gru forestale o una gru montata su camion che effettua frequenti inversioni di marcia a pieno carico.

• Utilizzare un intervallo di fattore di servizio inferiore solo quando:Gli avviamenti sono controllati, i carichi sono prevedibili, l'accelerazione di rotazione è limitata e l'ambiente operativo è stabile.
• Aumentare il fattore di servizio quando:La gru è soggetta a frequenti avviamenti e arresti, oscillazioni del carico, carichi d'urto, inversioni ripetute, rigidità di montaggio non uniforme, contaminazione o coppia di resistenza incerta.
• Utilizzare un fattore di detenzione separato quando:Il caso di parcheggio include vento, un braccio elevato, attrezzature sospese o un possibile percorso di carico che spinge all'indietro.
• Non utilizzare il fattore di servizio come sostituto dei dati mancanti:Prima della selezione finale, è necessario risolvere problemi quali l'ignoto centro di gravità, la mancanza di criteri relativi al vento o la non verifica dell'inerzia.

La raccomandazione chiara è di inviare entrambi M_totalee T_correreal fornitore dell'azionamento. L'invio della sola coppia può nascondere il momento del cuscinetto e del montaggio. L'invio della sola coppia può nascondere l'accelerazione e la richiesta del motore. Una valida analisi dei componenti richiede entrambi.

Per il supporto bilaterale o per applicazioni con elevata richiesta di momento, unDoppia trasmissione a vite senza finePuò essere presa in considerazione. La sua idoneità dipende dalla disposizione del carico, dal comportamento di posizionamento desiderato, dall'ingombro di montaggio e dalla configurazione del motore disponibile. Non è automaticamente la scelta giusta per ogni gru; una gru semplice e di portata inferiore potrebbe essere più adatta a una configurazione diversa.

Convalidare le interfacce di cuscinetti, ingranaggi, freni e montaggio come un unico sistema.

Il calcolo della coppia in uscita rappresenta solo una fase. L'alloggiamento dell'azionamento trasferisce il carico alla struttura di montaggio, mentre il cuscinetto interno sopporta la forza assiale, la forza radiale e il momento ribaltante. Un valore di coppia elevato non garantisce l'adeguatezza del cuscinetto o del telaio di supporto.

Utilizzare la seguente sequenza di convalida prima di approvare un assemblaggio proposto.

1. Costruisci la tabella dei carichi.Elencare le posizioni di funzionamento, accelerazione, frenata, parcheggio, trasporto e manutenzione. Identificare la combinazione determinante di carico assiale, carico radiale, momento ribaltante e coppia.
2. Confermare il profilo di rotazione.Definire velocità, accelerazione, decelerazione, frequenza di inversione e gioco ammissibile o requisito di tracciamento.
3. Verificare la capacità portante.Richiedere conferma rispetto al caso di carico combinato, non rispetto a valori assiali o di momento isolati.
4. Controlla il treno di ingranaggi.Confrontare la coppia continua e la coppia di picco richieste con la coppia di uscita disponibile per il servizio e le condizioni di lubrificazione specificate.
5. Dimensionare il freno o il dispositivo di ritenuta.Valutare la coppia esterna in posizione di parcheggio. Verificare se è necessario un freno motore, un blocco meccanico, un dispositivo di ritenuta idraulica o una procedura specifica del sito.
6. Verificare la struttura di montaggio.Verificare la planarità, la disposizione dei bulloni, il metodo di precarico dei bulloni, la rigidità e l'accessibilità per l'ispezione. Una base flessibile può modificare la distribuzione del carico del cuscinetto.
7. Rivedere la tutela ambientale.Adattare le esigenze di tenuta e resistenza alla corrosione a quelle di nebbia salina, polvere, pioggia, lavaggi frequenti o esposizione al deserto.
8. Verifiche di accettazione dei documenti.Definire i registri di ispezione, i test funzionali, la verifica della coppia di serraggio e la tracciabilità prima del rilascio in produzione.

Dove la struttura della gru necessita di un anello separato di grande diametro piuttosto che di un azionamento chiuso, unCuscinetto di rotazionepuò essere valutato come parte di un sistema di piattaforma girevole con ingranaggi. Le applicazioni con momenti pesanti possono anche richiedere la revisione di unCuscinetto di rotazione per carichi pesantipiuttosto che selezionare in base alla sola coppia motrice.

Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. è certificata ISO 9001:2015 per il suo sistema di gestione della qualità e utilizza un sistema di ispezione tridimensionale CMM nel suo processo produttivo. Per la revisione di un componente per gru, questi controlli sono fondamentali perché la precisione dimensionale, l'innesto degli ingranaggi, le interfacce di montaggio e i registri di ispezione influiscono sulla corrispondenza tra l'assemblaggio consegnato e il progetto approvato.

Utilizzare i casi registrati di utilizzo di gru come punti di riferimento, non come sostituti diretti.

Le applicazioni reali possono aiutare un acquirente a porre domande più pertinenti, ma un caso specifico non si trasferisce automaticamente a una gru diversa. La tabella di carico, la geometria del braccio, il ciclo di lavoro, la scelta del motore, la rigidità del telaio e l'esposizione al vento possono modificare la configurazione richiesta.

Un esempio documentato riguarda un produttore sudcoreano di attrezzature portuali che ha effettuato un ordine ripetuto di riduttori a vite senza fine WEA9-62-25HR per sistemi di gru portuali. La configurazione documentata includeva la tenuta IP65, il comportamento autobloccante e una precisione di inseguimento non superiore a 0,15 gradi. Ciò conferma l'idoneità di un riduttore a vite senza fine sigillato per quella specifica applicazione di gru portuale. Tuttavia, non dimostra che lo stesso modello sia adatto a un'altra gru senza prima averne esaminato il momento di carico e il relativo alloggiamento.

Tra le altre consegne relative alle gru registrate, si annoverano le unità WEA17-104-25H-R-REV.D per i sistemi di gru navali di UK Ocean Marine Systems, le unità a vite senza fine WEA9-61-25HR per gru di coperta a Newcastle, in Australia, e le unità WEA9-62-25HR per gru caricatrici montate su camion nei Paesi Bassi. Questi esempi dimostrano l'utilizzo in contesti di gru navali e mobili. Non forniscono tuttavia una classificazione universale di coppia, resistenza al vento o carico per progetti futuri.

Per progetti con dimensioni di montaggio insolite, interfacce motore speciali, configurazione a doppio azionamento o esposizione alla corrosione non standard, unUnità di rotazione personalizzataLa revisione è più appropriata rispetto all'imposizione di un modello standard al layout. Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. accetta ordini di prodotti personalizzati a partire da cinque set e offre proposte tecniche entro ventiquattro ore sulla base dei dati applicativi forniti.

Scopri quando un'unità standard non è ancora pronta per l'approvazione.

Un'unità standard non è pronta per la consegna se l'acquirente non è in grado di fornire un momento di carico massimo definito, un profilo di rotazione, un disegno di montaggio o un metodo di fissaggio. Queste lacune non sono semplici questioni burocratiche, ma influiscono direttamente sulla scelta dei cuscinetti, sulla coppia di trasmissione, sul dimensionamento dei freni e sulla progettazione del telaio di supporto.

• Non approvare solo in base alla potenza del motore.La potenza del motore può indicare l'energia di movimento disponibile, ma non conferma la coppia in uscita, il rapporto di trasmissione, la capacità dei cuscinetti o la coppia di tenuta dei freni.
• Non bisogna confondere il bloccaggio automatico con un freno di sicurezza completo.Il progettista della gru deve verificare tutti i percorsi di coppia esterni, le vibrazioni, l'usura e i requisiti del sito.
• Non utilizzare il momento statico del braccio come unico caso di carico.Accelerazione, decelerazione, vento e inerzia rotazionale possono modificare la coppia motrice necessaria.
• Non bisogna trascurare i carichi di trasporto e installazione.Queste condizioni possono caricare l'assemblaggio in modo diverso rispetto alle normali operazioni di sollevamento.
• Non approvare l'azionamento prima di aver verificato i giunti bullonati e la rigidità dei supporti.Il sistema di azionamento e il telaio della gru operano come un unico percorso di carico.

Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. gestisce sei linee di produzione in uno stabilimento di 8.000 metri quadrati e ha una capacità produttiva annua di 100.000 set. I prodotti standard possono essere ordinati a partire da un singolo set, il che consente ai team di ingegneri di convalidare una configurazione proposta prima di un lancio su larga scala. Sono inoltre disponibili ordini di campioni per test e valutazioni.

Preparare un pacchetto per il fornitore che produca una proposta tecnica utile.

Una buona richiesta di preventivo dovrebbe consentire al fornitore di valutare l'applicazione, non limitarsi a indicare un numero di modello. Quanto più completa è la documentazione fornita, tanto più facile sarà confrontare le offerte in termini di capacità, configurazione, tempi di consegna e rischi.

Invia al fornitore	Perché è necessario	Decisione che sostiene
Disegno di disposizione della gru	Mostra il centro di rotazione, il percorso di carico, gli ingombri e l'ingombro di montaggio.	Orientamento dell'alloggiamento e fattibilità di montaggio
Tabella dei carichi combinati massimi	Fornisce carichi assiali, radiali e di ribaltamento	Valutazione di cuscinetti e alloggiamenti
Calcolo della coppia di uscita richiesta	Mostra la richiesta di corsa, accelerazione e decelerazione	Selezione del rapporto di trasmissione e della trazione
Descrizione del ciclo di lavoro	Mostra avvii, arresti, inversioni e frequenza di rotazione sotto carico	Fattore di servizio e revisione termica
Requisiti relativi al carico a vuoto e al vento	Definisce la coppia di tenuta esterna	Revisione del freno, del blocco o del sistema di ritenuta
Requisiti ambientali	Definisce le esigenze di tenuta e resistenza alla corrosione	Selezione della configurazione di protezione
Interfaccia motore, idraulica o elettrica	Definisce la velocità di ingresso, la connessione e il metodo di controllo.	Piano di integrazione e messa in servizio

Le nostre opzioni di protezione possono raggiungere il grado IP66, con protezione anticorrosione fino a C4H qualora il progetto e le condizioni operative lo richiedano. Tali classificazioni devono essere valutate in base alle specifiche di progetto, soprattutto per le gru portuali e marittime. Non devono essere considerate requisiti automatici per ogni gru da interni.

L'obiettivo finale per l'approvazione è chiaro: il gruppo selezionato deve sopportare i carichi combinati, fornire la coppia di azionamento richiesta, tollerare il carico previsto, essere compatibile con la struttura di montaggio e fornire un metodo verificato per il fissaggio di carichi esterni. Una volta documentati tutti questi controlli, il team addetto alla gru può passare da un momento di carico preliminare a una decisione definitiva sulla scelta del componente.