Как выбрать поворотный привод для вращения крана

Что такое поворотный привод для вращения крана? Это готовый к установке поворотный узел, который объединяет поворотный подшипник, зубчатую передачу, корпус и монтажные элементы для вращения стрелы крана, платформы, палубного крана или подъемного устройства.

Задача выбора заключается не просто в выборе самого большого агрегата. Инженеры производителей кранов и покупатели, приобретающие краны для модернизации, должны подобрать привод, соответствующий моменту опрокидывающей нагрузки, рабочему выходному крутящему моменту, удерживающему моменту, скорости вращения, геометрии крепления и воздействию окружающей среды. Привод, создающий достаточное вращательное усилие, все же может оказаться неправильным выбором, если он не может безопасно удерживать конструкцию от ветра, воздействия подвесных грузов или циклических нагрузок при остановке двигателя.

Для большинства применений кранов следует начинать с расчета максимальной суммарной нагрузки, а не с состояния пустого крана. Затем сравните расчетную нагрузку с номинальными пределами, указанными поставщиком, для осевой нагрузки, радиальной нагрузки, опрокидывающего момента, выходного момента и удерживающего момента. Если работа крана включает частые пуски, реверсивное движение или подъем грузов вне центра, может потребоваться больший запас прочности подшипников и зубчатых передач, даже если номинальный крутящий момент кажется приемлемым.

Начинайте с расчета грузоподъемности крана, а не с типоразмера привода из каталога.

Первое решение заключается в том, должна ли вращающаяся сборка в основном воспринимать небольшую нагрузку от платформы или противостоять высокому опрокидывающему моменту от стрелы и подвешенного груза. Это различие влияет на расположение подшипников, прочность корпуса, конфигурацию шестерен и передаточное число редуктора. Выбор только по внешнему диаметру ненадежен, поскольку два узла схожих физических размеров могут иметь совершенно разные пути передачи нагрузки и номинальные значения крутящего момента.

Момент нагрузки рассчитывается как произведение силы, действующей на вращающуюся конструкцию, на горизонтальное расстояние от центра вращения. Учитывайте стрелу, крюковой блок, подвешенный груз, крепления и любое смещение, вызванное центром тяжести. Ветер и динамические колебания также могут усложнить расчет, особенно для кранов общего назначения, используемых на открытом воздухе, и морского оборудования.

• Осевая нагрузка:Вертикальная сила, передаваемая через поворотный стол. Она часто бывает высокой, когда кран поддерживает стрелу, мачту, платформу или подвешенное оборудование.
• Радиальная нагрузка:Боковая сила, действующая вдоль оси вращения. Она возрастает, когда груз тянет вбок, транспортное средство находится на неровной местности или конструкция крана подвергается боковым нагрузкам.
• Переломный момент:Сила, вызывающая опрокидывание, возникающая из-за нагрузки, действующей вне центральной оси. Зачастую это является определяющим критерием для стреловых кранов.
• Выходной крутящий момент:Крутящий момент, необходимый для начала и поддержания вращения в выбранных условиях эксплуатации.
• Удерживающий момент:Сопротивление, необходимое для предотвращения нежелательного вращения после остановки привода. Его следует рассматривать отдельно от выходного крутящего момента.

Выбирайте компактную одночервальную конструкцию, если расчетный момент и рабочий цикл находятся в пределах допустимых значений, и достаточно одного положения привода.Двойной червячный поворотный приводКогда крану требуется более равномерное распределение нагрузки между двумя червячными зацеплениями, повышенная устойчивость к люфту при вращении или большая стабильность при высоких циклических нагрузках. Вариант с двумя червячными зацеплениями не является автоматически лучшим для каждого крана; он усложняет конструкцию и должен быть оправдан фактической нагрузкой и требованиями к точности.

При модернизации перед выбором замены необходимо проверить существующий центр вращения, окружность расположения болтов, плоскостность монтажной поверхности, направление вращения двигателя, доступную монтажную зону и прокладку кабелей. Даже технически исправный привод может создать проблемы при установке, если его монтажное решение несовместимо с рамой крана или опорной конструкцией стрелы.

Перед сравнением вариантов разделите рабочий крутящий момент и удерживающий крутящий момент.

Выходной крутящий момент отвечает на один вопрос: может ли привод вращать кран при выбранных условиях нагрузки? Удерживающий крутящий момент отвечает на другой вопрос: может ли система противостоять вращению в неподвижном состоянии? Эти значения ни в коем случае нельзя считать взаимозаменяемыми, поскольку силы, действующие во время движения и в условиях стоянки или подвешивания груза, могут различаться.

Червячный привод может обеспечивать самоблокировку при определенных условиях, однако инженерам не следует использовать общее утверждение о самоблокировке в качестве полного расчета безопасности. На поведение червяка влияют геометрия червяка, условия трения, смазка, износ, внешняя вибрация и приложенный момент. Необходимо уточнить требуемые условия удержания у поставщика привода и определить, требуется ли механический тормоз, гидравлический тормоз или другой внешний метод удержания.

Фактор отбора	Что нужно рассчитать или проверить	Когда это влияет на принятие решения	Ограничение использования его в одиночку
Рабочий выходной крутящий момент	Крутящий момент, необходимый для запуска, разгона и вращения нагруженной конструкции крана.	Частое вращение, реверсивное движение или высокое трение в системе поворотного стола.	Это не доказывает, что кран останется неподвижным после отключения электроэнергии.
Удерживающий момент	Внешний момент, который может действовать при остановленном вращении.	Подвешенные грузы, воздействие ветра, смещение стрелы и припаркованное оборудование.	Оценка должна проводиться с учетом конструкции тормозной системы и системы безопасности, а не только данных о передаче.
Переломный момент	Суммарный момент нагрузки в центре подшипника	Большой радиус стрелы, смещенная полезная нагрузка и компактные габариты крепления.	Не заменяет проверку момента затяжки на сопротивление ускорению и вращению.
Скорость вращения	Требуемая скорость вращения на выходе и частота пуска-остановки.	Производственные краны, автоматизированные поворотные платформы и повторяющиеся работы по позиционированию.	Более высокая скорость может изменить параметры двигателя, передаточное отношение, тепловыделение и режим работы.

Например, кран может легко вращаться в ненагруженном состоянии, но требует гораздо большего крутящего момента, когда стрела смещена и груз поднят. В этом случае расчет размеров на основе вращения в ненагруженном состоянии некорректен. Используйте наихудшее возможное рабочее положение, а затем попросите поставщика проверить расчетные суммарные нагрузки в сравнении с номинальной мощностью узла.

Компания Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. может предоставить техническое предложение в течение 24 часов при наличии исходных данных о применении. Для нестандартных требований к монтажу, направлению нагрузки или интерфейсу двигателя, потребуется...Специализированный поворотный приводЭто может быть более целесообразно, чем пытаться втиснуть стандартную сборку в неподходящую конструкцию крана.

Сравните момент нагрузки, выходной крутящий момент, удерживающий момент и передаточное число редуктора для мобильных и коммунальных кранов.

Приведенная ниже таблица представляет собой схему отбора, а не замену окончательному подтверждению рейтинга поставщика. Она помогает группам по закупкам и инженерам-конструкторам определить, какая конфигурация должна войти в короткий список. Правильный выбор зависит от наивысшего совокупного показателя, а не от одного отдельно взятого значения.

Состояние крана	Нагрузочно-моментное условие	Потребность в выходном крутящем моменте	Фокусировка на удерживающем моменте	направление передаточного отношения коробки передач	Правило наилучшего выбора
Легкий универсальный кран с малым радиусом работы	Меньший относительный опрокидывающий момент	Умеренный крутящий момент для периодического вращения.	Проверьте состояние припаркованного груза и ветровые условия.	Используйте умеренное передаточное отношение, когда более высокая скорость вращения важнее максимального увеличения крутящего момента.	Выбирайте одночервальный редуктор только после подтверждения требуемого момента и прочности подшипника.
Грузовой погрузочный кран с регулируемым вылетом стрелы	Значительные изменения происходят при выдвижении стрелы и изменении положения полезной нагрузки.	При максимальном вылете стрелы может потребоваться больший пусковой крутящий момент.	Высокий приоритет, поскольку стрела может оставаться со смещением в неподвижном состоянии.	Используйте более высокое передаточное число, если требуется больший крутящий момент и контролируемое движение.	Размер определяется максимальным вылетом стрелы и наиболее неблагоприятным положением вращения, а не средней нагрузкой при подъеме тяжестей.
Сервисный кран общего назначения с частым позиционированием.	От умеренной до высокой, в зависимости от конфигурации стрелы и навесного оборудования.	Должен выдерживать многократные запуски, остановки и реверсы.	Проверьте, как удерживать равновесие при работе на высоте и в положении стоянки.	Сбалансируйте коэффициент мощности с учетом требуемой скорости вращения и мощности двигателя.	Передаточное отношение следует выбирать только после определения времени цикла вращения и скорости вращения двигателя.
Тяжелый мобильный кран или поворотная платформа с высоким моментом тяги	Высокий суммарный момент при высоких циклических нагрузках	Высокая потребность в крутящем моменте, особенно при запуске под нагрузкой.	Высокий приоритет; может потребоваться отдельная проверка тормозной системы.	Более высокое передаточное отношение часто предпочтительнее в тех случаях, когда контролируемое движение и увеличение крутящего момента важнее скорости.	Рассмотрите конфигурацию с двумя червячными передачами и уточните все суммарные нагрузки на подшипники у поставщика.
Морской палубный кран или открытый наружный кран	Может зависеть от положения стрелы, а также от движения судна или площадки.	Необходимо учитывать сопротивление во время движения в процессе работы.	Необходимо учитывать воздействие ветра, вибрации и сил, возникающих в положении остановки.	Выберите передаточное отношение из требуемой скорости вращения выходного вала после завершения проверки крутящего момента и удержания.	Укажите требования к герметизации и защите от коррозии в соответствии с требованиями к механическим нагрузкам.

Более высокое передаточное число редуктора может увеличить крутящий момент на выходе, но обычно снижает скорость вращения при заданной частоте вращения двигателя. Выбирайте его, когда приоритетными являются контролируемое вращение и крутящий момент. Не выбирайте более высокое передаточное число по умолчанию, если кран имеет жесткие требования к времени вращения, которые выбранная комбинация двигателя и передаточного числа не может обеспечить.

Более низкое передаточное число может подойти для применений, требующих более быстрого вращения при использовании двигателя соответствующего размера. Его ограничение заключается в том, что оно может не обеспечивать достаточный запас крутящего момента для пусков под нагрузкой или в условиях высокого сопротивления. Поэтому правильное передаточное число — это системное решение, учитывающее характеристики двигателя, желаемую выходную скорость, момент нагрузки, коэффициент заполнения и номинальную мощность редуктора.

Выберите одночервальный, двухчервальный или двухподшипниковый привод или схему с раздельными подшипниками и приводом.

Готовый к установкеЧервячный привод поворотаЭтот вариант часто предпочтителен, когда крану требуется компактная интегрированная сборка. Он объединяет функции подшипника и редуктора в одном корпусе, что упрощает монтаж и уменьшает количество отдельно подобранных компонентов. Он хорошо подходит, когда доступное пространство ограничено, и поставщик может проверить полный вариант нагрузки.

Конфигурации с одним червячным механизмом подходят для кранов с однонаправленным приводом и умеренными условиями эксплуатации. Они практичны, когда расчетные суммарные нагрузки, требуемая точность вращения и требования к удержанию находятся в пределах проверенных параметров. Однако они могут быть не самым предпочтительным решением, когда высокий момент, частые реверсы или более жесткая стабилизация положения требуют улучшения распределения нагрузки.

В конструкциях с двумя червяками используются два червяка, взаимодействующие с поворотным кольцевым зубчатым колесом. Такая компоновка может применяться в тяжелой мобильной технике, навесном оборудовании для лесозаготовок и крановых системах, где важны контроль люфта и распределение нагрузки. Компания Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. поставила двухчервячные узлы WED14-86-25BHR.5 производителю лесозаготовительных грейферов в Британской Колумбии, Канада, для применения, требующего точности не более 0,13 градуса.

Для крана с уже имеющимся большим подшипником поворотной платформы требуется отдельный привод иПоворотный подшипникВозможно, более предпочтительным вариантом модернизации будет использование аналогичного решения. Это позволит сохранить существующий подшипниковый узел при замене или модернизации приводной системы. Однако этот вариант не подходит, если имеющийся подшипник изношен, имеет недостаточный размер или не способен выдерживать новые условия эксплуатации; в этом случае подшипник и привод следует оценивать совместно.

Перед утверждением поставщика необходимо проверить режим работы, условия окружающей среды и предоставить подтверждающие документы.

Режим вращения крана определяется не только максимальной нагрузкой. Необходимо уточнить, как часто привод запускается, останавливается, меняет направление вращения и остается под нагрузкой. Частая циклическая работа может изменить подходящую конфигурацию привода, даже если максимальный статический момент остается неизменным.

В запросе предложений следует указать условия эксплуатации. Необходимо указать, будет ли кран работать в помещении, на открытом воздухе, в условиях пыли, дождя, прибрежного воздуха или коррозионной среды промышленного производства. Компания Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. предлагает поворотные приводы с защитой до IP66 и антикоррозионным классом до C4H, однако выбранный уровень защиты должен соответствовать фактическим условиям эксплуатации на объекте, а не быть скопирован с другого проекта.

Для использования в морских и портовых условиях герметизация и защита от коррозии заслуживают такого же внимания, как и крутящий момент. Привод, подходящий для крана в защищенном цехе, может не подойти для палубного крана, подверженного воздействию соленого воздуха и неблагоприятных погодных условий. Компания поставила 20 блоков WEA17-104-25H-R-REV.D компании UK Ocean Marine Systems для судовых крановых систем, демонстрируя, что выбор привода крана может соответствовать требованиям к морскому оборудованию при наличии подробной информации о применении.

Подтверждение качества также должно быть частью коммерческой оценки. Наше предприятие, сертифицированное по стандарту ISO 9001:2015, использует обрабатывающие центры с ЧПУ и трехкоординатный контроль с помощью координатно-измерительной машины (КИМ), и каждый поворотный подшипник подвергается контролю с помощью КИМ и динамическим испытаниям под нагрузкой в ​​соответствии с заявленным процессом контроля качества. Покупателям следует запросить соответствующие чертежи, требования к контролю, обоснование выбора материалов и подтверждение допустимой нагрузки для точной конфигурации, указанной в предложении.

Распространенные ошибки при выборе крана, приводящие к проблемам с его вращением.

• Расчет размеров производится только по весу полезной нагрузки:Полезная нагрузка без учета радиуса стрелы не демонстрирует опрокидывающего момента. Учитывайте каждую силу и ее расстояние от центра вращения.
• Использование выходного крутящего момента в качестве удерживающего момента:Привод, вращающий груз, может не соответствовать требованиям к положению остановки. Необходимо отдельно рассмотреть потребности во внешнем моменте и торможении.
• Не принимая во внимание наихудшее положение стрелы:Максимальный момент может возникать при определенном вылете стрелы, угле наклона стакселя или положении крепления. Используйте это условие для проверки основного параметра выбора.
• Выбор передаточного отношения перед определением скорости:Высокое передаточное отношение может улучшить увеличение крутящего момента, но может замедлить вращение крана. Сначала установите целевую скорость вращения.
• Копирование предыдущей модели накопителя:Один и тот же кран может иметь разную длину стрелы, жесткость крепления, режим работы или условия эксплуатации. Перепроверяйте расчеты для каждого проекта.
• Пропуск схем интерфейса:Перед началом производства необходимо подтвердить схему расположения болтов, монтажные поверхности, адаптеры двигателя, направление вращения и зоны зазоров.

Подготовьте запрос предложений (RFQ), который позволит дать технически обоснованную рекомендацию по крановому приводу.

Краткий запрос предложений с неполной информацией о нагрузке может привести к рекомендации на уровне каталога, а не к выбору, специфичному для конкретного применения. Предоставьте поставщику достаточно данных, чтобы он мог оценить как нагрузки на подшипники, так и требования к зубчатой ​​передаче. Это особенно важно для проектов модернизации, где исходные чертежи крана могут быть неполными.

1. Опишите тип крана, например, автокран, универсальный кран, палубный кран, сервисный кран или поворотная подъемная платформа.
2. Укажите максимальную полезную нагрузку, радиус стрелы или груза, вес вращающейся конструкции и местоположение центра тяжести, если это возможно.
3. Если расчеты осевой нагрузки, радиальной нагрузки и опрокидывающего момента уже выполнены, укажите их.
4. Укажите требуемую выходную скорость, тип двигателя, скорость вращения двигателя, направление вращения и ожидаемую частоту пусков и остановок.
5. Определите необходимые условия удержания, в том числе, могут ли грузы оставаться подвешенными или смещенными во время остановки вращения.
6. Предоставьте монтажные чертежи, информацию о расположении болтов по окружности, доступную рабочую зону и предпочтительное подключение двигателя.
7. Укажите условия эксплуатации и любые требования к герметизации или защите от коррозии.
8. Перед окончательным утверждением запросите чертежи и техническое подтверждение точной предлагаемой конструкции.

Стандартный заказ продукции может начинаться с одного комплекта, в то время как для заказов продукции по индивидуальному заказу минимальный объем заказа составляет пять комплектов. Компания Luoyang Slewring Bearing Co., Ltd. также принимает заказы на образцы для тестирования и оценки, что может помочь командам OEM-производителей подтвердить соответствие при установке и рабочие характеристики перед запуском в серийное производство.

Выбирайте одночервальный механизм, если подтвержденные моменты нагрузки, требуемый крутящий момент, условия удержания и режим работы остаются в пределах его номинальных характеристик. Выбирайте двухчервальный механизм, если крану требуется большая устойчивость при высоких циклических нагрузках, лучшее распределение нагрузки или более точный контроль поведения вращения. Если в существующем кране используется отдельный подшипник и привод, сначала определите, подходит ли текущий поворотный стол; если нет, оцените весь вращающийся узел целиком, а не заменяйте только редуктор.