Поворотный кольцевой подшипник для грузовых путей и кабельных каналов кранов

Что такое поворотный подшипник в крановой технике?Это подшипник большого диаметра, позволяющий верхней части конструкции вращаться на кузове вагона, мачте или опоре. Он одновременно воспринимает осевую нагрузку, радиальную нагрузку и опрокидывающий момент. Полезный инженерный вопрос заключается в том, куда именно эта нагрузка передается внутри кольца и какая дорожка качения ее воспринимает.

Кран редко оказывает прямое давление на свой подшипник. Стрела, нагрузка на крюк и противовес создают большой опрокидывающий момент, а поворот добавляет крутящий момент и динамические удары сверху. Если сравнивать только диаметр и размер окружности расположения болтов, то упускается из виду фактор, определяющий срок службы: контакт дорожки качения.

Как силы, действующие на кран, передаются от стрелы к фундаменту.

Представьте груз как цепь. Каждое звено должно быть достаточно жестким, чтобы передавать груз следующему, не изгибаясь. В таблице ниже показан процесс подъема груза от крюка к кузову автомобиля.

Этап	Что происходит с грузом?	Что это значит для подшипника?
1. Бум и крюк	Величина веса крюка, умноженная на радиус, создает опрокидывающий момент в основании стрелы.	Обычно размер подшипника определяется моментом силы, а не весом. Больший радиус быстро его поднимает.
2. Рама верхней части укрепления (башня)	Рама преобразует реакцию стрелы в вертикальную силу и моментный момент, действующий на опорное седло подшипника.	Гибкая рама наклоняет кольцо и концентрирует контакт по краям сиденья.
3. Верхний монтажный интерфейс	Болты прижимают кольцо к раме. Натяжение болта на нагруженной стороне возрастает, а усилие зажима на противоположной стороне ослабевает.	Предварительная затяжка болта предотвращает разъединение кольца. Низкая или неравномерная предварительная затяжка способствует износу и фрикционному износу.
4. Элементы качения и дорожки качения	Момент сдвига разделяется на зону сжатия под боковой стороной стрелы и слабонагруженную зону с противоположной стороны.	Только часть окружности подвергается пиковой нагрузке. Износ и усталость начинаются именно в этой дуге.
5. Нижний монтажный интерфейс	Нижнее кольцо передает нагрузку на опору или кузов через собственные болты и посадочное место.	Плоскость и жесткость основания определяют, насколько равномерно направляющие кабелепроводы распределяют нагрузку.
6. Зацепление шестерен (если используется)	Шестерня или червяк передает крутящий момент на зубья кольца для вращения.	Нагрузка на зубья отделена от нагрузки на дорожку качения, но прогиб кольца приводит к смещению зацепления.

Ключевой момент заключается в том, что нагруженная дуга не является полным кругом. Под воздействием момента большая часть силы приходится на элементы качения с одной стороны, в то время как элементы с другой стороны могут не нести почти никакой нагрузки. Именно поэтому подход, основанный на средних нагрузках, недооценивает напряжение в дорожке качения.

Сравнение вариантов направляющих и элементов катка

Конструкция дорожки качения определяет, как подшипник сопротивляется изгибающему моменту. Каждая конструкция по-разному справляется с суммарными нагрузками, и у каждой есть свои пределы. Вот как основные семейства подшипников сравниваются в крановой практике.

Тип подшипника	Как он переносит комбинированную нагрузку	Подходит лучше всего	Пределы
Однорядные шарикоподшипники с поворотным кольцом	Шарик, установленный в четырехточечной контактной дорожке, воспринимает одновременно осевую, радиальную и моментную нагрузку.	Работа с краном легкой и средней грузоподъемности в условиях ограниченного пространства.	Меньше точек контакта. Меньший запас прочности при сильных воздействиях или ударах.
Двухрядный шариковый поворотный подшипник	Два ряда шаров распределяют осевую и моментную нагрузку, обеспечивая большую площадь контакта, чем один ряд.	Крановые установки средней и высокой грузоподъемности, где преобладает осевая нагрузка.	Радиальная вместимость невелика. Требуется более широкое сечение, чем однорядное.
Поворотные подшипники с перекрестными роликами	Ролики чередуются в пределах одной дорожки качения. Контакт по линии обеспечивает дополнительную жесткость.	Точное вращение при умеренных нагрузках.	Чувствителен к ровности поверхности при монтаже. Не является типичным выбором для самых тяжелых кранов.
Трехрядные роликовые поворотные подшипники	Отдельные ряды роликов воспринимают осевую нагрузку, обратную осевую нагрузку и радиальную нагрузку, поэтому каждый дорожка качения выполняет одну функцию.	Тяжелые краны с большим крутящим моментом, такие как портовые и большие мобильные краны.	Большие габариты и более высокая стоимость. Требуются очень жесткие, плоские монтажные конструкции.

Большее количество рядов не означает автоматическое улучшение. Трехрядная конструкция роликов обеспечивает наибольшую производительность при заданном диаметре, но гибкая рама может нивелировать это преимущество за счет нагрузки на один край ролика. Для небольшого автокрана более разумным вариантом может быть хорошо поддерживаемая одно- или двухрядная шаровая конструкция.

Если ваш кран является передвижным, тоПоворотный подшипник автокранаДиапазон цен является полезным отправным пунктом. Для очень тяжелых условий эксплуатации см. наш ассортимент.Поворотный подшипник большой грузоподъемностипараметры.

Как крепление, зазор и передаточное число влияют на контакт с дорожкой качения

Расчет емкости каталога предполагает правильную установку. Ряд условий может привести к отклонению фактической схемы контактов от идеальной. Каждый из перечисленных ниже пунктов имеет свои последствия и компромиссы.

• Жесткость монтажной конструкции.Жесткая рама и опора обеспечивают круглую и плоскую форму кольца. Гибкая рама позволяет кольцу наклоняться, что концентрирует нагрузку на краях дорожек качения. Усиление увеличивает вес и стоимость изготовления, поэтому подберите его в соответствии с фактическим моментом.
• Предварительная затяжка болта.Правильное предварительное натяжение обеспечивает надежное крепление соединения со стороны натяжения. Слишком малое натяжение приводит к ослаблению и износу. Слишком большое может вызвать перенапряжение болтов или деформацию посадочного места кольца. Соблюдайте последовательность затяжки и момент затяжки, а также проверяйте их после начала эксплуатации.
• Внутренний зазор или предварительная нагрузка.Жесткие настройки повышают жесткость, но увеличивают трение и нагрев. Более свободные настройки обеспечивают свободное вращение, но приводят к большему наклону под воздействием момента. Краны, требующие плавного и точного позиционирования, а также краны, подверженные ударным нагрузкам, могут нуждаться в других настройках.
• Упрочнение и материал дорожки качения.Твердость поверхности дорожки качения препятствует усталости при контакте. Выбор между легированной сталью и кованой легированной сталью зависит от нагрузки, скорости и условий окружающей среды. Более высокая твердость не всегда означает лучшее качество, поскольку необходимо соблюдать баланс между глубиной закалки и вязкостью сердцевины.
• Зубья шестерни и привод.Кольцо с внешней или внутренней шестерней добавляет отдельный путь передачи нагрузки на зуб. Если кольцо деформируется, зацепление смещается, и контакт зубьев ухудшается. Интегрированные приводы помогают в этом, поскольку подшипник и шестерня спроектированы вместе. См. нашиПоворотный приводдиапазон для этого подхода.
• Герметизация и окружающая среда.Загрязнение в первую очередь поражает кабельные каналы. Морские и портовые краны нуждаются в герметизации и защите от коррозии, соответствующих воздействию соли.

Эти факторы взаимодействуют. Жесткая опора малоэффективна, если предварительная затяжка болтов неравномерна, а хорошо закаленная дорожка качения все равно пострадает, если рама наклоняет кольцо. Рассматривайте подшипник, болты и конструкцию как единую систему.

Распространенные ошибки в толковании номинальных нагрузок и контактов кабельного канала.

Большинство проблем с выбором возникает из-за чтения рейтинговой таблицы без учета ее условий. Это наиболее часто встречающиеся ошибки при анализе технических характеристик.

• Сравнение кривых производительности из разных источников.Статические и динамические кривые зависят от коэффициента безопасности, используемого стандарта и класса нагрузки. Две кривые сопоставимы только в том случае, если условия их построения совпадают.
• Проверка только осевой нагрузки.Один лишь вес крюка мало что говорит. Опрокидывающий момент, радиальная тяга от поворота и ветра, а также ударные нагрузки — все это имеет значение.
• Предположим, что больший диаметр всё исправит.Более широкое кольцо лучше распределяет момент, но только если рама может его ровно выдержать.
• Не принимая во внимание незагруженную сторону.На противоположной стороне кольца может происходить разгрузка под воздействием большого момента. Болты в этой области по-прежнему должны удерживать соединение.
• Рассматривать крутящий момент привода как проблему подшипника.Пусковой момент, трение и тормозные характеристики обеспечиваются подшипниками, уплотнениями и зубчатой ​​передачей.

Проверка – это когда цифры становятся доказательством. Запросите у поставщика перечисленные ниже товары и запишите, что каждый из них доказывает.

1. Таблица вариантов загрузки:Значения осевого, радиального моментов и моментов с указанием класса нагрузки и коэффициента безопасности.
2. Рекорды твердости и глубины водоотводных каналов:показывает фактическую термическую обработку, примененную к партии.
3. Протокол контроля размеров:Плоскостность, округлость и положение отверстий для болтов. Наши подшипники проходят трехкоординатный контроль на координатно-измерительной машине и испытания на динамическую нагрузку, описанные в нашей документации.Контроль качества поворотного приводастраница.
4. Инструкция по монтажу и затяжке болтов:класс, крутящий момент и последовательность затяжки.
5. Система качества и условия гарантии:Мы работаем в соответствии с системой управления качеством ISO 9001:2015 и предлагаем расширенную гарантию сроком на 2 года.

Ни один из этих документов не заменяет полную структурную проверку вашей собственной рамы. Они показывают, соответствует ли подшипник заявленным характеристикам, а не может ли ваша подставка его выдержать.

Пример решения задачи: Чтение показаний поворотного механизма автокрана.

Рассмотрим погрузочный кран на грузовике. Стрела выдвигается в сторону, нагрузка от крюка создает момент, а зона нагрузки в подшипнике находится под опорой стрелы. Когда кран поворачивается в противоположную сторону, эта нагруженная дуга перемещается по кольцу.

Голландский производитель погрузочно-разгрузочного оборудования использовал 50 червячных редукторов WEA9-62-25HR на автокранах-погрузчиках. В этом варианте интегрированный привод объединяет подшипник и червячную передачу в одном герметичном корпусе. Кольцо, зацепление шестерен и монтажный узел были спроектированы как единое целое, а не как три отдельные детали.

Морская эксплуатация добавляет фактор коррозии и ударов. Компания UK Ocean Marine Systems приобрела 20 единиц WEA17-104-25H-R-REV.D для судовых кранов, а южнокорейский производитель портового оборудования разместил повторный заказ на 20 единиц WEA9-62-25HR для портовых кранов. Эти примеры демонстрируют работу данной схемы привода в подъемном оборудовании. Они не определяют грузоподъемность вашего собственного крана, для которого по-прежнему необходим отдельный пример расчета нагрузки.

Для автономного поворотного подшипника, используемого в кранах, или для привода со специальными габаритами,Специализированный поворотный приводИнженерные услуги доступны. Стандартный минимальный объем заказа составляет 1 комплект, а для индивидуальных заказов — 5 комплектов. Для начала отправьте следующую информацию:

• Максимальная грузоподъемность и диапазон радиуса стрелы
• Осевые, радиальные и моментные нагрузки, а также класс нагрузки.
• Диаметры крепления, схема расположения болтов и доступная высота профиля.
• Условия эксплуатации: морская отрасль, порт, горнодобывающая промышленность или дорожное строительство.
• Требуемая скорость поворота и точность позиционирования.

С учетом этих данных наша инженерная команда сможет подготовить техническое предложение в течение 24 часов, а на технические вопросы мы ответим в течение 48 часов. Мы принимаем заказы на образцы для тестирования и оценки перед заключением более крупного контракта.