Przewodnik po pierścieniu obrotu dźwigu: rodzaje, dobór obciążenia, montaż i konserwacja

Żuraw prosi jeden element o zrobienie czegoś, czego nie robi żadna inna część maszyny: podtrzymuje całą górną część – wysięgnik, przeciwwagę, ładunek wciągnika i wszystko inne – i obraca go o 360 stopni, podczas gdy ładunek kołysze się, uderza i przesuwa. Tym elementem jest pierścień obrotu dźwigu, zwany także wieńcem obrotu, łożyskiem gramofonu lub przekładnią obrotową, w zależności od warsztatu, w którym nauczyłeś się rzemiosła. Zrób to dobrze i nikt o tym nie wspomni przez dekadę. Jeśli popełnisz błąd, maszyna przestanie działać.

Zarabiamy na produkcji pierścieni obrotowych, a żurawie należą do najbardziej wymagających klientów, których obsługujemy. Poniżej znajduje się sposób, w jaki wyjaśniamy pierścień obrotu dźwigu inżynierom i kupującym, którzy wybierają zamiennik, sprawdzają projekt lub po prostu próbują zrozumieć, dlaczego pierścień w ich maszynie narzeka po czterech latach, a nie dziesięciu.

Co właściwie robi pierścień obrotu dźwigu

Pod powierzchnią pierścienia obrotowego dźwigu znajduje się łożysko toczne o dużej średnicy z kołem zębatym wyciętym w jednej z bieżni. Jest przykręcany pomiędzy podwoziem — lub cokołem, wieżą lub ramą podstawy — a obrotową górną konstrukcją. W tym pojedynczym pierścieniu dzieją się jednocześnie trzy zadania:

• Przenosi obciążenie osiowe elementów górnych oraz obciążenie haka przenoszone przez bieżnię.
• Przenosi obciążenia promieniowe generowane przez wysięgnik, wiatr i wszelkie siły boczne.
• Jest on odporny na moment przechylający wytwarzany przez zawieszony na promieniu ładunek, który próbuje unieść jedną stronę pierścienia i ściskać drugą.

Jednocześnie zęby przekładni przekształcają moment obrotowy silnika obrotowego na obrót. Pierścień jest zatem jednocześnie łożyskiem i elementem wyjściowym skrzyni biegów, dlatego właśnie jego tryby awarii są tak zróżnicowane. Aby szerzej przypomnieć sobie zachowanie żurawi i koparek, nasi inżynierowie zamieszczają dłuższe wyjaśnienia jak działają łożyska obrotu w żurawiach i koparkach .

Warunki pracy są nietypowe. Żurawie obracają się powoli i zamiast okrążać, kręcą się w przód i w tył. Bieżnia, która nigdy nie wykonuje pełnego obrotu, nie może wytworzyć odpowiedniego filmu hydrodynamicznego, dlatego przez większość swojego życia pracuje w smarowaniu granicznym. Nosić koncentraty w dwóch strefach: z tyłu korpusu naprzeciw wysięgnika i bezpośrednio pod wysięgnikiem. Każdy, kto oglądał używany pierścień dźwigowy, widział te dwie plamy wypolerowanej, przyciemnionej bieżni.

Dopasowanie konfiguracji pierścienia do obciążenia

Cztery konfiguracje pokrywają większość zastosowań dźwigów. Wybór zależy od stosunku momentu przechylającego do obciążenia osiowego, wymagań dotyczących sztywności i wysokości montażowej, jaką może zaoszczędzić maszyna.

Tam, gdzie moment przechylający jest duży, a maszyna pracuje w sposób ciągły, zazwyczaj uczciwą odpowiedzią jest konstrukcja z trzema rzędami rolek, ponieważ ścieżki obciążenia są oddzielone, a każdy rząd można dostosować do swojego zadania. Nasz Łożysko toczne wahliwe trzyrzędowe, seria 13 Zalecane do dużych momentów przechylających i ciągłej pracy żurawia, seria 13 oddziela osiowe i promieniowe ścieżki obciążenia w trzech rzędach rolek. Zobacz produkt → to konfiguracja, którą najczęściej zalecamy dla tej klasy pracy.

Czytanie przypadku obciążenia, zanim cokolwiek wybierzesz

Każdy wybór pierścienia dźwigowego zaczyna się od cyfr, a nie od strony katalogu. Minimalny zestaw o jaki prosimy to:

1. Obciążenie osiowe, obciążenie promieniowe i moment przechylający przy każdym promieniu roboczym, łącznie z najgorszą kombinacją, jaką maszyna może legalnie osiągnąć.
2. Statyczne i dynamiczne wymagania znamionowe, ze współczynnikiem bezpieczeństwa wymaganym przez aplikację – prace na morzu i personel dźwigowy znajdują się na konserwatywnym końcu.
3. Moment obrotowy i styczne obciążenie zębów na wale zębatym, a także wymagane przełożenie przekładni i luz.
4. Cykl pracy: cykle na godzinę, godziny na rok, docelowa żywotność i udział czasu spędzonego na trzymaniu ładunku zamiast na obracaniu.
5. Średnica śrub, liczba otworów, klasa śrub oraz wytrzymałość i płaskość konstrukcji, do których będzie przykręcany pierścień.

Dwa z nich są zwykle niedoceniane. Pierwszą z nich jest wytrzymałość śruby: pierścień jest tak mocny, jak mocujące go złącze, a marginalny wzór śrub powoduje, że łożysko o prawidłowej wartości znamionowej staje się pęknięte. Po drugie, sztywność konstrukcji. Kołnierz, który ugina się pod obciążeniem, będzie kołysał pierścieniem, a kołysany pierścień zużywa bieżnię znacznie szybciej, niż przewiduje katalogowa żywotność. Jeśli porównujesz wałek z konstrukcją kulkową, nasza uwaga dot Jednorzędowe łożysko wahliwe poprzeczne do zastosowań przy dużych obciążeniach Ta jednorzędowa konstrukcja z rolkami krzyżowymi jest przeznaczona do maszyn o dużej precyzji i obciążeniu, umożliwiając montaż poziomy lub pionowy oraz dostęp konserwacyjny w wymagających środowiskach. Zobacz produkt → szczegółowo opisuje przeciwną stronę tego argumentu.

Szczegóły montażu decydujące o żywotności

Widzieliśmy, że prawidłowo określone pierścienie wcześnie ulegały awariom i prawie za każdym razem przyczyna tkwiła w mocowaniu.

• Płaskość i wykończenie. Obie powierzchnie montażowe wymagają obróbki zgodnie z tolerancją płaskości podaną przez dostawcę łożyska, a nie z tolerancją, która „wygląda dobrze”. Wystarczy zanurzyć się pod jednym otworem na śrubę, aby rozpocząć pęknięcie zmęczeniowe.
• Wstępne napięcie śruby. Śruby należy dokręcić momentem o określonej wartości, w prawidłowej kolejności na krzyż, za pomocą skalibrowanego sprzętu. Niedokręcone śruby powodują uniesienie pierścienia; zbyt mocno dokręcone śruby uginają się i robią to samo ciszej.
• Siatka przekładni. Sprawdź ustawienie zębnika i luz w kilku miejscach wokół pierścienia, ponieważ pierścień nigdy nie jest idealnie okrągły. Za ciasno i zęby ścierają się; są zbyt luźne i uderzają młotkiem.

Na wzmiankę zasługują także foki. Pierścień, który straci uszczelnienie w zapylonym miejscu lub na nabrzeżu ze słoną wodą, straci smar, a następnie bieżnię na długo przed wyczerpaniem się jego wartości znamionowych.

Smarowanie, monitorowanie zużycia i test kołysania

Konserwacja pierścienia obrotowego dźwigu nie jest skomplikowana, ale nie wybacza zaniedbań. Smar jest najtańszym i najczęściej pomijanym elementem maszyny.

Smaruj zgodnie z harmonogramem i smaruj podczas obracania. Pompowanie smaru do nieruchomego pierścienia wypełnia jedną wnękę, a resztę pozostawia suchą; podczas smarowania obracaj górną część o pełny obrót, aby cała bieżnia i zęby przekładni otrzymały świeży materiał. Następnie obserwuj, co wyjdzie. Analiza smaru jest najwcześniejszym dostępnym ostrzeżeniem — pobierz próbkę z odpływu lub krawędzi bieżni i poszukaj cząstek metalu, zmiany koloru, stwardnienia lub zanieczyszczenia wodą. Rosnąca liczba cząstek oznacza, że ​​zużycie przyspiesza i masz miesiące, a nie dni na planowanie.

Test kołysania to pomiar w terenie, któremu ufamy najbardziej. Mając wysięgnik w ustalonej pozycji i na poziomie maszyny, zmierzyć ruch obwodowy pierścienia pod kontrolowanym naciskiem, zapisać go i porównać z ostatnim odczytem. Trend jest wart znacznie więcej niż pojedyncza liczba. Luz, który stale rośnie, wskazuje na zużycie zębów lub bieżni; nagły skok sugeruje coś gorszego.

Niewygodny wniosek płynący z dochodzeń w sprawie wypadków jest taki, że pierścienie dźwigu uległy uszkodzeniu przy obciążeniu haka znacznie niższym od znamionowego bezpiecznego obciążenia roboczego maszyny. Łożysko nie wie, co mówi tabela obciążeń. Wie tylko, co miał ze sobą zabrać i w jakim stanie był, kiedy go poproszono.

Napraw, wyremontuj lub wymień

Nie każdy zużyty pierścień wymaga złomowania. Tam, gdzie bieżnia jest zdrowa i zużyte są tylko zęby koła zębatego, ponowne nacięcie koła zębatego jest często ekonomiczne, pod warunkiem, że pozostała część zęba nadal przenosi obciążenie styczne. Jedyne, czego nie można odzyskać, to pierścień z pęknięciami wychodzącymi z otworu po śrubie lub odprysk, który zaczął się rozprzestrzeniać; te idą na złom bez względu na cenę. Decyzja zwykle sprowadza się do tego, ile życia pozostało w bieżni, ile czasu potrzeba jeszcze maszynie i jak długo żuraw może być nieczynny. Wolelibyśmy powiedzieć klientowi, aby wymienił pierścień dźwiękowy, niż sprzedawać nowy, który nie jest potrzebny.

Gdzie pasujemy

Jiangsu Manchen Transmission Technology projektuje i produkuje wieńce obrotu od 2019 roku w zakładzie w Jiangyin, w którym obróbka skrawaniem, obróbka cieplna i kontrola znajdują się pod jednym dachem. Naszym tłem jest ten sam problem opisany w tym artykule: dopasowanie pierścienia do przypadku obciążenia, a następnie upewnienie się, że pierścień opuszczający fabrykę jest pierścieniem, który został obliczony. Nasz standardowy asortyment obejmuje łożyska kulkowe jednorzędowe, rolkowe poprzeczne, dwurzędowe i trzyrzędowe łożyska obrotowe w rozmiarach wymaganych przez pracę dźwigu.

W przypadku żurawi o średnim obciążeniu, gdzie sztywność ma większe znaczenie niż udźwig, dwurzędowa konstrukcja z czteropunktowym stykiem o równej średnicy jest często praktycznym rozwiązaniem: Dwurzędowe, czteropunktowe łożysko obrotowe o równej średnicy W przypadku żurawi o średnich obciążeniach, gdzie liczy się sztywność, ta dwurzędowa czteropunktowa konstrukcja styku przenosi obciążenia osiowe, promieniowe i przechylające przy dużej sztywności i kompaktowej instalacji. Zobacz produkt → .

Jeśli określasz pierścień obrotu dźwigu, wymieniasz go lub próbujesz ustalić, dlaczego obecny hałasuje, prześlij nam przypadek obciążenia i zdjęcie powierzchni montażowych. To zwykle wystarcza, aby stwierdzić, czy łożysko w ogóle stanowi problem — i dość często tak nie jest.