Крановые колеса

                                                                                                                                 3                                                                                                                                                                     

                                                           ВВЕДЕНИЕ 

     В настоящее время  важнейшей проблемой является увеличение долговечности детали, материала, экономия дорогих легирующих элементов и замена их на более дешевые, повышение износостойкости детали,  надежности детали. Современное восстановление порошковыми материалами.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                  4                                                                                                                                                                                                                                                        

           1 ТРЕБОВАНИЯ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КРАНОВЫМ КОЛЕСАМ

                          

     Крановые колеса – составляющая крановой техники, несущая огромную нагрузку. Применяются в грузоподъемных кранах и механизмах.

     Типы крановых колес  (в зависимости от модели и назначения крана)

- двухребордные;

- одноребордные;

- безребордные;

     Крановые колеса обычно различают по форме обода колеса и по числу реборд. Форма обода бывает цилиндрической и конической. Если колеса соединены с механизмом крана или тележки, они называются приводными или ведущими, остальные колеса – ведомые. Также колеса отличаются ступицей по – внутреннему диаметру на установку шарикоподшипников или вала с двумя буксами на роликоподшипниках.

     Изготовление крановых колес

     Крановые колеса изготавливаются стандартных размеров, возможно изготовление и по чертежам заказчика. Производятся с требованиями ГОСТ 28648-90. Поверхность катания и реборд кранового колеса подвергается термической обработке до требуемой по стандарту твердости с плавным переходом закаленных слоев к незакаленным. Глубина закаленных слоев может достигать 30 мм в зависимости от диаметра. Заготовки крановых колес производят методом штамповки, свободной ковки или литья.

Для контроля соответствия крановых колес требованиям  ГОСТ 28648-90 проводятся приемосдаточные  испытания. У каждого колеса проверяют размеры, точность изготовления, шероховатость и твердость поверхностей  рис. 1.1. Твердость поверхности катания и реборд проверяется по ГОСТ 9012. Контроль глубины закалки в (таблице 1.1) проводится на поперечном темплете колеса по ГОСТ 9012 или ГОСТ 9013.  
 

                                            

                                                                                                                                     5 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок  1.1 – Эскиз кранового колеса 
 

     Таблица  1.1 - Глубина закаленного слоя 

 
 
 

    Эксплуатация крановых колес допускается при износе их реборд не более 50% первоначальной толщины и (или) поверхности катания не более 1,15% первоначального диаметра

    Для поддержания кранов в рабочем состоянии, при износе колес, их необходимо своевременно заменять или восстанавливать.

    Восстановление и упрочнение крановых колес происходит методом наплавки и нанесения упрочняющего слоя с последующей механической обработкой. Технология и свариваемые материалы позволяют получать твердость до 50 ед. HRC. Срок эксплуатации восстановленных крановых колес не меньше, чем у новых.

     Технические требования

1. Колеса должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке. 

                                                                                                                                  6

2. Колеса  должны изготовляться из стали  марки 75 или 65Г по ГОСТ 14959. Допускается  изготовление колес из стали  марки 2 по ГОСТ 10791, а применяемых  в механизмах групп режима  работы 1М - 3М по ГОСТ 25835, из  других марок сталей с механическими  характеристиками не ниже чем стали марки 45 по ГОСТ 1050.

3. Допуски,  припуски и кузнечные напуски  для штампованных колес по  ГОСТ 7505, припуски и допуски на  кованые колеса - по II группе ГОСТ 7062.

4. Твердость  поверхности катания и реборд, изготовленных из сталей марок 75 и 65Г, должна быть от 320 до 390 НВ.

По согласованию с потребителем допускается изготовление колес из других марок сталей, указанных  в п. 2.2, с твердостью поверхностей катания и реборд не менее 280 НВ для  механизмов режимных групп 1М и 2М по ГОСТ 25835 и не менее 300 НВ для механизмов режимных групп 3М и 4М по ГОСТ 25835 при условии безопасной эксплуатации изделий [1].

5. Для  одноребордного колеса шероховатость  одной из. поверхностей обода А или Б должна быть Ra 12,5 мкм, шероховатость другой Ra 100 мкм.

6.Торцовое биение поверхности обода с шероховатостью Ra 12,5 мкм не должно быть более 0,1 мм на 500 мм диаметра.

7.На каждом колесе, поставляемом как запасная часть, на поверхности обода с шероховатостью Ra 100 мкм должны быть нанесены ударным способом размеры D X B и клеймо ОТК.

  На  колесах, поставляемых в составе  крана или тележки, допускается нанесение только клейма ОТК.

8. Консервация — по ГОСТ 9.014.

    Основными дефектами ходовых  колес являются:

а) трещины;

б) износ поверхности катания;

в) износ реборд по толщине;

                                                                                                                                  7

 г) износ отверстия под подшипники.

Ходовые колёса с трещинами подлежат браковке.

   Допустимый без ремонта износ поверхности катания допускается не более 2% диаметра обода. При этом не допускается разность диаметров, колес связанных между собой кинематически более 0,5% от диаметра поверхности катания. При износе поверхности катания, превышающем указанные величины; ходовое колесо необходимо ремонтировать наплавкой. Допустимый износ реборды не более 50% её толщины. Восстанавливать износ возможно наплавкой. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                8                                                                                                                               

   2 ВЫБОР МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРАНОВЫХ КОЛЕС 

     Условия эксплуатации крановых колес:

-эксплуатируются  в сложных напряженных условиях, испытывая интенсивные изнашивающие  нагрузки, высокие удельные усилия. [1]

     Среди факторов, определяющих износ, основная роль принадлежит химическому составу, упрочняющей (в первую очередь, термической) обработке и формируемым ими структуре и физико-механическим свойствам поверхностных слоев металлов и сплавов.

  К числу свойств материалов, оказывающих  значительное влияние на износостойкость, в первую очередь относятся сопротивление сжатию, изгибу, сдвигу, силы молекулярного сцепления, твердость, вязкость, устойчивость механических свойств против воздействия высоких температур и давлений.

  Механические свойства материалов определяют фактическую площадь касания и через нее влияют на интенсивность износа. При соприкосновении двух поверхностей их контакт происходит главным образом по вершинам неровностей, причем фактическая площадь контакта очень мала. Поэтому даже при небольшой нагрузке местные давления на площадках фактического контакта достигают высоких значений и вызывают пластическое течение металла. Пластическая деформация продолжается до тех пор, пока площадь контакта не окажется достаточной для данной нагрузки. Таким образом, в процессе износа может наблюдаться увеличение фактической площади контакта и повышение микротвердости поверхностных слоев металла.

  Предсказать износостойкость металлов только на основании исследования их механических свойств удается далеко не во всех случаях.

  Кроме того, следует иметь в виду, что установить предел прочности, предел текучести, а также пластические и динамические   свойства   поверхностных   слоев  весьма   сложно,  поэтому в большинстве случаев исследовалась только зависимость износостойкости металла от твердости.

                                                                                                                               9

  Однако  полученные данные зачастую несопоставимы  и даже противоречивы. Это объясняется тем, что исследования выполнялись по различной методике, во многих случаях существенно влияющей на результаты испытания [2].

Относительную износостойкость обычно рассматривают  как характеристику прочности материала, приведенного в состояние наклепа. Этот параметр характеризует механические  свойства поверхностного слоя изделия и служит для оценки износостойкости при абразивном износе. Если твердость абразивных зерен значительно выше, чем твердость изнашиваемой стали, то износ зависит от разницы твердостей абразива и стали. Если твердость стали ниже твердости абразивных зерен, но приближается к ней, то при уменьшении этой разницы наблюдается уменьшение износа. Наконец, если твердость абразивных зерен ниже твердости стали, то износ зависит от разности в твердости и быстро уменьшается с увеличением этой разницы. Как известно, твердость характеризует сопротивление металла вдавливанию индентора, однако при испытании на твердость не выявляются  микротрещины, концентраторы напряжений и другие потенциальные источники разрушения. Кроме того, неодинаков характер силового воздействия на металл при вдавливании индентора и при абразивном изнашивании. Так, при абразивном износе наблюдаются две стадии разрушения металла – внедрение абразивной частицы в трущуюся поверхность и срезание стружки или пластическое деформирование. Испытание на твердость в какой-то степени характеризует способность металла сопротивляться внедрению абразивных частиц, однако сопротивление снятию микростружки при этом не выявляется. Сопротивление металла на второй стадии абразивного износа, по-видимому, определяется сопротивлением движению дислокаций (сопротивлением пластическому деформированию под действием тангенциальных сил) и зависит от напряжений, необходимых для преодоления дислокациями барье-