В отдельных конструкциях зарубежных кранов используются бандажи из высококачественной стали, насаживаемые на колеса. Согласно английскому стандарту В S 3037 такие бандажи 25 типоразмеров имеют диаметр от 457 до 914 мм и ширину от 102 до 242 мм.

Выбор и расчет ходовых колес

В механизмах передвижения кранов и тележек находят применение как ребордные, так и безребордные колеса с горизонтальными роликами. Реборды помимо направления движения колес и предотвращения схода их с рельсов воспринимают горизонтальные поперечные силы, возникающие при передвижении крана. При использовании безребордных колес функции реборд принимают на себя горизонтальные ролики.

Скольжение реборд по рельсам при действии поперечных нагрузок вызывает износ реборд и увеличение сопротивления передвижению. Особенно это заметно в крановых колесах с цилиндрической поверхностью катания. Колеса этого типа вследствие технологической разницы в диаметрах способствуют, кроме того, перекосу крана.

Конические колеса при использовании их в качестве приводных в четырехколесных кранах с центральным приводом в некоторой степени позволяют устранить перекос крана, а следовательно, снизить поперечные нагрузки и мощность двигателя механизма передвижения. Колеса при этом устанавливают так, чтобы большие основания конусов были обращены друг к другу. При таком расположении они автоматически выравнивают положение тележки или моста относительно рельсового пути, так как у колеса отставшей стороны диаметр круга катания (и, следовательно, скорость качения по рельсу) увеличивается, а у колеса забежавшей стороны — уменьшается. При достаточной ширине конических ходовых колес такое выравнивание положений моста или тележки может происходить без участия реборд, что резко уменьшает сопротивление передвижению и износ ходовых колес по сравнению с применением цилиндрических ребордных ходовых колес.

Существенно влияет на интенсивность износа колеса профиль его обода. Положительные результаты дают радиусные переходы от беговой дорожки к ребордам или подрезы, выполненные в этих местах (см. рис. 7.21, б). Не менее важным фактором снижения износа колес и рельсов является правильность и точность монтажа колес на кране.

Неприводные ходовые колеса не оказывают влияния на условия передвижения крана или тележки и поэтому могут быть коническими или цилиндрическими для обеспечения унификации с приводными колесами.

При установке безребордных колес обязательное применение горизонтальных роликов несколько усложняет конструкцию механизма передвижения, однако получаемый эффект замены трения скольжения реборд трением качения роликов, резкое уменьшение сопротивления передвижению и отсутствие износа реборд компенсируют это усложнение. Горизонтальные ролики взаимодействуют либо с боковой поверхностью подкранового рельса (рис. 7.5, а), либо со специальным рельсом, закрепленным на подкрановой балке (рис. 7.5, б). Их устанавливают на концевых балках моста, на торцах главных балок или на корпусах балансиров. Ролики монтируют по углам моста как с наружной, так и с внутренней стороны рельсов. Известны узлы, в которых смонтированы ходовое колесо и горизонтальный ролик. Наиболее удачным с точки зрения устранения перекоса является размещение роликов по обеим сторонам одного из подкрановых рельсов. Зазоры между рельсами и горизонтальными роликами должны быть минимальными, так как с их увеличением возрастают динамические удары при движении крана. Одноребордные конические колеса допускается применять только в механизмах передвижения тележек.

Рабочие поверхности ходовых колес и горизонтальных роликов определяют из расчета на контактные напряжения по методу Б. С. Ковальского.

Рис. 7.6. Схемы к расчету ходовых колес

Приведенное число оборотов может быть определено по нагрузочной диаграмме колеса, устанавливающей, с какой нагрузкой и в течение какого времени оно работает, или по усредненному графику загрузки механизма передвижения.

При использовании ходовых колес из полимерных материалов полиамида 6 (ультрамид и блок полимерполиамида) благодаря увеличению площади контакта снижается давление в зоне контакта с рельсом и уменьшаются по сравнению со стальными колесами ударные нагрузки.

Рис. 7.7. Установка крана на угловых буксах

Приводные ходовые колеса закрепляют на валах на шпонках, холостые ходовые колеса — на вращающихся осях без шпонок, а горизонтальные ролики — на неподвижных осях. На таких же осях закрепляют и ходовые колеса, если привод их осуществляется через открытую зубчатую передачу (см. рис. 7.10). Для обеспечения правильности монтажа и удобства замены при эксплуатации колёса, закрепленные на валах, монтируют на сферических подшипниках в буксах. Конструктивно буксы выполняются по-разному.

Большое распространение имеют установки колес на угловых буксах (рис. 7.7). Буксы закрепляют на раме тележки, концевой балке или балансире болтами.

Рис. 7.8. Установка колеса с обеспечением регулировки колеи

От смещения при работе крана они удерживаются платиками, приваренными к металлоконструкции или балансиру и взаимодействующими с пазами в буксах. Такая фиксация установки обеспечивает взаимозаменяемость букс и сокращает трудоемкость при замене колес за счет исключения времени на выверку их положения. В табл. 7.5 приведены размеры установок ходовых колес с угловыми буксами (завод «Сибтяжмаш»).

Установка ходового колеса другого типа показана на рис. 7.8. Она состоит из оси, колеса и двух букс с подшипниками. Буксы имеют проушины и опорные поверхности Б. Собранная установка вдвигается в соответствующее гнездо металлоконструкции со стенками и закрепляется пальцем, который удерживает ее от смещения в продольном направлении. В поперечном направлении она удерживается винтами, при помощи которых регулируется также пролет (колея).

Узел крепления колеса с неподвижней осью, обеспечивающей его выверку в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рис. 7.9), включает плиты, которые надеваются на концы оси колеса. На плитах имеются скосы; между ними и кронштейном 1 металлоконструкции размещаются клиновые монтажные ползуны, перемещаемые установочными винтами. По окончании выверки ползуны заменяют проставками, положение которых определяется болтами. Выверку в вертикальной плоскости производят установочными винтами; между ними и металлоконструкцией размещается гидравлическая месдоза.

Применение последней позволяет отрегулировать положение колес так, чтобы при различных положениях тележки с грузом в пролете обеспечить на них равномерную нагрузку. После регулирования плиту фиксируют болтами (патент ФРГ № 1213971).

На рис. 7.10 показана установка ходового колеса тележки одно-балочного крана. В целях снижения нагрузки колесо выполнено сдвоенным, а для уменьшения шума и динамических нагрузок действующих на мост, на колесо надеты массивные бандажи из эластичного полимера, закрепленные предварительно на втулках. Привод колеса осуществляется через шестерню открытой зубчатой передачи.

Согласно стандарту ФРГ DIN 15079 возможно применение ходовых колес с зубчатыми венцами, которые устанавливаются на неподвижных осях. При этом подшипники качения монтируются внутри колеса и опираются для удобства монтажа колеса на ось через втулку. Определенная подвижность втулки в осевом направлении способствует увеличению долговечности реборд.

Рис. 7.9. Установка колеса с обеспечением его нагружения

Рис. 7.10. Установка колеса одно-балочного крана

Зубчатые венцы у колес, выпускаемых фирмой Demag Fordertechnik (ФРГ) и имеющих диаметр 300—1000 мм, закрепляются к ним чистыми болтами или нарезаются на специальном приливе.

Установка горизонтального ролика на литом балансире показана на рис. 7.11. При закреплении ролика на металлоконструкции моста он монтируется в отдельном кронштейне, прикрепленном болтами (см. рис. 7.5). Для регулирования зазора между рельсом и роликом последний иногда устанавливают на эксцентричной оси (рис. 7.12).

Балансир включает две установки колес (при ребордных колесах) или две установки колес и два горизонтальных ролика. Его корпус выполняется литым (см. рис. 7.11) или сварным (рис. 7.13).

Рис. 7.12. Горизонтальный ролик с эксцентричной осью