Концевые балки (концевые тележки) — это силовые опорные элементы мостового крана, которые воспринимают 100% суммарной нагрузки (собственный вес пролетного строения, массу тали и поднимаемого груза), обеспечивают строгое удержание геометрии крана в плане и передают тяговое усилие для передвижения вдоль цеха. Любые отклонения в соосности тележек, геометрии колес или зазорах приводят к перекосу моста, ускоренному износу реборд и подкрановых путей.

1. Роль и силовые нагрузки концевых балок в конструкции мостового крана

Концевая балка связывает ходовые колеса с главной пролетной балкой моста. В процессе эксплуатации данный узел воспринимает сложный комплекс статических и динамических нагрузок:

  1. Вертикальные нагрузки (Fz): статический вес металлоконструкций и максимальный вес груза с учетом коэффициента динамичности при подъеме и торможении (ψ = 1.1... 1.3).
  2. Горизонтальные поперечные силы (Fy): возникают из-за бокового качения колес, косого натяжения канатов и перекоса моста при разности скоростей раздельного привода.
  3. Горизонтальные продольные силы (Fx): тяговые усилия при разгоне и тормозные моменты, передаваемые через контакт колеса с рельсом.
главная пролётная балка моста концевая тележка концевая тележка подкрановый путь Все четыре колеса должны катиться по рельсу без перекоса

Погрешность межосевого расстояния между колесами и разность диагоналей кранового моста не должны превышать ± 2... 5 мм (в зависимости от пролета), иначе реборды колес начнут интенсивно истираться о головку рельса.

2. Конструктивное исполнение: опорные и подвесные концевые балки

В зависимости от способа опирания моста на крановые пути различают опорные и подвесные концевые балки. Их кинематика и распределение напряжений принципиально различаются.

Опорная концевая балка Подвесная тележка букса букса рельс КР или квадрат колёса катятся сверху по рельсу ездовой двутавр типа М щёки тележки шарнирный палец к пролётной балке Подвесная тележка катится по нижней полке и висит на пальце

2.1. Опорные концевые балки

Опорные балки устанавливаются сверху на подкрановый рельс (Р18, Р24, Р43, КР70) или калиброванный квадрат.

  • Конструкция корпуса: сварная замкнутая коробчатая балка, свариваемая из листового проката стали Ст3сп5 (для температур до -20°C) или низколегированной стали 09Г2С (категория 12 для северных исполнений У1/ХЛ1 до -40°C). Внутри коробки ввариваются поперечные диафрагмы жесткости, предотвращающие скручивание.
  • Посадочные места: расточка под подшипниковые буксы выполняется на горизонтально-расточных станках за одну установку. Это гарантирует соосность посадочных гнезд обоих колес в пределах 0.05 мм.
  • Типы колес: используются двухребордные цилиндрические ходовые колеса типа К2Р (по ГОСТ 28648-90) либо безребордные колеса с наружными направляющими горизонтальными роликами.
  • Стыковка с пролетом: балка моста крепится сверху на опорную площадку концевой тележки через фланцевые соединения на высокопрочных болтах (класс прочности 8.8 или 10.9) с тарированной затяжкой динамометрическим ключом.

2.2. Подвесные концевые тележки

Подвесные тележки перемещаются по нижним полкам двутавровых балок (прокатные двутавры специальной серии М по ГОСТ 19425-74: 24М, 30М, 36М, 45М с уклоном внутренних граней полок не более 12%).

  • Шарнирный (плавающий) подвес: при монтаже подвесного крана одну концевую тележку крепят жестко к пролетному строению, а вторую — через шарнирную подвижную серьгу.
  • Функция подвижного шарнира: компенсация температурных деформаций пролетной балки и непараллельности подвесных путей. Подвесной путь на перекрытиях здания имеет допуски по смещению до ± 20... 30 мм. Шарнир исключает заклинивание конических колес на полках двутавра при изменении расстояния между подкрановыми балками.
  • Колеса подвесных тележек: коническая форма поверхности катания с углом конусности, точно соответствующим уклону полки двутавра серии М (12%).

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

3. Сравнительный анализ опорных и подвесных концевых тележек

Параметр сравненияОпорная концевая балкаПодвесная концевая тележка
Тип подкранового путиРельс Р/КР или квадрат на подкрановой балке / колоннахНижняя полка подвесного двутавра (ГОСТ 19425-74, серия М)
Грузоподъемность кранаОт 1.0 до 50.0 тонн и вышеОбычно от 0.5 до 10.0 тонн
Компенсация перекосовЖесткая пространственная рама, строгие допуски пути (± 5 мм)Плавающий шарнир на одной стороне (допуск пути ± 20... 30 мм)
Профиль ходовых колесЦилиндрические двухребордные (тип К2Р)Конические с ребордой под наклонную полку
Полезная высота подъемаМаксимальная (крюк поднимается ближе к перекрытиям)Ниже на высоту подкранового двутавра и тележки
Нагрузка на зданиеПередается на несущие колонны цехаПередается на стропильные фермы и перекрытия

4. Крановые колеса: материалы, термообработка и типы

Ходовые колеса работают в условиях высоких контактных напряжений, достигающих в пятне контакта с рельсом сотен мегапаскалей.

реборды 15–25 мм ширина дорожки катания B поверхность катания: закалка 300–350 HB вал колеса Реборды держат кран на рельсе, но не должны его тереть

4.1. Марки сталей и способы получения заготовок

  • Штампованные и кованые заготовки (поковки): сталь 65Г, сталь 42CrMo4, сталь 40Х. Поковки обладают ориентированной волокнистой структурой без внутренних литейных раковин и пор.
  • Литые колеса: сталь 55Л, 35ГЛ. Применяются в кранах легких режимов работы (ISO A3–A4).

4.2. Термическая обработка поверхности катания

Для предотвращения выкрашивания (питтинга) и сплющивания реборд колеса подвергают специальной термообработке:

  • Закалка ТВЧ (токами высокой частоты) или сорбитизация: твердость поверхности катания и рабочих поверхностей реборд доводится до 300... 350 HB (или 32... 38 HRC).
  • Глубина закаленного слоя: составляет 15... 20 мм с плавным переходом к вязкой сердцевине (180... 220 HB). Плавный градиент твердости исключает скол закаленного слоя при ударных нагрузках на стыках рельсов.

4.3. Классификация колес по типу привода

  1. Ведущие (приводные): имеют удлиненный цилиндрический вал со шпоночным пазом, шлицевой фланец или зубчатый венец для зацепления с редуктором.
  2. Холостые (ведомые): свободно вращаются на неподвижной оси или валу, установленном в сферических двухрядных роликоподшипниках (серии 222xx / 223xx).

5. Механизмы привода концевых балок: раздельный привод с полым валом

Центральный привод передвижения с длинным трансмиссионным валом через весь цех устарел. На современных кран-балках применяется раздельный привод: каждая концевая балка оснащается индивидуальным трехфазным мотор-редуктором, установленным непосредственно на вал ведущего колеса.

flowchart LR M["Мотор-редуктор
со встроенным тормозом"] --> V["Полый шлицевой вал"] V --> VK["Вал ведущего колеса"] VK --> K["Ходовое колесо"]

5.1. Преимущества мотор-редукторов с полым валом

  • Прямая посадка: полый вал редуктора со шлицами или зажимной муфтой монтируется прямо на цапфу ведущего колеса без открытых зубчатых передач и муфт.
  • Реактивная тяга: реактивный момент корпуса редуктора компенсируется резинометаллическим демпфером (торсионом), что снижает ударные нагрузки на пуске.
  • Популярные серии: Boneng, SEW-Eurodrive, Transtecno, редукторы типа ТР завода «Балканско Ехо».

5.2. Электромагнитный тормоз и преобразователи частоты

Мотор-редукторы передвижения комплектуются встроенными дисковыми электромагнитными тормозами постоянного или переменного тока.

Для исключения перекоса моста при раздельном приводе оба электродвигателя подключаются к одному частотному преобразователю (ПЧ) либо синхронизируются по цифровой шине. ПЧ обеспечивает:

  • Плавный разгон с рампой 2.0... 3.5 с;
  • Электрическое частотное торможение до нулевой скорости;
  • Наложение механического тормоза только после полной остановки (режим стояночного тормоза), что исключает износ тормозных накладок.

6. Пошаговая инструкция по замене ходового кранового колеса

Замена ходового колеса требуется при критическом износе поверхности катания (более 1.5... 2.5 мм от исходного диаметра) или утонении реборды более чем на 50% от первоначальной толщины.

flowchart TD A["1. Зафиксировать кран
на пути"] --> B["2. Поднять домкратом"] B --> C["3. Подвести страховочные тумбы"] C --> D["4. Снять привод и буксы"] D --> E["5. Заменить подшипники и колесо"] E --> F["6. Проконтролировать геометрию"]

Шаг 1. Подготовка и вывешивание концевой балки

  1. Обесточить кран-балку, заблокировать главный рубильник по системе LOTO (Lockout/Tagout).
  2. Зафиксировать противоположную сторону крана противооткатными упорами на рельсе.
  3. Установить гидравлический домкрат (грузоподъемностью не менее 1.5-кратной массы опорной реакции угла крана) под специальную опорную площадку концевой балки.
  4. Приподнять тележку на высоту 15... 25 мм над рельсом.
  5. Установить стальные страховочные выкладки (тумбы) под балку. Категорически запрещено проводить работы, удерживая балку только на гидравлике домкрата.

Шаг 2. Демонтаж привода и подшипниковых букс

  1. При замене ведущего колеса демонтировать моментный рычаг и стянуть мотор-редуктор с вала с помощью съемника.
  2. Открутить болты крепления торцевых крышек подшипниковых букс.
  3. Извлечь стопорные кольца и уплотнительные манжеты.
  4. Открутить крепежные болты букс к телу концевой балки и с помощью винтовых отжимных болтов выдвинуть буксы из посадочных мест.

Шаг 3. Выпрессовка и дефектовка подшипников

  1. Снять колесо в сборе с осью/валом с металлоконструкции тележки.
  2. Выпрессовать двухрядные сферические роликоподшипники с шеек вала гидравлическим съемником.
  3. Очистить и продефектовать посадочные шейки вала микрометром. Овальность и конусность не должны превышать 0.02 мм. При повреждении шеек вал подлежит замене.

Шаг 4. Установка нового колеса и регулировка зазоров

  1. Разогреть новые подшипники в индукционном нагревателе до температуры +90... +100°C и запрессовать их на шейки вала до упора в заплечики.
  2. Заполнить полости подшипников пластичной смазкой (Литол-24, Mobilux EP 2 или Shell Gadus S2) на 2/3 объема.
  3. Завести колесо в проем концевой балки, установить буксы в посадочные пазы коробки.
  4. Отрегулировать осевой люфт колеса с помощью регулировочных прокладок под крышками букс. Осевой люфт должен находиться в диапазоне 0.3... 0.8 мм.
  1. Перекос оси колеса в горизонтальной плоскости — не более 1 мм на метр длины.
  2. Перекос оси в вертикальной плоскости — не более 0,0015; наклон наружу колеи

не допускается.

  1. Разность диаметров колёс одной тележки — не более 0,5 мм.
  1. Затянуть крепеж букс динамометрическим ключом, опустить кран на рельс и провести тестовую обкатку без груза.

7. Концевые балки и запчасти от ИП «Казмеханика»

ИП «Казмеханика» осуществляет поставку, проектирование и сервисное обслуживание концевых балок и ходовых частей мостовых кранов в Республике Казахстан:

  • Опорные концевые балки: под пролеты от 4.5 до 28.5 метров, грузоподъемностью от 1 до 20 тонн.
  • Подвесные концевые тележки: в комплекте с шарнирными опорами и коническими колесами под двутавр серии М.
  • Запасные части на складе: ходовые колеса К2Р (сталь 65Г, 42CrMo4 с закалкой ТВЧ), приводные валы, подшипниковые узлы в сборе, соосные и насадные мотор-редукторы с электромагнитными тормозами.
  • Сервисные услуги: шефмонтаж, лазерная выверка геометрии крановых путей и моста крана, замена изношенных колесных пар с гарантией.