Ходовые колёса мостовых, козловых и консольных кранов — это тяжелонагруженные узлы ходовой части, которые одновременно воспринимают статические и динамические нагрузки от массы металлоконструкции с грузом, передают крутящий момент от механизма передвижения и удерживают кран на рельсовом пути при возникновении поперечных боковых сил.

Контактные напряжения в зоне соприкосновения колеса с головкой рельса достигают 800... 1200 МПа. Нарушение геометрии колесных пар, ошибки в термообработке или дефекты подкранового пути приводят к интенсивному боковому трению («кран грызет рельс»), аварийному износу реборд и риску схода крана с путей.

вертикальная нагрузка до 500 кН букса подшипника крановое колесо боковая сила ветер и перекос тяговый момент от привода подкрановый рельс КР-70…КР-140 или Р-50 контактная площадка: напряжение до 1000 МПа Перекос колеса добавляет к качению трение реборды о рельс

1. Классификация крановых колёс по ГОСТ 28648-90

Конструкция крановых ходовых колес регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 28648-90 («Колеса крановые. Технические условия»). По типу направляющих элементов и конструкции обода колеса подразделяются на три основные группы.

Двухребордное тип К2Р мосты пролётом больше 4 метров Одноребордное тип К1Р тележки и парная колея Безребордное с роликами горизонтальные направляющие ролики Классификация по ГОСТ 28648-90 Реборды удерживают кран на рельсе, но при перекосе они же изнашиваются первыми — потому и появились схемы с роликами Ролик катится по боковой грани головки рельса: трение скольжения заменено качением

1.1. Двухребордные колёса (тип К2Р)

Колёса типа К2Р имеют две боковые направляющие реборды (фланца). Это базовый стандарт для механизмов передвижения мостов опорных кранов с пролётом более 4 м, а также для передвижения башенных и козловых кранов.

  • Высота реборд: составляет hр = 25... 30 мм (для тяжелых кранов — до 40 мм).
  • Толщина реборд: bр = 15... 30 мм в зависимости от диаметра колеса и нагрузки.
  • Ширина рабочей дорожки катания (B): принимается на 20... 40 мм шире головки используемого рельса (при цилиндрическом профиле) для компенсации упругих деформаций моста и технологических отклонений рельсовой колеи.

Две реборды исключают сход крана при поперечных ветровых нагрузках, пусковых рывках и температурных колебаниях ширины колеи подкранового пути.

1.2. Одноребордные колёса (тип К1Р)

Колёса типа К1Р снабжены только одной направляющей ребордой с внутренней или наружной стороны.

  • Область применения: механизмы передвижения грузовых тележек мостовых кранов, а также ходовые колеса мостов с пролетом L ≤ 4 м, где обе нитки рельсового пути лежат на одном жестком несущем основании.
  • Правило компоновки: на грузовых тележках одноребордные колеса устанавливаются соосно, при этом реборды противоположных колес должны быть направлены в противоположные стороны (охватывать рельсовый путь снаружи либо упираться в рельсы изнутри колеи).

Применение колес К1Р на тележках снижает сопротивление передвижению и исключает заклинивание тележки при упругом прогибе главных балок моста под нагрузкой.

1.3. Безребордные колёса с боковыми направляющими роликами

В тяжелом краностроении и современных европейских механизмах (стандарты DIN 15070 / FEM 1.001) классические реборды заменяются гладким цилиндрическим колесом в сочетании с горизонтальными направляющими роликами.

Безребордный узел с горизонтальными роликами концевая балка моста ходовое колесо горизонтальные ролики катятся по боковым граням головки рельса колесо гладкое, без выступающих реборд рельс КР-100 Трение скольжения реборды о рельс заменено трением качения роликов Реборды нет — нечему набегать на грань и стираться

Преимущества безребордной схемы:

  1. Снижение трения на 50%: Трение скольжения стальной реборды о боковую грань рельса заменяется трением качения направляющих роликов на подшипниках.
  2. Нулевой износ кромок рельса: Устраняется истирание головки подкранового рельса.
  3. Бесшумность: Уровень шума при движении крана снижается на 10... 15 дБА.
  4. Увеличение ресурса колес: Межремонтный интервал ходовых частей возрастает в 2.5–3 раза.

2. Профиль поверхности катания: цилиндрический vs конический

Форма рабочей поверхности обода колеса определяет поведение крана на рельсовом пути.

Цилиндрический профиль Конический профиль, уклон 1:10 диаметр одинаков по всей ширине применяют при раздельном приводе внутренний диаметр больше наружного центральный привод, самоцентрирование Конус сам возвращает кран на середину колеи, но требует синхронной работы обоих колёс
ПараметрЦилиндрический профильКонический профиль (конусность 1:10)
ГеометрияДиаметр D постоянен по всей ширине ободаДиаметр уменьшается от реборды к наружному краю
Схема приводаРаздельный привод (на каждое колесо свой мотор-редуктор)Центральный привод (один двигатель через трансмиссионный вал)
Эффект самоцентрированияОтсутствует (центрирование только зазором реборд)Автоматическое центрирование: при смещении крана вправо правое колесо катится по большему радиусу и обгоняет левое, выравнивая мост
Применение90% современных мостовых кранов с частотным регулированиемКраны старых серий с трансмиссионным валом, крановые тележки

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

3. Материаловедение и технологии термообработки

Крановые колеса работают в условиях высоких контактных напряжений и циклического нагружения. В соответствии с ГОСТ 28648-90 колеса изготавливаются из кованых заготовок (поковок, штамповок) или стальных отливок.

закалённый слой 15–20 мм твёрдость 300–350 HB переходная зона твёрдость 240–280 HB сердцевина и ступица твёрдость 180–220 HB сорбит закалки: держит истирание вязкая структура: держит удары Твёрдая поверхность на вязкой основе: колесо не истирается и не колется от ударов на стыках рельсов

3.1. Марки сталей

  • Сталь 65Г (ГОСТ 14959-2016): Рессорно-пружинная марганцовистая сталь. Базовый материал для крановых колес тяжелого и весьма тяжелого режимов работы (А5–А8). Обладает высоким сопротивлением абразивному износу и усталостному выкрашиванию.
  • Сталь 40Х / 45 (ГОСТ 4543-2016): Конструкционная легированная хромистая сталь. Применяется для кранов легкого и среднего режимов (А1–А4).
  • Сталь 42CrMo4 (европейский аналог 40ХФА): Высокопрочная хромомолибденовая сталь для импортных крановых тележек и высокоскоростных мостов.
  • Стальное литье 55Л / 45Л (ГОСТ 977-88): Допускается для колес диаметром свыше 710 мм, где изготовление поковок экономически нецелесообразно. Отливки обязательно проходят ультразвуковой контроль (УЗК) на отсутствие усадочных раковин.
  • Высокопрочный чугун ВЧ50 / ВЧ60: Применяется в малогабаритных холостых колесах тележек талей.

3.2. Режимы термической обработки

Категорически запрещается эксплуатация колес в сыром виде либо со сквозной закалкой: сквозная прокалка делает тело колеса хрупким, что ведет к раскалыванию диска и обламыванию реборд при динамических ударах.

  1. Сорбитизация: Нагрев токами высокой частоты (ТВЧ) или в газовой печи до температуры 840... 860°C с последующим ускоренным охлаждением водо-воздушной смесью (спрейерное охлаждение) и высоким отпуском при 450... 520°C. Обеспечивает получение мелкодисперсного сорбита закалки.
  2. Закалка ТВЧ рабочей поверхности и реборд:
  • Твердость поверхности катания и внутренних поверхностей реборд: 300... 350 HB (или 32... 39 HRC).
  • Глубина закаленного слоя: не менее 15... 20 мм.
  • Твердость в переходной зоне на глубине 20 мм: не менее 260 HB.
  • Твердость ступицы и подступичной части: 180... 220 HB (для сохранения ударной вязкости KCU ≥ 30 Дж/см2 и простоты механической обработки шпоночных или шлицевых пазов).

4. Причины аномального износа реборд («кран грызет рельс»)

Аномальный износ реборд — распространенная проблема при эксплуатации кранов. При нормальной работе между ребордами и рельсом сохраняется зазор, а реборды контактируют с рельсом кратковременно. Если реборда прижата к рельсу непрерывно, возникает сухое трение стали по стали, приводящее к скрежету, образованию металлической стружки и выходу колеса из строя за 2–4 месяца.

Перекос в плане, угол α Наклон колеса, угол β вид сверху, две нити рельса колесо α α больше 0,001 (0,1 %) реборда набегает на грань рельса и стирается за месяцы вид с торца, колесо на рельсе β опора кромкой β больше 0,0015 колесо опирается одной кромкой: местная концентрация напряжений, смятие дорожки Оба перекоса проверяют на монтаже: развал колёс и непараллельность осей

4.1. Нарушение геометрии установки колесных блоков

  • Горизонтальный перекос осей колес: Отклонение оси колеса от продольной оси рельса в горизонтальной плоскости. Допустимое значение по правилам безопасности РК: не более 0.001 (1 мм на 1 метр базы). При большем перекосе колесо действует как резец, срезая грань головки рельса.
  • Вертикальный наклон (развал): Отклонение плоскости колеса от вертикали. Допуск: не более 0.0015. Приводит к неравномерному контактному давлению и одностороннему износу обода.

4.2. Разность диаметров ведущих колес

Если ведущие колеса противоположных сторон моста имеют разные диаметры катания (D1 ≠ D2), за один оборот вала сторона с большим колесом проходит больший путь:

Δ L = π · (D_1 - D_2)

Кран непрерывно забегает вперед одной стороной и перекашивается, пока реборды отстающего колеса не упрутся с силой в боковую грань рельса.

Норма допуска: Разность диаметров ведущих колес, связанных кинематически или управляемых раздельно, не должна превышать 0.002 × D (для колеса ∅ 500 мм — не более 1.0 мм). При замене одного ведущего колеса обязательно протачивают в пару второе колесо.

4.3. Дефекты и деформации подкранового пути

  • Сужение или расширение колеи подкранового пути сверх допуска (Δ S > ± 5 мм).
  • Разность отметок рельсов по высоте в одном поперечном сечении (Δ h > 10 мм).
  • Пружинящие и проседающие стыки рельсов.

5. Нормы браковки крановых колёс по правилам промышленной безопасности РК

В соответствии с «Правилами обеспечения промышленной безопасности при эксплуатации грузоподъемных механизмов» Республики Казахстан крановые колеса подлежат немедленной выбраковке и замене при обнаружении следующих дефектов:

Что проверяют при браковке колеса поверхность катания реборда ступица обод износ реборды более 50 % толщины износ поверхности катания более 2 % диаметра или 15–20 % толщины обода трещины любого характера и размера в ободе, реборде, диске и ступице Колесо бракуют по первому же достигнутому признаку, остальные не смотрят Трещина — безусловный брак независимо от размера
ДефектПредельное браковочное значениеМетод контроляПоследствия несоблюдения
Износ реборды по толщинеУменьшение первоначальной толщины реборды bр более чем на 50%Штангенциркуль, шаблон ребордныйОблом реборды, сход крана с рельсов
Износ поверхности катанияУменьшение диаметра колеса более чем на 2% от первоначального размераМикрометр, рулетка (по длине окружности)Перекос моста, потеря кинематической скорости
Уменьшение толщины ободаИзнос обода под поверхностью катания более чем на 15... 20%Ультразвуковой толщиномерРаздавливание обода контактным давлением
ТрещиныНе допускаются любого размера и расположенияВизуальный осмотр, капиллярная / магнитопорошковая дефектоскопияВнезапное сквозное разрушение колеса под нагрузкой
Раковины, выкрашивание (питтинг)Глубина более 3 мм, площадь свыше 200 мм2, более 2 штук на ободеОптический шаблон, штангенглубиномерУдарные нагрузки на подшипники буксы

Запрет наплавки: Наплавка изношенных реборд и поверхностей катания колес из стали 65Г ручной дуговой сваркой без специальной технологии термического подогрева до 350°C и последующего отжига категорически запрещена. В зоне термического влияния образуются закалочные структуры (мартенсит), приводящие к мгновенному отколу наплавленного слоя и поломке рельса.

6. Конструкция ходового узла и пошаговый регламент замены

Крановые колеса монтируются на концевых балках крана в сборе с валом (или неподвижной осью) и угловыми буксами.

Ходовое колесо на угловых буксах подшипник 228 подшипник 228 колесо К2Р букса левая букса правая крановое колесо типа К2Р вал колеса из стали 40Х или 45 хвостовик вала под муфту привода Угловые буксы держат вал с двух сторон: колесо не перекашивает под нагрузкой

Пошаговая замена кранового колесного блока

  1. Подготовка и фиксация:
  • Кран выводится на ремонтный тупик, обесточивается с разрывом вводного рубильника и вывешиванием плаката «Не включать — работают люди!».
  • С противоположной стороны моста под колеса устанавливаются противооткатные упоры (башмаки).
  1. Вывешивание концевой балки:
  • Под опорные тумбы концевой балки устанавливаются гидравлические домкраты грузоподъемностью 20... 50 т.
  • Балка приподнимается на высоту 15... 25 мм до полного освобождения колеса от контакта с рельсом. Под балку устанавливаются страховочные металлические выкладки (шпальные клетки).
  1. Демонтаж привода и букс:
  • Демонтируется зубчатая муфта или навесной редуктор привода передвижения.
  • Откручиваются болты крепления крышек и платиков угловых букс к раме концевой балки.
  1. Выкатка колесного блока:
  • Колесный узел в сборе с валом и буксами выкатывается по рельсу на ремонтную площадку с использованием цеховой тали.
  1. Монтаж и юстировка нового колеса:
  • Новый колесный узел в сборе подается на концевую балку.
  • Контролируется параллельность осей лазерным нивелиром или струнным методом.
  • Регулировочными прокладками под платиками букс выставляется соосность и перпендикулярность колеса. Допустимый перекос оси в горизонтальной плоскости: не более 0.5 мм на базе 1 м.
  • Буксы затягиваются динамометрическим ключом с проектным моментом затяжки болтов.
  1. Смазка и обкатка:
  • Полости подшипников букс заполняются консистентной смазкой (Литол-24 или Mobilgrease XHP 222) на 2/3 свободного объема.
  • Производится пробная обкатка крана на холостом ходу без груза на длине пути 50 м с контролем температурного режима букс и характера набегания реборд.

7. Каталог типоразмеров крановых колёс К2Р (ГОСТ 28648-90)

Типоразмер колесаДиаметр катания D (мм)Ширина колеса B1 (мм)Ширина дорожки B (мм)Тип применяемого рельсаДопустимая статическая нагрузка (кН)
К2Р-2002009060Квадрат 50, Р1835
К2Р-25025010070Р24, Квадрат 6055
К2Р-32032011080Р38, Р43, КР7090
К2Р-40040013090Р50, КР70, КР80140
К2Р-500500150100Р50, Р65, КР80220
К2Р-630630170110КР100, КР120340
К2Р-710710190120КР120, КР140430
К2Р-800800210130КР120, КР140550

8. Крановые колёса, буксы и валы в Казахстане от ИП «Казмеханика»

Надежность ходовой части крана определяет безаварийность всего подъемно-транспортного комплекса предприятия. ИП «Казмеханика» поставляет стандартные и нестандартные крановые колеса, колесные блоки в сборе и запасные части для всех типов грузоподъемных кранов.

  • Собственные складские запасы: В наличии на складах в Алматы и Астане колеса типов К2Р и К1Р диаметром от 200 мм до 800 мм в сборе с валами, подшипниками и угловыми буксами.
  • Сертифицированная сталь 65Г и 40Х: Каждая партия колес сопровождается заводскими сертификатами на металл и протоколами замера твердости ТВЧ (300... 350 HB) с результатами ультразвукового контроля заготовок.
  • Изготовление по чертежам заказчика: Токарная и фрезерная обработка на станках с ЧПУ, нарезка шлицев, изготовление приводных зубчатых венцов и валов нестандартных размеров в срок от 5 рабочих дней.
  • Комплексная диагностика и нивелировка путей: Инженерная служба компании выполняет лазерную геодезическую съемку подкрановых путей, юстировку колесных пар и устранение причин интенсивного износа реборд на предприятиях по всему Казахстану.