旋回クレーンの説明: 重い荷物を回転させ続けるベアリングとドライブ

クレーンがコンテナを岸壁から持ち上げて、待機している船まで揺り動かしていく様子を見ていると、1 つのベアリング アセンブリが静かな作業のほとんどを行っているのがわかります。ホイストが荷物を持ち上げ、ブームやトロリーが荷物の位置を決めますが、吊り上げ機械を作業半径内のほぼどこにでも荷物を置くことができる機械に変えるのは旋回運動、つまり垂直軸を中心とした上部構造のゆっくりと制御された回転です。その回転以上の動作はすべて、負荷を運ぶ旋回リングとそれを回転させるドライブという 2 つのコンポーネントに依存します。

クレーン製造業者や機器インテグレーター向けにこれらのコンポーネントの設計と製造に何年も費やしてきましたが、回転の問題のほとんどは、最初のグリース カートリッジが空になるずっと前に決定されることがわかりました。これらは仕様の段階で決定され、誰かがベアリングを実際の用途に合わせたり、推測したりすることになります。

クレーンが「旋回」クレーンとなる理由

厳密に言えば、旋回クレーンとは、上部のワークがベースに対して回転するクレーンのことです。この 1 つの特性は、非常に幅広いマシン ファミリをカバーします。

• タワー クレーン。ジブ アセンブリ全体がマストの上で旋回します。
• 移動式クレーンおよびトラック搭載クレーン。シャーシ上のライブ リングで上部構造が回転します。
• 移動ガントリーと回転ブームを組み合わせたポータルおよび造船所の旋回クレーン。
• 人員や資材を吊り上げるために使用されるデッキクレーン、ジブクレーン、多用途クレーン。
• グラブまたはグラップルアタッチメントを備えたマテリアルハンドラーおよび木材クレーン。

対照的に、天井クレーンは通常、橋とトロリーを回転させるのではなく、直線のレールに沿って移動させます。旋回ブームを備えたヤードクレーンはその中間に位置しており、回転インターフェイスが機械の最小部分でありながら、最も集中した負荷を運ぶ部分であることがよくあることを思い出させてくれます。

旋回リング: 1 つのベアリング、3 つの負荷

クレーン旋回リングは、通常であれば複数のベアリングと構造フレームが必要となる役割を果たします。単一のリングでは、ブームと吊り上げ荷重の重量によるアキシアル荷重、横方向の引っ張りや風によるラジアル荷重、および荷重と回転中心からの距離の積によって生じる傾斜モーメントがかかります。作業半径はベアリングが保持するすべてのもののレバー アームとして機能するため、通常、クレーンでは 3 番目のコンポーネントが決定的なコンポーネントになります。

ほとんどのクレーン リングには、外部、内部、またはまったく歯車の歯が組み込まれているため、同じコンポーネントが回転をサポートし、駆動します。軌道は貫通焼き入れまたは高周波焼き入れされ、シールは転がり接触から砂や水の侵入を防ぎ、潤滑溝または潤滑ポートはリングのその後のメンテナンスの容易さを決定します。これらのリング内でロード パスがどのように機能するかについて詳しく説明したい場合は、次のメモを参照してください。 旋回ベアリングがクレーンの荷重をどのように支えるか さらに詳しく説明します。

クレーンが非常に厳密な位置決めや硬いブーム先端を必要とする場合、たとえば、コンテナを作業するデッキクレーンなどでは、ボールよりもクロスローラー配置の方が良い答えとなることがよくあります。これは、ローラーがモーメントに抵抗し、たわみが著しく少ないためです。

単列クロスローラー旋回ベアリング 厳密な位置決めと低いたわみが必要なクレーン向けに、この単列クロスローラー ベアリングは高い耐荷重性とスムーズな回転を実現します。 製品を見る→

回転ドライブ: 制御付きトルク

すべてのクレーンが個別のリングとギアボックスを必要とするわけではありません。旋回ドライブは、ベアリング、ギアセット、およびハウジングを 1 つの密閉ユニットにパッケージ化するため、取り付けインターフェースが大幅に簡素化され、設計者は高い減速比を達成するためのコンパクトな方法を得ることができます。トレードオフとして、純粋な支持力ではなく、トルクと保持要件に基づいてドライブを選択する必要があります。

トラック搭載クレーン、高所作業車、ユーティリティ機器では、ブレーキなしで位置を保持できる機能 (たとえば、ウォーム ギア ステージからのセルフロック動作) が生の出力トルクと同じくらい価値があることがよくあります。密閉型ドライブは、露出したリングギアよりもほこり、洗い流し、屋外保管に耐えます。私たちの記事 クレーンおよび掘削機の垂直旋回ドライブ ギア比、ハウジングの剛性、シールの選択が実際にどのように影響するかを説明します。

縦型内歯車セルフロック式旋回ドライブ トラック クレーンや高所作業車向けに、この垂直内歯車ドライブはセルフロック位置保持と安定したトルク伝達を提供します。 製品を見る→

ベアリングの種類をクレーンの役割に合わせる

普遍的な最適な回転ソリューションはありません。重要なのは、荷重がどのように到達するか、どのくらいの頻度で到達するか、そして構造がリングの周囲にどれだけのスペースを許容するかです。以下の比較は、当社がお客様に最も頻繁に説明する比較です。

重量ポータル、船舶ローダー、および大型の移動機械の場合、通常、3 列ローラーの設計が最終的な議論の終着点になります。これは、軸方向、半径方向、およびモーメントの負荷を別々のローラー列に分割することで、機械の成長に合わせて接触応力を管理しやすくするためです。

三列ころ旋回軸受 13 シリーズ 重いポータルや大型の機械の場合、この 3 列ローラー ベアリングはアキシアル荷重、ラジアル荷重、モーメント荷重を分離して接触応力を管理します。 製品を見る→

設計を決定する荷重ケース

静的荷重と動的荷重は同じではありません

ブームを伸ばした状態で停止中のクレーンを保持する軸受は静的ケースが発生しており、許容荷重は十分にあります。同じクレーンの持ち上げと旋回を同時に行うと、その容量の一部が利用可能な動的ケースが生成されます。両方に対して 1 つの数字を引用することは、早期失敗の最も一般的な原因の 1 つです。

衝撃、横引き、反転デューティ

グラブの解放、フックにかかる荷物の揺れ、長いブームにかかる突風、不均等な旋回停止などはすべて、純粋な吊り上げ計算では見逃してしまう荷重経路を追加します。逆転デューティも重要です。リングが片道に 10 度しか回転しないと、狭い帯域の軌道が摩耗するため、仕様では総回転数だけでなく旋回範囲も考慮する必要があります。

環境とメンテナンスへのアクセス

港、採石場、沖合のデッキは塩、砂、湿気をもたらします。容易に再潤滑できないベアリングは再潤滑されないため、シール、表面保護、グリースニップルの位置は後付けではなく設計上の決定となります。

従う価値のある選択チェックリスト

1. 最大使用荷重とそれが発生する最大半径を定義します。
2. 最悪の単一リフトだけでなく、関連するすべての組み合わせについて傾斜モーメント、アキシアル荷重、ラジアル荷重を計算します。
3. デューティ サイクルの推定: 1 時間あたりのリフト、旋回角度、年間の稼働時間。
4. アプリケーションのクラスと衝撃レベルに応じて適切なサービス係数を適用します。
5. 取り付け構造、つまり平面度、ボルトのグレード、ボルトの予圧、支持フランジの剛性を確認してください。
6. 図面を公開する前に、潤滑方法、再潤滑間隔、検査アクセスについて合意します。

これら 6 つのポイントを紙に書いて確認すると、午後はかかります。それらをスキップすると、クレーンが数週間停止する可能性があります。

設置と長期保守

正しいサイズのリングであっても、取り付け面が平坦でなかったり、ボルトが正しい順序で張られていなかったりすると、性能が低下します。機械加工された取り付け面、きれいなねじ山、および校正されたトルク手順により、軌道が置かれている構造による歪みから軌道が保護されます。ギアの噛み合わせは耳ではなくマーキングコンパウンドを使ってチェックし、リングの周囲のいくつかの点でバックラッシュを測定する必要があります。

• カレンダーだけではなく、デューティ サイクルによって設定された間隔で再潤滑してください。
• サービスのたびにシールを検査し、水の浸入がグリースの変色として現れる前に交換してください。
• バックラッシュと回転抵抗を時間の経過とともに追跡します。変化は早期の警告サインです。
• 操作の最初の数週間後、およびその後は定期的にボルトの張力を確認してください。

初めて回転を正しく行う

当社は江蘇省江陰で港湾機械、移動式クレーン、建設機械、自動化システムの顧客向けに旋回リングと旋回ドライブを製造しています。当社の生産は、精度、軽量、自動化を中心に組織されており、部品が工場内を移動する際に生産データが監視されます。単に部品番号を引用するのではなく、喜んで荷重ケースと図面を用意して座ります。新しいクレーンの回転を指定する場合、または寿命が長くなったリングを交換する場合は、荷重データを送信するのが最も早い開始方法です。