Guida alle ralle della gru: tipologie, selezione del carico, montaggio e manutenzione

Una gru chiede a un componente di fare qualcosa che nessun'altra parte della macchina fa: sostiene l'intera struttura superiore (braccio, contrappeso, carico di sollevamento e tutto il resto) e la ruota di 360 gradi mentre il carico oscilla, sobbalza e si sposta. Quel componente è la ralla della gru, chiamata anche ralla, cuscinetto della ralla o ingranaggio di rotazione a seconda dell'officina in cui hai imparato il mestiere. Se lo fai bene, nessuno ne parlerà per un decennio. Sbagli e la macchina smette di funzionare.

Costruiamo ralle per vivere e le gru sono tra i clienti più esigenti che serviamo. Quello che segue è il modo in cui spieghiamo la ralla di una gru agli ingegneri e agli acquirenti che specificano una sostituzione, controllano un progetto o semplicemente cercano di capire perché l'anello della loro macchina si lamenta dopo quattro anni invece di dieci.

Cosa fa realmente un anello di rotazione della gru

Sotto la superficie, la ralla di una gru è un cuscinetto volvente di grande diametro con un ingranaggio tagliato in una delle sue piste. È imbullonato tra il sottocarro (o il piedistallo, la torre o il telaio di base) e la struttura superiore girevole. Tre lavori si svolgono contemporaneamente all'interno di quell'unico anello:

• Sopporta il carico assiale dell'opera superiore più il carico del gancio, trasmesso attraverso la canaletta.
• Sopporta i carichi radiali generati dal fiocco, dal vento e da eventuali tiri laterali.
• Resiste al momento ribaltante creato da un carico sospeso al raggio, che cerca di sollevare un lato dell'anello e comprimere l'altro.

Allo stesso tempo, i denti dell'ingranaggio convertono la coppia del motore di rotazione in rotazione. L'anello è quindi allo stesso tempo un cuscinetto e un elemento di uscita del cambio, motivo per cui le sue modalità di guasto sono così diverse. Per un aggiornamento più ampio sul comportamento di gru ed escavatori, i nostri ingegneri mantengono una spiegazione più lunga come funzionano le ralle nelle gru e negli escavatori .

Le condizioni operative sono insolite. Le gru girano lentamente e girano avanti e indietro invece di girare. Una pista che non completa mai un giro completo non può costruire un film idrodinamico adeguato, quindi funziona con lubrificazione limite per la maggior parte della sua vita. L'usura si concentra in due zone: nella parte posteriore del cassone, di fronte al braccio, e direttamente sotto il braccio. Chiunque abbia ispezionato un anello di gru usato ha visto quelle due macchie di canalina lucidata e oscurata.

Abbinamento della configurazione dell'anello al compito

Quattro configurazioni coprono la maggior parte delle applicazioni con gru. La scelta è guidata dal rapporto tra momento ribaltante e carico assiale, dai requisiti di rigidità e dall'altezza di montaggio che la macchina può risparmiare.

Laddove il momento di inclinazione è elevato e la macchina lavora ininterrottamente, il design a tre file di rulli è solitamente la risposta onesta, poiché i percorsi di carico sono separati e ciascuna fila può essere dimensionata per il proprio lavoro. Il nostro Cuscinetti orientabili a tre corone di rulli, serie 13 Consigliata per grandi momenti di ribaltamento e servizio continuo della gru, la Serie 13 separa i percorsi di carico assiali e radiali su tre file di rulli. Visualizza il prodotto → è la configurazione che consigliamo più spesso per quella classe di lavoro.

Leggere il caso di carico prima di scegliere qualsiasi cosa

Ogni selezione di anelli per gru inizia con dei numeri, non con una pagina del catalogo. Il set minimo che chiediamo è:

1. Carico assiale, carico radiale e momento ribaltante ad ogni raggio di lavoro, inclusa la peggiore combinazione che la macchina può legalmente raggiungere.
2. I requisiti di classificazione statici e dinamici, con il fattore di sicurezza richiesto dall'applicazione: i lavori offshore e di sollevamento del personale si collocano all'estremità conservativa.
3. Coppia di rotazione e carico tangenziale sui denti del pignone, più rapporto di trasmissione e gioco richiesti.
4. Ciclo di lavoro: cicli all'ora, ore all'anno, durata prevista e percentuale di tempo trascorso a sostenere un carico anziché a girarsi.
5. Circonferenza dei bulloni, numero di fori, qualità dei bulloni, resistenza e planarità delle strutture a cui verrà fissato l'anello.

Due di questi sono solitamente sottovalutati. Il primo è la capacità dei bulloni: un anello è resistente quanto il giunto che lo sostiene, e una disposizione marginale dei bulloni trasforma un cuscinetto correttamente dimensionato in uno rotto. Il secondo è la rigidezza della struttura. Una flangia che si flette sotto carico fa oscillare l'anello e un anello oscillante usura la pista molto più velocemente di quanto previsto dal catalogo. Se stai valutando i modelli di rulli e sfere, la nostra nota su Cuscinetti di rotazione a rulli incrociati a fila singola per applicazioni con carichi elevati Questo design a rulli incrociati a fila singola è posizionato per macchinari ad alto carico e ad alta precisione, supportando l'installazione orizzontale o verticale e l'accesso per la manutenzione in ambienti difficili. Visualizza il prodotto → copre in dettaglio il lato relativo ai rulli incrociati di tale argomento.

Dettagli di montaggio che determinano la durata

Abbiamo visto anelli specificati correttamente guastarsi presto, e quasi ogni volta la causa risiede nel montaggio.

• Planarità e finitura. Entrambe le superfici di montaggio necessitano di lavorazione secondo la tolleranza di planarità dichiarata dal fornitore dei cuscinetti, non una tolleranza che "sembra a posto". Un avvallamento sotto il foro di un bullone è sufficiente per avviare una fessura da fatica.
• Precarico del bullone. I bulloni devono essere serrati al valore specificato nella corretta sequenza trasversale con attrezzature calibrate. I bulloni sottoserrati consentono il sollevamento dell'anello; i bulloni troppo serrati cedono e fanno la stessa cosa in modo più silenzioso.
• Maglia dell'ingranaggio. Controllare l'allineamento e il gioco del pignone in diversi punti attorno all'anello, perché un anello non è mai perfettamente rotondo. Troppo stretto e i denti sfregano; troppo larghi e martellano.

Anche i sigilli meritano una menzione. Un anello che perde la sua tenuta su un sito polveroso o su una banchina di acqua salata perderà il suo grasso, e quindi la sua canalizzazione, molto prima che la sua classificazione venga esaurita.

Ingrassaggio, monitoraggio dell'usura e test di oscillazione

La manutenzione della ralla di una gru non è complicata, ma non perdona la negligenza. Il grasso è il componente più economico della macchina e quello che più spesso viene trascurato.

Ingrassare secondo un programma e ingrassare girando. Il pompaggio del grasso in un anello stazionario riempie una cavità e lascia il resto asciutto; ruotare la parte superiore facendo un giro completo mentre si ingrassa in modo che l'intera pista e i denti dell'ingranaggio ricevano nuovo materiale. Poi guarda cosa esce. L'analisi del grasso è il primo avvertimento disponibile: campionare dallo scarico o dal bordo della canalizzazione e cercare particelle metalliche, cambiamento di colore, indurimento o contaminazione dell'acqua. Un numero di particelle in aumento significa che l’usura sta accelerando e hai mesi, non giorni, per pianificare.

Il test di oscillazione è la misurazione sul campo di cui ci fidiamo maggiormente. Con il braccio in una posizione fissa e la macchina a livello, misurare il movimento circonferenziale sull'anello sotto una spinta controllata, registrarlo e confrontarlo con l'ultima lettura. Un trend vale molto più di un singolo numero. Il gioco in costante aumento indica l'usura dei denti o delle piste; un salto improvviso suggerisce qualcosa di peggio.

La scomoda lezione che si può trarre dalle indagini sugli incidenti è che gli anelli della gru hanno ceduto con carichi sui ganci ben al di sotto del carico di lavoro sicuro nominale della macchina. Il cuscinetto non sa cosa dice il diagramma di carico. Sa solo cosa gli è stato chiesto di portare e in quali condizioni si trovava quando gli è stato chiesto.

Riparare, riadattare o sostituire

Non tutti gli anelli usurati necessitano di essere rottamati. Laddove la pista è solida e solo i denti dell'ingranaggio sono usurati, tagliare nuovamente l'ingranaggio è spesso economico, a condizione che la sezione rimanente dei denti sopporti ancora il carico tangenziale. Ciò che non può essere recuperato è un anello con crepe che si propagano da un foro di bullone o una scheggiatura che ha iniziato a diffondersi; quelli vanno rottamati indipendentemente dal costo. La decisione di solito si riduce a quanta vita resta nella canalina, quanta vita ha ancora bisogno la macchina e per quanto tempo la gru può rimanere fuori servizio. Preferiremmo chiedere a un cliente di riadattare un anello sonoro piuttosto che venderne uno nuovo che non è necessario.

Dove ci adattiamo

Jiangsu Manchen Transmission Technology progetta e produce ralle rotanti dal 2019, da uno stabilimento di Jiangyin con lavorazione, trattamento termico e ispezione tenuti sotto lo stesso tetto. Il nostro background è lo stesso problema descritto in questo articolo: abbinare un anello a un caso di carico, quindi assicurarsi che l'anello che lascia la fabbrica sia l'anello che è stato calcolato. La nostra gamma standard copre cuscinetti volventi a una corona di sfere, a rulli incrociati, a doppia e a tre corone nelle dimensioni richieste dal lavoro con la gru.

Per le gru per carichi medi in cui la rigidità conta più della capacità pura, il design a quattro punti di contatto a doppia fila di uguale diametro è spesso la pratica via di mezzo: Cuscinetto orientabile a quattro punti di contatto a doppia fila di uguale diametro Per le gru per carichi medi in cui la rigidità è importante, questo design di contatto a quattro punti a doppia fila supporta carichi assiali, radiali e inclinabili con elevata rigidità e installazione compatta. Visualizza il prodotto → .

Se stai specificando una ralla per gru, ne stai sostituendo una o stai cercando di capire perché quella attuale è rumorosa, inviaci la situazione di carico e una fotografia delle superfici di montaggio. Di solito questo è sufficiente per capire se il problema è il cuscinetto, e molto spesso non lo è.