Effektive Wärmebehandlung von Kranrädern: Verbesserung von Haltbarkeit und Leistung

Bei der Herstellung von Rädern führen viele Hersteller und Krannutzer, die keine professionellen Kranhersteller sind, keine Wärmebehandlung der Kranräder oder haben unzumutbare technische Spezifikationen. Dadurch sind die Räder anfällig für Verschleiß oder vorzeitiges Abplatzen der Härteschicht, was zu einer sehr kurzen Lebensdauer führt.

Dieses Problem tritt besonders an stark frequentierten Standorten auf, beispielsweise in Hüttenwerken, Docks, Seehäfen und an Eisenbahnstrecken, wo die Lebensdauer der Räder nur ein bis zwei Jahre beträgt, was zu erheblichen Personal- und Materialkosten für die Wartung führt.

Unsere Erfahrung zeigt, dass wir die Lebensdauer der Räder durch die Festlegung angemessener technischer Spezifikationen und die Anwendung umfassender Wärmebehandlungsprozesse deutlich verlängern können. Im Folgenden finden Sie einige der Erfahrungen unseres Werks mit der Wärmebehandlung von Kranrädern.

Materialien und technische Spezifikationen für Räder

Für die Kranräder unserer Fabrik werden zwei Materialarten verwendet: ZG55 und ZG50SiMn. Die durchschnittliche chemische Zusammensetzung von ZG50SiMn ist C0,5%, Si0,6% und Mn1,0%. Für ZG55-Räder beträgt die angegebene Laufflächenhärte HB300–350, mit einer Härteschichttiefe, bei der die Härte 20 mm von der Laufflächenoberfläche entfernt ≥HB260 sein sollte. Für ZG50SiMn-Räder beträgt die angegebene Laufflächenhärte HB350–400, mit einer Härte von ≥HB280 20 mm von der Laufflächenoberfläche entfernt. Es gibt zwei Wärmebehandlungsverfahren für die Räder: eines ist das Abschreckverfahren mit der gesamten Klemmplatte und das andere ist das mittelfrequente Oberflächenabschreckverfahren.

Wärmebehandlungsprozess

Einfluss der Wärmebehandlung auf die Radbearbeitung

Verschiedene Wärmebehandlungsmethoden beeinflussen den Radbearbeitungsprozess. Bei Verwendung von mittelfrequenter Induktionserwärmung ist der Bearbeitungsprozess wie folgt: Rohling → Normalisieren + Anlassen → Fertigdrehen der Lauffläche und Seitenflächen, Vordrehen der Innenbohrung (2,5 mm Zugabe auf jeder Seite lassen) → Mittelfrequenzerwärmung mit Wasserabschreckung + Mitteltemperaturanlassen → Fertigdrehen der Innenbohrung → Passfedernutbearbeitung → Montage.

Bei Verwendung der Methode des Abschreckens der gesamten Spannplatte ändert sich der Prozess zu Rohling → Normalisieren + Anlassen → Schruppen (2,5 mm Toleranz auf jeder Verarbeitungsoberfläche lassen) → Ofenerwärmung mit Abschrecken der gesamten Spannplatte + Anlassen bei mittlerer Temperatur → Fertigdrehen → Passfedernutbearbeitung → Montage.

Bei der Großserienproduktion von Rädern spart die Mittelfrequenz-Wärmebehandlung nicht nur Energie und Verarbeitungszeit, sondern erreicht auch eine höhere Laufflächenhärte. Daher sollte die Mittelfrequenz-Wärmebehandlung in spezialisierten Fertigungsanlagen gefördert werden. Andererseits eignet sich der gesamte Klemmplatten-Abschreckprozess, der keine Spezialausrüstung erfordert, für die Produktion kleiner Stückzahlen oder kundenspezifischer Teile. Die Laufflächenhärte kann jedoch nur innerhalb von HB300–350 gesteuert werden, und das Erreichen höherer Härten ist schwierig, was den Prozess weniger effizient macht.

Da nicht spezialisierte Fabriken über geringere Produktionsmengen verfügen und keine vollständige Ausrüstung zur Mittelfrequenz-Induktionserwärmung benötigen, wird hier nur der allgemeine Abschreckprozess für Klemmplatten vorgestellt.

Gesamtabschreckungsprozess der Spannplatte für Räder

Der gesamte Abschreckprozess für Räder mit Spannplatten läuft wie folgt ab: Legen Sie das Rad in einen Elektroofen in Kastenform und erhitzen Sie es auf 850–870 °C. Halten Sie diese Temperatur 2–4 Stunden lang. Nachdem Sie das Rad aus dem Ofen genommen haben, legen Sie es in eine Vorrichtung und tauchen Sie es zum Abschrecken in einen Wassertank. Erhitzen Sie das Rad schließlich in einem Anlassofen in Schachtform auf 470–490 °C, halten Sie diese Temperatur 4–6 Stunden lang und lassen Sie es dann an der Luft abkühlen. Das Rad sollte pro 100 mm Durchmesser etwa 1 Minute im Wasser bleiben.

Normalerweise ist der Radkern beim Entfernen der Klemmplatte immer noch dunkelrot. Der Zweck der Verwendung der Vorrichtung besteht darin, das Aushärten des Stegs und des Achslochs zu verhindern. Der Durchmesser der Klemmplatte entspricht dem Nenndurchmesser des Rads minus 30 mm und ihre Dicke beträgt 25 mm. Nach einer gewissen Nutzungsdauer sollte die Oberfläche der Klemmplatte, die mit dem Rad in Kontakt steht, gedreht werden, um eine glatte Oberfläche zu erhalten.

Härteprüfung von Kranrädern nach der Wärmebehandlung

Härteprüfung von Kranradlaufflächen

Tragbare Härteprüfgeräte werden häufig zum Prüfen der Härte von Laufflächen von Kranrädern verwendet. Um die Härte der Lauffläche zu prüfen, messen Sie an drei gleichmäßig verteilten Punkten entlang des Umfangs der Radlauffläche. Wenn zwei der drei Punkte die Härteanforderungen erfüllen, gilt die Laufflächenhärte als akzeptabel.

Prüfung der Tiefe der Abschreckhärteschicht

Die Tiefe der Härteschicht auf Kranrädern wird hauptsächlich zur Überprüfung des Wärmebehandlungsprozesses verwendet und ist ein zerstörender Test. Ein fertiges Rad kann mit einem dünnen, scheibenförmigen Fräser aufgeschnitten werden. Das geschnittene Rad sollte sicher gestützt werden, und die Härteprüfung sollte mit einem Härteprüfgerät in 20 mm Entfernung von der Oberfläche durchgeführt werden. Während des Fräsens ist es wichtig, die Schnittgeschwindigkeit und die Kühlung zu kontrollieren, um eine Überhitzung der Schnittfläche zu vermeiden.

Normen für Härte- und Härteschichttiefenprüfungen

Die Prüfung der Härte und der Tiefe der Abschreckhärteschicht von Kranrädern sollte gemäß der nationalen Norm JB/T 6392-2008 „Kranräder“ durchgeführt werden, wie in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Mechanische Eigenschaften von Rädern nach der Wärmebehandlung

• Erhöhte Stärke
  Wärmebehandelte Räder haben eine höhere Härte und Zähigkeit, sodass sie größeren Belastungen und Biegespannungen standhalten können. Darüber hinaus kann durch die Wärmebehandlung eine harte Schicht auf der Radoberfläche entstehen, die Schutz bietet.
• Verbesserte Verschleißfestigkeit
  Durch die Wärmebehandlung wird die Oberflächenhärte des Rades erhöht, wodurch seine Verschleißfestigkeit erhöht und die Abnutzungsrate verringert wird. Wärmebehandelte Räder müssen während des Einsatzes weniger häufig gewartet werden, was zur Kosteneinsparung beiträgt.
• Verbesserte Ermüdungsbeständigkeit
  Wiederholte Belastungen können zu Ermüdungsrissen in Rädern führen und deren Lebensdauer beeinträchtigen. Durch eine Wärmebehandlung werden die Kristallstruktur und die Mikrostruktur des Materials verbessert, wodurch die Ermüdungsbeständigkeit der Räder erhöht und ihre Lebensdauer verlängert wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wärmebehandlung ein Schlüsselprozess zur Verbesserung der Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit von Rädern ist. Bei der Herstellung von Kranrädern spielt die Wärmebehandlung eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Radleistung und der Gewährleistung des sicheren Betriebs von Kränen.

Wir können verschiedene Arten von wärmebehandelten Kranrädern liefern und kundenspezifische Sonderausführungen nach Ihren spezifischen Anforderungen anbieten. Wenn Sie Bedarf haben, kontaktieren Sie uns einfach!

Zora Zhao

Experte für Lösungen für Laufkrane/Portalkrane/Auslegerkrane/Kranteile

Mit mehr als 10 Jahren Erfahrung in der Exportbranche für Krane in Übersee haben wir mehr als 10.000 Kunden bei ihren Fragen und Bedenken vor dem Verkauf geholfen. Wenn Sie diesbezügliche Bedürfnisse haben, können Sie sich gerne an mich wenden!

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