Эффективная термообработка крановых колес: повышение долговечности и производительности

При изготовлении колес многие производители, не являющиеся профессиональными крановщиками, и пользователи кранов не проводят термическую обработку крановые колеса или имеют необоснованные технические характеристики. В результате колеса подвержены износу или преждевременному отслаиванию закалочного слоя, что приводит к очень короткому сроку службы.

Эта проблема особенно актуальна в местах частого использования, таких как металлургические заводы, доки, морские порты и железные дороги, где срок службы колес составляет всего один или два года, что приводит к значительным затратам рабочей силы и материалов на техническое обслуживание.

Наш опыт показывает, что, устанавливая разумные технические характеристики для колес и применяя комплексные процессы термообработки, мы можем значительно продлить срок службы колес. Ниже приведены некоторые примеры опыта, которыми поделился наш завод в области термообработки крановых колес.

Материалы и технические характеристики колес

Колеса кранов нашего завода используют два типа материалов: ZG55 и ZG50SiMn. Средний химический состав ZG50SiMn - C0.5%, Si0.6% и Mn1.0%. Для колес ZG55 указанная твердость протектора составляет HB300-350, с глубиной слоя закалки, где твердость на расстоянии 20 мм от поверхности протектора должна быть ≥HB260. Для колес ZG50SiMn указанная твердость протектора составляет HB350-400, с твердостью ≥HB280 на расстоянии 20 мм от поверхности протектора. Для колес существует два процесса термообработки: один - метод общей закалки зажимной пластиной, а другой - метод среднечастотной поверхностной закалки.

Процесс термической обработки

Влияние термообработки на обработку круга

Различные методы термообработки влияют на процесс обработки колеса. При использовании среднечастотного индукционного нагрева процесс обработки выглядит следующим образом: Черновая заготовка → Нормализация + Закалка → Чистовая обточка поверхности катания и боковых поверхностей, черновая обточка внутреннего отверстия (с припуском 2,5 мм с каждой стороны) → Среднечастотный нагрев с закалкой в воде + Среднетемпературный отпуск → Чистовая обточка внутреннего отверстия → Обработка шпоночного паза → Сборка.

При использовании метода закалки на общей зажимной плите процесс меняется на Черновая заготовка → Нормализация + Отпуск → Черновое точение (с припуском 2,5 мм на каждой обрабатываемой поверхности) → Нагрев в печи с общей закалкой на зажимной плите + Среднетемпературный отпуск → Чистовое точение → Обработка шпоночных пазов → Сборка.

Для крупносерийного производства колес среднечастотная термообработка не только экономит энергию и время обработки, но и обеспечивает более высокую твердость протектора. Поэтому среднечастотную термообработку следует продвигать на специализированных производственных предприятиях. С другой стороны, общий процесс закалки зажимной пластины, не требующий специального оборудования, подходит для мелкосерийного производства или деталей, изготовленных по индивидуальному заказу. Однако твердость протектора можно контролировать только в пределах HB300–350, а достижение более высокой твердости затруднено, что делает его менее эффективным.

Учитывая, что неспециализированные заводы имеют меньшие объемы производства и не нуждаются в полном комплекте оборудования для среднечастотного индукционного нагрева, здесь представлен только процесс закалки в зажимных плитах.

Процесс закалки зажимной пластины для колес

Общий процесс закалки дисков с помощью зажимной пластины выглядит следующим образом: Поместите диск в электрическую печь коробчатого типа и нагрейте его до 850–870 °C, поддерживая эту температуру в течение 2–4 часов. После извлечения диска из печи поместите его в приспособление, а затем погрузите в емкость с водой для закалки. Наконец, нагрейте диск в шахтной отпускной печи до 470–490 °C, поддерживая эту температуру в течение 4–6 часов, а затем дайте ему остыть на воздухе. Диск должен оставаться в воде примерно 1 минуту на 100 мм диаметра.

Обычно при снятии зажимной пластины сердечник колеса все еще будет темно-красным. Цель использования приспособления — предотвратить затвердевание диска и отверстия оси. Диаметр зажимной пластины равен номинальному диаметру колеса минус 30 мм, а ее толщина составляет 25 мм. После определенного периода использования поверхность зажимной пластины, соприкасающуюся с колесом, следует провернуть, чтобы сохранить гладкую поверхность.

Испытание твердости крановых колес после термообработки

Испытание твердости бандажей колес крана

Портативные твердомеры обычно используются для проверки твердости протекторов колес кранов. Для проверки твердости протектора выполните измерения в трех равномерно расположенных точках по окружности протектора колеса. Если две из трех точек соответствуют требованиям твердости, твердость протектора считается приемлемой.

Испытание глубины закалочно-упрочняющего слоя

Глубина слоя закалки-упрочнения на крановых колесах в основном используется для проверки процесса термообработки и является разрушающим испытанием. Готовое колесо можно разрезать тонкой фрезой пластинчатого типа. Отрезанное колесо должно быть надежно закреплено, а испытание на твердость должно проводиться на расстоянии 20 мм от поверхности с использованием твердомера. Во время фрезерования важно контролировать скорость резания и охлаждения, чтобы избежать перегрева поверхности реза.

Стандарты для испытаний на твердость и глубину закалочного слоя

Испытания на твердость и глубину закалочного слоя крановых колес должны проводиться в соответствии с национальным стандартом JB/T 6392-2008 «Крановые колеса», как подробно описано в следующей таблице:

Механические свойства колес после термообработки

• Увеличение силы
  Термообработанные диски имеют более высокую твердость и прочность, что позволяет им выдерживать большие нагрузки и изгибающие напряжения. Кроме того, термообработка может образовывать твердый слой на поверхности диска, обеспечивая защитные преимущества.
• Улучшенная износостойкость
  Термическая обработка повышает поверхностную твердость колеса, тем самым увеличивая его износостойкость и снижая скорость износа. Термически обработанные колеса требуют менее частого обслуживания в процессе эксплуатации, что позволяет экономить средства.
• Повышенная устойчивость к усталости
  Повторные нагрузки могут привести к усталостным трещинам в колесах, что влияет на их срок службы. Термическая обработка улучшает кристаллическую структуру и микроструктуру материала, тем самым повышая усталостную прочность колес и продлевая срок их службы.

Подводя итог, можно сказать, что термообработка является ключевым процессом для повышения прочности, износостойкости и усталостной прочности колес. В производстве колес кранов термообработка играет решающую роль в повышении производительности колес и обеспечении безопасной эксплуатации кранов.

Мы можем предоставить различные типы термообработанных крановых колес и предложить индивидуальные нестандартные конструкции в соответствии с вашими конкретными требованиями. Если у вас есть какие-либо потребности, пожалуйста, свяжитесь с нами!

Зора Чжао

Эксперт в области мостовых кранов/козловых кранов/консольных кранов/запчастей для кранов

Имея более чем 10-летний опыт работы в сфере экспорта кранов за границу, мы помогли более чем 10 000 клиентам решить их предпродажные вопросы и проблемы. Если у вас есть какие-либо соответствующие потребности, пожалуйста, свяжитесь со мной!

Ватсап: +86 158 3611 5029

Электронная почта: zorazhao@dgcrane.com