Литье шкивов кранов: снижение стоимости и увеличение срока службы.
Литье — это фундаментальный процесс в современном машиностроении. Литые шкивы кранов изготавливаются путем плавления металла до получения расплавленного металла, отвечающего определенным требованиям, заливки его в форму, а затем охлаждения, затвердевания и очистки для получения шкива заданной формы и размера. Поскольку заготовка литого шкива крана имеет практически идеальную форму, снижаются производственные затраты и в некоторой степени сокращается время производства. Они широко используются в подъемных механизмах и оборудовании в строительной и обрабатывающей промышленности, а также в суровых условиях эксплуатации. Они обладают определенной степенью пластичности, имеют длительный срок службы и нелегко повреждаются.
Технические параметры литых блоков крана
- Диаметр: Φ250 мм - Φ3000 мм
- Материал: сталь 45#/35CrMo/42CrMo/Q345E (рассчитана на температуру -40℃)
- Канавка шкива: термообработка канавки методом среднечастотной закалки, твердость мин. HB350-370, глубина около ≥2,5 мм. (В зависимости от материала)
Чугунные крановые шкивы
Они изготавливаются из серого чугуна с термической прочностью HT200 и выше или из высокопрочного чугуна с твердостью QT400-15 и выше, оба из которых содержат большое количество углерода и кремния. Поэтому они больше подходят для крюковых блоков однобалочных кранов, электрических лебедок, легких лебедочных тележек и для легких работ внутри помещений.
Характеристики чугунных крановых шкивов
- Более низкая стоимость: Сырье недорогое, обычно используется серый чугун или высокопрочный чугун. Относительно простой процесс литья и более короткое время производства также способствуют ценовому преимуществу.
- Отличные литейные характеристики: улучшенная внутренняя текучесть облегчает литье сложных форм. Кроме того, чугун обладает меньшей усадкой, что снижает вероятность внутренних дефектов, таких как усадочные полости и пористость, и, следовательно, повышает долговечность.
- Превосходная износостойкость: серый чугун содержит 2%-4% углерода и 1%-3% кремния, в то время как высокопрочный чугун содержит 2%-4% углерода и менее 1% кремния, что обеспечивает ему превосходную износостойкость и делает его пригодным для применений, требующих высокой износостойкости.
- Хорошее гашение вибраций: серый чугун имеет прочность на сжатие примерно в 3-4 раза выше, чем прочность на растяжение, приближаясь к показателям низкоуглеродистой стали. А высокопрочный чугун обладает более высоким модулем упругости и ударной вязкостью. Оба материала обладают некоторыми свойствами, гасящими вибрации.
Применение чугунных крановых шкивов
- Чугунные шкивы кранов можно использовать в качестве элементов строп, поскольку их низкий модуль упругости снижает сжимающее напряжение и продлевает срок службы стального каната.
- Шкивы кранов из чугуна подходят для работы в условиях низкой интенсивности, например, при легких или средних нагрузках, относительно недороги и обладают лучшей износостойкостью.
- Чугунные шкивы обеспечивают лучшую амортизацию, что делает их подходящими для мобильных подъемных механизмов, а также защищает стальной трос.
Стальные шкивы для литья кранов
Они изготавливаются из стали марки ZG270-500 и выше, обладающей высокими комплексными механическими свойствами и обычно содержащей от 0,21 до 1,51 тонны углерода, а также другие легирующие элементы. Поэтому они идеально подходят для тяжелых условий эксплуатации или работы в суровых наружных условиях, широко используются в двухбалочных, козловых и мобильных кранах.
Характеристики стальных шкивов для кранов, изготовленных методом литья.
- Более высокие комплексные механические свойства: поскольку содержание углерода в литой стали обычно находится в диапазоне от 0,021ТП1Т до 2,111ТП1Т, она прочнее, менее склонна к хрупкому разрушению и обладает определенной ударной вязкостью.
- Превосходное качество поверхности: Обеспечивает высокую точность размеров и чистоту поверхности, улучшая общее качество поверхности шкива.
- Повышенная стойкость: сталь обычно содержит такие элементы, как кремний, марганец, фосфор и сера. Для дальнейшего повышения термостойкости и коррозионной стойкости могут быть добавлены специальные легирующие элементы.
Применение стальных шкивов для кранов
- Благодаря более плотному прилеганию канавок для троса в стальных шкивах кранов, стальной трос испытывает более равномерное напряжение, что снижает ударную нагрузку, возникающую при подъеме грузов с помощью таких строп, как балансировочные балки.
- Стальные шкивы для кранов, изготовленные методом литья, идеально подходят для подъема грузов малой и средней грузоподъемности с низкой частотой операций, обладают длительным сроком службы и пригодны для использования в суровых условиях.
- Стальные шкивы для кранов, изготовленные методом литья, подходят для работы в тяжелых условиях, способны выдерживать сильные удары, устойчивы к коррозии и катализу даже при использовании на открытом воздухе и обладают превосходной атмосферостойкостью.
Технологический процесс производства литых блоков для кранов
Литье в песчаные формы — наиболее распространенный метод производства шкивов для кранов, который делится на два типа: ручное литье в деревянные формы и механическое литье в металлические формы. По сравнению с ручным литьем в деревянные формы, механическое литье в металлические формы обеспечивает более высокую точность отливок, лучшее качество поверхности и более высокую производительность, что делает их более подходящими для массового производства отливок малого и среднего размера. Ниже представлена технологическая схема литья шкивов для кранов в металлические формы:
- Конструкция отливки шкива разработана таким образом, чтобы обеспечить равномерное распределение напряжений и деформаций. Толщина стенок должна быть гладкой для снижения сопротивления механической обработке, что обеспечивает рациональную и компактную структуру отливки.
- Металлические формы подходят для массового производства отливок, а благодаря хорошим механическим свойствам качество получается относительно однородным, последующее литье не представляет сложности, а затраты на обработку контролируемы.
- Используя вагранки или электродуговые печи, мы снижаем содержание газовых примесей и строго контролируем неметаллические включения и микроэлементы, обеспечивая максимальную чистоту расплавленного железа для стабильной и надежной работы литья.
- Расплавленный металл плавно и равномерно заливается в форму. Контроль температуры и скорости уменьшает усадочные полости и пористость, повышая прочность и ударную вязкость отливки.
- Литые шкивы кранов представляют собой толстостенные детали; поэтому необходимо замедлить извлечение из формы и снизить скорость охлаждения, чтобы усилить внутренние напряжения и предотвратить растрескивание.
- Это позволяет удалять литейный песок, формовочный песок или другие остатки, образующиеся в процессе формования и прилипшие к поверхности, обеспечивая чистоту поверхности, повышая безопасность и эксплуатационные характеристики заготовки, а также улучшая ее внешний вид.
Часто задаваемые вопросы
Каковы преимущества и недостатки крановых блоков из чугуна и литой стали?
Чугунные шкивы Обладают более высокой твердостью, меньшими материальными и технологическими затратами, но являются хрупкими, имеют более низкую прочность на растяжение, износостойкость и коррозионную стойкость. Идеально подходят для легких или вспомогательных применений. Стальные шкивы для литья Обладают превосходной прочностью, износостойкостью, пределом текучести и пределом прочности на растяжение, а также способны выдерживать более тяжелые нагрузки, что делает их подходящими для кранов средней и большой грузоподъемности. Однако из-за меньшей текучести и большей плотности их обработка более сложна и трудоемка.
Почему стальные шкивы для кранов, изготовленные методом литья, дороже чугунных?
Во-первых, для производства литой стали обычно используется материал марки ZG270-500 или выше, поэтому стоимость сырья примерно на 301 тонну выше, чем у литой стали (HT200/QT450). Во-вторых, литая сталь имеет более высокую температуру плавления и сложнее в литье. Кроме того, для упрочнения литой стали обычно требуется термообработка, которая, как правило, не применяется к чугуну. Следовательно, затраты на рабочую силу и энергию для изготовления шкивов из литой стали выше. Наконец, для литой стали часто требуется неразрушающий контроль методом ультразвукового/магниторазрушающего контроля, в то время как чугун в основном проверяется визуально, что приводит к более высоким затратам на тестирование.
Обладают ли стальные шкивы кранов большей коррозионной стойкостью, чем чугунные?
Да, литая сталь менее подвержена ржавчине и обладает большей коррозионной стойкостью. Чугун более подвержен ржавчине, если он не окрашен или не покрыт гальваническим покрытием. Поэтому шкивы кранов из литой стали предпочтительнее для использования во влажных, пыльных или слабокоррозионных средах благодаря их превосходным общим характеристикам.
