Изменение напряженно-деформированного состояния элементов опорно-поворотного устройства кранов при эксплуатации

Несмотря на высокий технический уровень закупаемой за рубежом грузоподъемной техники, катастрофический отказ опорно-поворотных устройств этих кранов происходит через 3…5 лет срока службы вместо регламентированных 15. Наиболее характерными из них являются: повышенный износ кассет, выполненных из полиамида 6, сепараторов, зубьев шестерни и поворотного круга; выпадение тел качения (материал — подшипниковая сталь) из поворотного круга; выдавливание уплотнительной ленты. Для выявления скрытой причины преждевременного выхода из строя опорно-поворотного устройства кранов фирмы «Liebherr», работающих в средней полосе России, был выполнен натурный эксперимент при проведении погрузочно-разгрузочных работ, на основании проведения которого была установлена тенденция нагрева элементов опорно-поворотного устройства с учетом цикличности работы крана. Установлено, за 5 циклов нагружения тела качения прогреваются на глубину 40 мм до температуры порядка 40…45° С. Учитывая цикличность работы опорно-поворотного устройства крана и происходящее циклическое изменение температурного режима элементов опорно-поворотного устройства проведены теоретические исследования по изменению напряженно-деформированного состояния, например, контактирующих между собой кассет и тел качения изнашивания, работающих в условиях перепада температур. Установлено, что между торцевой поверхностью ролика и кассеты возникают напряжения, действующие в направлении плоскости касания и являющиеся причиной их повышенного изнашивания из-за возникающего внешнего трения.

1. Бардышев О. А. Особенности сертификации зарубежных кранов и подъемников // Все краны. 2006. № 3. С. 31–34.

2. Бардышев О. А., Стоцкая Л. В. IV Уральский конгресс подъемно-транспортного оборудования // Механизация строительства. 2011. № 2. С. 27–28. EDN: NECETR.

3. Фокин В. В., Сладкова Л. А. Методика выбора материалов кассеты опорно-поворотного устройства с учетом изменения напряженно-деформированного состояния при эксплуатации // 74 Открытая междунар. студ. науч. конф. СНК-2024, 15–18 апреля 2024 г. Москва, 2024. С. 56–61.

4. Горелова М. В., Сладкова Л. А., Фокин В. В. Методика обеспечения безопасной работы стреловых самоходных кранов // 27-я Московская междунар. межвуз. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых, посвященная 95-летию подготовки инженеров-механиков МИСИ – МГСУ, 26–27 апреля 2023 г. Москва, 2023. С. 353–357.

5. Чичинадзе А. В. Определение температуры поверхности трения при кратковременных торможениях // Трение твердых тел. Москва: Наука, 1964. С. 85–99.

6. Пат. 2088570 Российская Федерация, МПК C07 C51/41, 53/126. Способ получения солей металлов жирных кислот С8- С22 (металлических мыл) / Голота А. Ф., Морозов Е. Г., Агапов Р. А. № 95118922/04; заявл. 08.11.1995; опубл. 27.08.1997, Бюл. 47.

7. Справочник машиностроителя / Под ред. С. В. Серенсена. В 6 т. Москва: МАШГИЗ, 1962. Т. 3. 652 с.

8. Писаренко Г. С., Яковлев А. П., Матвеев В. В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наукова думка, 1975. 705 с.

9. Крагельский И. В. Трение и износ. Изд. 2-е перераб. и доп. Москва: Машиностроение, 1968. 480 с.

10. Ekemini B. I., Edidiong A. E., Uwemedimo E. U. [et al.]. Oluwaseyic Experimental and theoretical study of corrosion inhibition effect of Cucumeropsis mannii N. seed oil metallic soap of zinc on mild steel surface in sulphuric acid // Advances in Applied Science Research. 2014. № 5 (3). P. 26–53.

11. Успенский И. А., Фадеев И. В., Пестряева Л. Ш. [и др.] Новые ингибиторы коррозии для защиты сельскохозяйственной техники // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2020. № 3 (59). С. 1–11. DOI: 10.32786/2071-9485-2020-03-39. EDN: UMMBAX.