크레인의 필수 구조 구성 요소 설명

이 기사에서는 현대 크레인에서 발견되는 필수 구조 구성 요소를 살펴보고, 이것이 시스템으로 상호 작용하는 방식을 설명하고, 압력을 가하면 고장나는 장비와 신뢰할 수 있는 장비를 구분하는 재료 및 제조 표준을 강조합니다.

붐: 기본 하중 지지 암

붐은 모든 크레인에서 가장 눈에 띄고 기계적으로 응력을 받는 구조 부재입니다. 이는 크레인 본체에서 바깥쪽으로 연장되어 화물 위에 후크를 배치하고 들어 올려진 하중, 자체 자중, 흔들림이나 풍압으로 인해 생성된 동적 힘의 전체 조합을 지탱해야 합니다.

대부분의 크레인 붐은 박스 섹션 구조 - 속이 빈 직사각형 또는 정사각형 프로파일 - 이 기하학적 구조는 뛰어난 무게 대비 강도 비율을 제공하기 때문입니다. 벽 두께와 강철 등급은 크레인의 정격 용량에 맞게 조정됩니다. 100~500톤 범위에서 작동하는 크롤러 크레인의 경우 붐 섹션은 일반적으로 다음과 같은 재료로 제작됩니다. 항복 강도가 690MPa에서 960MPa 사이인 고강도 저합금(HSLA)강 .

붐 고장은 거의 항상 세 가지 원인 중 하나로 인해 발생합니다. 즉, 부적절한 재료 등급, 단면 접합부의 열악한 용접 품질, 응력 집중 지점에서 발생하는 피로 균열입니다. 힐핀 접합부, 중간 스플라이스 접합부 등 응력이 높은 부위에 보강판을 용접하는 이유도 바로 여기에 있습니다.

래티스 붐과 텔레스코픽 붐

두 가지 주요 붐 유형은 서로 다른 응용 분야에 사용됩니다.

• 래티스 붐 - 크롤러 크레인 및 대형 듀티 사이클 크레인에 사용됩니다. 응력이 여러 코드 부재와 대각선에 분산되므로 더 넓은 도달 범위(대형 기계에서 최대 120m)와 더 나은 피로 저항을 제공합니다.
• 텔레스코픽 붐 — 이동식 및 전지형 크레인에 사용됩니다. 섹션은 컴팩트한 운반을 위해 서로 안쪽으로 미끄러지지만 내부/외부 실린더 인터페이스에서 더 높은 국부적 응력을 생성하므로 제조 중에 정밀한 공차 제어가 필요합니다.

마스트 및 갠트리: 붐 각도 및 부하 모멘트 제어

마스트(A 프레임 또는 백스테이 마스트라고도 함)는 펜던트 라인과 함께 작동하여 붐 각도를 제어하고 하중이 상당한 반경에서 들어올려질 때 발생하는 전복 모멘트에 대응합니다. 크롤러 크레인에서 마스트 높이는 최대 허용 하중 차트 값을 결정하는 핵심 요소입니다.

마스트가 높을수록 펜던트 힘의 수직 성분이 증가하여 붐의 압축 하중이 감소합니다. 마스트 높이가 10% 증가하면 더 긴 반경에서 허용 하중도 그에 따라 증가할 수 있습니다. , 이것이 바로 크레인 제조업체가 동일한 기본 장비에 대해 여러 마스트 구성을 제공하는 이유입니다.

구조적으로 마스트는 압축 하중(펜던트 장력으로 인한)과 굽힘 하중(평면 외부 풍력으로 인한)을 모두 견뎌야 합니다. 용접된 강철 상자 섹션이나 원형 튜브 섹션이 모두 사용되며 후자가 더 나은 비틀림 강성을 제공합니다.

회전 테이블: 회전 인터페이스

선회 테이블(회전 플랫폼 또는 상부 작업 프레임이라고도 함)은 붐, 마스트, 균형추, 호이스트 기계 및 운전실이 모두 장착되는 구조 플랫폼입니다. 대구경 선회 링 베어링을 통해 차대에 연결되어 360도 회전이 가능합니다.

이 구성 요소는 크레인 구조 부품 중 가장 복잡한 하중을 경험합니다. 리프트 앤 스윙 작업 중에는 다음이 동시에 수행되어야 합니다.

• 붐 힐 핀에서 선회 링으로 수직 하중을 전달합니다.
• 기계를 앞으로 기울이려는 전복 순간에 반응
• 하중 모멘트의 균형을 맞추기 위해 균형추 반력을 뒤쪽으로 전달합니다.
• 왜곡 없이 선회 구동 토크를 지원합니다.

이러한 복잡성을 고려하여 선회 테이블은 일반적으로 내부 보강 웹이 있는 용접 강철 구조로 제작됩니다. 치수 정확도가 중요합니다. 선회 링 장착 표면은 엄격한 공차 내에서 평평해야 합니다(일반적으로 전체 링 직경에 걸쳐 ±0.5mm ) 마모를 가속화하고 베어링 고장으로 이어질 수 있는 고르지 않은 베어링 하중 분포를 방지합니다.

우리는 제조합니다 크롤러 크레인 선회 테이블 탄소강 구조 부품 주요 크레인 플랫폼과의 호환성을 위해 설계된 이러한 엄격한 표준을 충족하도록 설계되었습니다.

트랙 프레임: 안정성의 기초

크롤러 크레인의 경우 트랙 프레임(차체 또는 차대 프레임이라고도 함)은 전체 크레인 하중(기계 중량과 들어올려진 하중)을 크롤러 트랙을 통해 지면으로 분산시키는 구조적 기반입니다. 말 그대로 다른 모든 것이 세워지는 기초입니다.

트랙 프레임은 다음을 처리해야 합니다. 일반적으로 60kPa ~ 150kPa 범위의 지면 베어링 압력 크레인 크기 및 구성에 따라 다릅니다. 이는 선회 링의 하중을 두 트랙으로 전달하는 X 프레임 또는 H 프레임 구조를 포함하는 중앙 차체를 통해 왼쪽 및 오른쪽 크롤러 어셈블리를 연결합니다.

트랙 프레임의 주요 설계 요구 사항

• 비틀림 강성 — 한 트랙이 다른 트랙보다 높은 지면에 있으면 프레임이 비틀립니다. 강성이 부족하면 선회 링의 정렬 불량과 조기 마모가 발생합니다.
• 충격 저항 — 거친 지형을 여행하면 프레임이 영구 변형 없이 흡수해야 하는 충격 하중이 발생합니다.
• 피로생활 — 선로 프레임은 일반적으로 수만 시간의 작동 시간을 축적합니다. 응력 집중의 용접 세부 사항은 정의된 피로 범주에 맞게 설계되어야 합니다.

우리의 크롤러 크레인 트랙 프레임 탄소강 구조 부품 잔류 응력을 완화하고 서비스 수명을 연장하기 위해 필요한 경우 제어된 용접 절차와 용접 후 열처리를 통해 제조됩니다.

균형추 시스템: 부하 모멘트 관리

크레인은 팁 축 주위에 전복 모멘트를 생성하지 않고는 반경에서 하중을 들어 올릴 수 없습니다. 균형추 시스템은 크레인 후면에 상당한 질량을 배치하여 이 순간을 상쇄합니다. 대형 크롤러 크레인에서는 평형추 패키지의 무게가 나갈 수 있습니다. 200톤 이상 다양한 리프트 요구 사항에 맞게 구성을 변경할 수 있도록 모듈식 슬래브로 조립되는 경우가 많습니다.

균형추 시스템과 관련된 구조적 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 균형추 트레이 — 선회 테이블에 중량 슬래브를 고정하고 배치하는 구조용 강철 트레이
• 슈퍼리프트 마스트 — 대형 크레인의 경우 균형추를 선회 테이블에 놓지 않고 매달 수 있도록 뒤쪽으로 확장되는 추가 마스트가 있어 긴 반경의 부하 용량이 크게 증가합니다.
• 연결 브래킷 및 핀 — 전체 평형추 하중 하에서 전단 및 굽힘에 저항해야 하는 높은 허용 오차 핀 조인트

기능별 핵심 구조 구성 요소 비교

호이스트 기계 프레임 및 윈치 장착 구조

호이스트 드럼과 윈치 모터는 기계 부품이지만 이를 선회 테이블에 장착하는 구조 프레임도 똑같이 중요합니다. 호이스트하는 동안 와이어 로프는 드럼을 위쪽으로 잡아당겨 장착 프레임을 통해 선회 테이블 구조로 전달되는 반력을 생성합니다. 잘못 설계되거나 마모된 장착 프레임으로 인해 드럼이 하중을 받을 때 구부러져 로프 마모가 가속화되고 호이스트 정확도가 감소합니다. .

호이스트 프레임은 일반적으로 구조용 강판으로 제작되며 선회 테이블에 볼트 또는 용접으로 연결됩니다. 연결 지점의 거셋 플레이트는 장기간 작동 후 국부적인 응력 집중으로 인해 균열이 발생하는 것을 방지하는 데 필수적입니다.

구조용 강철 등급 및 용접 품질: 생각보다 중요한 이유

치수와 정격 용량이 동일한 두 개의 크레인은 구조 제작에 사용되는 강철 등급과 용접 품질에 따라 사용 수명이 크게 다를 수 있습니다. 이는 주로 가격에 중점을 두는 구매자들이 과소평가하는 지점입니다.

다음과 같은 실제 비교를 고려하십시오.

붐 및 마스트 수준의 중량 절감은 특히 중요합니다. 붐에서 제거된 모든 킬로그램은 추가 리프팅 용량으로 직접 변환될 수 있습니다. 모멘트 암 끝 부분의 고정 하중을 줄임으로써. 이는 사소한 고려 사항이 아닙니다. 대형 래티스 붐 크레인의 경우 붐 강철 등급을 최적화하면 정격 하중 차트에 몇 퍼센트를 추가할 수 있습니다.

용접 측면에서 인증된 용접 절차와 인증되지 않은 절차의 차이는 초기 시운전 시점이 아니라 3,000~5,000 작동 시간 이후에 나타나며, 제대로 실행되지 않은 용접 토우에 피로 균열이 나타나기 시작합니다. 육안 및 비파괴 검사(NDT)와 결합된 중요한 접합부의 완전 관통 용접은 평판이 좋은 구조 부품 제조업체가 따르는 표준입니다.

크레인 구조 부품을 조달할 때 찾아야 할 사항

크레인 재구축, OEM 교체 또는 맞춤형 기계 제작을 위해 구조 부품을 소싱하는 경우 공급업체에 물어봐야 할 중요한 질문은 다음과 같습니다.

1. 소재 인증 — 공급업체는 사용된 강판에 대해 등급, 열 수 및 기계적 테스트 결과를 확인하는 밀 인증서를 제공할 수 있습니까?
2. 용접 자격 — 용접공은 국제 표준(예: ISO 9606, AWS D1.1)에 대한 인증을 받았습니까? 용접 절차(WPS/PQR)가 문서화되어 있고 이용 가능합니까?
3. 치수 공차 — 중요한 인터페이스(핀 보어, 장착 표면, 플랜지 평탄도)에 대해 명시된 허용 오차는 얼마입니까?
4. NDT 검사 — 용접부는 초음파 검사(UT) 또는 자분 탐상 검사(MPI)로 검사됩니까? 각 구성요소마다 검사 보고서가 제공됩니까?
5. 표면 처리 — 어떤 부식 방지 시스템이 적용되어 있으며, 해당 시스템이 운영 위치의 환경 요구 사항을 충족합니까?

이러한 질문에 명확하게 대답할 수 없는 공급업체는 가격에 관계없이 주의 깊게 대우해야 합니다. 크레인의 구조적 결함은 어떤 프로젝트 일정이나 예산 절감도 정당화할 수 없는 안전 결과를 가져옵니다.

중장비 구조 부품 제조업체로서 당사는 다양한 제품을 제공합니다. 크레인 탄소강 구조 부품 —트랙 프레임, 선회 테이블 및 붐 구성 요소 포함 — 자재 추적성 및 검사 기록이 표준으로 제공되는 문서화된 절차에 따라 제작됩니다.

구조 설계부터 시작하는 유지 관리 고려 사항

좋은 구조 설계는 유지 관리를 예상합니다. 부품은 접근이 용이하도록 설계되어야 합니다. 즉, 속이 빈 상자 섹션의 검사 포트, 물 축적을 방지하는 배수구, 육안 검사 중에 균열을 감지할 수 있는 페인트 표면 등이 있습니다. 특히 트랙 프레임에는 피로 균열이 가장 일반적으로 시작되는 차체 연결부에 검사 커버가 있어야 합니다.

크레인 구조 부품에 대한 구조화된 검사 프로그램에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.

• 작동 시간 250시간마다 육안 검사 — 모든 용접 연결부의 균열, 페인트 손상, 부식 및 변형을 확인하십시오.
• 1,000시간마다 핀 및 보어 치수 점검 — 모든 피벗 핀의 마모를 측정하고 보어 직경이 서비스 한계 내에 있는지 확인합니다.
• NDT 검사 at known high-stress locations every 2,000 hours — 특히 붐 힐 연결, 선회 테이블 거싯 용접 및 트랙 프레임 X 프레임 조인트
• 대대적인 점검 또는 재인증 전 전체 구조 조사 — 일반적으로 5년마다 또는 과부하 이벤트 발생 후

육안 검사 단계에서 균열 발생을 포착하는 데는 균열이 판이나 용접을 통해 전파된 후 수리 비용의 일부만 소요됩니다. 구조적 유지 관리는 비용이 들지 않습니다. 무거운 물건을 들어올리는 장비에 적용할 수 있는 가장 비용 효율적인 보험입니다.