Falla de las ruedas de freno de grúas aéreas: defectos de superficie circular, causas y tratamiento

Como equipo clave en la producción industrial, la seguridad y confiabilidad de las grúas aéreas afectan directamente la eficiencia de la producción y la seguridad de la operación.

La rueda de freno de la grúa aérea es una parte importante de la grúa aérea. Durante el proceso de frenado, sufre una fricción y una presión de alta intensidad, por lo que es propensa a diversos defectos que afectan el funcionamiento normal y la vida útil de la grúa.

Con la aplicación generalizada de grúas aéreas en diversos entornos hostiles, la frecuencia de falla de las ruedas de freno ha aumentado gradualmente, especialmente la aparición de defectos circulares, lo que ha traído serios desafíos para el funcionamiento seguro del equipo. Sin embargo, la mayor parte de la investigación existente se centra en los defectos comunes de Como equipo clave en la producción industrial, la seguridad y confiabilidad de las grúas aéreas afectan directamente la eficiencia de producción y la seguridad de operación.

La rueda de freno de la grúa aérea es una parte importante de las ruedas de freno de la grúa aérea, como las grietas y el desgaste de la superficie, mientras que se han realizado relativamente pocas investigaciones sobre los defectos circulares en la superficie de las ruedas de freno de la grúa aérea y sus causas. Este artículo analizará los defectos circulares de las ruedas de freno de las grúas aéreas, explorará las causas específicas y propondrá medidas de tratamiento efectivas y estrategias de prevención.

A través de una discusión exhaustiva del proceso de fundición, el proceso de tratamiento térmico y el entorno operativo, proporciona una guía práctica sobre la confiabilidad de las ruedas de freno de las grúas aéreas.

Defectos principales y análisis de las ruedas de freno de las grúas puente

Influencia de los factores ambientales en las grúas aéreas

En primer lugar, las grúas puente suelen funcionar en entornos con más polvo e impurezas metálicas. Las impurezas pueden entrar fácilmente en el interior de la maquinaria, lo que aumenta el desgaste de las piezas. A largo plazo, la tasa de fallos aumentará, el rendimiento de seguridad de uso disminuirá y la vida útil se reducirá significativamente.

En segundo lugar, la influencia del tamaño y la naturaleza de la carga de trabajo de la grúa sobre la grúa, en operaciones normales, cuando la carga sobre las piezas es mayor que la carga de diseño promedio, intensificará el desgaste de las baldosas de freno y ruedas de freno de grúa aéreaLas operaciones de carga elevada a largo plazo afectarán la vida útil de la grúa. La práctica ha demostrado que las cargas estables tienen menos desgaste, menos fallas y una vida útil más larga.

Defectos en las ruedas de freno de las grúas puente

Las ruedas de freno de las grúas aéreas están compuestas de múltiples piezas de fundición. Los defectos que se producen en el proceso de fundición se reflejan inevitablemente en la rueda de freno, lo que se manifiesta principalmente en los siguientes aspectos:

• Se manifiesta en el exterior de la forja, como superficies externas rugosas, picaduras, arrugas, huecos, pliegues, grietas, etc.
• Algunos aparecerán internamente, como flojedad, grietas, cristales gruesos, líneas capilares, manchas blancas, segregación, inclusiones, descarbonización de la superficie, cristales dendríticos, anillos de cristales gruesos, restos de contracción, penetración de metales no ferrosos, película de óxido, trastornos de la línea de corriente, etc.
• Algunos se reflejan en la microestructura, como la precipitación de la segunda fase.
• Algunos de estos problemas se reflejan en el rendimiento de las piezas forjadas, como la resistencia o plasticidad a temperatura ambiente no calificada, la tenacidad, las propiedades de fatiga, etc., la resistencia instantánea, la resistencia duradera, la plasticidad duradera, la resistencia a la fluencia y otras propiedades de alta temperatura o las propiedades de fatiga en caliente y en frío no cumplen con los requisitos de uso. Ya sean problemas de calidad de la superficie de las piezas forjadas de las ruedas de la grúa o defectos de rendimiento interno, generalmente se afectan entre sí, a menudo están estrechamente relacionados, se acompañan entre sí y forman un círculo vicioso.

Descubrimiento de defectos en ruedas de freno de grúas aéreas

Debido a su uso frecuente y a las grandes fluctuaciones de carga, las grúas puente a menudo experimentan ciclos de arranque y frenado en sus diversos mecanismos. En un período específico, cuando es necesario realizar operaciones de frenado, su rendimiento de frenado a menudo no es el ideal. Al mismo tiempo, muchos operadores de grúas carecen de habilidades operativas profesionales y calificadas.

Durante el proceso de operación, a menudo inclinan la grúa de forma oblicua y la carga que se levanta no está en el punto vertical del punto de elevación; antes de que el punto de elevación de la grúa esté en su lugar, confían en dar marcha atrás al vehículo para lograr el propósito de frenar en el lugar. Además, durante el trabajo de la grúa, hay una fricción frecuente entre la placa de freno y la rueda de freno, y la placa de freno se desgasta hasta cierto punto, lo que hace que las ruedas de freno de la grúa aérea revelen defectos circulares profundos que atrapan escoria.

Cuando se usa un martillo afilado para golpear el pozo de las ruedas de freno de la grúa aérea, se puede escuchar el sonido de la arena aplastada, lo que muestra que el material de las ruedas de freno de la grúa aérea está roto y duro, y hay una tendencia a que exista escoria en los defectos circulares negros en la superficie.

Durante la inspección periódica de la grúa aérea, se encontró que los componentes del sistema de elevación y estructura operativa hacían ruidos anormales durante el funcionamiento, y la inspección cuidadosa encontró que había algunos defectos circulares en la superficie de la rueda de freno de la grúa aérea. Las paredes internas de estos defectos son rugosas y de color marrón oscuro. El diámetro de los defectos es de 7 mm y 3 mm, y la profundidad es de 12 mm y 5 mm, respectivamente, como se muestra en la figura.

Causas de defectos en las ruedas de freno de las grúas puente

• Durante el proceso de fundición de las ruedas de freno de la grúa aérea, la desgasificación del acero líquido es insuficiente, la desoxigenación del acero líquido es insuficiente durante el proceso de fundición y el acero líquido contiene demasiado gas, como se muestra en la figura. Por lo tanto, el grado de contracción local causada por el "sobreenfriamiento" es a menudo demasiado grande, lo que hace que la propia rueda de freno se funda de forma desigual y forme burbujas de aire.
• Hay residuos en la cavidad del molde y el escape de la cavidad no es suave durante la perfusión; partículas de arena u otros desechos caen en el molde durante el proceso de perfusión, por lo que las partes de las piezas de acero fundido no se llenan por completo. Debido a la presencia de huecos dentro del objeto, al encogerse, la capa de epidermis todavía tiene cierta dureza debido al efecto de enfriamiento de la temperatura natural, pero formará una depresión en la superficie debido al efecto de contracción interna.
• Durante el proceso de fundición, el gas queda atrapado entre el flujo de metal y la pared de la cavidad y no puede ser evacuado por completo, por lo que se forman burbujas de aire en las partes correspondientes de la rueda de freno. Si estas burbujas de aire se acumulan en grandes cantidades en la cavidad, aparecerán en los bordes y en las partes superficiales del acero fundido.

Después del análisis anterior, se puede ver que el material, el proceso de fundición y los factores en el proceso de uso causarán tensiones de tracción y compresión significativas en el área de concentración de tensiones en la superficie de contacto de la placa de freno y las ruedas de freno de la grúa aérea. Estas tensiones exceden el límite de la resistencia elástica de las piezas fundidas, junto con un funcionamiento inadecuado y una fricción frecuente, lo que expone defectos circulares profundos que atrapan escoria.

Medidas de tratamiento

Controlar la calidad de las ruedas de freno de la grúa aérea

Para mejorar la vida útil y el rendimiento de las ruedas de freno de grúa, es necesario controlar la calidad y el rendimiento en el proceso de fabricación y fortalecer el control de calidad en la tecnología de producción. En el proceso de fabricación de ruedas de freno de grúa, su proceso y tecnología de producción deben seguir estrictamente el proceso de fundición → normalización → mecanizado → temple de frecuencia intermedia y revenido → rectificado.

Entre ellos, la temperatura de normalización debe controlarse a aproximadamente 830 ℃, que se puede completar en un horno de resistencia tipo carro de 100 kW, y el tiempo de aislamiento debe controlarse en 1 h; la temperatura de templado debe controlarse a aproximadamente 350 ℃, que se puede completar en un horno de resistencia tipo pozo de 95 kW, y el tiempo de templado debe controlarse en 1 h.

Durante el proceso de tratamiento térmico de las ruedas de freno de grúas aéreas, la dureza de la superficie del material tratado térmicamente debe controlarse a 3545HR y la profundidad de la capa endurecida debe controlarse a 23 mm. Esto puede mejorar la dureza y la resistencia al desgaste de las ruedas de freno de grúas aéreas, así como el límite elástico y las propiedades mecánicas integrales del acero, mejorando así las propiedades del material o las propiedades químicas del acero.

Ajuste el espacio entre las ruedas de freno de la grúa aérea y la placa de freno

El espacio entre la placa de freno de la grúa y las ruedas de freno de la grúa aérea determina el rendimiento de frenado de la rueda de freno hasta cierto punto. Cuando el espacio entre la rueda de freno y la placa de freno es pequeño, se formará una fricción grave entre las dos durante el trabajo frecuente de la rueda de freno de la grúa. Cuando el material de la superficie de la placa de freno se aplasta por fricción, los pernos utilizados para fijar la placa de freno rozarán directamente contra la rueda de freno de la grúa aérea.

El daño causado por esta fricción en la rueda de freno es extremadamente grave, por lo que el operador de la grúa debe verificar estrictamente el espacio entre la rueda de freno de la grúa y la placa de freno. Una vez que se descubre que el espacio entre los dos es demasiado pequeño, se debe ajustar al estándar apropiado de inmediato para garantizar el funcionamiento normal.

Fortalecer la inspección

La rueda de freno es una de las partes más propensas al desgaste durante el proceso de trabajo de la grúa. Por lo tanto, el operador debe inspeccionarla periódicamente durante el uso normal de la grúa. El contenido de la inspección incluye principalmente los siguientes aspectos:

• Realice una medición detallada del espacio entre la rueda de freno y la placa de freno para garantizar que el espacio entre la rueda de freno y la placa de freno se mantenga dentro de un rango científico y razonable durante el proceso de trabajo.
• Durante el proceso de operación de la grúa, preste atención a si el sonido de la rueda de freno durante el funcionamiento es normal.
• Inspeccione y mantenga periódicamente las ruedas de freno, evalúe científicamente y prediga razonablemente el desgaste y verifique la superficie de las ruedas de freno para detectar defectos que afecten la seguridad.
• Compruebe el resorte de compresión de la placa de freno. Si se detecta que la elasticidad del resorte es insuficiente, se debe reemplazar inmediatamente.

Inspección técnica de seguridad

Al inspeccionar las ruedas de freno del puente grúa, se deben seguir los siguientes pasos:

• Para cada turno se debe realizar una comprobación cuidadosa una vez.
• El inspector puede utilizar una cinta métrica para medir la cantidad de espacio libre en ambos lados de la rueda de freno, y debe cumplir con los requisitos de las normas nacionales.
• Puede utilizar un calibrador Vernier para medir el espesor de la llanta de la rueda de freno. Es necesario que el diámetro de la llanta de la rueda de freno antes del desgaste sea un valor entero para calcular de forma rápida y precisa el espesor original de la llanta de la rueda de freno y, a continuación, calcular el espesor del desgaste.
• Asegúrese de que la superficie de fricción de la rueda de freno esté limpia. Si se encuentran restos de aceite y suciedad, se deben limpiar inmediatamente.

Durante la inspección de puentes grúa, se deben observar estrictamente las siguientes precauciones.

• Durante el proceso de inspección, los inspectores deberán inspeccionar estrictamente los componentes uno por uno según las disposiciones de TSG 51-2023 “Especificaciones técnicas de seguridad de equipos especiales”.
• Durante el proceso de inspección de puentes grúa se deben registrar o fotografiar en detalle los defectos encontrados y las principales dimensiones geométricas para poder compararlos de forma específica en futuras inspecciones.
• Durante la inspección de piezas y diversas pruebas de rendimiento, escuche atentamente para ver si hay ruidos anormales durante el funcionamiento de la grúa; observe más de cerca para ver si hay deformaciones obvias, desgaste, picaduras y otros defectos en las partes móviles; mida cuidadosamente los datos y haga un registro.
• Asegurarse de que los problemas encontrados durante el proceso de inspección y pruebas sean notificados a la unidad usuaria a tiempo, y proporcionar explicaciones detalladas, opiniones de rectificación y sugerencias.

Resumen

El defecto circular de la rueda de freno de la grúa aérea es un problema importante que afecta la operación segura y la vida útil del equipo. A través del análisis de las causas de los defectos de la rueda de freno y la discusión de las medidas de tratamiento, el artículo propone los siguientes tres planes de mejora específicos:

• Mejora del proceso de fundición: La rueda de freno necesita controlar estrictamente el proceso de desgasificación y desoxigenación del acero líquido durante el proceso de fundición, reducir la generación de burbujas de aire y escoria y evitar la formación de defectos superficiales circulares de la fuente.
• Optimización del tratamiento térmico: a través de un proceso de tratamiento térmico razonable, se mejoran la dureza y la resistencia al desgaste del material de la rueda de freno, se mejora su rendimiento en entornos de alta tensión y alta temperatura y se extiende su vida útil.
• Especificaciones de operación y mantenimiento: fortalecer la inspección y el mantenimiento diarios de la rueda de freno, especialmente el ajuste del espacio entre la rueda de freno y la placa de freno, reducir el desgaste innecesario y la concentración de tensión, y garantizar el funcionamiento seguro de la grúa.

Cindy

WhatsApp: +86-19137386654

Correo electrónico: cindywang@hndfcrane.com

Soy Cindy, tengo 10 años de experiencia laboral en la industria de las grúas y he acumulado una gran cantidad de conocimientos profesionales. He elegido grúas satisfactorias para más de 500 clientes. Si tiene alguna necesidad o pregunta sobre grúas, no dude en ponerse en contacto conmigo. ¡Usaré mi experiencia y mi experiencia práctica para ayudarlo a resolver el problema!