Подбор гидравлического буфера крана: энергия удара, ход и усилие

    Обновлено:

    У гидравлического буфера крана одна задача: остановить кран или тележку в конце пути, не повредив кран, упор и здание. Выбор сводится к трём числам: сколько энергии должен поглотить буфер, какой ход можно разместить и какое усилие выдержит конструкция. В этом руководстве расчёт показан по шагам, с примерами на основе серии KRANHAUSS HB.

    Как работает гидравлический буфер

    При ударе крана шток поршня продавливает масло через калиброванные отверстия. Сопротивление масла превращает кинетическую энергию крана в тепло, а возвратная пружина выдвигает шток обратно после остановки крана. В большинстве промышленных гидравлических буферов площадь отверстий уменьшается по мере хода поршня, поэтому усилие торможения остаётся почти постоянным на всём ходе.

    Почти постоянное усилие — главное отличие от пружинных и полиуретановых буферов, у которых усилие растёт по мере сжатия. При той же энергии и том же ходе гидравлический буфер даёт наименьшее пиковое усилие на кран и упор и почти не возвращает энергию в виде отскока.

    Шаг 1. Соберите исходные данные

    До расчёта нужны четыре величины:

    • Движущаяся масса m: собственный вес крана или тележки плюс груз, если он движется вместе с краном. Жёстко направляемый груз учитывается полностью; учёт свободно висящего груза зависит от вашего расчётного стандарта. Если сомневаетесь, учитывайте его: результат будет с запасом.
    • Скорость удара v: скорость передвижения в момент удара. Некоторые расчётные правила допускают пониженное значение, часто 70 % номинальной скорости, если кран оснащён автоматическим замедлением или концевыми выключателями. Без них используйте полную номинальную скорость.
    • Число буферов n, одновременно воспринимающих удар: обычно два на каждый конец пути (по одному на рельс).
    • Место и конструкция: длина, доступная для буфера, и усилие, которое выдержат упор и конструкция крана.

    Шаг 2. Рассчитайте энергию удара

    Поглощаемая энергия — это кинетическая энергия движущейся массы: E = ½ · m · v². При m в кг и v в м/с энергия получается в джоулях; для кДж разделите на 1 000. Скорость в м/мин переведите в м/с, разделив на 60.

    Буферы, воспринимающие удар, делят эту энергию, поэтому каждый должен поглотить E / n. Если масса распределена несимметрично, например у мостового крана с тележкой у одного края, одна сторона воспринимает больше: подбирайте буферы по более нагруженной стороне.

    Сильнее всего влияет скорость, так как энергия растёт пропорционально её квадрату. Снижение скорости удара до 70 % уменьшает энергию до 49 %.

    Примеры расчёта

    50 т, 60 м/мин, 2 буфера

    Полная энергия 25 кДж, на один буфер 12,5 кДж

    МодельЭнергоёмкость WХодУсилие F
    HB 063 10015 kJ100 mm170 kN
    HB 080 10023 kJ100 mm260 kN
    HB 063 15023 kJ150 mm170 kN

    200 т, 40 м/мин, 2 буфера

    Полная энергия 44,4 кДж, на один буфер 22,2 кДж

    МодельЭнергоёмкость WХодУсилие F
    HB 080 10023 kJ100 mm260 kN
    HB 063 15023 kJ150 mm170 kN
    HB 063 20030 kJ200 mm170 kN

    В примерах используется полная номинальная скорость без дополнительных расчётных коэффициентов. Значения взяты из таблицы данных HB; калькулятор на странице продукта выполняет тот же расчёт для ваших значений.

    Шаг 3. Выберите энергоёмкость, ход и усилие

    Выберите буфер, энергоёмкость W которого не меньше энергии на один буфер. Каждый типоразмер HB выпускается с ходом от 100 до 800 мм, и при той же энергии можно выбирать между ходом и усилием: более длинный ход останавливает кран мягче и меньше нагружает упор.

    Затем сравните усилие торможения F с тем, что выдержат упор и кран. Замедление крана примерно равно F, делённому на массу, приходящуюся на один буфер; чем оно меньше, тем лучше защищены кран, груз и оператор.

    Если ваш расчётный стандарт вводит дополнительные коэффициенты — динамические, запасы прочности или усилие привода, продолжающего толкать кран во время хода буфера, — примените их к энергии до сравнения с W.

    Серия HB в цифрах

    ТипоразмерХодЭнергоёмкость WУсилие торможения F
    HB 063100–800 mm15–60 kJ70–170 kN
    HB 080100–800 mm23–109 kJ150–260 kN
    HB 100100–800 mm38–240 kJ330–420 kN
    HB 125100–800 mm60–435 kJ590–670 kN

    Шаг 4. Монтаж и условия эксплуатации

    • Монтаж: буферы HB выпускаются с передним (FM) или задним (RM) фланцем; выберите тот, что подходит к концевой балке или упору.
    • Среда: сообщите нам, работает ли кран в помещении или на открытом воздухе, в обычных или агрессивных условиях — пыль, влажность, морской воздух, высокая температура. От этого зависят уплотнения и покрытие.
    • Цвет: корпус можно окрасить в нужный вам цвет; стандартные варианты — красный, синий, жёлтый, зелёный, чёрный и белый.
    • Ответная часть: буфер должен упираться строго соосно в плоскую ударную плиту или в другой буфер. Перекос создаёт боковую нагрузку на шток.

    Гидравлический, пружинный или полиуретановый?

    • Гидравлические буферы: наибольшая энергия на единицу длины, почти постоянное усилие и почти нет отскока. Обычный выбор для тяжёлых и быстрых кранов.
    • Пружинные буферы: накапливают энергию и возвращают большую её часть, поэтому кран отскакивает; усилие равномерно растёт при сжатии пружины. Подходят для более лёгких и медленных кранов.
    • Полиуретановые (эластомерные) буферы: компактные и экономичные при небольшой энергии; их усилие резко растёт в конце короткого хода.

    KRANHAUSS предлагает все три типа; на странице крановых буферов они сравниваются.

    Буферы крана →

    Часто задаваемые вопросы

    Как рассчитать энергию, которую должен поглотить буфер крана?

    Используйте E = ½ · m · v² с массой в кг и скоростью удара в м/с, затем разделите на число буферов, воспринимающих удар. Например, 50 т при 60 м/мин (1 м/с) дают 25 кДж, или 12,5 кДж на буфер при двух буферах.

    Нужно ли учитывать груз при расчёте буфера?

    Груз, который направляется и движется жёстко вместе с краном, учитывается полностью. Учёт свободно висящего груза зависит от вашего расчётного стандарта. Его учёт даёт результат с запасом.

    Какую скорость передвижения использовать?

    Скорость в момент удара. Некоторые расчётные правила допускают пониженную скорость удара, часто 70 % номинальной, при наличии автоматического замедления или концевых выключателей; иначе используйте номинальную скорость.

    Почему гидравлический буфер, а не пружинный?

    Гидравлический буфер поглощает больше энергии на единицу длины, держит почти постоянное усилие торможения и почти не даёт отскока, поэтому кран и упор испытывают меньшие пиковые усилия.

    Что нужно от меня для коммерческого предложения?

    Движущаяся масса, скорость передвижения, число буферов, доступная монтажная длина, тип монтажа и условия эксплуатации. В форме запроса на странице гидравлического буфера есть поле для каждого из этих значений.

    Подберите буфер

    Введите массу и скорость крана в калькулятор на странице HB, скачайте техническое описание или отправьте нам данные для письменного предложения.