Kranmotor Leistung berechnen: Formel & Tabelle für Hubwerk
Kernnutzen
Die Auswahl der Motorleistung ist der erste Schritt bei der Kran konstruktion – zu klein gewählt brennt der Motor durch, zu groß gewählt verschwendet sie Kosten. Diese Schnelltabelle basiert auf den Formeln der Norm FEM 1.001 und deckt die drei Hauptantriebe Heben, Fahren und Wippen ab. Sie liefert für 16 Laststufen von 5t bis 100t die berechnete Leistung, empfohlene Motortypen sowie Alternativlösungen – inklusive Vergleich der drei Baureihen YZR/YZE/YZP.
Drei Kernformeln für die präzise Motorleistung
Die Berechnung der Kran-Motorleistung folgt dem Grundprinzip P = Kraft × Geschwindigkeit / Wirkungsgrad. Die Kraftquellen der drei Antriebe unterscheiden sich jedoch grundlegend:
| Antrieb | Kraftquelle | Berechnungsformel |
|---|---|---|
| Heben | Lastgewicht + Hubgeschwindigkeit | P = (m × g × v) / η |
| Fahren | Fahrwiderstand (Reibung + Steigung) | P = (FR × v) / η |
| Wippen | Lastmoment + Wippgeschwindigkeit | P = (M × ω) / η |
| Mechanismus | Kernformel | Kraftquelle | typischer Wirkungsgradη |
|---|---|---|---|
| Hubwerk | P = (Q×g×v) / (1000×η) | Gewichtskraft —— am direktesten, Qist Nenntragfähigkeit(kg) | 0.88~0.92 |
| Fahrwerk | P = (F_static×v) / (1000×η) | statischer Widerstand —— inkl. Reibungswiderstand+Steigungswiderstand+Windwiderstand | 0.82~0.88 |
| Wippwerk | P = (M×ω) / (1000×η) | Drehmoment —— Last×Ausladung, inkl. Ausleger Eigengewicht | 0.85~0.90 |
Hubwerk – Leistungsübersicht für 5t bis 100t
Das Hubwerk ist das Herzstück eines jeden Krans – die Motorleistung bestimmt maßgeblich Hubgeschwindigkeit und Anschlageffizienz. Die folgende Tabelle basiert auf einer Zweigang-Auslegung: Der langsame Gang dient der Präzisionspositionierung, der schnelle Gang dem normalen Heben. Am Beispiel eines 20t-Zweiträger-Brückenkrans: Im langsamen Gang (0,7 m/min) genügen 18,5 kW, im schnellen Gang (2,0 m/min) sind 22 kW erforderlich. Der YZR-Schleifringläufermotor mit Widerstands-Drehzahlregelung ist die wirtschaftlichste Lösung für die Zweigang-Steuerung.
| Tragfähigkeit | Geschwindigkeit(langsam/schnell)m/min | Berechnungk W | Empfehlungk W | Empfehlung Typ |
|---|---|---|---|---|
| 5t | 0.8 / 5.0 | 7.5 | 7.5 | YZR160M2-6 |
| 20t | 0.7 / 4.0 | 18.5 | 18.5~22 | YZR200L-6 |
| 32t | 0.5 / 3.0 | 22 | 22~30 | YZR225M-6 |
| 50t | 0.4 / 2.5 | 30 | 30~37 | YZR250M2-6 |
| 75t | 0.3 / 2.0 | 37 | 37~45 | YZR280S-6 |
| 100t | 0.25 / 1.5 | 45 | 45~55 | YZR280M-6 |
Die PDF-Vollversion enthält alle 16 Traglaststufen sowie die komplette YZR-Typenempfehlung. η = 0,90, JC = 40 %.
Fahrwerk – getrennte Übersicht für Kran- und Katzfahren
Die Fahrmotoren müssen Haftreibung, Rollwiderstand und Zusatzwiderstände (einschließlich Wind- und Steigungswiderstand) überwinden. Das Kranfahren ist mit 4 Rädern und 2 Antrieben ausgelegt; die Antriebsleistung für das Katzfahren beträgt etwa 50 % bis 60 % derjenigen des Kranfahrens. Die frequenzgesteuerte Drehzahlregelung (YZP-Baureihe) ermöglicht sanftes Anfahren und Stoppen und verhindert das Pendeln der Last.
| Tragfähigkeit | Spannweitem | Empfehlungk W×Anzahl der Einheiten | Empfehlung Typ×2 |
|---|---|---|---|
| 5t | 10.5 | 1.1×2 | YZE100L2-4 |
| 20t | 19.5 | 3.0×2 | YZE132S-4 |
| 50t | 25.5 | 5.5×2 | YZE160M-4 |
| 100t | 31.5 | 11×2 | YZE180M-4 |
Die drei Motorbaureihen im Vergleich
| Baureihe | Leistung Bereich | Merkmale | anwendbarer Mechanismus | Kosten |
|---|---|---|---|---|
| YZRSchleifringläufer | 0.75~200kW | Anlauf Drehmomenthoch(2.5~3fach), extern Widerstandstufenlose Drehzahlregelung | Heben / Anheben·Wippen | mittel |
| YZEKäfigläufer Asynchron | 0.55~90kW | einfacher Aufbau, wartungsfrei, Überlastfähigkeitrobust | Kranbrücke·Katzfahren | niedriger |
| YZPFrequenzgesteuerte Drehzahlregelung | 0.55~200kW | 0~100Hzbreiter Bereich Drehzahlregelung, niedriger Energieverbrauch, Pendeldämpfung | High-End-Komplettmechanismus | höher |
Häufige Fragen zur Motorauswahl
F: Warum muss die berechnete Leistung mit einem Sicherheitszuschlag versehen werden?
A: Die Berechnungsformel liefert die Leistung für stationären Dauerbetrieb. In der Praxis wirken jedoch der Anlaufstoß (Anlaufmoment 2- bis 3-faches Nennmoment), Spannungsschwankungen im Netz (±10 %) sowie eine reduzierte Wärmeabgabeeffizienz in Hochtemperaturumgebungen. Daher wird ein Sicherheitszuschlag von 10 % bis 20 % empfohlen. Auch der Einschaltdauer-Wert (ED) ist entscheidend – Kranmotoren sind für kurzzeitige Arbeitsweise ausgelegt; bei ED = 40 % kann die Motorleistung eine Stufe höher gewählt werden als bei Dauerbetrieb.
F: Was ist der Unterschied zwischen YZR und YZP? Lohnt sich die Aufrüstung auf Frequenzumrichtertechnik?
A: Der YZR wird über äußere Widerstände drehzahlgeregelt – kostengünstig, erfordert jedoch eine wiederkehrende Prüfung von Bürsten und Schleifringen. Der YZP arbeitet mit Frequenzumrichter und ermöglicht eine stufenlose Drehzahlregelung von 0 bis 100 Hz, ruckfreies Anfahren und Stoppen, gute Pendeldämpfung sowie eine Energieeinsparung von 15 % bis 25 %. Dafür liegen die Anschaffungskosten um 30 % bis 50 % höher. Bei häufigen Start-Stopp-Zyklen (z. B. Hafen-Wippdrehkrane) ist der YZP die erste Wahl; für Standard-Hubwerke in Werkstätten genügt der YZR.
F: Reichen 50 % der Kranbrücken-Leistung tatsächlich für das Katzfahren aus?
A: Ja. Das Gesamtgewicht der Laufkatze (Katzfahrwerkrahmen + Hubwerk + Last) liegt deutlich unter dem Gesamtgewicht der Kranbrücke, und die Katzfahrgeschwindigkeit ist in der Regel ähnlich hoch – der Antriebsbedarf ist entsprechend viel geringer. Faustregel: Katzleistung ≈ Leistung der Kranbrücke gleicher Tragfähigkeit × 0,5 bis 0,6. Da die Laufkatze jedoch häufiger startet, muss die Motorerwärmung anhand des ED-Werts überwacht werden.
F: Wie erfolgt die Auswahl bei nicht standardmäßigen Einsatzbedingungen?
A: Hohe Hubgeschwindigkeiten (>10 m/min), große Einsatzhöhen (>1000 m mit Leistungsreduzierung), Hochtemperaturumgebungen (>40 °C) sowie explosionsgeschützte Bereiche (ExdIICT4) müssen gesondert berechnet werden. Für eine präzise Lösung wenden Sie sich an das Engineering-Team von Kelude Schwerindustrie – wir erstellen eine individuelle Motorauswahl-Berechnung. Telefon: 13903802779, E-Mail: 3915269@qq.com.
Schnellberechnung Kranmotor-Leistung.pdf
64 KB · Hubwerk 16 Stufen + Fahrantrieb 8 Stufen + Wippen 7 Stufen · Vergleich YZR/YZE/YZP · A4druckbar
Diese Schnellberechnung wurde von der Kelude Schwerindustrie (Henan) GmbH auf Grundlage der Norm FEM 1.001 erstellt und wird kostenlos zur Verfügung gestellt. Die Ergebnisse dienen ausschließlich als Auswahlreferenz; verbindlich ist die offizielle Design-Dokumentation der technischen Abteilung. Für individuelle Auswahlberechnungen oder technische Beratung wenden Sie sich bitte an unser technisches Serviceteam.