Seilrollen für Krane nach GB/T 24809.1-2009
DIN 15018 – Kranrollen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen ist die Grundnorm für Konstruktion, Fertigung und Abnahme von Kranrollen. Die Norm legt Bauart, Parameter, Materialanforderungen und Prüfregeln für Seilrollen fest und gilt für Drahtseilrollen in Hub- und Wippwerken verschiedener Krantypen.
DIN 15018 ist die Grundnorm für Konstruktion, Fertigung und Abnahme von Kranrollen. Sie definiert Bauart, Rillenparameter, Materialanforderungen sowie Wärmebehandlung und Ausmusterungskriterien. Als Umlenk- und Führungselement für das Drahtseil beeinflussen Rillengenauigkeit und Verschleißfestigkeit der Rolle direkt die Lebensdauer des Drahtseils.
Bauarten und Parameter von Kranrollen
DIN 15018 unterscheidet Kranrollen nach ihrer Bauart: Einrillenrollen für die Führung bzw. Umlenkung eines einzelnen Drahtseils, Mehrrillenrollen, bei denen zwei oder mehr Drahtseile eine gemeinsame Rolle nutzen (häufig in Hubwerken mit größerem Lastvielfachen, z. B. im Haupthubwerk von Portalkranen), geschweißte Rollen mit aus Stahlblech geschweißtem Körper und Speichen – sie zeichnen sich durch geringes Gewicht und einfache Fertigung aus und eignen sich für Leicht- und Mittelkrane – sowie gegossene Rollen, die sich durch höhere Festigkeit und bessere Verschleißfestigkeit auszeichnen und für schwere Krane eingesetzt werden.
Die Norm legt 30 Nenndurchmesser von D = 200 mm bis D = 2.500 mm fest. Das Verhältnis von Seilrollendurchmesser zu Drahtseildurchmesser D/d ist der wichtigste Konstruktionsparameter: Für allgemeine Krane gilt D/d ≥ 20, für Krane der schweren Triebwerksgruppe A6 und darüber D/d ≥ 25 und für Krane zum Transport von flüssigem Metall D/d ≥ 30. Dieses Verhältnis bestimmt die Biegewechselfestigkeit des Drahtseils: Je größer das Verhältnis, desto geringer die Biegespannung im Drahtseil und desto länger seine Lebensdauer.
Rillengeometrie und Abmessungen
Die Norm stellt hohe Anforderungen an die Seilrille: Der Rillengrundradius R muss R = (0,525 bis 0,550) d betragen (d = Nenndurchmesser des Drahtseils). Bei Verwendung als Ausgleichsrolle (ohne relative Seilbewegung) darf R auf (0,515 bis 0,535) d reduziert werden. Die Rillentiefe h muss h ≥ 1,5 d betragen, damit das Drahtseil auch im Betrieb sicher in der Rille geführt wird. Der Rillenflankenwinkel beträgt in der Regel 60° für Standard-Drahtseile; bei größeren Seilablenkwinkeln wird ein Winkel von 45° gewählt, um Reibung zwischen Seil und Rillenflanke zu vermeiden.
Die Oberflächenrauheit der Seilrille darf Ra ≤ 6,3 μm nicht überschreiten. Gegossene Rillen müssen frei von Poren, Lunkern und Rissen sein; Schweißnähte geschweißter Rollen sind zerstörungsfrei zu prüfen (MT oder PT). Die Toleranz des Rillengrunddurchmessers beträgt H9 bei hohen Genauigkeitsanforderungen an den Drahtseildurchmesser bzw. H11 für allgemeine Anwendungen.
Materialanforderungen und Wärmebehandlung
Die Norm legt folgende Materialanforderungen fest: Gegossene Rollen werden aus Grauguss mindestens HT200 für allgemeine Betriebsbedingungen oder aus Stahlguss ZG270-500 für hohe Lasten bzw. stoßartige Beanspruchung gefertigt. Bei geschweißten Rollen kommen Q235B (≈S235JR) oder Q345B (≈S355J2) für den Rollenkörper zum Einsatz; der Spurkranz kann aus verschleißfestem Stahlblech oder als Stahlguss-Einsatz ausgeführt werden. Die Oberfläche der Seilrille ist zu härten: Bei gegossenen Rollen muss die Härte ≥ HB190 (Grauguss) bzw. ≥ HB230 (Stahlguss) betragen, die Einhärtetiefe ≥ 2 mm. Bei geschweißten Rollen kann die Rille mit einer verschleißfesten Legierung (HRC 45 bis 55) aufgeschweißt und anschließend auf Maß bearbeitet werden. Für Rollen mit D ≥ 500 mm und einer Drehzahl n ≥ 200 min⁻¹ empfiehlt die Norm eine Auswuchtprüfung; die zulässige Unwucht darf die festgelegten Grenzwerte nicht überschreiten.
Kelude Schwerindustrie konstruiert und fertigt Rollen für Brücken- und Portalkrane nach DIN 15018. Alle kritischen Maße werden stückgeprüft, um einen ruhigen Lauf des Drahtseils zu gewährleisten.
Speichen- und Lagerkonstruktion
Die Norm regelt auch die Speichenkonstruktion: Vollspeichen – Rollen mit D ≤ 400 mm erhalten einen massiven Steg, einfach und wirtschaftlich in der Fertigung. Stegspeichen – Rollen mit D = 400 bis 1.000 mm werden als Stegblechkonstruktion mit Gewichtsreduzierungsöffnungen ausgeführt, um bei ausreichender Festigkeit Gewicht zu sparen. Speichenräder – große Rollen mit D ≥ 1.000 mm verwenden mehrere gleichmäßig verteilte Speichen zur Verbindung von Nabe und Spurkranz; diese Bauart ist am leichtesten, bietet gute Belüftung und eignet sich für große Rollen an Portalkranen und Containerbrücken (STS).
Anforderungen an die Lagerung: Die Rolle ist mit Wälzlagern (Rillenkugellager oder Pendelrollenlager) auszustatten. Der Sitz im Lagergehäuse ist als H7/k6-Übergangspassung ausgeführt. Die Lager sind regelmäßig mit Fett zu schmieren (Lithiumfett oder EP-Lithiumfett); das Schmierintervall beträgt maximal 500 Betriebsstunden. Der Rundlauf der Rolle darf 0,1 % des Rillengrunddurchmessers nicht überschreiten, der Planlauf ist auf 0,15 % begrenzt.
Inspektion und Ausmusterung
Die Norm legt fest, dass eine Rolle in folgenden Fällen auszumustern ist: Rillenverschleiß – wenn der Verschleißbetrag am Rillengrund 25 % des Drahtseildurchmessers erreicht (D-Verschleiß ≥ 0,25 d). Bei gegossenen Rollen führt jeder Riss im Rillengrund zur sofortigen Stilllegung; die Rolle muss verschrottet und ersetzt werden. Spurkranzbeschädigung – wenn die örtliche Ausbruchbreite am Spurkranz 50 % der Rillentiefe überschreitet.
Speichenbruch – jeder Bruch einer Speiche gilt als schwerwiegendes Versagen und macht die gesamte Rolle unbrauchbar. Bei Lagerschäden, die zu unrundem Lauf oder Klemmen der Rolle führen, ist das Lager zu ersetzen. Nach der Verschrottung sind die Rollen paarweise zu tauschen (alle Rollen eines Rollenblocks gleichzeitig), um eine einheitliche Geometrie sicherzustellen; die Kombination von neuen und gebrauchten Rollen führt zu ungleichmäßiger Seilbelastung.
Prüfintervall – Die Rolle ist alle 3 Monate einer Sichtprüfung zu unterziehen; alle 12 Monate sind die Maße zu prüfen (Rillengrunddurchmesser, Rillentiefe und Rundlauf).
| Parameter | Allgemeiner Einsatz | Schwerlast(A6~A8) | flüssiges Metall |
|---|---|---|---|
| D/dMinimumWert | 20 | 25 | 30 |
| NutzgrundR | (0.53~0.55)d | (0.525~0.55)d | (0.53~0.55)d |
| Nuttiefeh | ≥1.5d | ≥1.5d | ≥1.5d |
| Werkstoff | HT200/Q235B (≈S235JR) | ZG270-500/Q345B (≈S355J2) | ZG270-500/Q345B (≈S355J2) |
| Härte der Seilrille | ≥HB190 | ≥HB230 | ≥HB230 |
| VerschrottungVerschleißgrenze | 25%d | 25%d | 20%d |
Häufige Fragen
F: Welche Parameter der Seilrille sind in der Norm festgelegt?
A: Die Norm legt folgende Hauptparameter für die Seilrille fest: Der Rillenradius R sollte das 0,53- bis 0,56-Fache des Drahtseildurchmessers betragen (empfohlen: 0,55-fach). Die Rillentiefe h muss mindestens das 1,5-Fache des Drahtseildurchmessers betragen (bei Tiefrillenrollen das 2,5-Fache). Die Rillenbreite b am Boden ist so auszulegen, dass das Drahtseil frei laufen kann, ohne seitlich zu schwanken – üblicherweise das 1,6- bis 1,8-Fache des Drahtseildurchmessers. Der Neigungswinkel der Rillenflanken (Öffnungswinkel) beträgt 30° bis 45°. Diese Parameter gewährleisten einen ruhigen Lauf und guten Kontakt des Drahtseils in der Seilrille. Zusätzlich schreibt die Norm vor, dass am Rillengrund Entwässerungsbohrungen oder -nuten vorzusehen sind (bei Kranen im Freien).
F: Welche Anforderungen gelten für das Verhältnis von Rollendurchmesser zu Drahtseildurchmesser (D/d)?
A: Das Verhältnis von Rollendurchmesser (D, gemessen am Rillengrund) zum Drahtseildurchmesser (d) wird gemäß der Kranarbeitsklasse bestimmt: Für die Stufen A1 bis A4 (leichte Klasse) gilt D/d ≥ 16, für die Stufen A5 bis A6 (mittlere Klasse) D/d ≥ 20 und für die Stufen A7 bis A8 (schwere Klasse) D/d ≥ 25. Bei Kranen zum Heben und Transportieren von flüssigem Metall muss D/d unabhängig von der Arbeitsklasse mindestens 25 betragen. Je größer das Verhältnis D/d, desto größer der Biegeradius des Drahtseils auf der Rolle und desto geringer die Biegespannung zwischen den Litzen – hinsichtlich der Ermüdungslebensdauer kann eine Rolle mit D/d = 25 die Lebensdauer des Drahtseils im Vergleich zu D/d = 16 um etwa das 3- bis 5-Fache erhöhen.
F: Ab welchem Verschleißgrad muss die Seilrille der Rolle ausgetauscht werden?
A: Die Norm legt folgende Aussonderkriterien fest: Bei einem Wanddickenverschleiß der Seilrille von 15 % der ursprünglichen Wanddicke ist die Rolle zu ersetzen. Bei einem Verschleiß des Rillengrunddurchmessers von 20 % des Drahtseildurchmessers ist die Rolle ebenfalls auszutauschen (das Drahtseil „sinkt“ zu tief in die Rille ein, wodurch sich der Kontaktwinkel zur Rillenflanke verschlechtert). Bei Rissen, Abplatzungen oder Vertiefungen von mehr als 1 mm Tiefe an der Rillenoberfläche ist die Rolle unabhängig vom Verschleißbetrag zu ersetzen. Bei Abplatzungen oder Verformungen am Spurkranz ist die Rolle sofort zu ersetzen. Messverfahren: Mit einer Speziallehre (Messschieber) werden der Rillengrunddurchmesser und die Wanddicke gemessen – mindestens einmal pro Quartal.
F: Wie ist die tägliche Wartung der Kranrollen durchzuführen?
A: Die wichtigsten Punkte für die tägliche Wartung der Rollen: 1) Schmierung – Rollen mit Wälzlagern sind alle 3 Monate mit Lithiumfett zu schmieren, Rollen mit Gleitlagern wöchentlich mit Schmieröl; 2) Reinigung – monatlich Verschmutzungen und Rost aus der Seilrille entfernen; 3) Wellenausrichtung – vierteljährlich die axiale Position der Rolle auf der Welle prüfen, um sicherzustellen, dass die Mittellinie aller Seilrillen mit der Drahtseilrichtung ausgerichtet ist (Abweichung ≤ 2 mm); 4) Spurkranzprüfung – den Spurkranz auf Verformung oder Risse kontrollieren; 5) Drehbeweglichkeit – die Rolle von Hand drehen, um einen leichten Lauf ohne Klemmen oder ungewöhnliche Geräusche sicherzustellen. Kelude Schwerindustrie liefert mit der Anlage ein Wartungshandbuch für die Rollen, in dem die Inspektionsintervalle und Schmieranforderungen für alle Rollentypen klar dokumentiert sind.
