JB/T 6392.2-2017 Kranrad Lauffläche Normeninterpretation
JB/T 6392.2-2017 „Krane – Laufräder – Teil 2: Radlaufflächen“ ist die spezifische Norm für Kranrad-Laufflächen. Sie legt die technischen Anforderungen, die Wärmebehandlungsspezifikationen sowie die Prüfverfahren für Radlaufflächen fest.
Technische Anforderungen an die Radlauffläche
Kelude liefert Laufräder in allen gängigen Spezifikationen. Die Norm definiert die Radlauffläche als den direkt mit der Schiene in Kontakt stehenden Bereich des Rades, der hohen Kontaktspannungen und erheblichem Verschleiß ausgesetzt ist. Durch das Oberflächenhärten der Lauffläche wird eine Härte von HB300~380 erreicht, während der Kern mit seiner ursprünglichen Zähigkeit bei HB≤269 bleibt. Die gehärtete Schicht muss eine Tiefe von ≥15mm aufweisen (gemessen von der Lauffläche nach innen). Das Verfahren umfasst ein mittelfrequentes Induktionshärten mit Abschrecken durch Wasserbesprühung bei einer Erwärmungstemperatur von 880~920°C und anschließendem Anlassen bei 400~500°C. Die Härtegleichmäßigkeit ist so spezifiziert, dass die Härteunterschiede an verschiedenen Messpunkten desselben Rades ≤HB40 betragen dürfen.
Die Härte der Radlauffläche sollte sinnvoll auf die Schienenhärte abgestimmt sein – in der Regel ist das Rad um HB30~50 härter als die Schiene. Eine zu hohe Härte führt zu übermäßigem Schienenverschleiß, eine zu niedrige Härte zu beschleunigtem Radverschleiß. Eine gängige Kombination ist ein Rad mit HB300~350 auf einer Schiene mit HB250~280 (z. B. Kranschiene QU70 oder QU80). Die Norm fordert zudem ein definiertes Gefüge in der gehärteten Schicht: feinnadeliger Martensit nach dem Abschrecken bzw. Anlassmartensit nach dem Anlassen.
Die Norm legt die Prüfverfahren für die Qualität der Wärmebehandlung der Radlauffläche detailliert fest – die Härteprüfung erfolgt an vier gleichmäßig über den Laufflächenumfang verteilten Messpunkten, aus deren Werten der Mittelwert gebildet wird; die Härteunterschiede am selben Rad dürfen ≤HB40 betragen. Die Prüfung der Tiefe der gehärteten Schicht erfolgt nach der Vickers-Härtemethode, bei der von der Lauffläche in Richtung Kern gemessen wird, bis die Härte auf das 1,1-fache der Kernhärte abgefallen ist. Für die Gefügeprüfung werden Proben aus dem Radquerschnitt entnommen; das Mikrogefüge der gehärteten Schicht muss feinnadeligen Martensit bzw. nach dem Anlassen Anlassmartensit aufweisen. Grobnadeliger Martensit und Restaustenit sind nicht zulässig.
Die Norm enthält auch Anforderungen für Betrieb und Wartung der Radlauffläche – neue Räder sollten vor der Inbetriebnahme einem Einlaufbetrieb unterzogen werden, bei dem sie im Leerlauf für 2 Stunden laufen, damit sich die Lauffläche optimal an die Schiene anpasst. Während des Betriebs ist der Raddurchmesser alle 500 Betriebsstunden zu messen, um den Verschleißbetrag zu prüfen; alle 1.000 Betriebsstunden ist die Laufflächenhärte im Bereich HB300~380 zu kontrollieren. Bei Abplatzungen oder Eindrückungen tiefer als 1mm auf der Lauffläche ist das Rad außer Betrieb zu nehmen und zu reparieren oder zu ersetzen. Ein Rad ist auszutauschen, wenn die Spurkranzdicke um mehr als 40% des ursprünglichen Maßes abgenutzt ist oder die Spurkranzhöhe um mehr als 50% abgenommen hat. Die Raddurchmesser-Differenz zweier Räder derselben Achse darf ≤0,5mm betragen, andernfalls kommt es zu Spurkranzreiben.
Prüfung der gehärteten Schicht
Die in der Norm festgelegte Prüfung der gehärteten Schicht umfasst die Härteprüfung (Oberfläche HB300~380, allmählicher Abfall in der Übergangszone, Kern HB≤269), die Prüfung der Tiefe der gehärteten Schicht (≥15mm) sowie die Gefügeprüfung (feinnadeliger Martensit in der gehärteten Schicht, Anlassmartensit nach dem Anlassen). Die Prüfverfahren – die Härte wird mit einem Rockwell- oder Brinell-Härteprüfgerät gemessen, die Tiefe der gehärteten Schicht nach der Vickers-Methode oder metallographisch. Pro Charge ist mindestens ein Rad einer vollständigen Härteverteilungsmessung über den gesamten Querschnitt zu unterziehen.
HB300~380 Oberflächengehärtet
HB≤269 Zähigkeit erhalten
≥15mm Induktionshärten
HB30~50 über Schienenhärte
Ø-Abnahme >5% Abplatzung/Riss
Dicke >40% Höhe >50%
| LaufradSpezifikation | Werkstoff | Laufflächenhärte(HRC) | Einsatzhärtungstiefe(mm) | Radlast(kN) |
|---|---|---|---|---|
| Φ350×130 | 65Mn | 40~48 | ≥15 | ≤120 |
| Φ400×130 | 65Mn | 40~48 | ≥15 | ≤160 |
| Φ500×150 | 65Mn | 40~48 | ≥15 | ≤250 |
| Φ600×150 | 65Mn | 40~48 | ≥15 | ≤360 |
Verschleißgrenzen und Austauschkriterien
Ein Laufrad ist auszutauschen, wenn der Verschleißbetrag an der Lauffläche (gemessen als Durchmesserreduzierung) 5 % des ursprünglichen Raddurchmessers überschreitet. Ebenso ist ein Austausch erforderlich, wenn Abplatzungen, Eindrückungen tiefer als 1 mm oder Risse auf der Lauffläche festgestellt werden. Ein Austausch ist auch geboten, wenn die Spurkranzdicke um mehr als 40 % des ursprünglichen Maßes abgenommen hat oder die Spurkranzhöhe um mehr als 50 % reduziert ist. Die Raddurchmesser-Differenz zwischen zwei Rädern derselben Achse darf 0,5 mm nicht überschreiten. Im Betrieb ist der Raddurchmesser mittels Messrad alle 500 Betriebsstunden zu prüfen und der Verschleißbetrag zu dokumentieren.
| Prüfpositionen | technische Anforderungen | Verfahren | Zyklus |
|---|---|---|---|
| Laufflächenhärte | HB300~380 | HärteZähler | pro Charge |
| Einsatzhärtungstiefe | ≥15mm | Gefüge/Vickers | pro Charge |
| Verschleißbetrag | Durchmesserreduzierung≤5% | Messschieber | 500h |
| Spurkranz | Wanddickenreduzierung≤40% | Messschieber | 500h |
| LaufradDifferenz | Koaxialität≤0.5mm | Messschieber | MontageStunde |
Die Norm definiert die Prüfverfahren für die Wärmebehandlungsqualität der Radlauffläche: Die Härteprüfung erfolgt an vier gleichmäßig über den Laufflächenumfang verteilten Messpunkten, aus denen der Mittelwert gebildet wird. Die Prüfung der Einhärtetiefe erfolgt nach dem Vickers-Härteverfahren, bei dem ausgehend von der Lauffläche in Richtung Kern schrittweise gemessen wird, bis die Härte auf das 1,1-fache der Kernhärte abgefallen ist. Für die metallografische Prüfung wird eine Probe aus dem Radquerschnitt entnommen; das Gefüge der gehärteten Schicht muss feinnadeligem Martensit entsprechen.
Häufige Fragen zur Radlaufflächen-Wärmebehandlung
F: Warum muss die Radlauffläche wärmebehandelt werden?
A: Die Radlauffläche steht in direktem Kontakt mit der Schiene und ist hohen Kontaktspannungen sowie starkem Verschleiß ausgesetzt. Durch die Wärmebehandlung (Oberflächenhärten) wird eine Laufflächenhärte von HB300~380 erreicht, während der Kern mit HB≤269 zäh bleibt. Eine Einhärtetiefe von ≥15mm gewährleistet die geforderte Lebensdauer. Die gehärtete Schicht erhält über den gesamten Lebenszyklus des Laufrads die Laufflächengeometrie und reduziert den Verschleiß.
F: Welche Parameter gelten für das Wärmebehandlungsverfahren der Radlauffläche?
A: Zum Einsatz kommt das Mittelfrequenz-Induktionshärten mit Abschrecken. Die Erwärmungstemperatur beträgt 880~920°C, gefolgt von Wasserkühlung; die Anlasstemperatur liegt bei 400~500°C. Die Einhärtetiefe beträgt ≥15mm. Die Laufflächenhärte liegt bei HB300~380, die Kernhärte bei HB≤269. Die Härteunterschiede über den Radumfang dürfen HB40 nicht überschreiten.
F: Wie müssen Laufflächen- und Schienenhärte aufeinander abgestimmt sein?
A: Die Härte der Radlauffläche muss sinnvoll auf die Schienenhärte abgestimmt sein – die Radhärte liegt in der Regel HB30~50 über der Schienenhärte. Bei zu hoher Radhärte steigt der Schienenverschleiß übermäßig, bei zu niedriger Radhärte verschleißt das Rad zu schnell. Eine bewährte Kombination ist Radhärte HB300~350 mit Schienenhärte HB250~280.
F: Ab welchem Verschleißgrad muss die Radlauffläche erneuert werden?
A: Ein Austausch ist erforderlich, wenn der Verschleißbetrag der Lauffläche (Durchmesserabnahme) 5% des ursprünglichen Raddurchmessers überschreitet. Ebenso bei Abplatzungen, Eindrückungen über 1mm oder Rissen in der Lauffläche. Beim Spurkranzverschleiß gilt: Austausch bei einer Dickenabnahme von über 40% der ursprünglichen Stärke oder einer Höhenabnahme von über 50%. Die Raddurchmesser-Differenz zwischen zwei Rädern derselben Achse darf ≤0,5mm betragen.
