JB/T 9003-2016 Normeninterpretation: Drei-in-Eins-Getriebe für Krane
Die Norm JB/T 9003-2016 „Kran – Drei-in-Eins-Getriebe“ definiert die Produktanforderungen für Getriebemotoren im Kranbau. Sie legt Klassifizierung, technische Anforderungen, Prüfverfahren und Prüfregeln fest.
Produktaufbau und technische Parameter
Kelude Schwerindustrie bietet normgerechte Getriebemotoren als begleitende Dienstleistung an. Der Drei-in-Eins-Getriebemotor vereint Elektromotor, Getriebe und Bremse in einer kompakten Einheit – eine Bauweise, die sich durch geringen Platzbedarf, einfache Montage und hohen Wirkungsgrad auszeichnet. Als Antrieb kommt ein Konusläufermotor zum Einsatz, das Getriebe ist als Planetengetriebe ausgeführt, und die Bremse ist entweder am Motorheck oder am Getriebeeingang integriert. Die Norm spezifiziert einen Leistungsbereich von 0,2 bis 15 kW bei Abtriebsdrehzahlen von 15 bis 150 min⁻¹. Die Befestigungsart umfasst sowohl horizontale als auch vertikale Montagevarianten; der Antrieb erfolgt über ein am Abtriebswellenende angebrachtes Zahnrad, das in ein auf dem Laufrad oder der Schiene montiertes Ritzel eingreift.
Getriebemotoren dieser Bauart kommen vorwiegend im Kranfahrwerk und Katzfahrwerk zum Einsatz. Beim Kegelläufermotor erzeugt das Magnetfeld beim Einschalten eine axiale Magnetkraft, die der Federkraft entgegenwirkt und den Rotor axial verschiebt, wodurch die Bremse gelüftet wird. Beim Abschalten drückt die Feder den Rotor zurück und die Bremse schließt sich – eine selbsttätige Bremsung ohne separate Bremseinheit, die die Gesamtbaugröße kompakt hält. Der Motor ist in Schutzart IP54 mit Isolationsklasse F ausgeführt.
Die Norm legt detaillierte Anforderungen an das Getriebezahnrad des Drei-in-Eins-Getriebes fest: Die Verzahnungsgenauigkeit entspricht mindestens Grad 8 gemäß DIN 3962, das Tragbild an den Zahnflanken muss in Zahnhöhenrichtung ≥ 40 % und in Zahnbreitenrichtung ≥ 50 % betragen. Als Werkstoff kommt 20CrMnTi mit Einsatzhärten zum Einsatz; die Zahnflankenhärte liegt bei HRC 58–62, die wirksame Einsatzhärtungstiefe beträgt 0,3–0,8 mm (modulabhängig). Die Kernhärte der Zähne von HRC 33–48 gewährleistet ein ausgewogenes Verhältnis von Zähigkeit und Festigkeit. Für die Getriebezahnräder ist ein Ermüdungsfestigkeitsnachweis sowohl für die Zahnflankenpressung als auch für die Zahnfußbiegung erforderlich – der Sicherheitsfaktor muss ≥ 1,5 betragen.
Die Einsatzumgebung des Drei-in-Eins-Getriebes ist auf einen normalen Betriebstemperaturbereich von −20 °C bis +40 °C ausgelegt. Bei Umgebungstemperaturen unter −20 °C ist ein Schmieröl mit ausreichender Tieftemperaturbeständigkeit zu verwenden, um ein Erstarren zu verhindern. Bei hohen Temperaturen empfiehlt sich ein Öl mit hohem Viskositätsindex, um die Schmierfilmtragfähigkeit sicherzustellen. Bei der Montage ist die Koaxialität zwischen Abtriebswelle und angetriebenem Laufrad mit ≤ 0,2 mm einzuhalten; eine Überschreitung führt zu unzulässigen Biegemomenten und vorzeitigem Lagerschaden. Die Fundament- und Anschlusschrauben sind mit einem Drehmomentschlüssel gemäß den Angaben der Betriebsanleitung anzuziehen.
Technische Leistungsanforderungen
Der Wirkungsgrad einstufiger Planetengetriebe beträgt ≥ 96 %, zweistufiger ≥ 93 % und dreistufiger ≥ 88 %. Die Verlustleistung resultiert hauptsächlich aus Verzahnungsreibung, Lagerreibung und Planschverlusten im Ölbad. Durch den Einsatz hochpräziser Zahnräder (Qualität 6–7) und eines auf die Betriebsbedingungen abgestimmten Schmieröls lässt sich der Wirkungsgrad weiter steigern. Das Getriebe darf einen Geräuschpegel von ≤ 75 dB(A) und eine Übertemperatur von ≤ 60 K nicht überschreiten. Die Zahnräder bestehen aus einsatzgehärtetem 20CrMnTi mit einer Zahnflankenhärte von HRC 58–62. Die Getriebeschmierung erfolgt als Ölbadschmierung; empfohlen wird ein Industriegetriebeöl der Spezifikation L-CKD220.
0,2–15 kW gesamte Baureihe
15–150 min⁻¹ anwendungsgerecht
einstufig ≥ 96 % dreistufig ≥ 88 %
≤ 75 dB(A) ruhiger Lauf
≤ 60 K Dauerbetrieb
20CrMnTi HRC 58–62
| Typ | Leistung(kW) | AusgangDrehzahl | Drehmoment(N·m) | Übersetzungsverhältnis |
|---|---|---|---|---|
| QS-05S | 0.2 | 60 | 32 | 23 |
| QS-10S | 0.4 | 60 | 64 | 23 |
| QS-20S | 0.8 | 60 | 127 | 23 |
| QS-30S | 1.5 | 45 | 318 | 31 |
| QS-50S | 2.2 | 45 | 467 | 31 |
Wartung und Inspektion
Nach den ersten 100 Betriebsstunden ist das Schmieröl zu wechseln, um Metallabrieb aus der Einlaufphase zu entfernen. Im Normalbetrieb erfolgt ein Ölwechsel alle 1.000 Betriebsstunden oder alle 6 Monate, je nachdem, was zuerst eintritt. Während des Betriebs sind der Ölstand (zwischen unterer und oberer Grenze der Ölstandsanzeige), Ölleckagen und ungewöhnliche Vibrationen zu prüfen. Die Lager sind alle 2.000 Betriebsstunden mit Fett nachzuschmieren. Die Stückprüfung umfasst die Leerlaufprüfung (ruhiger Lauf, Geräusch ≤ 75 dB), die Belastungsprüfung (Übertemperatur am Nenndrehmoment ≤ 60 K) sowie die Bremsprüfung (zuverlässiges Bremsen).
| Prüfpositionen | technische Anforderungen | Verfahren | Zyklus |
|---|---|---|---|
| Leerlaufprüfung | Laufruhe | Sichtprüfung+Gehörprüfung | Werksabnahme |
| Belastungsprüfung | Nenndrehmoment | Übertemperatur≤60K | Werksabnahme |
| Bremsprüfung | ZuverlässigBremsung | BelastungTesten | Werksabnahme |
| Ölwechsel | L-CKD220 | zyklisch | 1000h/6Monat |
Die Befestigungsart des Getriebemotors im Kranfahrwerk der Kranbrücke: Die Abtriebswelle des Getriebes wird über eine Zahnkupplung mit der Radachse verbunden. Bei der Montage ist darauf zu achten, dass die Koaxialität zwischen Abtriebswelle und Radachse ≤ 0,2 mm beträgt, da sonst Zusatzlasten entstehen, die zu vorzeitigem Lagerausfall führen. Das Getriebegehäuse wird über Schraubverbindungen mit dem Fahrgestellrahmen verbunden; die Montagefläche ist so zu bearbeiten, dass eine Ebenheit von ≤ 0,5 mm/m gewährleistet ist.
Häufige Fragen zum Getriebemotor
F: Was bedeutet „Drei-in-Eins“ beim Getriebemotor?
A: Der Getriebemotor vereint Elektromotor, Getriebe und Bremse in einer kompakten Einheit. Diese Bauweise zeichnet sich durch kompakte Abmessungen, einfache Montage und hohen Wirkungsgrad aus. Als Antrieb kommt ein Konusläufermotor zum Einsatz, das Getriebe arbeitet nach dem Prinzip des Planetengetriebes, und die Bremse ist entweder am Motorheck oder am Getriebeeingang integriert.
F: Wie wird der Getriebemotor im Kran eingesetzt?
A: Der Getriebemotor wird hauptsächlich im Kranfahrwerk und im Katzfahrwerk verwendet. Die Motorleistung liegt zwischen 0,2 und 15 kW, die Abtriebsdrehzahl zwischen 15 und 150 r/min. Es gibt zwei Befestigungsarten: horizontale und vertikale Montage. Der Antrieb erfolgt über ein Ritzel an der Abtriebswelle, das in das Laufrad oder eine Zahnstange auf der Schiene eingreift.
F: Wie hoch ist der Wirkungsgrad des Getriebes?
A: Ein einstufiges Planetengetriebe erreicht einen Wirkungsgrad von ≥ 96 %, ein zweistufiges von ≥ 93 % und ein dreistufiges von ≥ 88 %. Die Verluste entstehen durch Zahnreibungsverluste, Lagerreibung und Planschverluste im Ölbad. Durch den Einsatz von hochpräzisen Zahnrädern (Qualität 6–7) und Schmieröl mit geeigneter Viskosität lässt sich der Wirkungsgrad weiter steigern.
F: Was sind die wichtigsten Wartungspunkte?
A: Der erste Ölwechsel ist nach 100 Betriebsstunden fällig. Danach empfiehlt sich ein Ölwechsel alle 1.000 Stunden oder alle 6 Monate. Als Schmieröl wird L-CKD220 Industriegetriebeöl empfohlen. Während des Betriebs sind der Ölstand (zwischen Min- und Max-Marke der Ölschauglas), Ölleckagen und ungewöhnliche Vibrationen zu prüfen. Die Lager sind alle 2.000 Stunden mit Fett nachzuschmieren.
