Браковка колеса крана по JB/T 6392-2017: материал и термообработка
JB/T 6392-2017 «Ходовые колёса кранов» — отраслевой стандарт на проектирование, изготовление и контроль колёс кранов. Стандарт устанавливает требования к материалам, термической обработке, допускам на размер, твёрдости поверхности катания и правилам контроля для колёс диаметром 200–1250 мм. Для колёс из стали ZG310-570, 65Mn и 42CrMo предусмотрены соответствующие процессы термической обработки и показатели твёрдости. В статье подробно разбираются ключевые положения стандарта, требования к твёрдости и критерии браковки.
JB/T 6392-2017 «Ходовые колёса кранов» разработан техническим комитетом по стандартизации грузоподъёмных машин, введён в действие в 2017 году и заменяет JB/T 6392-2008. Стандарт применим к колёсам мостовых и козловых кранов диаметром 200–1250 мм. Он устанавливает типы и размеры, технические требования, методы испытаний и правила контроля — это непосредственная основа для проектирования, производства и списания ходовых колёс кранов.
Материалы и требования к термической обработке
Стандарт устанавливает две категории материалов для колёс: литая и кованая сталь. Литые стальные колёса изготавливаются из сталей ZG310-570 и ZG340-640 (GB/T 11352), кованые — из 65Mn (GB/T 1222) и 42CrMo (GB/T 3077). Химический состав и механические свойства материалов должны соответствовать требованиям соответствующих стандартов на материалы.
Процесс термической обработки: поверхность катания и реборда колеса подлежат обязательной поверхностной закалке. Пламенная поверхностная закалка применяется для литых стальных колёс из ZG310-570, глубина закалённого слоя — не менее 3 мм, твёрдость поверхности катания — HB300–380. Индукционная закалка применяется для колёс из 65Mn и 42CrMo, глубина закалённого слоя — не менее 4 мм; твёрдость для 65Mn — HRC45–55, для 42CrMo — HRC50–60. Закалка с отпуском с последующей индукционной закалкой — рекомендуемый процесс для колёс из 42CrMo большой грузоподъёмности, глубина закалённого слоя достигает 5–12 мм.
Равномерность твёрдости: разница твёрдости в 4 точках, равномерно расположенных по окружности поверхности катания одного колеса, не должна превышать HB30 для пламенной закалки и HRC5 для индукционной закалки. Твёрдость реборды может быть на HRC2–5 ниже твёрдости поверхности катания.
Допуски на размер и допуски формы и расположения
Допуск на диаметр поверхности катания: выполняется по 9-му квалитету (h9). Для колеса диаметром 500 мм допуск составляет -0,14 мм. С увеличением диаметра колеса допуск расширяется, однако остаётся незначительным.
Допуски формы и расположения: радиальное биение поверхности катания: при диаметре колеса ≤500 мм — не более 0,05 мм, при диаметре >500 мм — не более 0,08 мм. Торцевое биение: при диаметре колеса ≤500 мм — не более 0,10 мм, при диаметре >500 мм — не более 0,15 мм. Соосность — не более 0,05 мм.
Качество поверхности: на поверхности катания и реборде не допускаются трещины, шлаковые включения, пористость, усадочная рыхлость и другие дефекты литья или ковки. Шероховатость поверхности катания — Ra≤3,2 мкм, внутренней поверхности реборды — Ra≤6,3 мкм.
Правила контроля и критерии браковки
Каждое колесо перед отгрузкой подлежит визуальному осмотру, проверке размеров и проверке твёрдости. При серийном производстве 10% колёс из каждой партии подвергаются магнитопорошковому контролю; результаты дефектоскопии не должны выявлять никаких трещин.
Критерии браковки: ① при уменьшении диаметра поверхности катания вследствие износа на ≥5% от исходного диаметра — заменить; ② при глубине выкрашивания поверхности катания ≥3 мм или площади отдельной раковины ≥200 мм² — заменить; ③ при уменьшении толщины реборды вследствие износа на ≥50% от исходной — заменить; ④ при обнаружении трещины любой длины у основания реборды — немедленно заменить; ⑤ при поперечной трещине на поверхности катания ≥10 мм или продольной трещине ≥15 мм — заменить.
Сравнительная таблица параметров трёх материалов колёс
| Материал | СтандартНомер | Сопротивление разрывуMPa | ЗакалкаСпособ | твёрдость поверхности катания | закалённый слой | применимая грузоподъемность |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ZG310-570 | GB/T 11352 | 570 | ПламяЗакалка | HB300~380 | 3~6mm | 1~32t |
| 65Mn | GB/T 1222 | 980 | индукционная закалка | HRC45~55 | 3~5mm | 10~100t |
| 42CrMo | GB/T 3077 | 1080 | закалка с отпуском+Индукция | HRC50~60 | 5~12mm | 50~500t |
Часто задаваемые вопросы
В: Почему твёрдость поверхности катания колеса из стали 42CrMo поддерживают в диапазоне HRC50–55, а не делают её максимально высокой?
О: Повышение твёрдости улучшает износостойкость, однако чрезмерная твёрдость снижает вязкость колеса, что при ударных нагрузках приводит к выкрашиванию поверхности катания. Практика показывает, что диапазон HRC50–55 для стали 42CrMo является оптимальным балансом: он обеспечивает высокую износостойкость (срок службы в 2–3 раза выше, чем у ZG310-570) и предотвращает усталостное выкрашивание из-за излишней хрупкости.
В: Каковы последствия недостаточной глубины закалённого слоя колеса?
О: При недостаточной глубине закалённого слоя, когда износ поверхности катания превышает эту глубину, твёрдость резко падает с HRC50 до твёрдости сердцевины (~HB260), после чего скорость износа возрастает в 3–5 раз. Согласно стандарту, минимальная глубина закалённого слоя составляет: ≥3 мм для пламенной закалки и ≥4 мм для индукционной закалки. В инженерной практике рекомендуется контролировать глубину закалённого слоя в пределах 3–5% от диаметра колеса.
В: Как соотносятся стандарты JB/T 6392-2017 и GB/T 10183-2018?
О: JB/T 6392-2017 устанавливает технические условия на само ходовое колесо, определяя материал, термическую обработку, размеры, твёрдость и другие показатели изготовления и приёмки. GB/T 10183-2018 регламентирует допуски на установку колеса на кран, включая точность монтажа, перекос, колею и диагональ. Эти стандарты дополняют друг друга: изготовление колеса выполняется по JB/T 6392, а его монтаж — по GB/T 10183.
В: Возможно ли восстановление старого колеса путём повторной закалки?
О: В принципе, да, но при соблюдении строгих условий. Перед повторной закалкой необходимо подтвердить исходный материал, провести отжиг для размягчения, удалить изношенный слой точением, а затем выполнить закалку и отпуск. Ограничения: повторная закалка допускается не более 2 раз; диаметр колеса должен быть не менее 95% от проектного размера; перед закалкой обязателен ультразвуковой контроль для исключения внутренних трещин. Компания Келуде рекомендует рассматривать повторную закалку только при достаточном запасе диаметра и положительных результатах дефектоскопии.
