Колесо с поворотным механизмом (кастер) является незаменимой частью оборудования для логистики, медицинской техники, промышленного оборудования и офисной мебели. В зависимости от конструктивных различий, распространённые типы можно грубо разделить на "амортизирующие колёса" и "универсальные колёса". Они существенно отличаются по конструкции пружины, механизму поворота, грузоподъёмности, твёрдости поверхности колеса и способу крепления. При неправильном выборе часто возникают проблемы с большим сопротивлением при движении, высоким уровнем шума, повреждением пола или вибрацией оборудования. В дальнейшем текст систематически рассматривает обе категории колёс с точки зрения принципов конструкции, ключевых параметров, типичных сценариев и ключевых слов, чтобы помочь закупщикам, конструкторам и обслуживающему персоналу быстро подобрать нужный вариант.

1. Конструктивные различия: от "амортизирующего модуля" до "механизма поворота"

1. Амортизирующие колёса

Ключевые слова: пружинная амортизация, эластомер, амортизирующая опора, качание рамы колеса, буферная шайба, эксцентриситет, коэффициент демпфирования

Основная особенность — добавление амортизирующего модуля между опорой и рамой колеса. Распространённые варианты:

- Металлическая пружина: устойчива к усталости, долговечна, подходит для условий с высокой частотой вибраций;

- Полиуретановый эластомер: не требует обслуживания, устойчив к коррозии, используется в чистых помещениях или влажной среде;

- Комбинация пружины и демпфирующей прокладки: сочетает амортизацию и поглощение вибраций, часто применяется в медицинских тележках и при транспортировке точного оборудования.

Амортизирующая опора обычно проектируется с углом качания 3°–5°. При неровностях поверхности опора может слегка качаться, поглощая удары и снижая пиковое ускорение, передаваемое на корпус тележки.

2. Универсальные колёса

Ключевые слова: поворотный диск, шариковый подшипник, корончатый палец (Kingpin), двойной дорожек, уплотнительное кольцо, верхняя плита, штырь, расширительная втулка, резьбовой стержень, фиксатор направления, полный тормоз, боковой тормоз

Основой конструкции является "механизм поворота", состоящий из верхнего и нижнего дорожек, шариков и корончатого пальца (или заклёпки), обеспечивающий горизонтальный поворот на 360°. В высококлассных моделях используются двойные дорожечные прецизионные подшипники с длительной смазкой, момент начала вращения может быть снижен до 0,3 Н·м, что позволяет легко поворачивать одной рукой. Для подавления "змеиных" колебаний при быстром движении некоторые модели оснащены функцией "фиксатора направления" или "полного тормоза", позволяющей заблокировать поворот или поверхность колеса нажатием педали, обеспечивая одновременно манёвренность и устойчивость при движении по прямой.

2. Функциональный акцент: амортизация против управления направлением

1. Амортизирующие колёса

- Снижение ускорения вибраций на 30 %–60 %, защита чувствительных грузов (стеклянная посуда, оптическое оборудование, лекарства холодовой цепи);

- Снижение шума на 5–10 дБ, подходит для больниц, библиотек, отелей высокого класса и других тихих помещений;

- Продление срока службы сварных швов и болтов корпуса, снижение затрат на обслуживание.

Цена — увеличение высоты конструкции на 15–30 мм, а жёсткость пружины должна соответствовать нагрузке: при слишком лёгкой нагрузке пружина не сжимается, теряется амортизирующий эффект; при слишком большой нагрузке происходит "пробой" пружины, что усиливает удары.

2. Универсальные колёса

- Момент поворота мал, ширина прохода может быть уменьшена на 20 %, подходит для узких цехов, лифтовых кабин и проходов между стеллажами в супермаркетах;

- Стандартные способы крепления: верхняя плита (часто с отверстиями на расстоянии 45–76 мм), штырь (диаметром 20–40 мм), резьбовой стержень (M8–M16), что позволяет быстро соединять с профилем, стальной трубой или отверстиями в листовом металле;

- Опциональная педаль "полного тормоза", которая одновременно блокирует поверхность колеса и механизм поворота, предотвращая самопроизвольное движение операционных тележек и промышленных печей.

Недостаток — отсутствие амортизирующей конструкции. При наличии на поверхности пола температурных швов или ступенек из стальных листов корпус легко подвергается периодическим вибрациям, что при длительной эксплуатации может привести к ослаблению винтов или усталости сварных швов.

3. Перекрёстные категории: универсальные колёса с амортизацией

С распространением материалов для поверхности колёс, таких как полиуретан (PU), термопластичный каучук (TPR), нейлоновый модифицированный эластомер, появились композитные конструкции "амортизация + универсальность":

- Твёрдость поверхности колеса по Шору A 65–85, способна самостоятельно поглощать мелкие вибрации;

- Опора сохраняет стандартный механизм поворота, обеспечивая 360° поворот;

- Высокая интеграция, без дополнительного увеличения высоты пружинной опоры, общая высота равна обычным универсальным колёсам.

Такие изделия часто маркируются как "амортизирующие универсальные колёса" или "эластомерные универсальные колёса". В диапазоне нагрузки 50–200 кг и скорости ≤4 км/ч они могут заменить чисто пружинные амортизирующие колёса, снижая совокупные затраты на 15 %–25 %.

4. Процесс выбора: четырёхшаговый метод

1. Подтверждение общей нагрузки и нагрузки на одно колесо

Формула: нагрузка на одно колесо = (собственный вес оборудования + максимальный груз) × коэффициент безопасности 1,25 / количество колёс. Если поверхность неровная, коэффициент безопасности следует увеличить до 1,4.

2. Оценка состояния поверхности и скорости

- Эпоксидные полы, ПВХ-покрытия: предпочтительно использовать PU или TPR, низкий уровень шума и не повреждают пол;

- Температурные швы в бетоне, стыки стальных листов: рассмотреть амортизирующие пружинные колёса или колёса с эластомерной поверхностью;

- Скорость >4 км/ч (например, электровозы) требует использования двойных дорожечных подшипников, металлической поверхности колеса или высокоэластичного PU, чтобы избежать перегрева и отслоения клея.

3. Определение способа крепления и расстояния между отверстиями

Расстояния между отверстиями верхней плиты 45×45 мм, 50×50 мм, 58×58 мм, 72×72 мм соответствуют европейским стандартам; длина штыря 50–100 мм должна соответствовать толщине стенки трубы; размеры резьбового стержня необходимо сверять с толщиной стального листа корпуса и пространством для сварки гайки.

4. Функциональные аксессуары

- Фиксатор направления: для длинных прямолинейных перемещений, уменьшает колебания;

- Полный тормоз/боковой тормоз: предотвращает самопроизвольное движение на наклонных поверхностях;

‑ Защитная крышка от пыли: предотвращает попадание волос и пыли в дорожку качения в пищевой и фармацевтической промышленности;

‑ Проводящее колесо: сопротивление ≤10⁴ Ом, используется в электронных сборочных цехах для предотвращения накопления статического электричества.

Пять, техническое обслуживание и срок службы

‑ Смазка: добавлять литиевую смазку каждые 6 месяцев или 500 км, в условиях высокой запылённости сокращать до 3 месяцев;

‑ Проверка: наблюдать за равномерностью износа поверхности колеса, неравномерный износ указывает на деформацию кронштейна или перегрузку;

‑ Закручивание: после первой полной нагрузки на новые колеса повторно затянуть монтажные болты, чтобы предотвратить ослабление из-за «осадки»;

‑ Замена: когда износ поверхности колеса достигает 3% диаметра или появляются трещины на резине, отслоение PU, необходимо заменить всё колесо, чтобы избежать повреждения подшипника из-за прямой нагрузки.

Шесть, таблица быстрого поиска ключевых слов

Амортизирующие колеса: пружинный кронштейн, эластичная амортизация, буферные колеса, медицинские колеса, бесшумные колеса, виброизоляционные колеса, качающийся кронштейн, коэффициент демпфирования, затухание вибраций

Колеса с поворотным механизмом: поворотные колеса, подвижные колеса, колеса с верхней плитой, колеса с втычным стержнем, полностью тормозные поворотные колеса, фиксатор направления, двойная дорожка, шариковый поворотный подшипник, конструкция Kingpin

Общие параметры: грузоподъемность, диаметр колеса, ширина колеса, монтажная высота, радиус поворота, пусковой момент, способ торможения, твердость поверхности колеса, тип подшипника, рабочая температура, проводящие/антистатические свойства, RoHS, REACH

Заключение

«Амортизация» и «поворотность» не являются противоположными понятиями, а представляют собой структурные решения для разных проблем. Если рабочие условия чувствительны к вибрациям, предпочтительно оценить пружинную амортизацию или высокоэластичную поверхность колеса; если проход узкий и повороты частые, выбирайте поворотные колеса с гибким вращением и тормозной функцией. Определите три основных переменных: нагрузку, поверхность и скорость, затем сопоставьте структуру кронштейна, материал поверхности колеса, размеры установки и функциональные аксессуары, чтобы точно выбрать наиболее подходящее колесо из тысяч SKU, учитывая стоимость, срок службы и удобство использования.