Техническое руководство по выбору роликов для тележек

(Подходит для логистики, производства, торговли и специальных сценариев)

1. Введение

Колёсики являются функциональным конечным элементом системы тележек, и от их выбора напрямую зависят безопасность нагрузки всего транспортного средства, сопротивление движению, уровень шума, периоды технического обслуживания, а также общая стоимость владения (TCO). В данной статье на основе стандартов EN12532, ISO22878, GB/T14687 и других приводятся инженерный процесс выбора и количественный метод оценки, которые могут быть использованы отделами проектирования, закупок и эксплуатации в качестве справочного материала.

2. Определение требований: рабочие условия - нагрузки - траектория (модель CLP)

1. Рабочие условия

Крытое/открытое, температурный диапазон −20℃~+60℃, влажность 20%~95% отн. влажности

Химическое воздействие: масла, кислоты, щелочи, солевой туман, озон, УФ-излучение

Типы покрытий: эпоксидная смола, бетон, стальной лист, решётка, асфальт, шпалы

Характеристики препятствий: ширина трещин, уклон (%), высота ступеней, размеры порогов

2. Нагрузка

Статическая нагрузка: SWL = (масса груза + масса самой тележки) × коэффициент безопасности

Динамическая нагрузка: учитывать коэффициент удара от 0,3g до 0,5g (погрузка с использованием вилочного погрузчика, проезд через швы)

Принцип трёхопорной поддержки: общая нагрузка распределяется равномерно между тремя роликами, чтобы даже при выходе из строя одного из них сохранялась безопасность.

3. Путь

Расстояние непрерывной работы, максимальная скорость, радиус поворота, частота проезда через швы, требования к статическому электричеству

3. Основные параметры и матрица выбора роликов

1. Диаметр колеса (D)

Рекомендуемое начальное значение: D ≥ 4 × высота препятствия (эмпирическая формула)

При высокоскоростных условиях движения (>4 км/ч) предпочтительно выбирать ≥200 мм для снижения сопротивления качению.

2. Ширина (W)

Высокая нагрузка или мягкая поверхность: W≥32 мм, снижение удельного давления на грунт, предотвращение следов на поверхности

3. Таблица подбора материалов

4. Подбор подшипников

Шарикоподшипники: небольшое сопротивление при запуске, подходят для частых пусков и остановок

Игольчатые подшипники: высокие радиальные нагрузки, ударопрочность

Подшипники скольжения: устойчивы к высоким температурам и промывке, но обладают большим сопротивлением.

5. Тормозная и направленная конфигурация

Универсальные колеса с двусторонними педальными тормозами (PFB): используются в медицине, авиационном питании

Комбинация универсального и направленного соединения (2+2): прямая транспортировка на большие расстояния, снижение бокового смещения

Полнонаправленный (4 фиксированных): подходит только для рельсовых или направляющих пазов.

4. Примеры инженерных расчетов

Известно:

Масса груза — 800 кг, масса кузова — 120 кг, расположение колёс на четырёх опорах

Высота шва — 15 мм, внутреннее эпоксидное покрытие пола; требования: шум ≤60 дБ(А), скорость ≤3 км/ч

Шаги:

1. Одноколёсная динамическая нагрузка

P = (800 + 120) × 9,81 × 0,5 (коэффициент удара) / 3 = 1505 Н → выберите запас прочности в 2 раза, номинальная нагрузка ≥ 3000 Н

2. Диаметр колеса

D ≥ 4 × 15 мм = 60 мм; учитывая шумоподавление и скорость, выбираем D = 200 мм

3. Материалы

Каркас из ТПУ + алюминиевый сплав + шарикоподшипники, коэффициент сопротивления качению μ ≈ 0,015

4. Проверка удельного давления на грунт

Ширина заземления — 32 мм, длина заземления ≈ 38 мм, удельное давление = 3000 Н / (32 × 38) = 0,25 МПа. Предел эпоксидного материала — 0,3 МПа, что превышено.

5. Правила монтажа и технического обслуживания

1. Установка

Используйте болты класса 8,8, с зацеплением резьбы ≥1,5D (где D — диаметр болта)

Момент затяжки соответствует классу ISO4014, для предотвращения откручивания используется средней прочности резьбовой герметик.

2. Ежедневный осмотр

Каждая смена: визуальный осмотр износа колёсных поверхностей, наличия посторонних предметов, запаса тормозного зазора

Еженедельно: проверяйте люфт подшипников ≤0,3 мм, производите дозаправку смазки (литиевая NLGI2)

Ежемесячно: измеряйте износ диаметра колеса и заменяйте его при достижении ≥3% от первоначального диаметра.

3. Критерии утилизации

Площадь отслоения протектора > 1 см²

Длина трещины в ступице > 5 мм

Осевая утечка подшипника > 0,5 мм

6. Цепочки поставок и сертификация качества

1. Аудит поставщиков

Требуется предоставить отчеты по динамической долговечности DINEN12532, RoHS и REACH.

Проверка на месте стенда для испытаний на 100 тысяч циклов, камеры соляного тумана

2. Отслеживание партий

Лазерная маркировка корпуса ролика: модель, номер партии, нагрузка, дата производства

Создать систему QR-кодов, связывающую отчёт о заводской проверке

7. Заключение

Выбор роликов — это инженерно-техническая задача, связанная с многими взаимосвязанными переменными. С помощью модели «Условия эксплуатации — Нагрузка — Путь», позволяющей количественно оценить потребности, а также с учетом таблицы сочетаний материалов, инженерных расчетов и стандартных процедур технического обслуживания можно снизить уровень отказов системы тележек более чем на 60%, а совокупную стоимость владения (TCO) — более чем на 25%. Рекомендуется предприятиям относить ролики к категории ключевых функциональных компонентов, а не дешевых расходных материалов, чтобы достичь целей безопасной, эффективной, малошумной и долговечной логистической транспортировки.