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Kombination von Eigenspannungen und betrieblichen Spannungen in einem Kranlaufrad

Combination of residual stresses and operational stresses in a crane wheel

  1. Dipl.-Ing. Georg Havlicek Institut für Konstruktionswissenschaften und Technische Logistik, Forschungsbereich: Konstruktionslehre und Fördertechnik (KLFT), Technische Universität Wien
  2. Prof. Dr.-Ing. Georg Kartnig Institut für Konstruktionswissenschaften und Technische Logistik, Forschungsbereich: Konstruktionslehre und Fördertechnik (KLFT), Technische Universität Wien
  3. Ing. Georg Klapper Leiter Entwicklung Maschinenbau, Künz GmbH

Abstracts

Auch bei Normgerecht dimensionierten Laufrädern an Portal- und Brückenkränen treten regelmäßig ähnliche Schäden an Radkränzen auf. Für die Festigkeitsberechnung nach Norm ist alleine die Betriebslast ausschlaggebend. Untersuchungen zeigen jedoch, dass Kranräder aus dem Fertigungsprozess bereits mit hohen Eigenspannungen vorbelastet sind. Die Vorliegende Arbeit kombiniert diesen Eigenspannungszustand analytisch und mittels FEM mit den Betriebslasten. Der dadurch errechnete Gesamtspannungszustand gibt Hinweise auf die Ursache der auftretenden Schadensmuster. Die errechneten Spannungen zeigen auch, dass dem Eigenspannungszustand des Rades in der Kranraddimensionierung auf jeden Fall Beachtung geschenkt werden sollte.

Even with crane wheels of gantry cranes and overhead cranes complying to current EN standards, similar damages to wheel rims occur regularly. For design and stress analysis only the operating load is considered in the standards. Studies show, however, that crane wheels are already subject to high residual stresses from the production process. The present work combines this residual stress state analytically and by means of FEM with the operating loads. The calculated total stress state gives indications of the cause of the occurring damage patterns. The calculated stresses also show that attention should definitely be paid to the residual stress state in the crane wheel design process.

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