Справочник

Круг применения колёс и колёсных опор достаточно широк. Во все возможных областях и отраслях промышленности, везде мы сталкиваемся с разными условиями эксплуатации. К сожалению, нельзя сделать универсальное колесо, которое будет отвечать всем требованиям, но это и не требуется, гораздо эффективнее правильно подобрать колёса и колёсные опоры под конкретные задачи будь то:
- бытовое применение: колёса для мебели (кресла, стулья, столы, тумбы домашнего кинотеатра)
- общего пользования: тележки супермаркетов, медицинское оборудование (больничные койки, столики), офисная мебель
- промышленно-индустриальное: погрузочная техника, тележки,не моторная и моторная техника

При выборе колёс и колёсных опор следует учитывать множество факторов, такие как: величина и свойства нагрузки, характеристики и состояние пола, окружающая среда, маневренность и др. Если выбор был сделан неверно, то это может привести к травме людей, порче материалов и оборудования. Вот некоторые примеры неправильного использования:
- превышение допустимой нагрузки
- использование колёс не соответствующих поверхности пола
- использование колёсных опор с приведёнными в действие тормозными системами
- воздействие грубых динамических нагрузок
- превышение температурного режима
- превышение скорости 4 км/ч
- попадание инородных предметов в обод колеса

Ответственность за правильность выбора колёс и колёсных опор несет покупатель, поэтому рекомендуем соблюдать правила, которые перечислены ниже.
Выбор колёсной опоры можно разделить на 4 этапа:
- определить тип колеса, соответствующий поверхности пола и особенностям окружающей среды (низкие и высокие температуры, агрессивные среды, повышенная влажность, воздействие грязи и т.д.)
- вычислить нагрузку на всё изделие и на одну колёсную опору
- подобрать тип крепления или креплений необходимый в данном случае
- проверить конструкцию оборудования на предмет правильности крепежа к нему колёс или колёсных опор: крепость их соединения, положение в пространстве осей колёс и колёсных опор.

Одним из наиболее важных факторов является выбор типа колеса. Мы подробно рассмотрим деление колёс на различные типы в зависимости от материала шинки (контактного слоя). Основные материалы используемые для этого:
- термопластичная резина
- твердая (стандартная) резина
- пневматика
- полипропилен
- полиамид
- полиуретан
- чугун, сталь

Ниже приводится таблица различных физических свойств колёс в зависимости от материала контактного слоя:

Следует обращать особое внимание на неровности поверхности пола и существующие помехи. В этом случае вследствие столкновения колеса с препятствием возникает сопротивление движению вперед, величина которого зависит от эластичности материала полосы качения. В действительности, энергия во время удара больше поглощается в колесе с эластичной полосой качения чем в жестком колесе, и таким образом, частично устраняется тормозной эффект, вызванный помехой. При неровностях пола или наличию помех следует выбирать колёса большего диаметра.
Вообще, рекомендуется быть особенно внимательным при выборе колёс, когда присутствуют помехи, химические или органические вещества.

Ниже приводится таблица с основными комбинациями покрытий пола и колес:

Поскольку в среде, где используется колесо, возможно присутствие очень многих типов агрессивных химических веществ, то трудно дать их полный и исчерпывающий список. Чаще всего колесо вступает в контакт со следующими химическими соединениями:
- слабые кислоты (например, борная и серная);
- сильные кислоты (например, соляная и азотная);
- слабые основания (например, растворы щелочей);
- сильные основания (сода, каустическая сода);
- хлорированные и ароматические растворители (например, ацетон, скипидар);
- углеводороды (например, бензин, нефть, дизельное топливо, минеральные масла);
- спирты (например, этиловый спирт);
- пресная вода;
- морская вода;
- насыщенный пар.

Таким образом, при выборе колеса очень важно убедиться, совместимы ли материалы, из которых изготовлены шина, основание, вращательный механизм и опора, со специфическими особенностями среды эксплуатации.
Необходимо проявлять осторожность в тех секторах эксплуатации, где часто присутствуют вода, кислоты, основания, пар и другие агрессивные агенты. Например, в средах с большим количеством масел, жиров и углеводородов более предпочтительно использование полиуретановых, а не резиновых колес, в то время как во влажной среде и при высоких концентрациях солей рекомендуется использовать опоры из нержавеющей стали.

Область применения колёс от -40°С в морозильных камерах для шоковой заморозки пельменей, до +300°С в хлебопекарных печах.
При низких температурах (как и при высоких) могут работать не все колеса. Стандартный рабочий диапазон температур от –20°С до +50°С. При более низких температурах колеса приобретают жесткость, хрупкость и грузоподъемность резко снижается. Мы рекомендуем в каждом конкретном случае связываться с нашими специалистами – они обязательно помогут Вам и подберут наилучший вариант.
У нас есть различные колеса для работы при высоких температурах. Мы предлагаем полиамид армированный стекловолокном с рабочей температурой от -40°С до +130°С (кратковременно до +170°С). Он находят широкое применение в пищевой промышленности в мясоперерабатывающих цехах и коптильнях. Также у нас широкий выбор чугунных и фенольных колес с рабочей температур до +300°С. В зависимости от поверхности пола и нагрузки мы можем предложить любой из этих вариантов.

Если вы решили выбрать колесную опору, то сначала следует подумать о маневренности движения. Здесь колёсные опоры делятся на две группы:

Поворотные	Неповоротные

Поворотные колёсные опоры могут вращаться относительно своей вертикальной оси и делают приборы и оборудование управляемыми при движении. Крепежная панель жестко крепится к приборам и оборудованию, а рулевая вилка может свободно вращаться вокруг оси поворотного узла, благодаря наличию в поворотном узле подшипника (чаще всего применяется двухрядный упорно-радиальный подшипник), расположенном между панелью и вилкой. Как видно из рисунка, “смещение” - это расстояние в горизонтальном направлении от оси поворотного узла до оси колеса. Оно позволяет уменьшить усилие, необходимое для поворота вилки, и способствует, при его правильном выборе, легкому управлению объектом и стабильности его прямолинейного движения.

Поворотные колесные опоры могут оснащаться тормозными системами для блокировки:
- вращательного движения колеса (тормоз колеса) – F04
- вращательного движения колеса и поворотного движения вилки (позадиидущий тормоз) – F18
- вращательного движения колеса и поворотного движения вилки (усиленный впередиидущий тормоз) – F09
- вращательного движения поворотного узла кронштейна (фиксатор направления движения) - F20

Тормоз колеса F04	Полный тормоз F18	Усиленный тормоз F09	Фиксатор направления F20

Неповоротные колёсные опоры не способны вращаться вокруг своей вертикальной оси и обеспечивают тем самым стабильность направления движения. Для крепления фиксированных опор используют крепежную площадку (под четыре болта).

Из крепежных элементов, лучше всего себя зарекомендовали: площадка, болт и отверстие под болт.

Площадка	Отверстие под болт	Болт

Общая высота - высота колесной опоры от пола до верха крепежной площадки.

Смещение - расстояние в горизонтальном направлении от оси поворотного узла до оси колеса. Оно позволяет уменьшить усилие, необходимое для поворота вилки, и способствует, при его правильном выборе, легкому управлению объектом и стабильности его прямолинейного движения.

Радиус разворота - горизонтальное расстояние между вертикальной осью поворотного узла и внешней границей колеса. Эта величина характеризует минимальное расстояние на котором колесная опора может развернуться на 360°.

Стартовое усилие – сила необходимая для приведения колеса в движение. Величина этой силы зависит от нагрузки, диаметра колеса, материала и формы рабочей поверхности, смещения поворотного ролика, типа и размера подшипника, а также от поверхности, по которой движется колесо.

Сопротивлением качению называют силу, необходимую для поддержания равномерного прямолинейного движения. Минимальным сопротивлением обладают колеса большого диаметра с шариковым подшипником, немного хуже с роликовым и самым большим – со втулкой скольжения в оси колеса

Статическая нагрузка - это максимальная нагрузка { выраженная в daN 3 , В международной системе единицей измерения силы является Ньютон ( Н ), который равен 1 кг • м / с г . 1 daN равен 10 Н . ), которую может выдерживать неподвижное (стационарное) колесо без возникновения каких - либо постоянных деформаций, приводящих к ухудшению эксплуатационных характеристик. Считается, что колесо, поставленное на тележку, которая редко перемещается, а следовательно, почти всегда находится в одном и том же положении, подвергается статической нагрузке .

Динамическая грузоподъемность определяется как величина (выраженная в daN) максимальной нагрузки , которую может выдержать колесо в соответствии с ISO 22883:2004 и UNI EN 12532:2001, что для промышленных колес предполагает динамические испытания при следующих условиях :
- постоянная скорость 1,1 м/с (4 км/ч)
- преодоление 500 препятствий и пробег 15 000 оборотов колеса
- преодоление препятствий высотой 5% от диаметра колеса для колёс с упругим контактным слоем (твердость до 90 по Шору А) и высотой 2,5% от диаметра колеса для колёс с жестким контактным слоем (твердость выше 90 по Шору А)
- температура 20°С (с допуском ± 10 °С)
- режим прерывистой работы (3 минуты хода и 1 минута покоя)

Сопротивление качению - это величина (выраженная в daN) максимальной нагрузки на каждое колесо, при которой оно еще способно двигаться с постоянной скоростью 4 км/ч, когда его тянут или толкают с усилием равным 5 daN (за исключением пускового усилия). Эту величину получают, прикладывая силу тяги 20 daN к 4-х колёсной тележке и измеряя максимальное значение транспортируемого груза в расчете на одно колесо, при котором сохраняются нормальные условия движения. Сила тяги 20 daN соответствует международному стандарту для транспортировки грузов на производстве и рассматривается как предельное усилие, которое, не утомляясь, может выдерживать человек в течение длительного периода времени.

Электропроводимость колёс и колёсных опор служит защите от разрядов статического электричества, генерируемого транспортным средством или перевозимым грузом. Колесо или колёсная опора считается электропроводящими, если их электрическое сопротивление не превышает 10⁴Ω. Колесо или колёсная опора считается антистатическими, если их электрическое сопротивление не превышает 10⁶Ω.

Для обеспечения электропроводимости покрытых лаком деталей, таких как обода или основания колёс, в точках крепления (соединения) с транспортным средством лакокрасочное покрытие может быть удалено. В процессе эксплуатации, в результате загрязнения контактного слоя или других влияний окружающей среды эффективность электропроводимости может снижаться. Поэтому пользователю необходимо систематически производить её контроль.

Типы подшипников, используемые в колёсах

	Подшипник скольжения. Самый простой и дешевый вид подшипников. Они не бояться ударных нагрузок, устойчивы к коррозии и не требуют ухода. Используются в аппаратной серии колесных опор, в жаростойких колесах из полиамида, чугуна и фенола, а также в колесах транспортного оборудования. В чугунных колесах подшипники скольжения оснащены смазочным ниппелем и нуждаются в систематической смазке.
	Роликовый (игольчатый) подшипник. Широко применяются в колесных опорах транспортной серии. Подшипник состоит из стальных стержней, закрепленных в пластиковой или металлической обойме и смазанных долговечной смазкой. Возможна поставка роликовых (игольчатых) подшипников из нержавеющей стали.
	Прецизионный шариковый подшипник. Состоит из закаленных шариков, удерживаемых сепаратором. Подобные однорядные шарикоподшипники отвечают самым высоким требованиям в отношении грузоподъемности и ходовых характеристик. Наиболее широко используются в большегрузной серии колесных опор, а также в аппаратной серии колёс больших диаметров.

Одним из самых важных факторов, которое необходимо учитывать при выборе колес, является нагрузка. Мы указываем в характеристиках на наши колеса максимальные нагрузки при условии их перемещения по ровной поверхности пола (препятствия в виде порогов, канавок, не более 5% от диаметра колеса) при скорости не более 4 км/ч и температурах окружающей среды от +10°С до +30°С. При отклонении от этих условий грузоподъемность колесной опоры снижается.
При идеальных условиях эксплуатации нагрузка равномерно распределяется на все колеса конструкции, но в реальных условиях неровности поверхности приводят к “подвешиванию” одного из колёс. Поэтому нагрузка рассчитывается исходя из количества колес в конструкции минус одно по следующей формуле:
X = M + m(n-1) где:
X – искомая грузоподъемность колеса
M – максимальная масса груза
m – масса конструкции
n – число колёс
Природа груза, жидкого или твердого, оказывает значительное влияние на расчет грузоподъемности колеса. Формула, написанная выше, справедлива для твердых грузов. В случае транспортировки жидкого груза, знаменатель считается как: (n-2). Строгий анализ необходим и тогда, когда тележка является частью некоторого автоматизирован-ного или непрерывного производственного цикла. В этом случае следует рассмотреть все силы , действующие на колесо ; таким образом , здесь рекомендуется учитывать возможные допуски и факторы , связанные с безопасностью.

Количество, взаимное расположение, а также тип колёсных опор (поворотные, неповоротные или по-воротные с тормозом) в значительной степени влияют на управляемость и маневренность конструкции. Мы предлагаем следующее расположение колёсных опор на оборудовании:

Схема	Расположение колёс	Условия эксплуатации	Сфера применений
	Три поворотные колёсные опоры	Хорошая управляемость в условиях ограниченного пространства.	Лучшее решение для театрального и сценического оборудования.
	Устойчивая тележка: две поворотные и две фиксированные колёсные опоры.	Наиболее часто используемое решение. Длинные и прямые маршруты, немногочисленные изменения направления движения.	Мастерские, полуавтоматические товарные склады, металлургические цеха.
	Устойчивая тележка: четыре поворотные колёсные опоры.	Короткие маршруты, частые изменения направления, подъезд к оборудованию и полкам.	Супермаркеты, деревообрабатывающие компании. Лучший вариант для применения в узких проходах.
	Две колесные опоры неповоротные и четыре поворотные.	Длинные маршруты с механической буксировкой, немногочисленные изменения направления.	Рекомендуется при транспортировке тяжелых грузов на длинных платформах. Перемещение на почтовых, ж/д участках, в аэропортах.
	Опрокидывающаяся тележка: четыре неповоротные колёсные опоры, из которых средние немного большей высоты.	Длинные и прямые маршруты, немногочисленные изменения направления.	Сборочные линии, механические линии с круговым пробегом.
	Опрокидывающаяся тележка: две поворотные и две неповоротные колёсные опоры, из которых фиксированные немного большей высоты.	Длинные маршруты с ручной или механической буксировкой; немногочисленные изменения направления.	Механические и металлургические цеха, полуавтоматизированные торговые склады.

Перед тем как предложить готовую продукцию Вам заводы многократно тестирует колёса и колёсные опоры. Стандартный цикл тестов включает в себя:
- статический тест
- динамический тест
- тест на ударопрочность
- тест на коррозию во влажной среде
- температурный (для жаростойких колес)

Легкие серии проходят следующий цикл тестов:
- статический тест – колёсные опоры в течение двух дней находятся под нагрузкой, превышающей указанную в каталоге в два раза.
- динамический тест – проходит на круглом вращающемся столе с небольшими препятствиями при максимально допустимой нагрузке на колёсную опору не менее 6 часов. В последствии полученные данные записываются в каталог.
- тест на ударопрочность – колёсная опора должна выдерживать четверть от максимального груза (указанного в каталоге), брошенного с высоты двух метров.

Тесты серии средней грузоподъемности:
- статический тест - колёсные опоры в течение одного часа находятся под нагрузкой, превышающей указанную в каталоге в два раза.
- динамический тест - проходит на круглом вращающемся столе с небольшими препятствиями при максимально допустимой нагрузке на колёсную опору и скорости 4 км/ч не менее 6 часов. В последствии полученные данные записываются в каталог.

Тесты колёсных опор большегрузной серии:
- статический тест - колёсные опоры в течение одного часа находятся под нагрузкой, превышающей указанную в каталоге в три раза.
- динамический тест – проходит на улице при скорости до 16 км/ч с максимальной нагрузкой и небольшими препятствиями в течение трех часов.