Расчет и выбор режима работы крана и механизмов

Грузоподъемность, пролет и режим работы крана являются важнейшими характеристиками грузоподъемных мостовых кранов. И если с грузоподъемностью и пролетом у заказчика при выборе, не возникает проблем, то при определении режима работы у многих могут возникнуть вопросы. Что означает режим работы крана? Как его определить? Стоит ли перестраховаться и выбрать больший режим?

Попробуем разобраться в этих вопросах. Режим работы крана в целом устанавливается расчетным методом ГОСТ 25546-82 и дополняется ISO 4301/1-88. Группу режима работы крана определяют в зависимости от класса его использования и класса нагружения. Другими словами, это характеристика крана учитывающая степень нагрузки крана за весь срок его использования.

Надо понимать, что неправильный выбор режима работы имеет как экономические, так и технические последствия. Во-первых, между режимом работы крана и его стоимостью есть прямая зависимость чем выше режим работы, тем выше издержки по его изготовлению, а, следовательно, и конечная цена для потребителя. Разница в цене между кранами с одинаковой грузоподъемностью и пролетом, но разным режимом работы, может быть весьма существенной. Отсюда следует первый вывод не стоит выбирать заведомо повышенный режим работы крана.

Однако попытка сэкономить и ввести в эксплуатацию кран с пониженным режимом работы может привести к еще более печальным последствиям. Длительные предельные нагрузки на кран с легким режимом работы, не предназначенный для тяжелых работ ведет к повышенному износу механизмов крана, их ремонту и как следствие простой оборудования ведущий к экономическим потерям на предприятии. В конечном итоге кран может даже не проработать свой номинальный срок службы. Таким образом, можно сделать второй вывод –легкий режим работы крана не предназначен для длительных нагрузок с весом близким к номинальному.

На практике определить режим работы крана не так просто поскольку нужны достоверные исходные данные которыми, как правило не обладает будущий владелец крана. Хорошо если приобретаемый кран покупается взамен старому, либо на производство аналогичному уже существующему, тогда можно собрать исходные данные для расчета оптимального режима работы. И даже в этом случае собрать необходимую, а главное достоверную, информацию о характере перемещаемых грузов и интенсивность работы крана проблематично поскольку требуется довольно длительный срок и скрупулезный подсчет этой информации.

Тем не менее, по предполагаемому характеру и предназначению крана, в соответствии с ниже приведенными таблицами, и не имея конкретных исходных данных можно самостоятельно выбрать нужный вам режим работы механизмов и крана в целом

В основе классификации механизмов кранов, в том числе мостовым, по режимам работы по ГОСТ 25835-83, лежат два показателя: классы использования (табл. 1) в зависимости от времени работы механизма и классы нагружения (табл. 2) в зависимости от коэффициента нагружения К.

Под временем работы механизма понимают время, в течение которого данный механизм находится в движении. Норма времени должна соответствовать для механизмов, подвергающихся капитальному ремонту, — установленному ресурсу до капитального ремонта, а для остальных механизмов — установленному ресурсу до списания. Общее время работы механизма (разгон, установившееся движение, торможение) является его машинным временем Тмаш определяется в часах по формуле

Тмаш=tс nдн tk

где tc— среднесуточное время работы механизма, при котором он находится в движении (действии), ч; nдн — число рабочих дней в году, nдн= 250, 300, 360 — при двух выходных днях в неделю, при одном и при непрерывном производстве; tK— срок службы механизма в годах до капитального ремонта или до списания, tK= 15-25 лет. Сроки службы различных элементов одного механизма могут быть меньше регламентированного Тмаши должны быть увязаны с межремонтным периодом планово-предупредительных ремонтов.

 

Таб.1 Классы использования механизмов по ГОСТ 25835-83
Класс использования А0 А1 А2 А3 А4 А5 А6

Норма времени работы механизмов, ч

св.

до

800

800

1600

1600

3200

3200

6300

6300

12500

12500

25000

25000

50000

 

Коэффициент нагружения К определяется по формуле

 

 koefnagruzheniya3

где Pi— нагрузка (сила, момент), действующая на механизм за период времени ti, Рmax — максимальная нагрузка (сила, момент), действующая на механизм в течение времени его работы; ti— продолжительность времени действия нагрузки Рi; ∑ti — суммарное время действия нагрузок на механизм.

Нагрузки Рi Рmax;определяют для концевого звена кинематической цепи механизма (канатный барабан, ходовое колесо, ведущее зубчатое колесо механизма поворота) с учетом всех факторов, включая и процессы неустановившегося движения.

Таб.2 Классы нагружения механизмов 
Класс нагружения Коэффициент нагружения К Качественная характеристика класса нагружения 
По ГОСТ 25835-83

 В1

 В2

 В3

 В4

До 0,125 

Св. 0,125 до 0,25

Св.0,25 до 0,50

Св.0,50 до 1,00

Работа при нагрузках , значительно меньших номинальных, и в редких случаях с номинальной нагрузкой

Работа при средних и номинальных нагрузках

Работа преимущественно при номинальных и близких к номинальным нагрузках

Постоянная работа при номинальных и близких к номинальным нагрузкам

П р и м е ч а н и е. В случае отсутствия конкретных данных для расчета коэффициента К могут быть приняты во внимание качественные характеристики.

 

В механизмах подъема груза в качестве нагрузок P должны приниматься веса грузов меньше номинальной грузоподъемности и веса грузозахватных органов. В механизмах передвижения крана (тележки) — нагрузки, создаваемые двигателями в периоды разгона и тормозами в периоды торможения, силы сопротивления в ходовых частях крана (тележки), ветровая нагрузка

В качестве нагрузок Рmax должны приниматься максимальные суммарные нагрузки в наиболее неблагоприятных условиях работы механизма.

Группу режима работы механизмов (табл.3) определяют в зависимости от классов использования и нагружения. Время работы Тмаш и коэффициент нагружения К определяют расчетом. При отсутствии исходных данных для определения класса использования и коэффициента нагружения группу режима работы механизма допускается устанавливать по данным табл. 4

Табл.3 Группа режима работы механизмов по ГОСТ 25835-83
Класс использования Группа режима для класса нагружения
В1 В2 В3 В4
А0
А1
А2
А3
А4
А5
А6

 

Табл. 4 Характеристика механизмов грузоподъемных машин по группам режима работы
Группа режима Характеристика режима Механизмы
1,2,3

Работа c большими перерывами, редкая работа с номинальным грузом, с малыми скоростями и малым числом включений (до 60 в час) аппаратуры управления и электродвигателей (с учетом разгонов до неполной скорости), с малой относительной продолжительностью включения ПВ

Механизмы вспомогательного назначения: механизмы подъема и передвижения ремонтных кранов, работающих в машинных залах; механизмы передвижения строительных и портальных кранов, мостовых перегружателей и башен кабельных кранов; лебедки противоугонных захватов и другие редко работающие механизмы

4 Работа с грузами различной массы со средними скоростями, средним числом включений (до 120 в час), средней ПВ

Механизмы подъема и передвижения кранов механических и сборочных цехов заводов со среднесерийным производством и кранов ремонтно-механических цехов; электро-тали

5 Постоянная работа с грузами, близкими по массе к номинальным, с высокими скоростями, большим числом включений (до 240 в час), высокой ПВ

Механизмы технологических кранов, цехов и складов на заводах с крупносерийным производством, кранов литейных цехов и механизмы подъема строительных кранов, подъема, поворота и изменения вылета крюковых портальных кранов

6 Постоянная работа с грузами номинальной массы с высокими скоростями, большим числом включений (до 600 в час), высокой ПВ

Механизмы технологических кранов металлургического производства; механизмы подъема и передвижения тележек рудных и угольных перегружателей; механизмы грейферных, магнитных и складских кранов металлургических заводов; механизмы подъема, поворота и изменения вылета грейферных портальных кранов

П р и м е ч а н и е. Режим работы крана в целом и основных металлоконструкций крана определяется режимом работы механизма главного подъема.

Режим работы крана в целом устанавливается ГОСТ 25546-82. Группу режима работы крана определяют в зависимости от класса его использования (табл. 5) и класса нагружения (табл. 6). Класс нагружения крана зависит от распределения перемещаемых краном грузов относительно номинальной грузоподъемности крана за срок его службы и характеризуется коэффициентом нагружения Кр, определяемым по формуле

kp1

где Ci— число циклов работы крана с грузом массой —Qi; ∑Ci общее число циклов работы крана за срок его службы; Q— масса груза, перемещаемого краном с числом циклов Сi; Qном— номинальная грузоподъемность крана.

Табл.5 Класс использования крана
Класс использования Общее число циклов работы крана за срок его службы Качественная характеристика класса использования
по ГОСТ 25546-82
С0 До 1,6·104 Нерегулярное использование
С1 Св. 1,6· 10 до 3,2·104
С2 Св. 3,2· 104  до 6,3· 104
С3 Св. 6,3· 104 до 1,25· 105
С4 Св. 1,25·10до 2,5· 105 Регулярное использование при малой интенсивности работы
С5 Св.2,5·10до 5· 105 Регулярное использование при средней интенсивности работы
С6 Св. 5·105 до 1·106 интенсивное использование
С7 Св. 1·106 до 2·106 Весьма интенсивное использование
С8 Св.2·106 до 4·106
С9 Св.4·106 Особо интенсивное использование при длительных сроках эксплуатации
   П р и м е ч а н и я: 1. Цикл работы крана состоит из перемещения грузозахватного органа к грузу, подъема и перемещения груза, освобождения грузозахватного органа и возвращение его в исходное положение. 2. Срок службы кранов(время его работы до списания) устанавливают в стандартах или технических условиях на конкретные виды кранов.

 

Табл.6 Класс нагружения крана
Класс нагружения Коэффициент нагружения Кр Качественная характеристика класса нагружения
По ГОСТ 25546-82
Q0 До 0,063 Постоянная работа м грузом, значительно меньшим номинального
Q1 Св. 0,063 до 0,125 То же с грузом, меньшим номинального
Q2 Св. 0,125 до 0,25 То же с грузом средней массы
Q3 Св. 0,25 до 0,50 То же с грузом относительно большой массы
Q4 Св. 0,50 до 1,00 То же с грузом приближающимся к номинальному

Значение массы грузозахватного органа, навешиваемого на крюк крана или используемого для непосредственного захвата груза (магнита, грейфера, спредера и т.п.), включают в значения Qiи Qном. Коэффициент нагружения Кр отражает влияние графика загрузки на выносливость элементов конструкции крана за время его службы. В случае отсутствия конкретных данных для расчета коэффициента нагружения Кр могут быть приняты во внимание качественные характеристики, приведенные в табл.6.

Класс нагружения Q0со значением Кр до 0,063 в табл. 6 введен в дополнение к международному стандарту ИСО и характеризует краны с преимущественной работой с малыми грузами (10—15 % от номинального), что характерно для ремонтных кранов машинных помещений, вспомогательных кранов механических цехов, стреловых самоходных кранов большой грузоподъемности и т.п.

Группа режима работы крана приведена на табл.7

 

Табл.7 Группа режима работы крана(ГОСТ 25546-82)
Класс использования Группа режима работы крана для класса нагружения
Q0 Q1 Q2 Q3 Q4
C0
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
 
 

Target Marketing

Кран мостовой  однобалочный

подвесного типа

Подробнее...

 
 
 
 

Business Planning

Кран мостовой однобалочный

опорного типа

Подробнее...

 
 
 
 

Online Support

Кран мостовой

двухбалочный

Подробнее...