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 Т_маш определяется в часах по формуле

Т_маш=t_с n_дн t_k

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

Коэффициент нагружения К определяется по формуле

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

Нагрузки Р_i Р_max;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.

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 Р_max 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 Т_маш 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

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 К_р, определяемым по формуле

где C_i— число циклов работы крана с грузом массой —Q_i; ∑C_i общее число циклов работы крана за срок его службы; Q_i — масса груза, перемещаемого краном с числом циклов С_i; Q_ном— номинальная грузоподъемность крана.

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

Класс нагружения Q₀со значением К_р 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

erid: 2VtzqvYBrPe