Цикл работы мостовой кран

Цикл работы мостовой кран thumbnail

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 использованияА0А1А2А3А4А5А6

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

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 нагруженияКоэффициент нагружения ККачественная 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 использованияГруппа режима для класса нагружения
В1В2В3В4
А0
А1
А2
А3
А4
А5
А6
Читайте также:  Сестринское дело цикл функциональная диагностика

Табл. 4 Характеристика механизмов грузоподъемных машин по группам режима работы

Группа режимаХарактеристика режимаМеханизмы
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

4Работа 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

5Постоянная 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

6Постоянная 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

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

Табл.5 Класс использования крана

Класс использованияОбщее число циклов работы крана за срок его службыКачественная характеристика класса использования
по ГОСТ 25546-82
С0До 1,6·104Нерегулярное использование
С1Св. 1,6· 104 до 3,2·104
С2Св. 3,2· 104 до 6,3· 104
С3Св. 6,3· 104 до 1,25· 105
С4Св. 1,25·105 до 2,5· 105Регулярное использование при малой интенсивности работы
С5Св.2,5·105 до 5· 105Регулярное использование при средней интенсивности работы
С6Св. 5·105 до 1·106интенсивное использование
С7Св. 1·106 до 2·106Весьма интенсивное использование
С8Св.2·106 до 4·106
С9Св.4·106Особо 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 нагруженияКоэффициент нагружения КрКачественная характеристика класса нагружения
По ГОСТ 25546-82
Q0До 0,063Постоянная работа м грузом, значительно меньшим номинального
Q1Св. 0,063 до 0,125То же с грузом, меньшим номинального
Q2Св. 0,125 до 0,25То же с грузом средней массы
Q3Св. 0,25 до 0,50То же с грузом относительно большой массы
Q4Св. 0,50 до 1,00То 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 использованияГруппа режима работы крана для класса нагружения
Q0Q1Q2Q3Q4
C0
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9

Источник

Кран – специальная техника для погрузочно-разгрузочных мероприятий, перемещения грузов на строительных, промышленных, складских, сборочных, ремонтных и других площадках. Это грузоподъемный транспорт, работающий по циклическому принципу. Современный кран -грузоподъемная спецмашина, отличающаяся циклическим характером функционирования. Что понимается под термином «цикл работы крана»? Это операция, включающая 3 этапа – захват перемещаемого предмета, холостой и рабочий ход.

Что понимается под циклом работы крана

Цикл функционирования крана состоит из 3 частей:

  1. Захват техникой груза.
  2. Рабочий этап – транспортировка, перекладывание и разгрузка предметов.
  3. Холостой ход – возврат транспорта и подъемного механизма в исходную точку и состояние для начала следующего цикла.
Читайте также:  Почему в середине цикла хочется спать

Современный грузоподъемный транспорт разделяют на несколько групп режимов работы в зависимости от числа реализованных за полный период эксплуатации циклов. Выделяют 10 классов С0 – С9. С0 – тип кранового устройства, число циклов которого соответствует значению не более 1,6*10000, а С9 – от 4*1000000 и больше. Для типов спецтехники С1 – С8 цифра меняется в рамках значений 3,2*10000 – 2*1000000.

Технические стандарты и условия определяют количество возможных операций по перемещению к грузу и на исходную позицию, подъему предмета на высоту. В зависимости от этого выделяют типы кранов:

  • стационарные;
  • переставные;
  • радиальные;
  • передвижные;
  • самоподъемные.

Другая классификация основана на особенностях конструкции: разновидности общего привода, формы и отличий грузозахватного элемента, возможной степени поворота, типа опоры и иных конструктивных решений.

Классификация кранов по режиму работы

Грузоподъемная техника в зависимости от сферы применения может эксплуатироваться с разной интенсивностью и цикличностью. Нормативные документы регламентируют группы режима работы крана и его механизмов.

Классификация помогает правильно подобрать тип аппаратуры управления, силового агрегата и рассчитать мощность.

Российские нормативные акты выделяют 6 категорий, отличающихся по комбинации степени нагружения и класса использования. Последний параметр зависит от нормативов времени эксплуатации механизма и меняется от А0 (легкий режим работы крана) до А6 (высокая степень эксплуатации). Функционирование со средней интенсивностью соответствует показателю а3, высокая интенсивность в 3 смены – а5.

По степени нагружения выделяют крановые механизмы следующих видов:

  1. В1. Минимальные нагрузки с малым количеством торможений и пусков. Перемещение груза с малым весом.
  2. В2. Основа – средние и минимальные нагрузки с периодическими пусками и торможением. Ограниченная площадь перемещения.
  3. В3. Доминируют средние нагрузки, иногда встречаются тяжелые операции. Большая масса перемещаемых предметов, небольшая площадь передвижения, постоянные торможения и пуски.
  4. В4. Основа – максимальные нагрузки. Ограниченная площадь манеренности, большая масса перемещаемых предметов, постоянные торможения и пуски.

Соответствие 2 рассмотренных значений выражается отдельным коэффициентом: 1К – 8К. Для 3к характерна работа системы от 800 до 1600 часов (1м-2м). Для настройки транспорта опираются на минимальный порог.

Пример расчета

Для определения группы режима работы грузоподъемного механизма потребуются достоверные исходные сведения о свойствах перемещаемого предмета и параметрах транспорта. Новый владелец машины редко обладает такой информацией. Для вычисления оптимальных настроек можно использовать сведения от старого аналогичного устройства.

Степень нагружения, время функционирования устройства и класс использования определяют оптимальный режим эксплуатации спецтехники. Вышеобозначенные коэффициенты помогут справиться с задачей, если у владельца крана нет доступа к необходимым данным.

Время работы – период, в течение которого транспорт или его подъемный механизм перемещаются. Норма зависит от времени проведения капитального ремонта. Общее время и машинное время – равнозначные понятия. Сюда входят операции разгона, торможения и непосредственного движения. Формула определения последнего показателя – это произведение среднесуточного времени движения механизма, количества рабочих смен и лет службы устройства до списания.

С учетом нормы времени определяют класс эксплуатации. По формуле вычисляют степень нагружения. Если необходимые сведения отсутствуют, можно обратиться для вычисления к качественным параметрам.

Нагрузка в подъемном устройстве должна учитываться как значение, ниже номинальной грузоподъемности и веса предмета, который может захватить техника. Для тележек и иных конструкций перемещения крана в качестве нагрузки принимают величины в момент тормоза и разгона, значение сопротивления в ходовых элементах транспорта, ветровую нагрузку.

Рmax – коэффициент, отражающий предельно возможную суммарную нагрузку при работе в неблагоприятных внешних обстоятельствах.

Для расчета режима работы крана потребуются данные:

  • число реализованных кругов функционирования конструкции с перемещаемым предметом;
  • цикличность за весь срок эксплуатации спецтехники;
  • масса груза;
  • номинальная грузоподъемность.

Величина нагружения крановой конструкции определяется распределением перемещаемых предметов по отношению к номинальной грузоподъемности за полный период службы машины.

Источник

Одна из важнейших технических характеристик грузоподъемного оборудования – это режим работы, в котором можно эксплуатировать оборудование без ущерба его технического состояния и надежности работы механизмов.

Большая часть преждевременного износа кранового оборудования и связанных с ним простоев и затрат, вызвано неверным определением группы классификации (режима) кранов и механизмов в целом. Зачастую желание будущего владельца мостового крана сэкономить при покупке оборудования за счет занижения режима работы крана оборачивается поломками крана, дополнительными затратами на ремонт крана и приобретение запасных частей. На практике встречаются случаи, когда владельцы мостовых кранов вынуждены списывать «убитое» оборудования до исчерпания им нормативного срока службы.

Имеющее место недопонимание владельцами кранового оборудования, понятия “режима работы” ведет к тому, что приобретя кран легких режимов работы, эксплуатационники начинают работать на нем 24 часа в сутки и 365 дней в году с практически номинальным грузом. Естественно, что результатом такой безграмотной эксплуатации является поток претензий в адрес изготовителя крана по поводу череды бесконечных отказов кранового оборудования.

Что же такое режим работы крана и как его правильно определить для предполагаемого к закупке крана?

Режим работы крана – характеристика крана, учитывающая его использование по грузоподъемности и времени, а также число циклов работы.

В настоящее время группа классификации (режим работы) грузоподъемных кранов согласно стандарта ISO 4301/1 регламентируется одной из восьми групп (А1-А8), которые определяется в зависимости от сочетания класса использования (U0-U9) и режима нагружения (Q1 –Q4) крана.

Группа классификации определяется по таблице:

Группы классификации (режима) кранов в целом

Режим нагруженияКоэффициент

распределения

нагрузок

Класс использования
U0U1U2U3U4U5U6U7U8U9
максимальное число рабочих циклов
1.6х1043.2х1046.3х1041.25х1052.5х1055х1051х1062х1064х106более

4х106

Q1 – легкий0.125А1А2А3А4А5А6А7А8
Q2 – умеренный0.250А1А2А3А4А5А6А7А8
Q3 – тяжелый0.500А1А2А3А4А5А6А7А8
Q4 – весьма тяжелый1.000А1А2А3А4А5А6А7А8

Класс использования (U0-U9) определяется количеством рабочих циклов совершенных краном за время нормативного срока службы крана, то есть зависит от времени когда кран находился в движении.

Цикл работы крана состоит из перемещения грузозахватного органа к грузу, подъема и перемещения груза, освобождения грузозахватного органа и возвращения его в исходное положение.

Количество циклов работы крана за срок его службы, рассчитывается по формуле рабочих циклов:

CT = Cс * Пдн * Tк,

где Сс – количество циклов работы крана в сутки;

Пдн – количество дней работы крана в году;

Tк – количество лет работы крана.

Режим нагружения крана характеризуется величиной коэффициента распределения нагрузок Kр, определяемого по формуле:

где, Qi – масса груза, перемещаемого краном с числом циклом Ci,

Qном – номинальная грузоподъемность крана,

Ci – число циклов работы крана с грузом массой Qi

Cт – число циклов работы крана за срок его службы.

Пример:

Кран грузоподъемностью 10 тонн работает на участке раскроя трансформаторной стали 260 дней в году. Среднее число циклов совершаемых краном в одну смену 20. Нормативный срок службы крана 16 лет. Общее количество циклов работы крана за весь его службы составит:

CT= Cс * Пдн * Tк=20*260*16 = 83200 циклов.

По таблице определяем класс использования как U4.

В массе перемещаемых краном грузов:

25% составляют грузы массой до 2 тонн,

35% грузы массой до 5 тонн,

40% грузы массой до 10 тонн.

Определим коэффициент распределения нагружения:

Kp = 0,25*(2/10)3+0,35*(5/10)3+0,4*(10/10)3 = 0,002 + 0,05 + 0,4 = 0,452.

По таблице данному коэффициенту распределения нагрузок соответствует режим нагружения Q3 – тяжелый.

Общая группа классификации (режима работы) для класса использования U4 и режима нагружения Q3 будет А6.

Казалось бы – всё просто! Путем несложных арифметических действий режим крана определяется за пять минут. Но для определения режима крана нужны исходные данные: количество циклов совершаемых краном, срок службы крана, распределение перемещаемых краном грузов по массе. Как правило, будущий владелец не владеет исчерпывающей информацией по данному вопросу. Даже на крупных промышленных предприятиях, владеющих десятками и даже сотнями единиц мостовых кранов, нет достоверной статистической информации по режимам нагружения и классам использования действующего оборудования.

Справки о характере работы кранов, предоставляемые эксплуатационным персоналом в ходе проведения работ по экспертизе промышленной безопасности, с целью определения остаточного ресурса мостовых кранов отработавших нормативный срок службы, являются в большинстве случаев фикцией.

Владелец крана, как правило, заинтересован в «бесконечном» продлении ресурса оборудования и с этой целью предоставляет экспертной организации заведомо заниженные данные о режимах работы крана. Если, будущей владелец кран располагает действующим парком кранового оборудования, то мы можем порекомендовать выбирать режим приобретаемого крана по аналогии с существующими кранами, работающими в аналогичных режимах. При отсутствии каких-либо данных о режимах работы крана предлагаем использовать следующие данные:

1. Ориентировочные данные для определения классов использования крана.

Класс использованияКачественная характеристика работы кранаСрок службы, год
СОРедкая (эпизодическая)
С1Редкая в одну смену
С2Относительно регулярная в одну смену15
С3Относительно регулярная в одну смену20
С4Малоинтенсивная в одну смену20
С5Малоинтенсивная в две смены20
С6Среднеинтенсивная в две смены20
С7Интенсивная в две смены или среднеинтенсивная в три смены20
С8Интенсивная в три смены30
С9Весьма интенсивная в три смены30

2. Ориентировочные данные для определения класса нагружения.

Класс использованияКачественная характеристика классов нагружения кранов
Работа с грузами массой, существенно меньше номинальной и очень редко с грузами номинальной массы
Q1Работа с грузами массой, преимущественно меньшей номинальной, средней и редко номинальной
Q2Работа с грузами массой, близкой к средней, и реже номинальной
Q3Работа с грузами массой выше средней (в основном близкой к номинальной)
Q4Постоянная работа с грузами массой, близкой к номинальной

3. Ориентировочные данные для определения режима кранов.

Вид крана, его наименованиеГруппа режима работыПримерные объекты, условия использования и технологическое назначение крана
Краны с ручным приводом всех рабочих механизмовА1Насосные и компрессорные станции, машинные залы электростанций, ремонтные краны при небольшом числе обслуживаемых механизмов, вспомогательные краны механических цехов
Краны с ручным приводом передвижения и электрическим подъемомА1Редко используемые погрузочные краны, вспомогательные краны механических цехов
А2Относительно часто используемые погрузочные краны для установки заготовок на обрабатывающие станки
Краны электрические с талямиА1Ремонтные краны
А2Перегрузочные работы ограниченной интенсивности, вспомогательные краны механических цехов, краны интенсивно используемые только при монтаже оборудования
А3Перегрузочные работы средней интенсивности, краны для транспортных и монтажных работ в механических цехах
Краны двухбалочные с грузовой тележкойА2Машинные залы электростанций, ремонтные краны
А3Перегрузочные работы ограниченной интенсивности, вспомогательные краны механических цехов, краны, интенсивно используемые только при монтаже оборудования
А5Перегрузочные работы средней интенсивности, краны для технологических работ в механических цехах, нижние лесные склады, склады готовых изделий предприятий строительных материалов, склады металлосбыта
А7Технические краны при круглосуточной работе
Краны с грейферами двухканатного типа, магнитно-грейферные краныА6Смешанные склады, работа с разнообразными грузами, преимущественно сезонное использование
А7Склады насыпных грузов и металлолома, работа с однородными грузами, некруглосуточная работа
А8Склады насыпных грузов и металлолома с однородными грузами при круглосуточной круглогодичной работе
Магнитные краныА6Склады полуфабрикатов, работа с разнообразными грузами
А8Цехи и склады металлургических предприятий, крупные металлобазы, работа с однородными грузами (металлические листы в пакетах)
Траверсные, мульдомагнитные, мульдогрейферные, мульдозавалочные, для раздевания слитков, копровые, ваграночные шихтовые, колодцевые краныА8Цехи металлургических предприятий
Контейнерные краныА5Железнодорожные станции, склады промышленных предприятий, перегрузка разных грузов, в том числе контейнеров
А6То же, но перегрузка только контейнеров
Грейферные краныА8Склады насыпных грузов перегружатели

Источник

Читайте также:  Цикл по хирургии кисти