Режимы работы и производительность кранов

При работе крана происходит постоянное чередование направления движения крана, тележки и крюка. Так, работа механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов подъема и опускания пустого крюка. Для увеличения про­изводительности крана используют принцип совмещения операций. Время пауз, в течение которых двигатель не включен и механизм не работает, используется для навешивания груза на крюк и освобождения крюка и для подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения, в свою очередь, может быть разделен на периоды неустановившегося движения (в течение которых происходит разгон или замедление движущихся масс груза и механизма) и период движения с установившейся скоростью.

Время полного цикла работы механизма грузоподъемной машины Т_ц складывается из суммы времени пуска суммы време­ни движения с установившейся скоростью ,. суммы времени торможения и суммы времени пауз , т. е.

Отношение времени включения двигателя ко всему времени цикла характеризует интенсивность использования механизма. Это отношение называется относительной продолжительностью включения и обозначается

Для мостовых кранов общего назначения с машинным приводом установлены [371 режимы работы: легкий, средний и тяжелый. Для каждого механизма режим работы определяется отдельно, ре­жим работы крана в целом устанавливается по механизму главного подъема. Этот лее режим учитывается и при расчете металлоконструкций.

Легкий режим (Л) характеризуется большими переры­вами в работе, редкой работой с номинальным грузом, малыми скоростями, малым числом включений в час, малой относительной продолжительностью включения. В этом режиме работают, напри­мер, механизмы подъема и передвижения мостовых ремонтных кра­нов и кранов, обслуживающих машинные залы электростанций.

Средний режим (С) характеризуется работой с грузами различной величины, средними скоростями движения, средним числом включений в час, средним значением относительной про­должительности включения. В этом режиме работают, например, механизмы подъема и передвижения мостовых кранов механических и сборочных цехов со среднесерийным производством и мостовых кранов ремонтно-механических цехов.

Таблица 1.4

Тяжелый режим (Т) характеризуется постоянной работой с грузами, близкими по массе к номинальным, высокими скоростями, большим числом включений в час, высоким значением относительной продолжительности включения. В этом режиме работают, например, все механизмы мостовых кранов технологических цехов и складов на заводах с крупносерийным производством.

Режим работы механизмов подъема и передвижения такой же, как режим работы крана, за исключением механизмов вспомогательного подъема и передвижения тележки, которые при тяжелом режиме работы крана имеют средний режим. Режим работы электрооборудования определяется по табл. 1.4.

Режимы работы механизмов кранов устанавливаются в зависимости от следующих факторов:

а) коэффициента использования механизма по грузоподъемности:

где — средняя масса поднимаемого груза за смену; — номинальная грузоподъемность;

б) коэффициента годового использования механизма:

в) коэффициента суточного использования механизма:

Относительная продолжительность включения двигателя ме­ханизма может быть выражена как

где

Для электрооборудования величина е вычисляется для проме­жутка времени не свыше 10 мин, для механизмов — в течение 1 ч, поэтому можно принимать для электрооборудования ПВ = (Т_в/10) 100%, для механизмов ПВ = (Т_в/60) 100%.

Технические характеристики разрабатываемых кранов должны в максимально возможной степени соответствовать будущим усло­виям их эксплуатации. Поэтому очевидной является необходимость достаточно точного определения режимов их работы — одной из основ для расчета механизмов и металлоконструкций. Этому в значительной степени способствуют статистические наблюдения. Установлено, что по грузоподъемности 5-тонные краны составляют 20% всех кранов; 10-тонные — 17%; 16 и 20-тонные — по 12%; 8, 12,5 и 25-тонные — остальное. При этом примерно 80% общего количества кранов составляют краны среднего режима работы.

Для отнесения к какому-либо эквивалентному режиму механиз­мов и металлоконструкции крана разработана уточненная клас­сификация режимов работы (табл. 1.5), соответствующая Прави­лам Госгортехнадзора [37] и предусматривающая определение коэффициента использования по грузоподъемности не только для механизмов подъема, но и для механизмов передвижения. Соглас­но этой классификации коэффициент для механизма передви­жения определяется по формуле

Где — масса груза, перемещаемого механизмом (крана или те­лежки).

Нормативами [36] в зависимости от относительной длительности работы и относительной нагрузки механизмы мостовых кранов делятся на четыре группы (табл. 1.6). Относительная длительность работы г_раб характеризует среднее время работы в часах в течение рабочего дня. Такое определение относится к механизмам, используемым регулярно в течение года, за исключением нерабочих дней.

Таблица 1.5

Для механизмов, используемых нерегулярно, принимается относительная длительность работы t_раб1- Три вида относительных нагрузок уточняют характер эксплуатации механизма:

1 (легкая) — редкая работа с максимальной нагрузкой или регулярная работа при значительно меньших нагрузках;

2 (средняя) — регулярная работа при малых, средних и максимальных нагрузках;

3 (тяжелая) — работа с нагрузками, близкими к максимальным.

В табл. 1.7 приведена классификация механизмов для наиболее распространенных условий работы мостовых кранов, а также основные сведения о работе электродвигателей их механизмов.

По мере роста парка кранов и повышения требования к их экономичности появилась необходимость в максимальном приспособлении их номенклатуры к разнообразным потребностям отраслей народного хозяйства. Согласно рекомендации по стандартизации СЭВ РС 5138—75 «Краны грузоподъемные. Классификация механизмов по режимам работы» механизмы мостовых кранов общего назначения имеют группы режима работы, указанные в табл. 1.8.

Группа режима работы определяется в зависимости от класса использования механизма и класса его нагружения (табл. 1.9).

Класс использования механизма определяется среднесуточным временем его работы, которое устанавливается на основании времени работы механизма в течение года:

Таблица 1.6

Таблица 1.7

Таблица 1.8

Таблица 1.9

Таблица 1.10

Класс нагружения механизма определяется величиной коэффициента нагрузки (табл. 1.10).

В Англии (стандарт В5 2573) установлены два класса работы мостовых кранов общего назначения грузоподъемностью 0,5—150 т: I класс (режим Л) — при работе крана до 1000 ч в год; II класс (режим С) — при работе крана до 2000 ч в год.

Производительность — масса груза в тоннах, пе­реработанная в единицу времени (час, смену, сутки и т. д.) является важнейшим показателем технико-экономических данных крана.

Рис. 1.10. Исполнение тележек

Рис. 1.11. Пролетные части мостов

Рис. 1.12. Мост шпренгельного типа из труб

Часовая производительность крана

где Q— номинальная грузоподъемность крана; z — число рабочих циклов в час;

— коэффициент, учитывающий совмещение работы механизмов крана, = 0,7ч- 0,8 — для кранов производственных помещений и работающих на перегрузке, == 1 — для монтажных кранов и кранов, работающих на ремонте; — продолжительность операций в цикле, определяемая по нагрузочным графикам или по средним значениям параметров (высоте подъема груза, путям перемещения крана и тележки); — коэффициент использования крана по времени; определяется по фактическим графикам работы

крана:

— соответственно фактическое и календарное время работы крана.

Для сравнения кранов, имеющих одинаковую производительность, определяются:

удельная масса — отношение массы крана к грузовому мо­менту, при расположении тележки посередине пролета:

где С — масса крана; L — пролет крана;

удельная мощность — отношение установленной мощности N электродвигателей к грузовому моменту:

Удельная стоимость — отношение себестоимости С крана к его массе: