При выборе мостового крана важно учитывать не только грузоподъемность, но и режим работы. Именно он определяет интенсивность эксплуатации оборудования, его ресурс и потребность в обслуживании.
В статье разберем, что представляет собой режим работы крана, какие параметры на него влияют и как правильно подобрать его под конкретные условия эксплуатации.
Какие бывают режимы работы кранов
Режим работы крана — это техническая характеристика, определяющая допустимую интенсивность эксплуатации оборудования и уровень нагрузок, которое оно может воспринимать в течение всего срока службы.
Согласно ISO 4301-1 выделяют восемь групп классификации грузоподъемных кранов – от A1 до A8. Чем выше номер, тем тяжелее и интенсивнее режим.
Ниже приведено описание каждой группы с указанием типичных условий эксплуатации, числа циклов в час и времени работы.
Легкие режимы работы кранов (A1 – A2)
- A1 (очень легкий) — режим для эпизодической эксплуатации крана. Номинальный груз поднимается не чаще 1–2 раз в час, а время работы механизма подъема составляет 30–60 минут в сутки. Применяется при монтажных, ремонтных и других нерегулярных работах.
- A2 (легкий) — режим регулярного, но малоинтенсивного использования. Количество рабочих циклов достигает 2–4 в час, а суммарное время работы составляет 1–2 часа в сутки. Характерен для небольших складов, мастерских и производственных участков с низким грузопотоком.
Умеренные и средние режимы работы кранов (A3 – A5)
- A3 (умеренный) – один из самых распространенных режимов для производственных цехов и складов со средней загрузкой. Кран совершает от 4 до 10 циклов в час, общее время работы за смену достигает 2–4 часов. Номинальный груз поднимается несколько раз за смену, но не в каждом цикле.
- A4 (средний) – интенсивная работа в цехах или на открытых площадках. Допускается до 10 циклов в час с номинальным грузом. Время непрерывной работы – до 4–6 часов в сутки. Это типичный режим для машиностроительных заводов и складских терминалов.
- A5 (средне-тяжелый) – кран работает с номинальными нагрузками до 15 циклов в час, активное время за смену – до 8 часов. Применяется в заготовительных цехах, литейных производствах, на металлобазах.
Тяжелые и сверхтяжелые режимы работы кранов (A6 – A8)
- A6 (тяжелый) – среднее число циклов в час составляет 12–18, а среднесуточное время работы механизма подъема – до 10 часов. Краны этого режима используются на металлургических комбинатах, в шихтовых отделениях, на складах сыпучих материалов (например, с грейферами). Работа может быть почти непрерывной в течение смены.
- A7 (очень тяжелый) – интенсивность достигает 15–25 циклов в час, время работы механизма подъема – от 8 до 12 часов в сутки. Высокая нагрузка, работа на предельных значениях грузоподъемности. Характерные примеры: краны с магнитными захватами для металлолома, грейферные краны на угольных складах. Циклы следуют один за другим, перерывы минимальны.
- A8 (сверхтяжелый) – более 25 циклов в час, а среднесуточное время работы механизма подъема составляет от 10 до 18 часов (практически непрерывная работа). Такие краны эксплуатируются с максимальной грузоподъемностью почти в каждом цикле. Встречаются на портовых причалах для перегрузки контейнеров, в сталелитейном производстве при обслуживании печей. Ресурс кранов A8 рассчитывается на предельные нагрузки в каждом цикле.
В портфолио LS GROUP имеются проекты кранов для тяжелых и сверхтяжелых режимов работы. С реализованным проектом для сталелитейного завода можно подробнее ознакомиться здесь.
Определение группы A по таблице
Группа классификации крана (A1…A8) определяется на пересечении двух параметров:
- Класс использования (U0…U9) – зависит от общего числа рабочих циклов за весь срок службы.
- Режим нагружения (Q1…Q4) – зависит от типичной массы поднимаемых грузов.
Рассмотрим каждый параметр отдельно.
Класс использования (U) – сколько циклов совершит кран за свою жизнь
Рабочий цикл – это полный комплекс операций: захват груза, подъем, перемещение, опускание и возврат крана в исходное положение. Класс использования определяется общим количеством циклов за весь нормативный срок службы (обычно 15–20 лет).
Формула расчета:
C = n × d × y
где:
C – общее число циклов;
n – среднее число циклов за смену;
d – количество рабочих дней в году;
y – срок службы в годах.
Таблица классов использования
Пример расчета класса U
Кран работает на складе металлопроката. Режим – одна смена, 250 дней в году. За смену кран совершает в среднем 15 циклов. Планируемый срок службы – 20 лет.
C = 15 × 250 × 20 = 75 000 циклов
75 000 циклов попадают в интервал «от 63 001 до 125 000». Следовательно, класс использования – U3.
Режим нагружения (Q) – насколько тяжело приходится крану
Режим нагружения характеризует распределение массы поднимаемых грузов относительно номинальной грузоподъемности. Он может быть определен двумя способами: качественно (по описанию) и количественно (через коэффициент распределения нагрузок Kp.
Коэффициент вычисляется по формуле:
где:
ni – количество подъемов грузов i-й группы массой mi;
N – общее число подъемов;
mном – номинальная грузоподъемность крана.
Диапазоны Kp для режимов нагружения
Пример расчета Kp
Кран грузоподъемностью 20 т работает на складе металлопроката. По результатам хронометража получено распределение поднимаемых грузов:
- 60% подъемов – грузы до 5 т (принимаем среднюю массу 5 т);
- 25% подъемов – грузы до 12 т (12 т);
- 15% подъемов – грузы до 20 т (20 т, т.е. номинальный).
Вычисляем:
Kp = 0,6 × 0,015625 + 0,25 × 0,216 + 0,15 × 1 = 0,009375 + 0,054 + 0,15 = 0,213
Полученное значение Kp = 0,213 лежит в интервале 0,126 – 0,250, что соответствует режиму нагружения Q2 (умеренный).
Теперь, зная класс использования U (из расчета числа циклов) и режим нагружения Q, можно определить группу классификации A. Для этого используется матрица, приведенная ниже.
Матрица определения группы A
Пустые ячейки в таблице означают, что данное сочетание U и Q на практике не встречается или не имеет смысла (например, очень большое число циклов при легком режиме нагружения не дает такой же группы, как при тяжелом).
Итак, для крана грузоподъемностью 20 тонн, работающего на складе металлопроката с заданной интенсивностью (15 циклов/смену, 250 дней/год, 20 лет) и распределением грузов (60% – до 5 т, 25% – до 12 т, 15% – до 20 т), требуемая группа классификации – A4 (средний режим).
Это означает, что кран рассчитан на регулярную работу с умеренной интенсивностью, подъем номинального груза – не в каждом цикле, но достаточно часто.
Почему правильный выбор группы A критичен?
Использование крана с группой ниже требуемой (например, A2 вместо A4) приведет к:
- ускоренному усталостному разрушению металлоконструкций;
- частым отказам механизмов;
- сокращению фактического срока службы в 2–3 раза;
- неоправданным затратам на ремонт и простои.
Выбор крана с группой выше необходимой (например, A6 вместо A4) – это экономически неоправданное удорожание без реальной выгоды.
Поэтому точное определение класса использования U и режима нагружения Q – основа для выбора надежного и экономичного оборудования.