Udmattelseslevetid for støbekraner: Analyse af driftsklasse og levetid

Oversigt over støbekran

Moderne smelteteknologi stiller højere krav til støbekranens udmattelseslevetid, hejse- og kørehastigheder samt driftsklasse. Den introducerer også nye designkrav til transmissionssystemer, elektriske styringer, gearkasser og andre komponenter. Efterhånden som støbekranens samlede driftsklasse stiger, bliver det afgørende for sikker og pålidelig drift at forhindre udmattelsesbrud i de vigtigste strukturelle elementer.

En støbekran håndterer smeltet metal eller slagge i produktionen af jernholdige og ikke-jernholdige metaller. Typiske anvendelser omfatter påfyldning af smeltet jern i en konverter, overførsel af en øse til et kontinuerligt støbetårn og flytning af en øse til en raffineringsovn. Da disse operationer er krævende, har støbekraner generelt en samlet driftsklasse på A6-A8.

Beregning af udmattelses- og driftslevetid for støbekraner

Pålidelig drift af støbekraner afhænger af flere faktorer, herunder design, produktionskvalitet, installationsnøjagtighed, driftsforhold, arbejdspraksis og vedligeholdelse.

I henhold til de kinesiske designregler for kraner GB/T 3811-2008 bestemmes en krans driftsklasse af dens lastspektrumklasse og udnyttelsesklasse. Lastspektrumklassen angiver forholdet mellem den løftede last og den nominelle løftekapacitet. Udnyttelsesklassen angiver det samlede antal driftscyklusser fra idriftsættelse til udfasning. Tabel 1 viser kranens lastspektrumklasser og lastspektrumkoefficient Kp, mens tabel 2 viser kranens udnyttelsesklasserne.

Kranens arbejdsklasser går fra A1 til A8. Tabel 3 viser, hvordan arbejdsklassen hænger sammen med lastspektrumklassen og udnyttelsesklassen.

Disse tabeller viser, at kranens levetid udtrykkes som det samlede antal driftscyklusser. Det afhænger af driftsklassen og forholdet mellem den typiske løftede last og den nominelle løftekapacitet. En støbekran håndterer normalt laster med eller nær den nominelle kapacitet, så dens lastspektrumklasse er generelt Q4, og dens driftsklasse er almindeligvis A7. For Q4 og A7 giver tabel 3 en udnyttelsesklasse på U5. Tabel 2 giver derefter et samlet driftscyklusområde på 2,5 X 10⁵ <CT ≤ 5 X 10⁵.

Lejlighedsvis eller hyppig overbelastning kan reducere det samlede antal driftscyklusser betydeligt.

Her er et eksempel: En A7 støbekran, der bruges til konverterpåfyldning, kører kontinuerligt, 24 timer i døgnet og 330 dage om året. De resterende 35 dage dækker årligt eftersyn og ovninspektion, rutinemæssig vedligeholdelse og lejlighedsvise reparationer.

I henhold til standarden er de to højest gældende klassifikationer U6, Q3, A7 for den komplette kran (T6, L3, M7 for hovedhejsemekanismen) og U5, Q4, A7 for den komplette kran (T5, L4, M7 for hovedhejsemekanismen).

De tilsvarende samlede driftscyklusser er 500.000-1.000.000 for U6 og 250.000-500.000 for U5.

Ved seks driftscyklusser i timen er den estimerede levetid 12 år.

Cr = 6 × 24 × 330 × 12 = 570.240 cyklusser.

Dette resultat falder inden for designlevetidens interval for den ene klassifikation og overstiger det for den anden, mens begge klassifikationer overholder designstandarden. I praksis opererede mange støbekraner med konverter og ladning tæt på A8 i perioder med intensiv stålproduktion. De angivne kombinationer af driftsklasser kunne ikke fuldt ud dække disse forhold, og der opstod fra tid til anden strukturelle udmattelsesbrud.

En krans designlevetid er tæt forbundet med driftsfrekvens, belastning, produktionsproces og vedligeholdelse. Korrekt drift og vedligeholdelse kan forlænge levetiden, mens dårlig praksis forkorter den. Designere bør derfor tage hensyn til de faktiske driftsforhold og diskutere dem tydeligt med brugerne i designfasen.

Zora Zhao

Ekspert i løftekran/portalkran/armkran/krandeleløsninger

Med mere end 10 års erfaring i den oversøiske kraneksportindustri hjalp 10.000+ kunder med deres spørgsmål og bekymringer før salg, hvis du har relaterede behov, er du velkommen til at kontakte mig!

WhatsApp: +86 189 3735 0200

E-mail: zorazhao@dgcrane.com