鋳造クレーンの疲労寿命：使用等級と耐用年数分析
目次
鋳造クレーンの概要
現代の製錬技術は、鋳造クレーンの疲労寿命、昇降速度、走行速度、および使用等級に対してより高い要求を課しています。また、伝動システム、電気制御装置、ギアボックス、その他のコンポーネントについても新たな設計要件が導入されています。鋳造クレーンの全体的な使用等級が上がるにつれて、主要構造部材の疲労破壊を防止することが、安全かつ信頼性の高い運転にとって不可欠となります。
鋳造クレーンは、鉄鋼および非鉄金属の製造において、溶融金属やスラグを取り扱う装置です。代表的な用途としては、溶銑を転炉に装入したり、取鍋を連続鋳造タレットに移送したり、取鍋を精錬炉に移送したりすることが挙げられます。これらの作業は負荷が高いため、鋳造クレーンの総合的な耐荷重等級は一般的にA6～A8となっています。
鋳造クレーンの疲労寿命と耐用年数の計算
鋳造クレーンの信頼性の高い運転は、設計、製造品質、設置精度、運転条件、作業手順、およびメンテナンスなど、いくつかの要因に依存します。
中国のクレーン設計基準GB/T 3811-2008では、クレーンの運転等級は、荷重スペクトル等級と使用等級によって決定されます。荷重スペクトル等級は、吊り上げ荷重と定格吊り上げ能力の関係を示します。使用等級は、試運転から廃棄までの総運転サイクル数を示します。表1はクレーンの荷重スペクトル等級と荷重スペクトル係数Kpを示し、表2はクレーンの使用等級を示します。
クレーンの運転等級はA1からA8まであります。表3は、運転等級と荷重スペクトル等級および利用等級との関係を示しています。
これらの表は、クレーンの耐用年数が総運転サイクル数で表されることを示しています。これは、使用クラスと、典型的な吊り上げ荷重と定格吊り上げ能力の比率に依存します。鋳造クレーンは通常、定格容量またはそれに近い荷重を扱うため、その荷重スペクトルクラスは一般的にQ4、使用クラスは一般的にA7です。Q4とA7の場合、表3は使用クラスU5を示しています。表2は、総運転サイクル範囲が2.5 × 10であることを示しています。5 ＜CT ≤ 5 × 105.
時折または頻繁に過負荷がかかると、総運転サイクル数が大幅に減少する可能性があります。
例えば、転炉装入に使用されるA7型鋳造クレーンは、1日24時間、年間330日間連続稼働します。残りの35日間は、年次点検、炉の検査、定期メンテナンス、および臨時の修理に充てられます。
この規格では、適用可能な最高ランクは、クレーン全体ではU6、Q3、A7（主巻き上げ機構ではT6、L3、M7）、クレーン全体ではU5、Q4、A7（主巻き上げ機構ではT5、L4、M7）の2つです。
対応する総稼働サイクル数は、U6では50万～100万、U5では25万～50万である。
1時間あたり6回の動作サイクルで、設計寿命は12年と推定される。
Cr = 6 × 24 × 330 × 12 = 570,240サイクル。
この結果は、一方の分類では設計寿命範囲内に収まり、もう一方の分類ではそれを超過しているが、どちらの分類も設計基準を満たしている。実際には、多くの転炉装入鋳造クレーンは、鉄鋼生産が集中する期間にはA8に近い状態で稼働していた。規定された使用クラスの組み合わせでは、そのような状況を完全にカバーすることはできず、構造疲労破壊が時折発生した。
クレーンの設計寿命は、稼働頻度、負荷、生産工程、およびメンテナンスに密接に関係しています。適切な操作とメンテナンスは耐用年数を延ばしますが、不適切な操作とメンテナンスは耐用年数を短縮します。したがって、設計者は実際の稼働状況を考慮し、設計段階でユーザーと明確に話し合う必要があります。
ゾラ・ジャオ
天井クレーン/ガントリークレーン/ジブクレーン/クレーン部品ソリューションのエキスパート
クレーン海外輸出業界で 10 年以上の経験があり、10,000 人以上の顧客の販売前の質問や懸念事項を解決してきました。関連するニーズがございましたら、お気軽にご連絡ください。
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