Utmattingslevetid for støpekraner: Analyse av driftsklasse og levetid

Oversikt for støpekran

Moderne smelteteknologi stiller høyere krav til støpekranens utmattingslevetid, løfte- og kjørehastigheter, og driftsklasse. Den introduserer også nye designkrav for transmisjonssystemer, elektriske kontroller, girkasser og andre komponenter. Etter hvert som støpekranens totale driftsklasse øker, blir det avgjørende for sikker og pålitelig drift å forhindre utmattingsbrudd i hovedkonstruksjonselementene.

En støpekran håndterer smeltet metall eller slagg i produksjon av jernholdige og ikke-jernholdige metaller. Typiske bruksområder inkluderer fylling av smeltet jern i en konverter, overføring av en øse til et kontinuerlig støpetårn og flytting av en øse til en raffineringsovn. Fordi disse operasjonene er krevende, har støpekraner vanligvis en total driftsklasse på A6–A8.

Beregning av utmattings- og brukstid for støpekraner

Pålitelig drift av støpekranen avhenger av flere faktorer, inkludert design, produksjonskvalitet, installasjonsnøyaktighet, driftsforhold, arbeidspraksis og vedlikehold.

I henhold til de kinesiske designreglene for kraner GB/T 3811-2008 bestemmes en krans driftsklasse av dens lastspektrumklasse og bruksklasse. Lastspektrumklassen indikerer forholdet mellom løftet last og nominell løftekapasitet. Bruksklassen indikerer det totale antallet driftssykluser fra igangkjøring til utkjøring. Tabell 1 viser kranens lastspektrumklasser og lastspektrumkoeffisienten Kp, mens tabell 2 viser kranens bruksklasser.

Kranens arbeidsklasser varierer fra A1 til A8. Tabell 3 viser hvordan arbeidsklassen forholder seg til lastspektrumklassen og bruksklassen.

Disse tabellene viser at kranens levetid uttrykkes som det totale antallet driftssykluser. Det avhenger av arbeidsklassen og forholdet mellom den typiske løftede lasten og den nominelle løftekapasiteten. En støpekran håndterer vanligvis laster med eller nær nominell kapasitet, så lastspektrumklassen er vanligvis Q4 og arbeidsklassen er vanligvis A7. For Q4 og A7 gir tabell 3 en bruksklasse på U5. Tabell 2 gir deretter et totalt driftssyklusområde på 2,5 X 10⁵ <CT ≤ 5 X 10⁵.

Sporadisk eller hyppig overbelastning kan redusere det totale antallet driftssykluser betydelig.

Her er et eksempel: En A7 støpekran som brukes til lading av omformere, er i drift kontinuerlig, 24 timer i døgnet og 330 dager i året. De resterende 35 dagene dekker årlig overhaling og inspeksjon av ovnen, rutinemessig vedlikehold og sporadiske reparasjoner.

I henhold til standarden er de to høyest gjeldende klassifiseringene U6, Q3, A7 for hele kranen (T6, L3, M7 for hovedheisemekanismen) og U5, Q4, A7 for hele kranen (T5, L4, M7 for hovedheisemekanismen).

De tilsvarende totale driftssyklusene er 500 000–1 000 000 for U6 og 250 000–500 000 for U5.

Ved seks driftssykluser i timen er den estimerte levetiden 12 år.

Cr = 6 × 24 × 330 × 12 = 570 240 sykluser.

Dette resultatet faller innenfor levetidsområdet for én klassifisering og overgår det for den andre, mens begge klassifiseringene er i samsvar med designstandarden. I praksis opererte mange støpekraner med konverterlading nær A8 i perioder med intensiv stålproduksjon. De angitte kombinasjonene av driftsklasser kunne ikke dekke disse forholdene fullt ut, og strukturelle utmattingsbrudd oppsto fra tid til annen.

En krans designlevetid er nært knyttet til driftsfrekvens, belastning, produksjonsprosess og vedlikehold. Riktig drift og vedlikehold kan forlenge levetiden, mens dårlig praksis forkorter den. Designere bør derfor ta hensyn til faktiske driftsforhold og diskutere dem tydelig med brukerne i designfasen.

Zora Zhao

Ekspert på traverskran/portalkran/jibbkran/krandelerløsninger

Med 10+ års erfaring i kranens oversjøiske eksportindustri, hjalp 10 000+ kunder med deres spørsmål og bekymringer før salg, hvis du har noen relaterte behov, kan du gjerne kontakte meg!

Hva skjer: +86 189 3735 0200

E-post: zorazhao@dgcrane.com