Vida útil à fadiga de guindastes de fundição: análise da classe de serviço e da vida útil.

Frida

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Índice

Visão geral do guindaste de fundição

A tecnologia moderna de fundição impõe exigências mais rigorosas em relação à vida útil, velocidade de içamento e deslocamento e classe de serviço dos guindastes de fundição. Ela também introduz novos requisitos de projeto para sistemas de transmissão, controles elétricos, caixas de engrenagens e outros componentes. À medida que a classe de serviço geral do guindaste de fundição aumenta, a prevenção de falhas por fadiga nos principais elementos estruturais torna-se essencial para uma operação segura e confiável.

Um guindaste de fundição movimenta metal fundido ou escória na produção de metais ferrosos e não ferrosos. As aplicações típicas incluem o carregamento de ferro fundido em um conversor, a transferência de uma panela de fundição para uma torre de lingotamento contínuo e o transporte de uma panela para um forno de refino. Como essas operações são exigentes, os guindastes de fundição geralmente têm uma classe de serviço geral de A6 a A8.

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Cálculo da vida útil e da resistência à fadiga de guindastes de fundição

A operação confiável de guindastes de fundição depende de diversos fatores, incluindo projeto, qualidade de fabricação, precisão de instalação, condições de operação, práticas de trabalho e manutenção.

De acordo com as normas chinesas de projeto de guindastes GB/T 3811-2008, a classe de serviço de um guindaste é determinada por sua classe de espectro de carga e classe de utilização. A classe de espectro de carga indica a relação entre a carga içada e a capacidade nominal de elevação. A classe de utilização indica o número total de ciclos operacionais desde o comissionamento até a desativação. A Tabela 1 mostra as classes de espectro de carga do guindaste e o coeficiente de espectro de carga Kp, enquanto a Tabela 2 mostra as classes de utilização do guindaste.

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As classes de serviço dos guindastes variam de A1 a A8. A Tabela 3 mostra como a classe de serviço se relaciona com a classe de espectro de carga e a classe de utilização.

Estas tabelas mostram que a vida útil do guindaste é expressa como o número total de ciclos operacionais. Ela depende da classe de serviço e da relação entre a carga içada típica e a capacidade de içamento nominal. Um guindaste para fundição geralmente opera com cargas próximas ou iguais à capacidade nominal, portanto, sua classe de espectro de carga é geralmente Q4 e sua classe de serviço é comumente A7. Para Q4 e A7, a Tabela 3 fornece uma classe de utilização U5. A Tabela 2, então, fornece uma faixa total de ciclos operacionais de 2,5 x 10⁶.⁵ < TC ≤ 5 x 10⁵.

Sobrecargas ocasionais ou frequentes podem reduzir significativamente o número total de ciclos de operação.

Eis um exemplo: um guindaste de fundição A7 usado para carregamento de conversores opera continuamente, 24 horas por dia e 330 dias por ano. Os 35 dias restantes são destinados à revisão anual e inspeção do forno, manutenção de rotina e reparos ocasionais.

De acordo com a norma, as duas classificações aplicáveis mais elevadas são U6, Q3, A7 para o guindaste completo (T6, L3, M7 para o mecanismo de içamento principal) e U5, Q4, A7 para o guindaste completo (T5, L4, M7 para o mecanismo de içamento principal).

Os ciclos operacionais totais correspondentes são de 500.000 a 1.000.000 para U6 e de 250.000 a 500.000 para U5.

Com seis ciclos de operação por hora, a vida útil estimada é de 12 anos.

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

Este resultado está dentro da faixa de vida útil projetada para uma classificação e a excede para a outra, embora ambas as classificações estejam em conformidade com a norma de projeto. Na prática, muitas pontes rolantes de carregamento de conversores operavam próximas à classe A8 durante períodos de produção intensiva de aço. As combinações de classes de serviço declaradas não conseguiam abranger totalmente essas condições, e falhas estruturais por fadiga ocorriam ocasionalmente.

A vida útil de um guindaste está intimamente relacionada à frequência de operação, à carga, ao processo de produção e à manutenção. A operação e a manutenção adequadas podem prolongar a vida útil, enquanto práticas inadequadas a reduzem. Portanto, os projetistas devem considerar as condições reais de operação e discuti-las claramente com os usuários durante a fase de projeto.

Zora Zhao

Especialista em soluções de peças de ponte rolante/guindaste de pórtico/guindaste/guindaste

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