Utmattningslivslängd för gjutkranar: Analys av driftsklass och livslängd

Översikt för gjutkran

Modern smältteknik ställer högre krav på gjutkranens utmattningslivslängd, lyft- och förflyttningshastigheter samt arbetsklass. Den introducerar också nya konstruktionskrav för transmissionssystem, elektriska kontroller, växellådor och andra komponenter. I takt med att gjutkranens totala arbetsklass ökar blir det avgörande för säker och tillförlitlig drift att förhindra utmattningsbrott i de viktigaste konstruktionsdelarna.

En gjutkran hanterar smält metall eller slagg vid produktion av järn- och icke-järnmetaller. Typiska tillämpningar inkluderar fyllning av smält järn i en konverter, överföring av en skänk till ett kontinuerligt gjuttorn och flyttning av en skänk till en raffineringsugn. Eftersom dessa operationer är krävande har gjutkranar i allmänhet en total arbetsklass på A6–A8.

Beräkning av utmattningslivslängd och driftstid för gjutkranar

Tillförlitlig drift av gjutkranar beror på flera faktorer, inklusive design, tillverkningskvalitet, installationsnoggrannhet, driftsförhållanden, arbetsmetoder och underhåll.

Enligt de kinesiska konstruktionsreglerna för kranar GB/T 3811-2008 bestäms en krans arbetsklass av dess lastspektrumklass och användningsklass. Lastspektrumklassen anger förhållandet mellan den lyfta lasten och den nominella lyftkapaciteten. Användningsklassen anger det totala antalet driftscykler från idrifttagning till utrangering. Tabell 1 visar kranens lastspektrumklasser och lastspektrumkoefficienten Kp, medan tabell 2 visar kranens användningsklass.

Kranens arbetsklass varierar från A1 till A8. Tabell 3 visar hur arbetsklassen relaterar till lastspektrumklass och användningsklass.

Dessa tabeller visar att kranens livslängd uttrycks som det totala antalet driftscykler. Det beror på arbetsklassen och förhållandet mellan den typiska lyfta lasten och den nominella lyftkapaciteten. En gjutkran hanterar vanligtvis laster med eller nära nominell kapacitet, så dess lastspektrumklass är vanligtvis Q4 och dess arbetsklass är vanligtvis A7. För Q4 och A7 ger tabell 3 en användningsklass på U5. Tabell 2 ger sedan ett totalt driftscykelintervall på 2,5 X 10⁵ <CT ≤ 5 X 10⁵.

Tillfällig eller frekvent överbelastning kan avsevärt minska det totala antalet driftscykler.

Här är ett exempel: En A7-gjutkran som används för laddning av omvandlare är i drift kontinuerligt, 24 timmar om dygnet och 330 dagar om året. De återstående 35 dagarna täcker årlig översyn och ugnsinspektion, rutinunderhåll och enstaka reparationer.

Enligt standarden är de två högst tillämpliga klassificeringarna U6, Q3, A7 för hela kranen (T6, L3, M7 för huvudlyftmekanismen) och U5, Q4, A7 för hela kranen (T5, L4, M7 för huvudlyftmekanismen).

Motsvarande totala driftscykler är 500 000–1 000 000 för U6 och 250 000–500 000 för U5.

Vid sex driftscykler per timme är den beräknade livslängden 12 år.

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

Detta resultat faller inom det dimensionerande livslängdsintervallet för den ena klassificeringen och överstiger det för den andra, medan båda klassificeringarna uppfyller konstruktionsstandarden. I praktiken arbetade många gjutkranar med konverterladdning nära A8 under perioder med intensiv stålproduktion. De angivna arbetsklasskombinationerna kunde inte helt täcka dessa förhållanden, och strukturella utmattningsbrott inträffade då och då.

En krans konstruktionslivslängd är nära relaterad till driftsfrekvens, belastning, produktionsprocess och underhåll. Korrekt drift och underhåll kan förlänga livslängden, medan dåliga rutiner förkortar den. Konstruktörer bör därför beakta faktiska driftsförhållanden och diskutera dem tydligt med användarna under konstruktionsfasen.

Zora Zhao

Expert på traverskran/portalkran/fockkran/krandelarlösningar

Med 10+ års erfarenhet inom kranens utomeuropeiska exportindustri, hjälpte 10 000+ kunder med deras frågor och funderingar före försäljning, om du har några relaterade behov, var god kontakta mig!

WhatsApp: +86 189 3735 0200

E-post: zorazhao@dgcrane.com