Phân tích tuổi thọ mỏi của cần cẩu đúc: Cấp độ làm việc và tuổi thọ sử dụng

Tổng quan về Cần cẩu đúc

Công nghệ luyện kim hiện đại đặt ra những yêu cầu cao hơn đối với tuổi thọ mỏi, tốc độ nâng hạ và di chuyển, cũng như cấp độ hoạt động của cần cẩu đúc. Nó cũng đưa ra những yêu cầu thiết kế mới cho hệ thống truyền động, điều khiển điện, hộp số và các bộ phận khác. Khi cấp độ hoạt động tổng thể của cần cẩu đúc tăng lên, việc ngăn ngừa hư hỏng do mỏi ở các cấu kiện kết cấu chính trở nên thiết yếu để đảm bảo vận hành an toàn và đáng tin cậy.

Cần cẩu đúc dùng để xử lý kim loại nóng chảy hoặc xỉ trong sản xuất kim loại đen và kim loại màu. Các ứng dụng điển hình bao gồm nạp sắt nóng chảy vào lò chuyển đổi, chuyển gáo chứa đến tháp đúc liên tục và di chuyển gáo chứa đến lò tinh luyện. Do các hoạt động này đòi hỏi khắt khe, cần cẩu đúc thường có cấp độ chịu tải tổng thể là A6–A8.

Tính toán tuổi thọ mỏi và tuổi thọ sử dụng của cần cẩu đúc

Việc vận hành cần cẩu đúc đáng tin cậy phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm thiết kế, chất lượng sản xuất, độ chính xác lắp đặt, điều kiện vận hành, quy trình làm việc và bảo trì.

Theo Quy chuẩn thiết kế cần cẩu Trung Quốc GB/T 3811-2008, cấp độ làm việc của cần cẩu được xác định bởi cấp độ phổ tải và cấp độ sử dụng. Cấp độ phổ tải thể hiện mối quan hệ giữa tải trọng nâng và khả năng nâng định mức. Cấp độ sử dụng thể hiện tổng số chu kỳ hoạt động từ khi đưa vào sử dụng đến khi ngừng hoạt động. Bảng 1 trình bày các cấp độ phổ tải và hệ số phổ tải Kp của cần cẩu, trong khi Bảng 2 trình bày các cấp độ sử dụng của cần cẩu.

Các cấp độ vận hành của cần cẩu dao động từ A1 đến A8. Bảng 3 thể hiện mối liên hệ giữa cấp độ vận hành, cấp độ phổ tải và cấp độ sử dụng.

Các bảng này cho thấy tuổi thọ của cần cẩu được biểu thị bằng tổng số chu kỳ hoạt động. Nó phụ thuộc vào cấp độ làm việc và tỷ lệ giữa tải trọng nâng điển hình và khả năng nâng định mức. Cần cẩu đúc thường xử lý tải trọng ở mức hoặc gần mức định mức, vì vậy cấp độ phổ tải của nó thường là Q4 và cấp độ làm việc thường là A7. Đối với Q4 và A7, Bảng 3 đưa ra cấp độ sử dụng là U5. Bảng 2 sau đó đưa ra tổng phạm vi chu kỳ hoạt động là 2,5 x 10.000 chu kỳ.⁵ ＜ CT ≤ 5 X 10⁵.

Việc quá tải không thường xuyên hoặc thường xuyên có thể làm giảm đáng kể tổng số chu kỳ hoạt động.

Ví dụ: Cần cẩu đúc A7 dùng để nạp liệu vào lò chuyển đổi hoạt động liên tục 24 giờ một ngày và 330 ngày một năm. 35 ngày còn lại dành cho việc đại tu và kiểm tra lò hàng năm, bảo trì định kỳ và sửa chữa đột xuất.

Theo tiêu chuẩn này, hai phân loại cao nhất được áp dụng là U6, Q3, A7 cho toàn bộ cần cẩu (T6, L3, M7 cho cơ cấu nâng hạ chính) và U5, Q4, A7 cho toàn bộ cần cẩu (T5, L4, M7 cho cơ cấu nâng hạ chính).

Tổng số chu kỳ hoạt động tương ứng là 500.000–1.000.000 đối với U6 và 250.000–500.000 đối với U5.

Với sáu chu kỳ hoạt động mỗi giờ, tuổi thọ thiết kế ước tính là 12 năm.

Cr = 6 × 24 × 330 × 12 = 570.240 chu kỳ.

Kết quả này nằm trong phạm vi tuổi thọ thiết kế đối với một phân loại và vượt quá phạm vi đó đối với phân loại còn lại, trong khi cả hai phân loại đều tuân thủ tiêu chuẩn thiết kế. Trên thực tế, nhiều cần cẩu đúc nạp liệu lò chuyển đổi hoạt động gần mức A8 trong thời kỳ sản xuất thép cường độ cao. Các tổ hợp cấp tải đã nêu không thể đáp ứng đầy đủ các điều kiện đó, và các hư hỏng do mỏi kết cấu xảy ra thường xuyên.

Tuổi thọ thiết kế của cần cẩu phụ thuộc chặt chẽ vào tần suất vận hành, tải trọng, quy trình sản xuất và bảo trì. Vận hành và bảo trì đúng cách có thể kéo dài tuổi thọ, trong khi các thao tác không đúng sẽ làm giảm tuổi thọ. Do đó, các nhà thiết kế nên xem xét các điều kiện vận hành thực tế và thảo luận rõ ràng với người sử dụng trong giai đoạn thiết kế.

Zora Zhao

Chuyên gia về Cầu trục/Cầu trục/Cẩu trục/Giải pháp phụ tùng cầu trục

Với hơn 10 năm kinh nghiệm trong ngành xuất khẩu cần cẩu ra nước ngoài, đã giúp hơn 10.000 khách hàng giải đáp các thắc mắc và thắc mắc trước khi bán hàng, nếu bạn có bất kỳ nhu cầu nào liên quan, vui lòng liên hệ với tôi!

WhatsApp: +86 189 3735 0200

E-mail: zorazhao@dgcrane.com