淺談起重機(jī)的工作級(jí)別

左一凡+韓喜慶

摘要： 起重機(jī)的工作級(jí)別是衡量起重機(jī)作業(yè)繁重程度的重要指標(biāo)，其劃分依據(jù)取決于起重機(jī)的利用等級(jí)和荷載應(yīng)力。合理地劃分起重機(jī)工作級(jí)別是保證起重機(jī)、結(jié)構(gòu)及其零部件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，同時(shí)也能為機(jī)械使用者提供不同級(jí)別的起重機(jī)的性能參數(shù)，以便于用戶在作業(yè)管理中對(duì)起重機(jī)進(jìn)行科學(xué)地設(shè)計(jì)或操控，以避免設(shè)計(jì)不當(dāng)或人為操作不規(guī)范而縮短機(jī)械壽命。在本文中，將詳細(xì)介紹起重機(jī)工作級(jí)別的分級(jí)依據(jù)，并結(jié)合實(shí)例驗(yàn)算分析起重機(jī)使用是否合理。

Abstract： The work level of crane is an important index to measure the heavy degree of crane operation. The basis of its classification depends on the utilization level and load stress of cranes. Reasonable division of work level is the foundation to ensure crane， the structure and components design， and can also provide different levels of performance parameters for machinery users， who will scientifically design or control the crane in the operation management， so as to avoid shortening the life of machine because of improper design or nonstandard manual operation. In this paper， the classification criteria of crane work level will be introduced in detail， and the rationality of crane usage will be analyzed with examples.

關(guān)鍵詞： 起重機(jī)；工作級(jí)別；設(shè)計(jì)

Key words： crane；work level；design

中圖分類號(hào)：TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）20-0230-02

1 起重機(jī)工作級(jí)別的分級(jí)

在選擇起重機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，為了使機(jī)械適應(yīng)不同的工況和作業(yè)要求，在設(shè)計(jì)和選用起重機(jī)、結(jié)構(gòu)及其零部件時(shí)，需要對(duì)起重機(jī)零部件劃分工作級(jí)別。分級(jí)方法大致為整機(jī)分級(jí)、機(jī)構(gòu)分級(jí)、結(jié)構(gòu)件或機(jī)械零件的分級(jí)。

1 起重機(jī)整機(jī)的工作級(jí)別

1.1 起重機(jī)的使用等級(jí)

起重機(jī)的設(shè)計(jì)預(yù)期壽命，即起重機(jī)從開始使用到報(bào)廢時(shí)完成的總工作循環(huán)數(shù)?！耙粋€(gè)工作循環(huán)”，即從地面起吊一個(gè)物品開始，到開始起吊下一物品時(shí)，包括起重機(jī)、小車中途停歇和正常運(yùn)行在內(nèi)的全過(guò)程。

起重機(jī)的使用等級(jí)是按表1所示，將起重機(jī)可能完成的總工作循環(huán)數(shù)細(xì)分為U0、U1、U2……U9 10個(gè)等級(jí)。

1.2 起重機(jī)的起升載荷狀態(tài)級(jí)別

起重機(jī)的起升載荷狀態(tài)級(jí)別，即該起重機(jī)最初設(shè)定的服務(wù)年限內(nèi)各起升載荷值及其對(duì)應(yīng)的起吊次數(shù)，這在一定程度上取決于起重機(jī)的額定起升載荷值和總的起吊次數(shù)之間的比值。起重機(jī)設(shè)有多種載荷狀態(tài)。在實(shí)際工況下，可對(duì)不同的載荷狀態(tài)劃分工作級(jí)別以便于靈活使用。

一般來(lái)說(shuō)，起重機(jī)的載荷狀態(tài)可劃分為Q1～Q4四個(gè)級(jí)別。表2給出了4個(gè)載荷譜系數(shù)KP，不同的取值代表者不同的載荷狀態(tài)級(jí)別。

1.3 起重機(jī)整機(jī)的工作級(jí)別

起重機(jī)的工作級(jí)別按等壽命原則劃分，即起重機(jī)在不同載荷級(jí)別和不同使用等級(jí)下具有相同的壽命，則劃歸為一組（Ai），使得在工作級(jí)別表中形成“對(duì)角線”排列原則。根據(jù)起重機(jī)的10個(gè)使用等級(jí)和4個(gè)載荷狀態(tài)級(jí)別。如表3所示，起重機(jī)整機(jī)的工作級(jí)別可劃分為8個(gè)級(jí)別。

2 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別

機(jī)構(gòu)工作級(jí)別是將每個(gè)機(jī)構(gòu)視為一個(gè)整體，從整體上綜合評(píng)定其載荷標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)轉(zhuǎn)頻繁狀況。各個(gè)機(jī)構(gòu)的受載條件和運(yùn)轉(zhuǎn)情況都不相同，對(duì)單個(gè)機(jī)構(gòu)的評(píng)定結(jié)果并不能反映出所有零部件的工作級(jí)別。基于10個(gè)使用等級(jí)以及4類載荷狀態(tài)，可將單一的機(jī)構(gòu)劃分為8個(gè)級(jí)別，其受載狀態(tài)和運(yùn)轉(zhuǎn)頻繁情況詳見表見表4。

以壽命等級(jí)為基準(zhǔn)對(duì)機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別進(jìn)行劃分，在不同的受載狀態(tài)和作用次數(shù)下壽命相同的機(jī)構(gòu)可劃分在同一組（Ei），使其以對(duì)角線的形式有序地排列在工作級(jí)別表中。根據(jù)機(jī)構(gòu)的使用等級(jí)和應(yīng)力級(jí)別，可按表5將其劃分為8個(gè)級(jí)別。

起重機(jī)工作級(jí)別的劃分是以金屬結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計(jì)理論為依據(jù)。對(duì)于同一工作級(jí)別，同一載荷狀態(tài)級(jí)別的起重機(jī)，可認(rèn)為其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)預(yù)期壽命是相同的。

2 實(shí)例分析

例如某起重廠生產(chǎn)一臺(tái)MG10-35A6的通用門式起重機(jī)，起升速度Vq=14.2m/min，其起升機(jī)構(gòu)所選電機(jī)型為S3：25%，額定功率：26kW。

PN===25.7kW，PN—電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)起升功率（kW），PQ—起升重量（N）。

所選電機(jī)功率26>25.7看似合理，但根據(jù)起重機(jī)工作級(jí)別的劃分，此臺(tái)起升機(jī)構(gòu)工作級(jí)別應(yīng)為M6，按表6應(yīng)選接電持續(xù)率為S3：40%，接電持續(xù)率與對(duì)應(yīng)的輸出功率可按下式換算：= =P=20.6kW<25.7kW

式中JCN —額定接電持續(xù)率；JC—實(shí)際接電持續(xù)率；P—接電持續(xù)率為JC時(shí)的輸出功率（kW）；PN—額定接電持續(xù)率為JCN時(shí)的輸出功率（kW）。

經(jīng)過(guò)換算后，電機(jī)的功率在接電持續(xù)率為S3：40%下小于起升機(jī)構(gòu)所需功率。此電機(jī)選用不合理，即起升機(jī)構(gòu)選用不合理。

3 小結(jié)

起重機(jī)的工作級(jí)別與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別、結(jié)構(gòu)件的工作級(jí)別，起重機(jī)靜態(tài)剛性，鋼絲繩的安全系數(shù)，卷筒、滑輪的卷繞直徑與鋼絲繩的工程直徑比，起升機(jī)構(gòu)減速器的設(shè)計(jì)預(yù)期壽命，結(jié)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度等有著非常密切的聯(lián)系，只有合理的劃定起重機(jī)工作級(jí)別，才能在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出符合使用要求，有合適的生產(chǎn)率，有足夠的安全度和適當(dāng)?shù)念A(yù)期壽命并且節(jié)能的起重機(jī)，才能為起重機(jī)安全檢查、事故分析計(jì)算和報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)確定的依據(jù)。

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