Отправной точкой при подборе электрической тали служит масса, которую предстоит поднимать. По этому значению определяют номинальную грузоподъемность механизма — предельно допустимую нагрузку, разрешенную для конкретного оборудования при соблюдении установленных требований.
Однако совпадение номинала еще не означает, что две тали одинаково подходят для одной производственной задачи. Механизм, который несколько раз за смену используют на ремонтном участке, работает совсем в иных условиях, чем оборудование той же грузоподъемности, постоянно задействованное в повторяющихся операциях на производственной линии.
Именно поэтому при подборе рассматривают два самостоятельных параметра. По грузоподъемности проверяют, выдержит ли таль всю подвешенную массу, включая груз, тару, стропы, траверсу или захват. По классу режима определяют, допускает ли конструкция работу с требуемой частотой и интенсивностью.
Что показывает класс режима работы
Предусмотренная для механизма эксплуатационная нагрузка в течение расчетного срока службы описывается его классом режима.
Чтобы определить подходящий класс, оценивают весь рабочий процесс: какие грузы предстоит перемещать, сколько циклов и пусков будет выполняться, на какую высоту потребуется поднимать груз, сколько смен работает оборудование и насколько интенсивно оно используется.
Самый тяжелый груз дает лишь часть необходимой информации. Для оценки режима не менее важно, какая масса приходится на большинство подъемов, как часто запускается привод и какую часть времени таль фактически находится в работе.
Разница хорошо видна даже при одинаковом числе операций. Если выполнить двадцать подъемов на 0,5 м, двигатель проработает меньше времени, а цепь или канат пройдут меньший путь, чем при двадцати подъемах на 6 м. По той же причине несколько разовых операций за смену создают иной режим, чем непрерывно повторяющийся цикл на производственном участке.
Как масса поднимаемых грузов влияет на ресурс тали
Допустимый предел по массе не следует воспринимать как рабочую нагрузку, с которой таль может постоянно эксплуатироваться при любой частоте операций. Номинал отвечает только на вопрос, какой груз механизм разрешено поднимать.
Расчет ресурса строится шире. Производителю важно учитывать не только предельную массу, но и то, какая часть эксплуатации будет проходить под небольшими, средними и высокими нагрузками.
Для этого в FEM 9.511 применяется разделение на четыре спектра нагружения: легкий, средний, тяжелый и весьма тяжелый. Различие между ними определяется тем, как часто и как долго механизм воспринимает определенную долю своей номинальной нагрузки.
Если основная работа приходится на небольшие грузы, а предельная масса поднимается лишь изредка, такой характер эксплуатации относится к легкому спектру.
Средний спектр соответствует режиму, в котором преобладают подъемы малых и средних грузов, а использование полной грузоподъемности происходит время от времени.
Когда механизм регулярно перемещает средние и тяжелые грузы и часто работает на уровне номинальной нагрузки, речь идет о тяжелом спектре.
Для весьма тяжелого спектра характерна иная картина: значительная часть общей наработки приходится на грузы, масса которых находится рядом с номинальным пределом.
Это можно показать на тали грузоподъемностью 1000 кг. Регулярный подъем 800 кг означает, что при каждой такой операции используется 80% ее номинала. Если подобные циклы составляют обычный режим работы, нагрузочный профиль будет соответствовать тяжелому спектру.
При номинале 2000 кг те же 800 кг дают уже лишь 40% от допустимой грузоподъемности. Сам технологический процесс при этом не меняется, однако относительная нагрузка на механизм становится ниже, поэтому и спектр нагружения может быть легче.
Ресурс механизма расходуется по-разному в зависимости от того, какая доля номинальной нагрузки приходится на основную наработку. Чем чаще таль работает возле своего предельного значения, тем меньше расчетная наработка, соответствующая тому же классу режима при более легком спектре.
Отсюда следует, что для повторяющихся операций с тяжелыми грузами одного соответствия по минимально необходимой грузоподъемности может оказаться мало. В зависимости от режима потребуется либо больший номинал, либо более высокий класс, либо подбор оборудования сразу по обоим условиям.
Но переход на более грузоподъемную таль не решает вопрос автоматически. Даже при меньшей относительной нагрузке остаются ограничения по времени работы двигателя, числу запусков и другим параметрам, установленным для конкретной модели.
Сам факт подъема груза, равного номиналу тали, еще не означает перегрузку. Такая эксплуатация предусмотрена при соблюдении требований паспорта, однако частота подобных операций и общая интенсивность работы должны укладываться в расчетные возможности оборудования.
Почему одного запаса грузоподъемности недостаточно
Если увеличить номинал тали, один и тот же груз действительно будет составлять меньшую долю от ее грузоподъемности. Но остальные ограничения механизма от этого сами по себе не изменятся.
Из большего номинала нельзя сделать вывод, что оборудование автоматически относится к более высокому классу режима, допускает больше пусков и реверсов, имеет увеличенный ресурс тормоза или электрической части либо рассчитано на продолжительную работу с малой скоростью.
Кроме того, даже модели близкой грузоподъемности могут различаться по скорости подъема, устройству запасовки и другим рабочим параметрам. Поэтому оценивать запас по массе отдельно от характеристик конкретного исполнения нельзя.
Класс режима и ПВ двигателя — разные характеристики
ПВ, то есть продолжительность включения, показывает, какой тепловой режим электродвигателя допускается в пределах заданного цикла работы.
У класса режима другая задача: он характеризует эксплуатацию механизма как системы. Поэтому соответствие двигателя допустимому ПВ еще не подтверждает, что вся таль подходит под реальный производственный процесс.
Например, общее время включения привода может оставаться в разрешенных пределах, но частое позиционирование груза потребует большого количества коротких запусков.
В IEC 60034-1 режимы электрических машин различаются в том числе по условиям, связанным с пусками. Следовательно, при подборе тали характеристики привода нужно сверять одновременно с режимной группой механизма и теми ограничениями, которые производитель установил для выбранного исполнения.
Как подобрать таль под фактический режим работы
Расчет начинают с полной массы, которую будет воспринимать крюковая подвеска. К собственно грузу добавляют вес тары, стропов, захватов, траверсы и другой оснастки, постоянно участвующей в подъеме. Полученная величина задает минимально необходимую номинальную грузоподъемность.
Следующий вопрос — не какой груз бывает самым тяжелым, а какие массы встречаются в работе чаще всего. Для оценки спектра необходимо знать долю легких, средних и близких к номиналу нагрузок.
После этого определяют фактическую высоту перемещения. Учитывают как типичный подъем, так и максимально возможный, поскольку вместе со скоростью этот параметр влияет на время работы привода и общий путь, который проходит грузовая цепь или канат.
Далее считают, сколько операций предстоит выполнять. Для обычных и наиболее напряженных периодов отдельно оценивают рабочие циклы, пуски, торможения, реверсы и действия, при которых требуется точное позиционирование.
Общая картина эксплуатации также зависит от рабочего календаря. Поэтому учитывают длительность смены, количество смен в сутки, число рабочих дней за год и планируемый период службы оборудования.
Необходимые требования задает и место установки. При подборе проверяют рабочую температуру, запыленность и влажность, возможность воздействия коррозионной среды, параметры электросети, состояние несущей балки, а также необходимость перемещения тали по монорельсу.
Только после этого требования технологического процесса можно сравнивать с возможностями конкретного исполнения. В документации на выбранную таль должны быть однозначно определены модель, используемая классификация режима и допустимые ограничения эксплуатации.
Как использовать эти параметры при выборе оборудования
Когда исходные требования к работе механизма уже известны, можно перейти к каталогу электрических цепных талей OCALIFT и определить подходящее конструктивное исполнение — стационарное или передвижное, односкоростное либо двухскоростное.
Для окончательного подбора недостаточно сообщить поставщику только требуемую грузоподъемность. Ему потребуются полная масса подвеса вместе с оснасткой, распределение рабочих грузов по массе, высота их перемещения, число циклов и запусков, нагрузка в пиковые периоды, график эксплуатации и условия на объекте.
При таком подходе отправной точкой становится реальная производственная задача, а характеристики тали проверяются на соответствие ей по технической документации. Выбор только по номиналу такой проверки не заменяет.
Вывод
У грузоподъемности и класса режима разные функции при подборе тали. Первый параметр ограничивает допустимую массу подвеса, второй показывает, на какую интенсивность и структуру эксплуатации рассчитан механизм.
Поэтому исходных сведений о максимальном весе груза недостаточно. Для выбора также нужны спектр нагружения, частота рабочих циклов и запусков, высота перемещения, ПВ двигателя, режим работы предприятия и условия, в которых будет использоваться оборудование.
Больший номинал способен уменьшить долю нагрузки, которую конкретный груз создает относительно грузоподъемности тали, но не делает проверку режима ненужной. Когда характеристики механизма соответствуют реальному технологическому процессу, его расчетный ресурс используется в предусмотренных изготовителем условиях, обслуживание можно проводить с установленной периодичностью, а несоответствие режима не становится причиной ускоренного износа.