CC BY
29
УДК 621.873
Каминский Л.С. , Каминский Ф.Л. , Пятницкий И.А. , Федоров И.Г.
1Кандидат технических наук, заместитель руководителя научно-инженерного центра «Лазерные измерительные системы и технологии» (НИЦ «ЛИСТ»)
Московский государственный университет геодезии и картографии;
2 3
’ ООО «Научно-производственное предприятие «ЭГО» (г.Москва);
4Кандидат технических наук, председатель Совета директоров ООО «Арзамасский электромеханический завод» (г. Арзамас, Нижегородская область)
ОЦЕНКА НАРАБОТКИ ГРУЗОПОДЪЁМНОГО КРАНА С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
Аннотация
В статье рассмотрен алгоритм оценки наработки грузоподъемных кранов с помощью их регистраторов параметров работы. Показано, что число выполненных краном рабочих циклов для электрических кранов не дает точной количественной информации о работе приводов крана для оценки наработки. Предложено оценивать наработку крана и его механизмов числом включений/выключений пускорегулирующей аппаратуры крана c
использованием ограничителя грузоподъёмности ОНК-160Б.
Ключевые слова: кран с электрическим приводом, регистратор параметров работы крана, ограничитель грузоподъёмности.
Keywords: electric crane, recorder of crane’s working parameters, rated capacity limiter.
Наиболее распространенный алгоритм оценки наработки грузоподъемных кранов с помощью современных экспертно-информационных приборов - регистраторов параметров (РП) - основан на сравнении так называемых текущих и нормативных характеристических чи
Зарегистрировав за известный промежуток времени фактическое (текущее) характеристическое число, его сравнивают с нормативным характеристическим числом (для крана Ин и механизмов Ин,мех), рассчитанным по ИСО 4301-1/86, как произведение коэффициента распределения нагрузок (крана Кр или механизмов Кт) для соответствующего режима нагружения [крана (Q1...Q4) или механизмов (L2...L4)] на проектное предельное (максимальное) количество рабочих циклов CT (для крана в целом) или проектное предельное значение общей продолжительности работы механизма tT (в часах) при всех частных уровнях нагрузки (для механизмов), соответствующих классам использования U0.U9 (для крана) и T0.T9 (для механизмов):
Nh = Кр х Ct
n =Ct
z
n =1
^ P ^ Г n
V P max J
3
(1)
N
н,мех
= Кт X tT
=CT f
z и
M;
V M max J
3
i=1
(2)
где: Pn - значения масс отдельных грузов (уровни нагрузок) при типичном применении данного крана в n-ом рабочем цикле;
© Каминский Л.С., Каминский Ф.Л., Пятницкий И.А., Федоров И.Г., 2015 г.
Pmax - масса наибольшего груза (номинальный груз), который разрешается поднимать краном;
Mi - значения частных нагрузок (уровни нагрузок), характерные для применения данного механизма в i-том рабочем цикле;
Mmax - значение наибольшей нагрузки, приложенной к механизму;
ti - средняя продолжительность использования механизма при частных уровнях
нагрузки.
Примечание: В стандарте ИСО 12482:2014(Е) «Cranes - Monitoring for crane design working period» NH и NH,Mex терминологически названы, соответственно, как «проектное предельное значение приведенного числа рабочих циклов (для кранов)» и «проектное предельное значение приведенной общей продолжительности работы механизма (для механизмов)»
Текущее характеристическое число (Nt) для крана - безразмерная величина, являющаяся мерой наработки крана на текущий момент 0 < Nt < Nu, определяемая с учетом всех рабочих циклов Ct, выполненных от начала эксплуатации крана до момента освидетельствования (считывания информации из РП), и значений масс грузов, поднятых в каждом рабочем цикле:
n =Ct
Nt = I
n=1
3
Pn
V P max J
(3)
Текущее значение характеристического числа для механизма (в часах) определяется по формуле:
Nt,мex I ti
s \ 3
Mi Л
V Mmax J
i=1
(4)
где: n - число уровней регистрации нагрузки.
Для соответствующих математических расчетов текущего значения характеристического числа (наработки) весьма важно определиться с понятием «цикла работы» крана. В частности, для мостовых кранов было предложено в РД 399-5 ИТТ «Технические требования к регистраторам параметров и рекомендации по их применению на кранах мостового типа» [3] за «регистрируемый цикл работы крана» принимать совокупность операций, связанных с перемещением груза от момента, когда нагрузка на датчик ограничителя грузоподъемности (датчик весового устройства) превысит величину начального порога настройки, до момента, когда нагрузка станет ниже начального порога настройки. В принципе, это определение может быть распространено на любые грузоподъёмные краны с электрическим приводом (башенные, портальные и пр.).
Порог настройки ограничителя грузоподъемности (ОГП) - нагрузка на грузоподъемном органе (грузозахватном приспособлении) механизма подъема крана, при которой начинается и заканчивается регистрация параметров регистрируемого цикла работы крана. Для кранов общего назначения начальный порог настройки принимается равными 5% паспортной грузоподъемности крана. Для кранов специальных, например, грейферных, у которых полезная грузоподъемность составляет около 50% общей расчетной грузоподъемности крана, нагрузка должна фиксироваться при любом цикле работы крана, в том числе при отсутствии полезной нагрузки на грузозахватном органе (приспособлении). Порог настройки задаётся при изготовлении РП, либо устанавливается при его монтаже на кране.
Приведенное выше понятие рабочего цикла для кранов с электроприводом, основанное на фиксации порогов настройки ОГП, и соответственно - расчёт числа рабочих циклов для оценки наработки кранов и их механизмов, не учитывают таких факторов, как:
- износ механизмов приводов крана (поворота или перемещения по крановому пути, в частности для башенных кранов) при его работе без груза или с малыми нагрузками (так как
до 5 %-ой нагрузки, как было указано выше, рабочие циклы в РП не учитываются), причём, такие технологические операции занимают значительную часть работы кранов, особенно при современном монолитном строительстве (подача мелких закладных деталей);
- число переподъёмов груза в цикле, зависящее от расстояния, на которое происходит перемещение груза, навыков машиниста и стропальщиков, погодных условий и, в частности, ветровой нагрузки, наличия ограничений по координатным защитам и т.п.
- особые условия эксплуатации кранов с электрическим приводом: циклический
повторно-кратковременный режим работы с числом включений/выключений, достигающим 500-600 в час, постоянные перегрузки при разгоне и торможении механизмов, широкий диапазон регулирования скорости (на кранах с частотным приводом).
В связи с вышесказанным было предложено в дополнение к описываемому выше алгоритму вычисления характеристического числа оценивать число рабочих циклов крана и количество частных уровней нагрузок его механизмов числом включений пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) крана, так как ресурс его электрооборудования во многом определяется именно количеством включений/выключений реле пускателей, тормозов, командоконтроллеров и пр.
Для оценки наработки крана, учитывающей циклы работы ПРА, специалисты ООО НПП «ЭГО» и Арзамасского электромеханического завода разработали программу для приборов ОНК-160Б [4], с помощью которой производится подсчет количества циклов работы различных приводов крана. За цикл работы привода принимается его включение с последующим выключением, вне зависимости от структуры цикла.
Получаемые значения наработки крана и его механизмов целесообразно использовать для определения моментов времени проведения регламентных работ (технических обслуживаний ТО, освидетельствований, ППР, экспертных обследований и т.п.), с целью обеспечения безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.
В программе ОНК-160Б изменяемая долговременная область памяти дополнена информацией о количестве циклов включения/выключения приводов крана: общая наработка - это количество циклов ПРА с момента установки ОНК на кран; текущая наработка - это количество циклов ПРА с момента последнего технического обслуживания (или выхода крана из работоспособного состояния). В зависимости от интенсивности работы ПРА (циклов включения/выключения) очевидно, что должно изменяться время между ТО.
В обновляемую долговременную область памяти прибора ОНК-160Б (рис.1) заносится текущая наработка крана с привязкой к реальному времени (аналогично кадру перегрузки крана) без входа в режим настройки прибора. После занесения в долговременную память значение текущей наработки обнуляется.
Установку рекомендуемого количества циклов для проведения ТО делают по минимальному текущему значению наработки. При достижении требуемого числа циклов, устанавливаемых заранее в подменю прибора «Установка рекомендуемого количества циклов», на индикаторах ОНК-160Б в двух основных информационных окнах отображается информация: «ТО вылет» или «ТО азимут» и т.д. При этом, имеется возможность включения звуковой сигнализации.
Рис. 1. Комплект ограничителя грузоподъёмности ОНК-160Б
Рис. 2. Внешний вид прибора «АвтоГРАФ-КРАН»
Совершенствование системы технического обслуживания грузоподъёмных кранов возможно путём удаленного получения сведений с кранов при помощи обновленной программы обработки данных с регистратора параметров ОНК-160Б специально разработанной системой мониторинга [5-6], в частности типа «АвтоГРАФ-КРАН» (Рис.2) производства ООО «ПрофМониторинг» (г.Екатеринбург). Оперативная информация о работе крана хранится на сервере. С помощью специализированных инструментов возможен поиск необходимых данных оперативной информации: например о превышениях допустимой нагрузки, скорости ветра и т.п. для дальнейшего анализа. Получая такие данные с парка кранов, можно планировать работу сервисных служб, а также объективно анализировать работу крана и его механизмов. По мере накопления данных с кранов в дальнейшем необходимо провести статистический анализ этих сведений и совместно с производителями
кранов выработать рекомендации по определению межсервисных интервалов для различных модификаций кранов.
Выводы
1. Число выполненных краном рабочих циклов не дает точной количественной информации о работе приводов крана для оценки наработки.
2. Сказанное в полной мере относится и к планируемым межсервисным интервалам ТО крана по количеству регистрируемых циклов работы.
3. Возможно оценивать наработку крана и его механизмов числом включений/выключений пускорегулирующей аппаратуры.
4. Критерием назначения очередного ТО крана должно служить предотвращение его выхода из работоспособного состояния.
5. Оценку наработки и планирование сроков проведения ТО крана целесообразно назначать, исходя из сведений, полученных системой дистанционного мониторинга парка грузоподъёмных машин.
Литература
1. Каминский Л.С., Пятницкий И.А., Федоров И.Г. О повышении безопасности эксплуатации грузоподъёмных кранов. Оснащение грузоподъёмных кранов регистраторами параметров. -Основные средства, май 2015г., с. 104-108.
2. Зарецкий А.А., Котельников В.С., Галанов С.И., Лукьянов Ю.П., Самойлов С.С., Каминский Л.С., Фёдоров И.Г., Свиридов В.В., Короткий А.А. Назначение и применение регистраторов параметров эксплуатации кранов. - Безопасность труда в промышленности, 2001г., №1, с.28-31.
3. Приборы безопасности грузоподъёмных машин: Сборник документов. Серия 10. Выпуск 66/ Колл. авт. - 2 -е изд., испр. - М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2010г. - 228с.
4. Федоров И.Г., Каминский Л.С., Пятницкий И.А., Алексанкин В.А., Инденбаум А.И., Зарецкий А.А.. Совершенствование приборов и устройств безопасности с регистраторами параметров для башенных кранов. - Подъёмно-транспортное дело, 2005г., №1, с. 16-18.
5. Затравкин М.И., Каминский Л.С., Курбаков А.В., Федоров И.Г., Пятницкий И.А. Снижение аварийности башенных кранов путем внедрения беспроводных систем их дистанционного контроля и мониторинга. - Сборник докладов и сообщений V Уральского Конгресса подъемнотранспортного оборудования, ЗАО "Уральский экспертный центр" - Екатеринбург, 2012г., с.181-184.
6. Патент № 112178 на полезную модель РФ, МПК B66C 23/88. Система дистанционного мониторинга парка грузоподъёмных машин/ Каминский Л.С., Пятницкий И.А., Федоров И.Г. и др. - Заявка № 2011127640/11; Заявл. 06.07.2011г.; Опубл. 10.01.2012г.; Бюл.№ 1.
