Обмежена межа витривалості матеріалу в перетині

.

Розглянутий спосіб діагностування може бути застосований для оцінки стану окремої деталі. Для машини в цілому такий метод потребує дуже об’ємних розрахунків, що далеко не завжди може бути виправданим.

У широкій практиці діагностування вантажопідйомних кранів циклічну міцність конструкцій прийнято контролювати з використанням системи класифікації кранів і їх механізмів за режимами роботи. Усі крани і всі кранові механізми поділяють на режимні групи, кожна з яких відповідає певному рівню інтенсивності навантажень, що закладена в конструкцію при проектуванні, тобто допустимій величині навантажень і їх кількості. В експлуатації контроль ведеться способом визначення режимної групи, в якій знаходиться кран чи механізм на даний час. Такий контроль передбачений спеціальними статтями Правил.

До 1985 року на території СРСР здійснювалася класифікація кранів за режимами роботи на основі методики Державного гірничого і технічного нагляду.

Згідно з методикою крани і механізми кранів мали чотири групи режиму роботи: Л – легкий, С – середній, В – важкий і НВ – надважкий. Група розраховувалася тільки для механізмів, режимна група крана була тією ж, що для механізму підйому вантажу.

Режимна група механізму підйому вантажу (аналогічно інших механізмів) визначалася поєднанням низки коефіцієнтів:

К_вт – коефіцієнт використання механізму вантажопідйомності,

К_вт = Q_ср / Q_н,

де Q_ср – середня маса вантажів, що піднімалася механізмом за весь строк служби;

Q_н – номінальна вантажопідйомність крана;

К_р – коефіцієнт використання механізму за рік,

К_р = Д_Р / 365,

де Д_р – кількість робочих днів крана за рік;

К_с – коефіцієнт використання механізму за добу,

К_д =Д_р / 24,

де Д_р – кількість годин роботи механізму за добу;

ТВ% – коефіцієнт відносної тривалості включення,

де t_м – машинний час роботи механізму за контрольний проміжок часу роботи крана;

t_к – тривалість контрольного відрізка.

Нарешті, в методиці використовувались такі показники, як кількість включень механізму за годину і температура навколишнього середовища.

Показники втоми кранових конструкцій пов’язані з показниками режиму роботи механізмів тим, що при проектуванні відповідно до режимної групи механізму вибираються, наприклад, запаси міцності несучих канатів, механічних передач, металевих конструкцій. За режимом роботи механізму призначаються мінімальні діаметри блоків і барабанів, які прямо впливають на довговічність канатів. При розрахунку циклічної міцності елементів конструкцій кранів два показники – спектр навантажень і кількість циклів навантажень – за методикою Державного гірничого і технічного нагляду вибирались, виходячи з режиму роботи механізму і використовуючи для визначення спектра навантажень коефіцієнт використання механізму за навантаженням, а для визначення кількості циклів навантажень формулу

Z = 365LK_рK_д ПВ n,

де L – розрахунковий термін служби деталі, р.;

n – частота зміни знаку навантаження.

Класифікація кранів за режимами роботи на основі методики Державного гірничого і технічного нагляду стосовно її використання для контролю стану кранів в експлуатації за ознакою втоми конструкцій мала низку істотних недоліків.

Коефіцієнти, на основі яких призначалась режимна група крана і механізму, мали вельми наближене значення. Призначення режимної групи крана за режимом роботи підйомного механізму також відносно. Нарешті, принциповим недоліком методики є те, що вона не могла бути використана для безперервного контролю напрацювання крана і окремого його механізму на запроектовану режимну групу. Методика не відображала динаміки зміни показників навантаження і використання крана в часі, а тому динаміки наростання кількості втомних пошкоджень у конструкціях.

Класифікація кранів за режимами роботи на основі стандарту ІСО-4301 вільна від недоліків розглянутої вище методики. Вона відповідає всім основним вимогам проектування кранів на обмежений термін служби і дає можливість безперервно контролювати витрачений режимний ресурс крана, а тому посередньо оцінювати циклічну міцність конструкцій, на всьому періоді його використання. З 1985 року на території Радянського Союзу були введені два стандарти, в яких викладені нові положення про класифікацію кранів і механізмів відповідно до режиму їх роботи за стандартом ІСО-4301: ГОСТ 25546-82 «Крани вантажопідйомні. Режими роботи»; ГОСТ 25835-83 «Крани вантажопідйомні. Класифікація механізмів за режимами роботи».

Розглянемо основні положення методики і спосіб визначення кількісного аспекту втоми конструкцій кранів, вираженого через показники їх режимної класифікації на основі методики ІСО.

5. Оцінка втоми кранових конструкцій на основі класифікації кранів і їх механізмів за режимами роботи

5.8.1. Режимна класифікація кранів за ГОСТ 25546-82 і її аналіз

Стандарт встановлює для крана вісім режимних груп К1...К8. Кожна група визначається розрахунком. У подальшому під символом К розуміємо розрахунковий номер режимної групи. Оскільки величина К буде визначатись розрахунком, то ця величина може набувати різного чисельного значення в межах від 1 до 8, в тому числі і дрібні.

Послідовність розрахунку номера режимної групи наступний (без зміни змісту стандарту з метою аналізу тут наводиться його вільний виклад із застосуванням в окремих випадках іншої, ніж в стандарті, символіки):

1) Вихідні дані для розрахунку.

Для розрахунку режимної групи крана потрібні два показники (ці два показники визначають і циклічну міцність конструкцій):

Q_i – маси вантажів, що піднімає кран за термін його служби;

C_i – кількість підйомів вантажів кожної маси за цей час.

2) Визначення коефіцієнта використання крана C_Т.