TCVN8590-1:2010

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8590-1:2010 (ISO 4301-1:1986) về Cần trục - Phân loại theo chế độ làm việc - Phần 1: Yêu cầu chung TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8590-1:2010 ISO 4301-1:1986 CẦN TRỤC – PHÂN LOẠI THEO CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC – PHẦN 1: YÊU CẦU CHUNG Cranes - Classi f ication – Part 1: General Lời nói đầu TCVN 8590-1:2010 hoàn toàn t ư ơng đ ư ơng với ISO 4301-1:1986. TCVN 8590-1:2010 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 96 Cầ n c ẩ u biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo l ư ờng Chất l ư ợng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Bộ TCVN 8590 (ISO 4301), C ần trục - Phân loại theo chế độ làm việc gồm các phần sau: - TCVN 8590-1:2010 (ISO 4301-1:1986), Phần 1: Yêu cầu chung. - TCVN 8590-2:2010 (ISO 4301-2:2009), Phần 2: C ần trục tự hành. - TCVN 8590-3:2010 (ISO 4301-3:1993), Phần 3: C ần trục tháp. - TCVN 8590-4:2010 (ISO 4301-4:1989), Phần 4: C ần trục tay cần. - TCVN 8590-5:2010 (ISO 4301-5:1991) , Phần 5: C ầ u trục và cổng trục. Lời giới thiệu Cần trục dùng để nâng v à dịch chuyển tải trọng có khối lượng không vượt quá tải trọng nâng danh nghĩa của nó. Tuy nhiên, cần trục có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực với các chức năng và điều kiện sử dụng khác nhau, ngay cả đối với một loại cần trục, ví dụ như cầu trục, hay đối với các loại cần trục khác nhau, ví dụ như cần trục tháp xây dựng và cần trục cảng. Thiết kế cần trục cần phải tính đến điều kiện sử dụng đ ể đạt tới độ an toàn và độ bền lâu thích hợp với yêu cầu của khách hàng. Phân loại cần trục theo chế độ làm việc là hệ thống dùng để cung cấp phương pháp thiết lập cơ s ở lý luận cho thiết kế kết c ấ u v à các cơ c ấ u của cần trục. Đồng thời phân loại cần trục theo chế độ làm việc cũng l à hệ thống cơ s ở xác nhận giữa khách hàng và nhà sản xuất, dựa vào đó công dụng và t í nh năng kỹ thuật của một thiết b ị cụ thể phải tương ứng với điều kiện sử dụng theo yêu cầu. Phân loại cần trục theo chế độ làm việc, như định nghĩa trong tiêu chuẩn này, ch ỉ xét đến điều kiện vận hành mà không phụ thuộc vào loại cần trục và phương pháp điều khiển. Các tiêu chuẩn trong tương lai sẽ định nghĩa phần nào của phân loại áp dụng được cho các loại thiết bị nâng khác nhau (cầu trục, cần trục tự hành, cần trục tháp, palăng điện,...). TCVN 8590 (ISO 4301), C ần trục - Phân loại theo chế độ làm việc, bao gồm các phần: - Phần 1: Yêu cầu chung - Phần 2: Cần trục tự hành - Phần 3: Cần trục tháp - Phần 4: Cần trục tay cần - Phần 5: Cầu trục và cổng trục C Ầ N TRỤC – PHÂN LOẠI THEO CHẾ Đ Ộ LÀM VIỆC – PH Ầ N 1: YÊU C Ầ U CHUNG Cranes - Classi f ication – Part 1: General 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định việc phân loại chung cần trục theo các nhóm chế độ làm việc dựa trên số chu kỳ vận hành trong suốt thời hạn sử dụng của cần trục và hệ số ph ổ tải thể hiện cấp tải danh nghĩa. Tiêu chuẩn này không quy định phương pháp tương tự để tính toán hoặc thử độ bền sẽ áp d ụng được cho tất cả các loại thiết bị nâng nằm trong phạm vi của TCVN/TC 96. 2. Sử dụng việc phân loại Phân loại cần trục theo chế độ làm việc được sử dụng trong thực tế theo hai cách. Các cách sử dụng này có mối liên hệ với nhau song được sử dụng với mục đích riêng. 2.1. Ph â n loại thiết bị Phân loại c ầ n trục theo chế độ làm việc, thứ nhất phải được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà sản xuất về chức năng và điều kiện sử dụng cần trục. V ì vậy, những th ỏ a thuận này tạo nên phân loại cần trục và nó được dùng cho mục đích tham khảo về kỹ thuật trong hợp đồng, không dùng cho mục đích thiết kế. Phương pháp xác định phân loại cần trục này được quy đ ị nh trong Điều 3. 2.2. Phân loại dùng cho thiết kế Mục đ í ch thứ hai của ph â n loại cần trục theo chế độ làm việc là cung cấp cơ sở cho người thiết kế để phân tích và kiểm tra khả năng đạt được tuổi thọ yêu cầu của cần trục trong những điều kiện làm việc cụ thể. Là người có kinh nghiệm trong công nghệ chế tạo cần trục, nhà thiết kế lấy các dữ liệu phổ tải ước lượng, hoặc do khách hàng cung cấp, hoặc được nhà sản xuất xác định trước (như trong trường hợp thiết kế thiết bị hàng loạt), và t ổ ng hợp chúng thành các giả thiết làm cơ s ở để phân tích, kiểm tra có tính đến ảnh hư ở ng của tất cả các nhân t ố khác. Các mẫu phổ tải điển hình được liệt kê từ các dữ liệu thích hợp sẽ được quy định trong các tiêu chuẩn quốc gia tương lai. 3. Nhóm chế độ làm việc của cần trục Phân loại cần trục theo các nh ó m chế độ làm việc phải căn cứ vào hai chỉ tiêu cơ bản là cấp sử dụng và cấp tải. 3.1. Cấp sử dụng Số chu kỳ vận hành trong suốt thời hạn sử dụng của cần trục, theo mong muốn của người sử dụng, là một thông số cơ bản để phân loại cần trục theo chế độ làm việc. Trong một s ố trường hợp cụ thể, ví dụ như dỡ tải trọng bằng gầu ngoạm, số chu kỳ vận hành c ó thể được suy ra từ tổng số giờ làm việc và số chu kỳ vận hành trong một giờ. Trong các trường hợp khác, ví dụ như cần trục tự hành, số lượng chu kỳ vận hành khó xác định hơn vì c ầ n trục được sử dụng với các chức năng khác nhau và cần phải dự đoán giá trị thích hợp dựa trên kinh nghiệm. Tổng số chu kỳ vận hành là tổng tất cả các chu kỳ thao tác trong suốt thời hạn sử dụng xác định của thiết bị nâng. Việc xác định thời hạn sử dụng thích hợp đòi hỏi sự cân nhắc đến các yếu tố về kinh tế, kỹ thuật và môi trường, và nên xem xét đến ảnh hưởng của sự lạc hậu đối với th ế hệ máy được thiết kế. Tổng s ố chu kỳ vận h à nh liên quan đến tần suất sử dụng cần trục; cấp sử dụng của cần trục được chia thành 10 cấp theo Bảng 1 tùy thuộc vào số chu kỳ vận hành có thể có của cần trục nằm trong phạm vi giới hạn n à o. Một chu kỳ vận hành được xác định bắt đầu khi tải đã được chuẩn bị xong để nâng và kết thúc khi cần trục sẵn sàng để nâng tải tiếp theo. Bảng 1 - Cấp sử dụng của cần trục Cấp sử dụng Số chu kỳ vận hành lớn nhất Đặc điểm U0 1,6 x 10 4 Sử dụng thất thường U1 3,2 x 10 4 U2 6,3 x 10 4 U3 1 , 25 x 10 5 U4 2,5 x 10 5 Sử dụng í t, đều đặn U5 5 x 10 5 Sử dụng gián đoạn, đều đặn U6 1 x 10 6 Sử dụng căng, thất thường U7 2 x 10 6 Sử dụng căng U8 4 x 10 6 U9 Trên 4 x 10 6 3.2. Cấp tải Thông số cơ bản thứ hai để phân loại cần trục theo các nhóm chế độ làm việc là cấp t ả i. Bốn giá trị danh nghĩa của hệ số phổ tải (K p ) cho trong Bảng 2 tương ứng với bốn cấp tải danh nghĩa. Khi không cho trước số lượng v à giá trị khối lượng của tải trọng được n â ng trong suốt thời hạn sử dụng của cần trục thì việc chọn cấp tải danh nghĩa th í ch hợp là sự thống nhất giữa nhà sản xuất v à khách hàng. Ngược lại, khi cho trước số lượng và khối lượng cụ thể của tải trọng được nâng trong suốt thời hạn sử dụng của cần trục thì hệ số phổ tải có thể được tính toán như sau. Hệ số phổ tải của cần trục, K p , được xác định theo công thức: K p = (1) Trong đó: C i số chu kỳ vận hành với từng mức tải khác nhau, C i = C 1 , C 2 , C 3 ... C n ; C T tổng chu kỳ vận hành ở tất c ả các mức tải, C T = ∑C i = C 1 + C 2 + C 3 + ... + C n ; P i cường độ tải (mức tải) tương ứng với số chu kỳ C i , P i = P 1 , P 2 , P 3 ... P n P max tải lớn nhất được phép vận hành đối với cần trục (tải danh nghĩa), m = 3. Triển khai công thức (1): K p = (2) Hệ số phổ tải danh nghĩa của cần trục được chọn theo hệ số phổ tải tính được và lấy giá trị danh nghĩa K p lớn hơn gần nhất trong Bảng 2. Bảng 2 - Hệ số phổ t ả i danh nghĩa của cần trục, K p Cấp tải Hệ số phổ tải danh nghĩa, K p Đặc đi ể m Q1 - Nhẹ 0,125 Cần trục ít khi nâng tải tối đa, thường nâng tải nhẹ Q2 - Vừa 0,25 Cần trục nhiều khi nâng tải tối đa, thông thường nâng tải vừa. Q3 - Nặng 0 , 50 Cần trục nâng tải tối đa tương đối nhiều, thông thường nâng tải nặng Q4 - Rất nặng 1,00 Cần trục thường xuyên nâng tải tối đa 3.3. Xác định nhóm chế độ làm việc của cần trục Nhóm chế độ làm việc của cần trục được xác định theo Bảng 3, trên c ơ s ở phối hợp các ch ỉ tiêu về cấp sử dụng v à cấp tải đã xác định theo Bảng 1 và Bảng 2. Việc áp dụng các nhóm chế độ làm việc để thiết kế các loại thiết b ị nâng cụ thể sẽ được quy định trong các tiêu chu ẩ n quốc gia tương lai. Bảng 3 - Nhóm chế độ làm việc của c ầ n trục Cấp tải Hệ số phổ tải danh nghĩa, K p Cấp sử dụng và số chu kỳ vận hành lớn nhất U0 U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 Q1- Nhẹ 0,125 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q2- Vừa 0,25 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q3- Nặng 0,50 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Q4- Rất nặng 1,00 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 4. Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu 4.1. Cấp s ử dụng của cơ cấu Cấp sử dụng của cơ cấu được quy định theo 10 cấp trong Bảng 4, tùy thuộc vào tổng thời gian sử dụng tính bằng giờ. Tổng thời gian sử dụng tối đa có thể suy ra từ thời gian sử dụng trung bình hàng ngày tính b ằ ng giờ, số ngày làm việc trong năm và số năm phục vụ dự tính. Chỉ tính thời gian sử dụng đối với cơ c ấ u khi nó ở trạng thái chuyển động (vận hành). Bảng 4 - C ấp sử dụng của cơ cấu Cấp sử dụng Tổng thời gian s ử dụng, h Đặc điểm T 0 200 Sử dụng thất thường T 1 400 T2 800 T3 1 600 T4 3 200 Sử dụng ít, đều đặn T5 6 300 Sử dụng gián đoạn, đều đặn T6 12 500 Sử dụng căng, thất thường T7 25 000 Sử dụng căng T8 50 000 T9 100 000 Tổng thời gian sử dụng trong cột thứ 2 của Bảng 4 chỉ được coi l à gi á trị lý thuyết quy ước, làm cơ s ở đ ể thiết kế các bộ phận của cơ cấu mà thời gian sử dụng là chỉ tiêu để lựa chọn cho bộ phận đ ó (ví dụ như vòng bi, bánh răng, trục). Trong bất kỳ trường hợp nào, các giá trị này không được coi là đảm bảo cho thời gian sử dụng cơ cấu. 4.2. Cấp tải của cơ cấu Cấp tải của cơ cấu được quy định theo 4 cấp trong Bảng 5 tùy thuộc vào hệ số phổ tải, phản ánh t ì nh hình gia tải cơ c ấ u. Hệ s ố phổ tải cơ c ấ u, K m , được xác định theo công thức: K m = (3) Trong đó: t i thời gian sử dụng trung b ì nh của cơ cấu, t í nh bằng giờ, với từng mức t ả i khác nhau, t i = t 1 , t 2 , t 3 ... t n ; t T tổng thời gian sử dụng cơ c ấ u, t í nh bằng giờ, ở tất cả các mức tải, t T = ∑ t i = t 1 + t 2 + t 3 + ... + t n ; P i cường độ tải (mức tải) tương ứng với thời gian sử dụng t i , P i = P 1 , P 2 , P 3 ... P n ; P max tải lớn nhất được phép vận hành đối với cơ cấu, m = 3. Triển khai công thức (3): K m = (4) Hệ số phổ tải danh nghĩa của cơ c ấ u được chọn theo hệ số phổ tải tính được và lấy giá trị danh nghĩa K m lớn hơn gần nhất trong Bảng 5. Bảng 5 - Hệ số phổ tải danh nghĩa của cơ cấu, K m Cấp tải H ệ s ố phổ tải danh nghĩa, K m Đặc điểm L1- Nhẹ 0,125 Cơ cấu ít khi chịu tải tối đa, thông thường chịu tải nhẹ L2- Vừa 0,25 Cơ cấu nhiều khi chịu tải tối đa, thông thường chịu tải vừa. L3- Nặng 0,50 Cơ cấu chịu tải tối đa tương đối nhiều, thông thường chịu tải nặng L4- Rất nặng 1,00 Cơ cấu thường xuyên nâng tải tối đa 4.3. Xác định nhóm chế độ làm việc của cơ cấu Nhóm chế độ làm việc của cơ c ấ u được xác định theo Bảng 6, tr ê n cơ s ở phối hợp các chỉ tiêu về cấp sử dụng và c ấ p t ả i đã xác định theo Bảng 4 và Bảng 5. Việc áp dụng các nhóm chế độ làm việc để thiết kế các loại cơ c ấ u cụ th ể sẽ được quy định trong các tiêu chu ẩ n quốc gia tương lai. Bảng 6 - Nhóm chế độ làm việc của cơ cấu Cấp tải Hệ số phổ tải danh nghĩa, K m Cấp sử dụng của cơ c ấ u T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 L1- Nhẹ 0,125 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L2- Vừa 0,25 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L3- Nặng 0,5 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L4- R ấ t nặng 1,00 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8