Grupa natężenia pracy mechanizmów – jak ją obliczać?

Grupa natężenia pracy mechanizmu - to projektowany bezpieczny okres pracy mechanizmu, liczony liczbą godzin pracy mechanizmu z obciążeniem nominalnym w założonym okresie eksploatacji – określany M1-M8.
Najbardziej znaną normą definiująca grupy natężenia pracy mechanizmów, na której oprzemy nasze rozważania, jest norma PN-ISO 4301-1, która zastąpiła normę PN-91/M-06503.

Dla ustalenia grupy natężania pracy mechanizmów musimy w pierwszej kolejności określić 2 parametry: klasę wykorzystania mechanizmu T (tabela 1) oraz stan obciążenia mechanizmu (tabela 2). Dopiero mając te dane możemy określić grupę natężenia pracy mechanizmu jako całości (tabela 3).

Klasa wykorzystania mechanizmu T jest określona całkowitym czasem użytkowania mechanizmu w godzinach (tabela 1). Całkowity czas wykorzystania to iloczyn: czasu trwania jednego cyklu pracy x ilości cykli pracy na godzinę x ilość godzin pracy na dobę x liczba dni roboczych w roku x przewidywana liczba lat eksploatacji. Ogólnie przyjętą zasadą jest, że mechanizm zużywa się tylko wtedy, gdy jest w ruchu. Całkowity czas użytkowania w godzinach (h) podany w kolumnie tabeli 1 traktowany jest jako wartość umowna służąca do celów projektowania mechanizmów dla których czas użytkowania jest jedynym kryterium trwałościowym jak np. łożyska, koła zębate itp.

Stan obciążenia mechanizmu określa w jakim stopniu mechanizm podlega obciążeniu roboczemu w stosunku do obciążenia nominalnego, które jest największym dopuszczalnym obciążeniem projektowanym (tabela 2). Norma przewiduje 4 różne stany obciążenia, które stanowią umowny szacunek. Jeżeli znamy przewidywane widmo obciążeń możemy stan rozkładu obciążenia mechanizmu określić przy pomocy równania:

K_m=∑[t_i/t_t x (P_i/P_max)^m]

Nominalny współczynnik rozkładu obciążenia ustala się dobierając z tabeli 2 najbliższą, ale wyższą niż wyliczona wartość K_m.

Grupę natężenia pracy mechanizmu określamy wykorzystując uprzednio określoną klasę wykorzystania mechanizmu T i stan obciążenia mechanizmu Km posługując się tabelą nr3. Grupę natężenia pracy mechanizmu określa wg ISO 4301-1 osiem klas M1- M8. Przedstawiony powyżej, zgodny z normą, proces określania grupy natężenia pracy mechanizmu jest procesem żmudnym. Dlatego dla określania grupy natężenia pracy mechanizmu podnoszenia możemy użyć kalkulatora opartego na normie ISO 12482-2014, który bazuje na klasyfikacji określonej w normie PN-ISO 4301-1.

Kalkulator grupy natężenia pracy (GNP) mechanizmu podnoszenia to narzędzie służące do ustalenia GNP mechanizmu podnoszenia dźwignicy w oparciu o konkretne dane jakie posiadamy z projektowanych lub istniejących procesów produkcyjnych, montażowych, transportowych itp. Przy ustalaniu grupy natężenia pracy musimy zwrócić uwagę na masę własną osprzętu zawieszanego na haku jak np. masa trawersy, magnesu, chwytaka itd., które mechanizm podnosi nawet wtedy, gdy nie zawiesimy na nim ładunku. Masa tych elementów zmniejsza udźwig jaki pozostaje do wykorzystania. Algorytm kalkulatora poprowadzi nas krok po kroku przez cały proces obliczania. Symulacje obliczeń możemy przesyłać na swój mail zyskując dane niezbędne do analizy założeń projektowych lub zapytań ofertowych.

Grupy natężenia pracy wg ISO 4301-1

tabela 1 Klasa obciążenia mechanizmu 

tabela 2 Klasa intensywności wykorzystania - przewidywany czas użytkowania 

tabela 3 GNP mechanizmu (oznaczenie M)