Wszyscy przyzwyczailiśmy się do klasyfikacji mechanizmów opartej na czasie pracy, określanej jako klasyfikacja M. Potrafimy na podstawie wieloletniego doświadczenia określać przy jej pomocy niezbędną trwałość kupowanych urządzeń. Jeżeli nie mamy doświadczenia, to używamy kalkulatorów grupy natężenia pracy, które ułatwiają nam życie. Teraz musimy zmierzyć się z okresem przejściowym, w którym będą funkcjonowały zarówno klasyfikacje M oparte na czasie pracy mechanizmów, jak i klasyfikacje A oparte na cyklach pracy.
Dominująca większość produkowanych wciągników, wciągarek i innych urządzeń podnoszących klasyfikowana jest nadal ilością godzin pracy mechanizmu z obciążeniem znamionowym oznaczając odpowiednio M1, M2 ... M8. Klasyfikacja ta nazywana jest w polskiej nomenklaturze grupą natężenia pracy mechanizmu i oparta jest na normach FEM / ISO.
W ostatnich latach weszła w życie nowa seria norm EN 13001, np. EN 13001-1: 2015,EN 13001-2: 2014, EN 13001-3-1: 2012, w których sposób klasyfikacji został oparty na ilości cykli pracy, oznaczając grupy natężenia pracy odpowiednio A1, A2, … do A11. Niektórzy producenci przyjęli już do stosowania tę nową klasyfikację A.
Na czym polega różnica pomiędzy klasyfikacją M i A
Zamiast podawać żywotność w godzinach pracy i prędkość podnoszenia (klasyfikacja M- norma ISO 4301) w nowej klasyfikacji A (Norma EN14492) podajemy: liczbę cykli podnoszenia U i średnią drogę haka Dh.
Liczba cykli pracy z pełnym obciążeniem, na jakie wciągnik został zaprojektowany i przetestowany, dla określenia klasy A koresponduje z cyklem klasy U (1,6 x 104 – 8,0 x 106).
Średnie przemieszczenie ładunku w cyklu (droga haka góra+dół) pokazane jest przez klasy Dh, które są połączone z drogą haka w zakresie (0,63 m – 320 m) i sklasyfikowane w Tabeli klas Dh, załączonej galerii zdjęć.
Przeanalizujmy 3 przykłady zastosowań dla różnych klasyfikacji.
a/ Normalna droga haka + Średnia liczba cykli - np. suwnica standardowa.
b/ Bardzo krótka droga haka + Bardzo wysoka liczba cykli np. manipulacja na stanowisku.
c/ Ekstremalnie długa droga haka + Bardzo niska liczba cykli np. suwnica na wiatraku.
Klasyfikacja wciągników oparta na cyklu pracy
Przykład podobnych technicznie wciągników, sklasyfikowanych według starych norm ISO/FEM i nowych norm EN opartych na cyklach pracy.
Całkowite przemieszczenie obciążenia jest w tym przypadku podobne, ale liczba cykli może się zasadniczo różnić. Przykłady poniżej:
a/ Wciągnik M5 / 2m - wymiarowanie czasem pracy M
- Żywotność 1.600 godzin.
- Prędkość podnoszenia 4/1 m/min; średnia prędkość w całym okresie użytkowania- 3 m/min).
- Droga podnoszenia w ciągu całego życia: 1.600 godz. x 3 m/min x 60 min/godz. = 288 km.
b/ Wciągnik A5, Dh 2 - wymiarowanie ilością cykli A
- 125 000 cykli.
- Droga haka na cykl 2,4 m (1,20 + 1,20).
- Prędkość podnoszenia: nie ma tu znaczenia.
- Droga podnoszenia w ciągu całego życia: 125 000 cykli x 2,4 m = 300 km.
c/ Wciągnik A4, Dh 3 - wymiarowanie ilością cykli A
- 63 000 cykli.
- Droga haka na cykl 4,8 m (2,4 + 2,4).
- Prędkość podnoszenia: nie ma tu znaczenia.
- Droga podnoszenia w ciągu całego życia: 63 000 cykli x 4,8 m = 302,4 km.
Czy klasyfikacja A jest lepsza niż klasyfikacja M?
- Klasyfikacja wciągników oparta na czasie jest odpowiednia dla „normalnych/standardowych” warunków zastosowania.
- Klasyfikacja M wciągników, oparta na czasie może prowadzić do nieodpowiednich wyników doboru wciągnika dla warunków ekstremalnie skrajnych:
- Klasyfikacja M wciągników, oparta na czasie może prowadzić do awarii zmęczeniowych, nawet jeśli żywotność przekładni w klasie M jest jeszcze wystarczająca, ale wykonano ogromną liczbę cykli pracy.
- Wysoka prędkość podnoszenia w połączeniu z niższą klasą M może prowadzić do długiego czasu eksploatacji, czyli sprzyja przewymiarowaniu.
- Komponenty wciągnika wiązane ze zmęczeniem są wymiarowane w odniesieniu do klasy M (haki, liny, krążki, łańcuchy, zblocza), natomiast brak jest powiązania z liczbą cykli pracy.
Naszym czytelnikom sugerujemy ostrożność w posługiwaniu się nową klasyfikacją A opartą na cyklach U zwłaszcza w okresie przejściowym.
Warto skorzystać z opracowania FEM-N9.521 Guideline - Classification of Cranes and Lifting Equipment, które zawiera porównanie wielu różnych przypadków typowych i skrajnych w zakresie tych dwóch odmiennych klasyfikacji M i A
WNIOSKI wypływające z wytycznych FEM-N9.521 dotyczących transformacji z klasyfikacji M/A i odwrotnie z A/M, które należy mieć na uwadze, są następujące:
- standardowe zastosowania prowadzą do równoważnych klas w obu klasyfikacjach,
- bardzo duże lub bardzo wolne prędkości podnoszenia prowadzą do rozbieżnych klas,
- małe i duże wysokości podnoszenia powodują duże różnice w klasyfikacji,
- konwersja w pętli (tj. konwersja klasy M do klasy A i z klasy A z powrotem do klasy M) niekoniecznie prowadzi do oryginalnej klasy.
Chociaż części i komponenty mechanizmów ulegają zużyciu w wyniku cykli pracy, to metoda klasyfikacji M oparta na czasie pracy jest traktowana przez wielu producentów jako nowocześniejsza i chętniej stosowana, chociażby ze względu na łatwiejszy dobór komponentów wg klasy M (liny, haki, łańcuchy, krążki, zblocza).
W swojej wieloletniej praktyce związanej z eksploatacją suwnic, wciągników, wciągarek, żurawi hakowych i chwytakowych klasyfikowanych w oparciu o klasę M spotykałem się wyłącznie z nadmiarowym doborem mechanizmów. Mimo projektowanych 10 lat eksploatacji pracowały 20 lat i więcej. Można powiedzieć, że jest to rozrzutność na etapie realizacji inwestycji. Wymiarowanie na podstawie ilości projektowanych cykli pracy na pewno pozwoli na ekstremalne obniżenie kosztów inwestycyjnych dokładnie do założonego okresu eksploatacji.
Trendy światowe dotyczące trwałości urządzeń / żywotności urządzeń
Patrząc na optymalizację rozwiązań przeprowadzaną przez główne koncerny światowe, nasuwa się pytanie, czy nie zmierzamy w stronę produkcji urządzeń "jednorazowych", których nie będzie można modernizować, gdyż ich trwałość zostanie wykorzystana zgodnie z założonym okresem eksploatacji np. w 95 % w 10 lat.
Czy sposób wymiarowania oparty na cyklach pracy A1....A8 nie stanowi przypadkiem ostatniego ogniwa w całej układance, której celem jest zabudowa liczników cykli pracy uniemożliwiających użytkowanie urządzenia po zbliżeniu się do określonej granicy?
Wszystko w imię bezpieczeństwa eksploatacji, z korzyścią dla serwisu fabrycznego producenta. Już dziś producenci instalujący software do zdalnej diagnostyki stanu technicznego zmonopolizowali usługi serwisowe na swoich urządzeniach, eliminując z rynku konkurencję.
Czy są to zmiany na lepsze? Jak zawsze historia to udowodni.
