Resumen: Con la realización a gran escala de la producción industrial moderna, han surgido plantas de producción industrial de todos los tamaños en todas partes. Las grúas puente para elevación y transporte en la producción industrial se han utilizado ampliamente en empresas industriales y mineras de interior y exterior, industrias siderúrgicas y químicas, transporte ferroviario, puertos y muelles, y facturación logística. Cómo elegir una grúa puente para reducir el costo de las plantas de producción industrial es realmente digno de un debate serio.
Palabras clave: costo de grúa aérea para planta de producción industrial
Con la realización a gran escala de la producción industrial moderna, han surgido plantas de producción industrial de todos los tamaños en todas partes. Las grúas puente para elevación y transporte en la producción industrial se han utilizado ampliamente en empresas industriales y mineras interiores y exteriores, industrias siderúrgicas y químicas, transporte ferroviario, puertos y muelles, y facturación logística.
Las grúas puente son equipos de elevación que se montan horizontalmente sobre talleres, almacenes y patios de materiales para la manipulación de materiales. Debido a que sus dos extremos están ubicados sobre altas columnas de hormigón o soportes metálicos, tiene forma de puente, por lo que se denomina grúa puente. El puente de la grúa puente corre longitudinalmente a lo largo de las vías colocadas en las plataformas elevadas a ambos lados, y puede aprovechar al máximo el espacio debajo del puente para levantar materiales sin verse obstaculizado por el equipo terrestre. Las grúas puente son el tipo de maquinaria de elevación más grande y más utilizado, y sus formas de aplicación se muestran en la figura.
La práctica general de los propietarios para construir fábricas y comprar puentes grúa es la siguiente: después de obtener el proyecto, el propietario primero se comunica con el instituto de diseño de la fábrica y proporciona los requisitos pertinentes al instituto de diseño de la fábrica. Luego, los diseñadores del instituto de diseño de la fábrica son completamente responsables de diseñar los edificios de la fábrica requeridos por el propietario. En el proceso de diseño del instituto de diseño de la fábrica, inevitablemente se necesitan algunos parámetros de puente grúa. En este momento, los diseñadores del instituto de diseño de la fábrica utilizarán los parámetros tradicionales de la grúa puente estándar nacional y básicamente los verificarán de acuerdo con los valores extremos. Cuando el diseño del edificio de la fábrica está básicamente completado o incluso comienza la construcción, el propietario comienza a considerar la compra de puentes grúa.
De hecho, este proceso tiene algunos problemas. El problema radica en los parámetros de la grúa puente basados en los diseñadores del instituto de diseño de fábrica. Debido a que las empresas de grúa puente actuales están desarrollando constantemente grúas puente más razonables y económicas, reemplazando gradualmente la forma de diseño tradicional de grúa puente tosca y torpe, además, los requisitos de uso específicos del propietario no se reflejan en el diseño de la grúa puente. Debido a la existencia de esta serie de factores, el diseño del edificio de la fábrica es conservador y derrochador.
Aquí nos centraremos en los factores que afectan el coste de la construcción de la fábrica mediante el puente grúa.
La presión máxima de las ruedas del puente grúa tendrá un gran impacto en el diseño y el costo de los edificios de la fábrica, y también es un vínculo crucial relacionado con la seguridad.
En la actualidad, el proceso de diseño de los edificios de la fábrica consiste en que los diseñadores del instituto de diseño de la fábrica calculan la presión máxima de las ruedas de la grúa puente de acuerdo con el peso de elevación y el peso muerto de la grúa puente, y los ingenieros que diseñan los edificios de la fábrica generalmente utilizan la presión máxima de las ruedas de la grúa puente como la carga de diseño principal de la viga de la grúa, la columna del edificio de la fábrica y la base. Aunque los ingenieros del instituto de diseño de la fábrica también esperan que la presión de las ruedas aplicada a la vía de la viga de la grúa sea menor, los diseñadores siempre tienden a ser conservadores en el diseño y, a menudo, calculan la presión máxima de las ruedas de la grúa puente de acuerdo con la carga nominal máxima del carro de la grúa puente y la posición más cercana al extremo de la viga principal. En este momento, la presión de las ruedas puede ser muy grande. De hecho, la mayoría de las grúas puente generalmente no funcionan hasta la posición límite cuando levantan la carga nominal máxima. De hecho, una vez que se da la presión de las ruedas, incluso si el costo del edificio de la fábrica es alto, el propietario solo puede cumplir con los requisitos. En el pasado, los diseñadores casi no discutían sobre cómo determinar la presión de las ruedas de las grúas puente y si era razonable, y todos lo daban por sentado. De hecho, hay espacio para el debate sobre esta cuestión. Siempre que se controle razonablemente la presión de las ruedas de las grúas puente, se puede reducir en gran medida el coste de los edificios de la fábrica y se puede seguir garantizando el funcionamiento normal de las grúas puente.
El ejemplo más evidente es el puente grúa utilizado para levantar el estator del generador en una central térmica. Dado que la posición de instalación del estator del generador suele estar situada cerca del eje central del edificio de la fábrica, no es necesario trasladar el carro a la posición extrema, alejada del eje central, y no se puede mover. Si la presión máxima de las ruedas del puente grúa calculada cuando el carro está en la posición extrema es en realidad mucho mayor que la presión real de las ruedas, el edificio de la fábrica diseñado y construido de acuerdo con esta presión de las ruedas provocará un desperdicio innecesario debido a un exceso de resistencia.
Si tomamos como ejemplo los edificios de fábrica con estructura de acero, la mayor parte de la inversión se destina al consumo de acero de los componentes principales, como columnas de acero, vigas de grúa, vigas de techo y cimientos. Cuanto mayor sea la presión de las ruedas de la grúa, mayor será el consumo de acero del edificio de la fábrica y mayor será el coste; por el contrario, cuanto menor sea el consumo de acero, menor será el coste. Según la experiencia pasada, por cada 10% de aumento en la presión máxima de las ruedas del puente grúa, el coste de la viga, la columna y los cimientos de la grúa del edificio de la fábrica aumentará entre un 5% y un 7%. Si la presión real de las ruedas es 100 kN menor que la presión de las ruedas diseñada, el coste del edificio de la fábrica puede incluso ahorrar millones de yuanes.
Por ejemplo, la grúa puente original de 100t×30m en el taller pesado de una fábrica de máquinas herramienta tuvo que ser reemplazada por una de 125t×30m debido a una capacidad de elevación insuficiente. La presión máxima de la rueda que la viga de la grúa del edificio de la fábrica puede soportar es de 480 kN, y la presión máxima de la rueda calculada por el método de cálculo tradicional después de que se reemplazó la grúa puente es de 580 kN, que excede la capacidad de carga máxima de la viga de la grúa original y la columna del edificio de la fábrica. Como no se adoptó el método de reducción de la presión máxima de la rueda de la grúa puente, la viga y la columna de la grúa de este taller tuvieron que ser desmanteladas y reforzadas, y luego reinstaladas, con una pérdida de más de 3 millones de yuanes. Este ejemplo es similar al ejemplo de la planta de energía térmica mencionado anteriormente. Aunque el usuario requiere que la grúa puente pueda levantar una carga de 125t, solo necesita levantar objetos pesados dentro de un cierto rango en el tramo. Si durante el diseño se dispone una pequeña cantidad de equipos grandes que necesitan reparación cerca de la mitad del tramo de la planta, se pueden izar objetos livianos y pequeños cerca del límite del extremo del tramo. De esta manera, no es necesario calcular la presión de la rueda en función de la elevación de 125 t hasta la posición límite.
El ejemplo anterior muestra que la presión máxima real de las ruedas de la grúa puente no es tan grande como se calcula habitualmente. En otras palabras, según los hábitos de diseño de las grúas puente existentes, la presión máxima de las ruedas de la grúa puente se sobrestimará en gran medida, lo que aumentará el costo de la planta y provocará un desperdicio innecesario.
La altura propia del puente grúa H3 y la distancia máxima de elevación del gancho H5 son factores relativamente intuitivos que afectan el costo del edificio de la fábrica. La altura del edificio de la fábrica H1 se determina generalmente de acuerdo con la siguiente fórmula:
H1 = H2 + H3 + H4
H2 = H5 + H6
En la fórmula:
H1——la elevación del cordón inferior de la armadura del techo
H2——la elevación de la parte superior del riel del puente grúa
H3——la altura del propio puente grúa (incluido el carro)
H4——el espacio libre superior entre la grúa puente y el edificio de la fábrica
H5——la distancia máxima de elevación del gancho de la grúa puente
H6——la altura máxima del producto o equipo producido (incluida la altura del cable de elevación)
La norma nacional china GB/T-14405 "Puente grúa general" 4.2.7 estipula claramente que el tamaño del espacio libre entre el puente grúa y el edificio de la fábrica debe cumplir generalmente con el espacio libre superior de no menos de 100 mm, es decir, H4 en la figura es básicamente un valor fijo. Dado que la altura de elevación del gancho está determinada por el producto o equipo más grande producido por la fábrica del propietario, se calcula básicamente de acuerdo con el tamaño real, por lo que H6 en la figura es básicamente fijo. H3 y H5 generalmente están determinados por el proceso de diseño y fabricación del propio puente grúa. Estos dos factores también son los factores determinantes de la altura del edificio de la fábrica.
La disposición de las grúas puente también afectará el costo de la planta. Por ejemplo, si durante el diseño se dispone una pequeña cantidad de equipos grandes que necesitan reparación cerca del centro del tramo de la planta, y se izan objetos livianos y pequeños cerca del final del tramo, entonces se puede reducir la presión máxima real de las ruedas de la grúa puente, lo que reduce los requisitos de resistencia estructural de la planta y reduce el costo.
Los distintos tipos de puentes grúa (como los puentes grúa ordinarios, los puentes grúa especiales para metalurgia, etc.) y las distintas especificaciones de los puentes grúa (como el peso de elevación, la distancia entre ejes, la velocidad de trabajo, etc.) tienen efectos diferentes en el coste de la planta. En términos generales, cuanto mayor sea el peso de elevación y la distancia entre ejes del puente grúa, mayores serán los requisitos para la estructura de la planta y, en consecuencia, aumentará el coste.
Además de los factores propios del puente grúa, el diseño y la calidad de construcción de la planta también afectarán el costo. Un diseño razonable de la planta puede reducir los costos de construcción y mejorar la eficiencia; mientras que un control estricto de la calidad de la construcción puede reducir los costos de mantenimiento y retrabajo.
En los últimos años, las grúas puente ligeras y novedosas extranjeras han entrado gradualmente en el mercado chino. Al mismo tiempo, las empresas nacionales de grúas puente también están desarrollando constantemente grúas puente más razonables y económicas. Estos productos de grúas puente tienen las ventajas de un diseño excelente, una gran altura de elevación del gancho y una baja presión máxima de la rueda. Pueden reducir directamente el consumo de acero de las vigas de acero de los edificios de la fábrica, ahorrando así el costo de la construcción de la fábrica. Recomendamos que los propietarios de edificios de fábrica se pongan en contacto con el instituto de diseño de fábricas y los diseñadores de grúas puente, y reflejen verdaderamente sus necesidades reales y el uso real a los diseñadores. Creo que diseñarán productos que realmente le pertenezcan, lo que le permitirá liderar directamente a sus numerosos competidores en la línea de salida.
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