要約: 現代の工業生産の大規模化に伴い、あらゆる規模の工業生産工場が至る所に出現しました。工業生産における吊り上げ輸送用の橋形クレーンは、屋内外の工業および鉱業企業、鉄鋼および化学産業、鉄道輸送、港湾およびドック、物流回転などで広く使用されています。工業生産工場のコストを削減するために橋形クレーンを選択する方法は、実際に真剣に検討する価値があります。
キーワード: 工業生産プラント天井クレーンコスト
現代の工業生産の大規模化に伴い、あらゆる規模の工業生産工場が至る所に出現しました。工業生産における吊り上げ輸送用の橋形クレーンは、屋内外の工業・鉱業企業、鉄鋼・化学工業、鉄道輸送、港湾・ドック、物流回転などで広く使用されています。
橋形クレーンは、作業場、倉庫、資材置き場などの上方に水平に設置して資材を運搬する吊り上げ設備です。両端が高いコンクリート柱や金属ブラケットに設置されており、橋のような形をしているため、橋形クレーンと呼ばれています。橋形クレーンの橋は、両側の高架プラットフォームに敷設された軌道に沿って縦走しており、地上設備に邪魔されることなく橋の下の空間を最大限に活用して資材を吊り上げることができます。橋形クレーンは、最も広く使用されている最大のタイプの吊り上げ機械であり、その適用形態は図に示されています。
オーナーが工場を建設し、橋形クレーンを購入する一般的な方法は次のとおりです。プロジェクトを獲得した後、オーナーはまず工場設計機関と連絡を取り、工場設計機関に関連要件を提供します。その後、工場設計機関の設計者は、オーナーが要求する工場建物の設計に全面的に責任を負います。工場設計機関の設計プロセスでは、いくつかの橋形クレーンのパラメータが必然的に必要になります。このとき、工場設計機関の設計者は、従来の国家標準の橋形クレーンパラメータを使用し、基本的に極値に従って検証します。工場建物の設計が基本的に完了するか、建設が開始されると、オーナーは橋形クレーンの購入を検討し始めます。
実は、このプロセスにはいくつかの問題があります。問題は、工場設計研究所の設計者に基づく橋形クレーンのパラメータにあります。現在の橋形クレーン会社は、より合理的でより経済的な橋形クレーンを絶えず開発しており、伝統的な粗雑で不器用な橋形クレーンの設計形式を徐々に置き換えているため、所有者の具体的な使用要件が橋形クレーンの設計に反映されていません。これらの一連の要因の存在により、工場建物の設計は保守的で無駄が多くなっています。
ここでは、橋形クレーンによる工場建設のコストに影響を与える要因に焦点を当てます。
橋形クレーンの最大車輪圧力は、工場建物の設計やコストに大きな影響を与えるだけでなく、安全性にも関わる重要な要素です。
現在、工場建築の設計プロセスでは、工場設計研究所の設計者が橋形クレーンの吊り上げ重量と自重に基づいて橋形クレーンの最大輪圧を計算し、工場建築を設計するエンジニアは一般に橋形クレーンの最大輪圧をクレーン梁、工場建築の柱、基礎の主な設計荷重として使用しています。工場設計研究所のエンジニアもクレーン梁の軌道にかかる輪圧が小さいことを望んでいますが、設計者は設計において常に保守的になる傾向があり、橋形クレーン台車の最大定格荷重と主梁の端部に最も近い位置に基づいて橋形クレーンの最大輪圧を計算することがよくあります。このとき、輪圧は非常に大きくなる可能性があります。実際、ほとんどの橋形クレーンは、最大定格荷重を吊り上げるときに、一般に限界位置まで走行しません。確かに、輪圧が与えられると、工場建築のコストが高くても、所有者は要件を満たすことしかできません。これまで、橋形クレーンの車輪圧力をどのように決定するか、またそれが合理的であるかどうかについては、設計者の間でほとんど議論がなく、皆それを当然のこととして受け止めていました。実は、この問題については議論の余地があります。橋形クレーンの車輪圧力が合理的に制御されていれば、工場建築のコストは大幅に削減され、橋形クレーンの正常な動作も保証されます。
最も顕著な例は、火力発電所の発電機固定子を吊り上げるために使用される橋形クレーンです。発電機固定子の設置位置は工場建物の中心軸付近にあることが多いため、台車を中心軸から遠く離れた極限位置まで移送する必要がなく、移動できません。台車が極限位置にあるときに計算される橋形クレーンの最大車輪圧力が、実際の車輪圧力よりもはるかに高い場合、この車輪圧力に基づいて設計および構築された工場建物は、過剰な余剰強度による不要な無駄を引き起こします。
鉄骨構造の工場ビルを例にとると、投資の大部分は、鉄柱、クレーン梁、屋根梁、基礎などの主要部品の鉄鋼消費量です。クレーンの車輪圧力が大きいほど、工場ビルの鉄鋼消費量が多くなり、コストが高くなります。逆に、鉄鋼消費量が少ないほど、コストは低くなります。過去の経験によると、橋形クレーンの最大車輪圧力が10％増加するごとに、工場ビルのクレーン梁、柱、基礎のコストは5％から7％増加します。実際の車輪圧力が設計車輪圧力より100kN低い場合、工場ビルのコストは数百万元も節約できます。
例えば、ある工作機械工場の重機工場の元々の 100t×30m 橋形クレーンは、吊り上げ能力が不足したため、125t×30m に交換する必要がありました。工場棟のクレーン梁が耐えられる最大輪圧は 480kN で、橋形クレーンの交換後に従来の計算方法で算出した最大輪圧は 580kN で、元々のクレーン梁と工場棟の柱の最大支持能力を超えています。橋形クレーンの最大輪圧を下げる方法を採用しなかったため、この工場のクレーン梁と柱は解体して補強し、再度設置する必要があり、300 万元以上の損失が発生しました。この例は、前述の火力発電所の例と似ています。ユーザーは橋形クレーンに 125t の荷重を吊り上げることができることを要求していますが、スパン内の一定の範囲内の重量物を吊り上げればよいのです。設計時に、修理が必要な大型機器を少数、プラントのスパンの中間付近に配置すると、軽量小物品はスパン端限界付近で吊り上げることができます。このように、125tを限界位置まで吊り上げることを基準に輪圧を計算する必要はありません。
上記の例は、橋形クレーンの実際の最大車輪圧力が、通常計算されるほど大きくないことを示しています。つまり、既存の橋形クレーンの設計習慣によると、橋形クレーンの最大車輪圧力は大幅に過大評価され、プラントのコストが増加し、不必要な無駄が発生します。
橋形クレーン自体の高さ H3 の大きさとフック上昇の最大距離 H5 は、工場建物のコストに影響を与える比較的直感的な要素です。工場建物の高さ H1 は、通常、次の式に従って決定されます。
H1 = H2 + H3 + H4
H2 = H5 + H6
式では：
H1——屋根トラスの下弦材の高さ
H2——橋形クレーンのレール上部の標高
H3——橋形クレーン本体の高さ（トロリーを含む）
H4——橋形クレーンと工場建物間の上部クリアランス
H5——橋形クレーンのフック上昇最大距離
H6——生産される製品または機器の最大高さ（吊りロープの高さを含む）
中国国家規格GB/T-14405「一般橋形クレーン」4.2.7では、橋形クレーンと工場建物の隙間の大きさは、一般的に100mm以上の上方クリアランスを満たす必要があると明確に規定されています。つまり、図中のH4は基本的に固定値です。フックの揚程は、所有者の工場で生産される最大の製品または設備によって決まるため、基本的には実際のサイズに基づいて計算されるため、図中のH6は基本的に固定されています。H3とH5は、一般的に橋形クレーン自体の設計と製造プロセスによって決まります。この2つの要素は、工場建物の高さの決定要因でもあります。
橋形クレーンの配置もプラントのコストに影響します。例えば、設計時に修理が必要な少数の大型機器をプラントのスパンの中央付近に配置し、軽量で小さな物体をスパンの端付近で吊り上げると、橋形クレーンの実際の最大車輪圧力を下げることができ、プラントの構造強度に対する要件が軽減され、コストを削減できます。
橋形クレーンの種類（普通橋形クレーン、冶金専用橋形クレーンなど）や橋形クレーンの仕様（吊り上げ重量、スパン、作業速度など）によって、プラントのコストに及ぼす影響は異なります。一般的に、吊り上げ重量が大きく、橋形クレーンのスパンが大きいほど、プラント構造に対する要求が高くなり、それに応じてコストが増加します。
橋形クレーン自体の要素に加えて、プラントの設計と施工品質もコストに影響します。合理的なプラント設計は施工コストを削減し、効率を向上させることができます。また、厳格な施工品質管理は手直しやメンテナンスのコストを削減することができます。
近年、海外の軽量で斬新な橋形クレーンが徐々に中国市場に参入しています。同時に、国内の橋形クレーン会社も、より合理的で経済的な橋形クレーンを絶えず開発しています。これらの橋形クレーン製品は、優れた設計、高いフック揚高、低い最大車輪圧力などの利点があり、工場ビルの鉄骨の鋼材消費量を直接削減し、工場建設のコストを節約できます。工場ビルの所有者は、工場設計研究所や橋形クレーンの設計者に連絡し、実際のニーズと実際の使用状況を設計者に真に反映させることをお勧めします。彼らは本当にあなたのための製品を設計し、多くの競争相手をスタートラインで直接リードしてくれると信じています。
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