Выбор электромагнита для использования на кранах и перегружателях

При работе с партнерами нашим техническим специалистам часто приходится сталкиваться ситуацией, когда выясняется, что заказанные электромагниты явно не соответствуют характеристикам кранов, на которых их планируется использовать. Это происходит потому, что выбор делается в пользу менее производительных и более дешевых вариантов. Впрочем, такая «экономия» часто  оказывается призрачной.

Приведем в качестве примера конкретную ситуацию. У нашего партнера на участке по приему металлолома, поступающего по железной дороге и в крупногабаритных фурах, установлены мостовые краны грузоподъемностью 16 тонн, которые эксплуатируются в жестком круглосуточном режиме (паспортный режим работы крана А6 по ИСО 4301-1-86). На них изначально были задействованы грузоподъемные электромагниты диаметром 165 см.

Правда, технические специалисты, как впрочем, и рабочие на этом участке были не совсем довольны результатами их работы. Во-первых, потому что для разгрузки приходилось затрачивать большое количество рабочих циклов крана. Во-вторых, вопросы вызывала способность установленных, не самых слабых, кстати, электромагнитов работать с тяжелыми кусками лома у которых невелико пятно контакта.

В ходе совместного аудита технические специалисты DIMET сразу обратили внимание на то, что используемый на этом участке электромагнит имел массу 3,2 т и грузоподъемность на тяжелом скрапе до 1,7 т. Сумма масс электромагнита и груза составляла до 4,9 тонн или 30,6% от грузоподъемности крана, то есть можно сказать что на ⅔ кран работал в холостую. В качестве альтернативы для испытаний из наличия был предложен и предоставлен для длительных испытаний электромагнит DIMET EMG 200-46. При массе 5,2 т он имеет грузоподъемность на аналогичном скрапе до 3 тонн. Его масса с грузом составляет до 8,2 т или 51,3% от грузоподъемности крана.

Посмотреть каталог магнитов

Преимущества тяжелых магнитов

В нашем примере выросла не только реальная грузоподъемность, но и масса самого магнита. Стоит ли расходовать ресурс крана на увеличение массы грузозахватного оборудования, когда можно просто повысить силу тока в обмотке электромагнита, что должно привести к росту магнитной индукции?

Это оправдано только при соответствующем снижении продолжительности включения (ПВ%) электромагнита, либо для специальных условий работы, например, для подводных электромагнитов. В целом же, рост тока при неизменных параметрах катушки электромагнита приводит к нарушению его теплового баланса, что может привести к перегреву катушки и выходу электромагнита из строя.

Реально рабочая стратегия повышения грузоподъемности электромагнита предполагает увеличение его массы за счет дополнительных витков катушки, с соответствующим увеличением металлоемкости магнитопровода. Оптимальное соотношение между грузоподъемностью электромагнита и массой катушки и магнитопровода  достигается моделированием электромагнитных взаимодействий между грузом и электромагнитом в специализированных расчетных программах.

Благодаря им инженеры DIMET так спроектировали электромагниты большой массы, что у линеек EMG HC и Скрап-Т рост грузоподъемности превышает рост собственной массы. Плюс снижается энергопотребление на единицу поднимаемого груза. В нашем примере собственная масса магнита выросла на 62,5%, что позволило увеличить грузоподъемность на тяжелом скрапе на 76,5% при росте номинальной мощности (фактически энергозатрат) всего на 34,4%.

Оптимальный коэффициент использования грузоподъемности

В связи с этим возникает вопрос: до какого процента от грузоподъемности крана нужно увеличивать суммарную массу системы груз плюс грузозахватный механизм? Однозначно ответить на этот вопрос в короткой статье вряд ли возможно. Когда мы рассчитываем грузоподъемность магнитного крана, то должны учитывать и интенсивность его работы, и средневзвешенную нагрузку в одном цикле. Другими словами, если предложенная модель электромагнита подходит для очень интенсивной круглосуточной эксплуатации, то при менее интенсивном использовании рациональным будет выбор более мощной модели электромагнита.

Для точного определения параметров системы кран-электромагнит-груз требуется проведение специальных расчетов. Правда, решить эту задачу в первом приближении всё-таки можно. Опыт показывает, что наиболее оптимальная нагрузка на механизм находится в пределах 50-70% от максимальной. При меньших значениях он оказывается недозагружен. При больших значениях этого коэффициента ускоряется износ оборудования.

Интенсивность имеет значение

В нашем примере, если бы кран грузоподъемностью 16 тонн работал менее интенсивно, то можно было бы рассмотреть и другие варианты серийных скраповых магнитов DIMET в частности EMG 185 HC или EMG 260-180-55 с грузоподъемностью на тяжелом ломе 4,48 и 4,4 тонны соответственно. Коэффициент использования грузоподъемности в первом случае составил бы 76,1%, во втором — 77,5%. Но в условиях круглосуточной эксплуатации именно DIMET EMG 200-46 (масса груза 3 тонны) максимально точно соответствовал заданному диапазону оптимальных нагрузок мостового крана.

Правильность выбора подтвердили результаты испытаний. За счёт роста грузоподъемности наши партнеры смогли существенно повысить скорость разгрузки и, как следствие, пропускную способность этого логистического участка. Кроме того, благодаря более интенсивному магнитному потоку существенно выросла эффективность работы с проблемными для магнитов видами грузов, в частности с тяжелым ломом с небольшим пятном контакта.

В статье мы привели пример подбора электромагнитов DIMET из числа серийно выпускаемых моделей. Это не исключает другой подход. Компания может разработать и произвести оборудование специально оптимизированное под паспортный режим работы крана.

Основные параметры упомянутых в статье магнитов DIMET:

Посмотреть каталог магнитов