Однобалкові та двобалкові мостові крани: в чому різниця?

Конструктивна схема та жорсткість Мостових кранів

Конфігурація балки, опора візка та поздовжня стійкість

Мостові крани з однією балкою мають лише одну головну балку, до якої підвішений візок. Така конструкція економить простір у зоні підвісу, але не дуже добре справляється з важкими вантажами або навантаженнями, що зміщені від центру, особливо коли йдеться про стабільність у бічному напрямку. Подвійні балкові моделі працюють інакше. Вони використовують дві паралельні балки, які підтримують візок, що рухається зверху. Уся конструкція утворює своєрідну жорстку коробку, яка запобігає закручуванню та зменшує бічний рух під час операцій з підйому — щось дуже важливе при виконанні точних підйомів. Для більшості типових застосувань достатньо звичайних прокатних сталевих балок. Але коли доводиться мати справу з великими прольотами понад 30 метрів, складені коробчасті балки, виготовлені шляхом зварювання сталевих листів, забезпечують значно кращу жорсткість. Місце кріплення візка також має велике значення. У подвійних балкових системах візки, що рухаються зверху, утримують рейки правильно вирівняними без відхилення. Конструкції з однією балкою та підвішеними візками схильні до бічного зміщення та потребують регулярних налаштувань, щоб залишатися по центру.

Контроль відхилення та сумісність за класом навантаження (M3–M6)

Вертикальне провисання моста під навантаженням, відоме як деформація, відіграє важливу роль у визначенні безпеки та терміну служби обладнання до його заміни. Більшість кранів з однією балкою мають деформацію близько L/450, що обмежує їх використання переважно легкими режимами роботи, такими як M3 та M4, де щорічна кількість підйомів залишається нижче 5000. Системи з подвійною балкою забезпечують кращий контроль, зазвичай утримуючи деформацію нижче L/800 завдяки таким особливостям, як два окремі шляхи передачі навантаження, потужніші ребра жорсткості стінок і вбудовані резерви. Це робить їх придатними для важких операцій класів M5 та M6 з понад 20 000 підйомів на рік. Візьмемо типовий приклад: подвійна балка вантажопідйомністю 25 тонн і прольотом 40 метрів показує провисання не більше 50 мм навіть при повному навантаженні, відповідаючи всім стандартам ISO 8686-1 для роботи з рухомими вантажами. Випробування на термічну втомлюваність показали, що моделі з подвійною балкою можуть витримувати приблизно на 65% більше робочих циклів порівняно з аналогічними конструкціями з однією балкою, перш ніж проявляться ознаки зносу, саме тому їх надають перевагу в умовах, де потрібні постійні важкі підйоми.

Навантажувальна здатність, прольот і висота гака

Діапазон підйому та обмеження прольоту: однопрогоновий (≤20 т) проти двопрогонового (20 т–200 т+)

Однобалкові крани найкраще працюють при обслуговуванні вантажів до приблизно 20 метричних тонн, а довжина прольоту зазвичай не перевищує 30 метрів. Їх часто використовують у місцях, де виконуються легші операції, наприклад, на невеликих виробничих підприємствах, складах для розподілу та при базових збірних роботах. Навпаки, двобалкові моделі можуть витримувати значно більші навантаження — від 20 тонн і вище 200 тонн, а також подолати більші відстані, оскільки навантаження розподіляється між двома основними конструктивними елементами. Спосіб розподілу навантаження цими кранами дозволяє їм утримувати прогин нижче L/1000 навіть під повним навантаженням, що відповідає суворим вимогам стандарту ISO 16881:2022. Через цю експлуатаційну перевагу багато галузей промисловості, включаючи сталеливарні цехи, суднобудівні верфі та заводи з виробництва великих верстатів, надають перевагу двобалковим варіантам, навіть попри їхню вищу початкову вартість.

Компроміси з вертикального просвіту: вимоги до вільного простору над головою та ефективна висота гака

Саме те, як ми встановлюємо сталеві балки, має велике значення, коли йдеться про обмеження вертикального простору. У разі однобалкових кранів ми зазвичай економимо приблизно 18–30 сантиметрів висоти, оскільки таль розташовується під головною балкою. Це забезпечує кращий досягнення гака в будівлях із невисокими стелями. З іншого боку, двобалкові системи потребують вищих колій, але дозволяють візку вільно переміщатися між балками. Це стає дуже важливим під час роботи з великими габаритними вантажами, такими як деталі турбін або секції збірного будівництва. Звичайно, подвійні конструкції скорочують корисну висоту підйому гака приблизно на 12–18 дюймів порівняно з однобалковими аналогами, проте багато складів вважають додаткову вертикальну підйомність вартою таких витрат у високих приміщеннях. Останнє дослідження Інституту матеріалообробки це підтверджує. Проте перед остаточним рішенням інженери-проектувальники завжди повинні перевірити три фактори: фактичну висоту будівлі, наскільки далеко має переміщуватися гак, і яку форму матимуть вантажі.

Загальна вартість володіння та інтеграція обладнання

Капітальні інвестиції, потреби у конструктивній підтримці та складність установки

Розглядаючи загальну вартість володіння мостовими кранами, багато хто забуває про всі приховані витрати після первинної покупки. Моделі з однією головною балкою зазвичай коштують від 15 000 до 50 000 доларів США. Вони добре підходять для періодичних завдань або легких робіт з підйому. Але ось у чому справа – вони просто не розраховані на важкі операції протягом тривалого часу. Конструктивне проектування обмежує можливості цих кранів у важких промислових умовах. Системи з подвійною балкою коштують від 30 000 до понад 200 000 доларів. Так, вони вимагають більших початкових витрат, але мають довший термін служби й потребують менше ремонтів протягом усього життєвого циклу. Підприємства, що працюють у режимах M5 або M6, знайдуть ці системи значно надійнішими з кожним днем без постійних поломок.

• Конструктивні зміни : Установки з подвійною балкою, як правило, вимагають посилення колон, глибших фундаментів і модернізації несучих балок — це збільшує вартість монтажу на 20–40% порівняно з мінімальним оновленням обладнання для установок з однією балкою.
• Вплив на висоту приміщення : Конструкції з однією балкою зберігають вертикальний простір; системи з подвійною балкою втрачають корисну висоту підвісу, що впливає на гнучкість планування в обмежених приміщеннях.
• Обслуговування та тривалість : Протягом часу крани з подвійною балкою демонструють значно нижчі показники відмов і потреби у ремонті, особливо в умовах інтенсивного використання — це компенсує вищі початкові витрати протягом 3–5 років для застосувань M5/M6.

Електричне інтегрування, вирівнювання шляхів і складність введення в експлуатацію додатково впливають на загальну вартість володіння. Комплексна оцінка — з урахуванням циклу навантаження, очікуваного терміну служби та адаптивності об'єкта — запобігає дорогим переділками та забезпечує оптимальну відповідність між продуктивністю крана та експлуатаційними вимогами.

Специфічна придатність для Мостових кранів

Підбір типу балки залежно від циклу роботи, галузі застосування та експлуатаційних вимог

Вибір оптимальної конфігурації балки залежить від кількох взаємопов'язаних факторів, зокрема інтенсивності режиму роботи згідно зі стандартом ISO 4301, умов навколишнього середовища та навантажень, з якими стикається галузь, а також обмежень на самому об'єкті. Моделі з однією балкою найкраще підходять для завдань класу M3–M4, які зазвичай зустрічаються на складах, при легкому монтажі чи в операціях фасування, де важливою є економія коштів, ефективне використання простору та робота із середніми навантаженнями. Навпаки, системи з подвійною балкою спеціально розроблені для важких умов експлуатації класу M5–M6. Вони забезпечують більшу конструкційну міцність, стійкість до зносу та можливість обробки значно більших вагових навантажень, необхідних у таких галузях, як виробництво сталі, суднобудування та виготовлення літакових компонентів.

Експлуатаційний контекст додатково уточнює вибір:

• Високотемпературних середовищ : Ливарні цехи, що працюють при температурі понад 400 °C, потребують мостових кранів подвійної балки з термостійкими матеріалами та урахуванням теплового розширення.
• Точне позиціонування : Збірка автомобілів і електроніки вигрішно використовує маневреність і меншу інерцію систем з однією балкою — особливо при інтеграції з анти-свайовими або сервокерованими талями.
• Обмеження у просторі : Вузькі цехи або проекти модернізації надають перевагу кранам з однією балкою завдяки мінімальним вимогам до висоти приміщення та навантаження на колони.

Посібник з галузей застосування :

Висота обладнання, готовність до автоматизації (наприклад, інтеграція з ПЛК або програмним забезпеченням керування кранами) та доступність для обслуговування також впливають на придатність. Як зазначено в дослідженні Матеріалопідйомного інституту 2023 року, 68% усунених збоїв у роботі кранів спричинені неправильним вибором балки — це підкреслює, що довгострокова надійність визначається інженерним рішенням, яке відповідає сфері застосування, а не лише вантажопідйомністю чи бюджетом.

Поширені запитання

У чому різниця між однобалковими та двобалковими кранами?

Однобалкові крани мають одну головну балку, придатні для легших вантажів до 20 тонн і економлять простір по висоті, тоді як двобалкові крани мають дві балки, що дозволяє піднімати важчі вантажі понад 200 тонн і забезпечує кращу стабільність та ширший прольот.

Які витрати пов’язані з експлуатацією цих кранів?

Однобалкові крани коштують від 15 000 до 50 000 доларів США і є економічно вигідним рішенням для легких завдань, тоді як двобалкові крани можуть коштувати понад 200 000 доларів США, але забезпечують надійність і нижчі витрати на обслуговування в умовах інтенсивної експлуатації.

Коли слід вибирати двобалкову систему?

Системи з подвійними балками ідеально підходять для об'єктів, що обробляють важкі вантажі, де потрібна підвищена стабільність, мінімальне прогинання та можливість перекриття великих прольотів, особливо в таких галузях, як виробництво сталі та аерокосмічна збірка.

Як висота приміщення впливає на вибір типу крана?

Системи з однією балкою економлять простір по висоті та підходять для приміщень із низькими стелями, тоді як крани з подвійною балкою потребують більше вертикального просвіту, але забезпечують більшу висоту підвісу гака у високих приміщеннях.