Дипломная (вкр): Модернизация клещей автоматических для транспортировки одного рулона листовой стали с грузоподъемностью тридцать пять тонн

Модернизация клещей автоматических для транспортировки одного рулона листовой стали с грузоподъемностью тридцать пять тонн

Содержание

Введение

. Анализ литературных источников. цель и задачи ВКР

.1 Грузоподъемные машины и грузозахватные устройства

.2 Цель и задачи ВКР

. Конструкторская часть

.1 Описание конструкции грузозахватного устройства

.2 Описание работы грузозахватного устройства

.3 Расчет и конструирование грузозахватного устройства

.3.1 Расчет силы сжатия

.3.2 Расчет кинематики грузозахватного устройства

.3.3 Расчет оси в сечении А-А

.3.4 Расчет клещевины в сечении А-А

.3.5 Расчет серьги в сечении А-А

.3.6 Расчет оси в сечении Б-Б

.3.7 Расчет оси губки

.3.8 Расчет клещевины

.3.9 Расчет проушины тяг

.3.10 Расчет оси подвески

.3.11 Расчет щеки подвески

. Технологическая часть

.1 Описание назначения и конструкции детали

.2 Анализ технологичности конструкции детали

.3 Выбор способа получения заготовки

.4 Разработка технологического маршрута обработки

.5 Выбор типа производства

.6 Расчет припусков на механическую обработку

.7 Выбор металлорежущего оборудования

.8 Выбор станочных приспособлений

.9 Выбор режущего инструмента

.10 Выбор инструментальных приспособлений

.11 Определение режимов резания (табличный метод)

.12 Техническое нормирование времени операций. Расчет нормы

времени

. Исследование напряженно-деформированного состояния детали траверса

.1 Решение линейных задач теории упругости методом

конечных элементов

.2 Использование трёхмерных моделей для расчёта изделий методами имитационного моделирования

.3 Расчет напряженно - деформированного состояния детали

«Траверса» в среде APM WinMachine

. Организационно-экономическая часть

.1 Оценка затрат на проведение модернизации

.2 Анализ структуры затрат на производство траверсы по

базовой технологии и по проектируемой

.2.1 Расчет материальных затрат

.2.2 Расчет затрат на оплату труда

.2.3 Расчет затрат на амортизационные отчисления

.2.4 Расчет прочих затрат

.2.5 Сравнительный анализ структуры затрат базовой

технологии и проектируемой

.3 Определение эффективности предлагаемой технологии

. Безопасность и экологичность проекта

.1 Анализ безопасности и условий труда при эксплуатации крана

.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий

труда при эксплуатации крана

.3 Расчёт заземления крана

.4 Меры по охране окружающей среды

.5 Меры пожарной безопасности на производстве

Заключение

Список используемых источников

Приложения

Введение

Создание и развитие технологических агрегатов и установок, представляющих собой сложные комплексы, немыслимо без одновременного совершенствования существующего и разработки нового, в большинстве случаев уникального, механического оборудования, повышения его производительности, надежности, долговечности и эффективности, решения вопросов автоматизации технологических процессов и механизации тяжелых и трудоемких работ.

Подъемно-транспортные машины являются наиболее эффективным и доступным средством механизации. Особенно эффективно применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства, когда механизируются и связываются воедино все сложные технологические процессы и исключаются какие-либо разрывы в звеньях, обеспечивающих механизацию данного производства.

Особенно большое значение механический транспорт имеет для металлургических предприятий, таких как ООО «ССМ-Тяжмаш», нуждающихся в своевременной доставке и вывозе огромного количества различных грузов (сырья, топлива, полуфабрикатов, вспомогательных материалов, готовой продукции, отходов).

Транспортировка грузов между цехами осуществляется железнодорожным, автомобильным и конвейерными видами транспорта, внутрицеховая - кранами общего и специального назначения, различного типа конвейерами и другими подъемно-транспортными машинами и устройствами.

Тема данной ВКР актуальна, так как клещи автоматические для транспортировки одного рулона широко применяются в металлургии и быстро изнашиваются. Разрабатываемая в дипломном проекте конструкция отличается от уже существующих технологией изготовления комплектующих, но нет совершенных конструкций приспособлений.

1. Анализ литературных источников. цель и задачи ВКР

.1 Грузоподъемные машины и грузозахватные устройства

Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве, а так же в производстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами.

В комплексной механизации трудоемких работ металлургических цехов важную роль играют грузоподъемные машины и грузозахватные устройства. Эти машины и устройства входят в состав технологического оборудования цеха. При помощи кранов нагружают шихту в мульды и загрузочные лотки, подготавливают железнодорожные составы с изложницами, разливают сталь и многое другое.

При проектировании подъемных транспортных машин и устройств особое внимание обращают на повышение их надежности, а при работе этих машин особенно важно соблюдать все требования техники безопасности.

Подъемно-транспортные машины по своему назначению и конструктивному исполнению весьма разнообразны. По принятой классификации грузоподъемные и транспортные машины, в зависимости от способа действия, разделяют на три основные группы:

1)      грузоподъемные машины периодического действия - различные подъемные механизмы (домкраты, полиспасты, тали, лебедки), краны мостовые и поворотные, общего назначения и специальные;

2)      транспортирующие машины непрерывного действия - конвейеры с тяговым и без тягового органа, перегрузочные устройства, пневматический и гидравлический транспорт, вспомогательные устройства, такие как бункеры, затворы, питатели, дозаторы, лотки, спуски и другие;

)        машины наземного и подвесного транспорта - безрельсовые тележки, узкоколейные вагонетки, маневровые устройства (шпили, поворотные круги), оборудование монорельсового и канатного транспорта.

Грузоподъемные машины обычно работают в поворотно-кратковременном режиме, транспортирующие машины непрерывного действия имеют длительный режим работы.

Грузоподъемные машины характеризуются грузоподъемностью, скоростями движения отдельных механизмов и режимов работы. Грузоподъемность означает массу наибольшего рабочего груза, на подъем которой она рассчитана. Величина грузоподъемности включает в себя массу грузозахватного приспособления, а также всех вспомогательных устройств, подвешиваемых к грузозахватному органу. Грузоподъемность современных грузоподъемных машин колеблется весьма значительно.

Скорость движения различных механизмов выбирается в зависимости от характера работы, выполняемой данной грузоподъемной машиной, от типа машины и режима ее работы. Соответствующими стандартами установлены нормальные ряды скоростей для различных механизмов.

Для грузоподъемных машин характерна работа в повторно-кратковременном режиме, при котором рабочий орган и груз совершают периодические возвратно-поступательные движения. Так, работа механизма подъема состоит из подъема и опускания груза, подъема и опуская порожнего грузозахватного приспособления. Кроме периодов работы механизма, имеются периоды пауз, в течение которых двигатель не включен и механизм не работает. Время пауз используется для загрузки грузозахватного устройства и для подготовки к следующему этапу работы механизма. Кроме того, каждое движение можно разделить на период неустановившегося движения, в течение которого происходит разгон или торможение и период установившегося движения.

Полный цикл работы механизма грузоподъемной машины складывается из времени пуска tп, времени движения с установившейся скоростью tу, времени торможения tт и времени пауз tпауз.

Отношение времени включения двигателя tв=tп+tу ко времени цикла Tц характеризует интенсивность использования механизма. Это отношение называют относительной продолжительностью включения,

ПВ=(tв/Tц)100%, (1.1)

где tв - время включения двигателя, мин;

Tц = время цикла, мин.

Нормами Ростехнадзора установлены следующие режимы работы грузоподъемных машин: легкий - Л, средний - С, тяжелый - Т, весьма тяжелый - ВТ, весьма тяжелый непрерывный - ВТН. К машинам работающим в легком режиме, относят строительные, монтажные и ремонтные краны, краны машинных залов; в среднем режиме - краны механосборочных цехов, включаемые в технологический цикл; в тяжелом режиме - литейные краны, магнитные и грейферные краны шихтовых дворов; мосты - перегружатели, клещевые краны; в весьма тяжелом непрерывном режиме - механизмы подъема и передвижения моста клещевого крана, механизмы поворота кранов, обслуживающие порты и железнодорожные узлы.

Элементами грузоподъемных машин являются грузозахватные устройства. К ним предъявляют следующие основные требования: надежность в работе (безопасность для людей, сохранность груза); минимальные затраты времени на захват и снятие груза; небольшая масса приспособления; малое участие человека в процессах захвата и снятия грузов; простота и невысокая стоимость конструкции. Этим требованиям, а также разнообразием транспортных материалов (штучные, сыпучие, жидкие, металлические, неметаллические, различные по форме и т.д.) объясняется большое число применяемых грузозахватных устройств.

Наиболее употребляемыми грузозахватными устройствами (ГЗУ), применяемыми в сталеплавильных цехах являются крюки, грейферы, электромагниты, клещи.

Крюки бывают кованые и пластинчатые. Крюки подразделяются на однорогие и двурогие. Размеры кованых крюков приведены в таблицах ГОСТ6627-74, 6628-73, пластинчатых - ГОСТ 6619-75. Кованые крюки изготовляют ковкой из стали 20. Они рассчитаны на грузоподъемность 0,25 - 75 тонн. Пластинчатые крюки собирают из отдельных элементов, вырезанных из листовой стали марки Ст.3 или стали 20. Эти крюки легче кованых и не требуют для изготовления мощного прессового оборудования. Кроме того, при разрушении одной пластины ее можно заменить. Однорогие пластинчатые крюки применяют, в основном, для транспортировки разливочных ковшей в сталеплавильных и литейных цехах, а двурогие - в сборочных цехах. Их изготовляют для кранов грузоподъемность от 37,5 до 315 тонн.

Крюки крепят в крюковых блочных обоймах (крюковых подвесках), число блоков в обойме зависит от кратности полиспаста. Крюковые обоймы, в зависимости от способа закрепления крюка, могут быть длинными или короткими.

При длинной обойме крюк крепят в крюковой траверсе, опирая его на вмонтированный в траверсу упорный подшипник качения. При короткой обойме, в качестве траверсы, используют часть оси блоков. Сама траверса может вращаться относительно продольной оси, что позволяет крюку поворачиваться вокруг вертикальной и горизонтальной осей и облегчает манипулирование крюком при захвате груза. Траверсу изготавливают из стали 40, Ст.4 или стали 20 и рассчитывают ее на изгиб как свободно обирающуюся балку пролетом l, нагруженную посередине для предохранения от соскакивания каната блоки закрывают кожухами, изготовленными из листовой стали толщиной не менее 4 мм. Зазор между кожухом и наружным диаметром блока должен быть не менее 0,3 и не более 0,5 диаметра каната. Кожухи выбирают так, чтобы исключить трение каната о кожух при нормальной работе обоймы. В современных кранах блоки крюковых обойм устанавливают на подшипниках качения. В редко используемых кранах или в кранах небольшой грузоподъемности применяют крюковые обоймы с блоками на подшипниках скольжения. В многоблочных обоймах ось блоков сильно нагружена. Для ее разгрузки применяют разгрузочные листы, связывающие ось блоков с осью траверсы.

Грейфером называют раскрывающийся ковш с устройством для механического захватывания и механической разгрузки материала. Грейферы на металлургических заводах применяют в шихтовых дворах, копровых цехах и др. Делят их на одноканатные, представляющие собой сменное оборудование, периодически подвешиваемое к крюку крана, двухканатные с электрическим приводом и специальные, например, многочелюстные грейферы.

Электромагнит, электротехническое устройство, состоящее обычно из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается при прохождении по обмотке электрического тока. Электромагниты используют для транспортировки грузов. Не смотря на конструктивное разнообразие, электромагниты обычно состоят из следующих частей, имеющих одинаковое назначение: катушки с токопроводящей обмоткой, намагничивающегося сердечника (неподвижной части магнитопровода) и якоря (подвижной части магнитопровода).

Наиболее широкая и важная область применения электромагнитов - электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики. В составе различных механизмов электромагниты используются для создания удерживающей силы. Примером таких электромагнитов могут служить электромагниты грузоподъемных машин.

Клещевые захваты с успехом применяют в качестве грузозахватных приспособлений при транспортировании однородных по размеру и массе грузов: слитков, ящиков, бочек, электродов, рулонов.[2]

.2 Цель и задачи ВКР

В настоящее время в ПХЛ ОАО «Северсталь» применяются клещи автоматические для транспортировки одного рулона листовой стали грузоподъемностью двадцать две тонны. Самой ненадежной частью этих клещей является траверса.

К тому же изготовление траверсы по существующей технологии значительно увеличивает рыночную цену клещей автоматических, так как затраты составляют приблизительно 310000 за штуку. В год же ОАО «Северсталь» производит 72 траверсы, что обходится им приблизительно в 22320000 руб.

Поэтому, целью данной ВКР является модернизация клещей автоматических посредством изменения способа изготовления траверсы. Это приведет к повышению ее надежности и уменьшению затрат на ее производство, а следовательно и снижению отпускной цены на сами клещи.

Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

рассчитать силу сжатия необходимую для обеспечения определенной силы трения;

рассчитать нагрузки выдерживаемые клещами;

исследовать напряженно-деформированное состояние детали траверса;

разработать технологию изготовления детали «ось»;

спроектировать участок по производству данной детали;

рассчитать затраты на производство траверсы по проектируемой технологии и сравнить их с затратами производимыми по базовой технологии.

2. Конструкторская часть

Приспособление, разрабатываемое в данном дипломном проекте, представляет собой шарнирно-рычажное фрикционно-зажимное грузоподъемное устройство в соответствии с рисунком 2.1 грузоподъемностью 35 тонн и предназначено для транспортировки одного рулона листовой стали с вертикальной осью в условиях производства холоднокатаного листа (ПХЛ) предприятия ООО “ССМ-Тяжмаш” г. Череповец. В них использован специальный штоковый затвор для фиксирования зажимных органов в четырех положениях: порожнем, при взятии рулона, подъеме - транспортировании рулона, освобождении.

Рисунок 2.1- Грузоподъемное устройство

.1 Описание конструкции грузозахватного устройства

Клещи в соответствии с рисунком 2.2 состоят из шарнирно-соединенных клещевины 12, траверсы 1, серег 11, обоймы 2, рычагов 3, тяг 4, штокового затвора 9. На общем для тяг 4 шарнире 8 расположены подвеска 7 и крюк 5, взаимодействующий при работе грузоподъемного устройства с планкой 10. На клещевине и траверсе закреплены прижимные губки 13.