МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Костанайский социально-технический университет
имени академика Зулхарнай Алдамжар
Кафедра
«Организация перевозок и транспорт»
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
на тему:
Совершенствование АТП смешанного типа с разработкой площадки для хранения
устаревшей техники
Выполнил
Даненов Д.М.
Костанай 2009
Содержание
Введение
. Анализ существующей конструкции
. Технические предложения
. Проектный расчет механизмов крана
.1 Расчет механизма подъема груза
.2 Расчет механизма передвижения тележки
.3 Расчет механизма передвижения крана
. Прочностные расчеты механизма
.1 Расчет узла барабана механизма подъема груза
.2 Расчет рамы грузовой тележки козлового крана
.3 Расчет противоугонного захвата козлового крана
. Эксплуатационная часть
. Электрическая часть
. Охрана труда
. Организационно-экономическая часть
Заключение
Список литературы
Введение
Козловые краны - это высокоэффективные средства комплексной механизации подъемно - транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ во многих отраслях современного хозяйства. Козловые краны являют собой разновидность мостовых кранов, но с тем условием, что мост крана установлен на высоких опорах, нижними концами закрепленных на ходовых болтах крана, снабженных ходовыми колесами.
Данное конструктивное решение исключает необходимость в сооружении эстакад, а подкрановые пути можно укладывать на уровне земли.
На железнодорожном транспорте козловые краны широко применяются на перегрузке контейнеров, тяжеловесов, металлов, лесных и строительных материалов. Мост козлового крана перекрывает железнодорожные пути, автомобильный проезд, площадь склада.
Наибольшее применение получим двухконсольные самомонтирующиеся козловые краны с гибкой подвеской грузозахватного органа (крюка). Металлоконструкция такого крана состоит из отдельных частей, приспособленных к быстрой сборке с помощью лебёдок самого крана.
В козловых кранах выполняются три самостоятельные операции: подъем - опускание груза, перемещение груза вдоль моста крана с помощью грузовой тележки и перемещение груза вдоль обслуживаемой площадки за счет движения всего крана. Сочетание этих операций позволяет транспортировать грузы в любую точку площадки прямоугольной формы.
В качестве объекта будущего дипломного проекта выбран двухкосольный козловой кран с гибкой подвеской грузозахватного органа, а именно, крюковой подвески. Целью предлагаемых технических мероприятий являются модернизация качеств.
1. Анализ существующей конструкции
Развитию комплексной механизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ в строительной промышленности во многом способствует широкое применение козловых электрических кранов. Использование козловых кранов улучшается благодаря оснащению их быстрыми съемными грузозахватными устройствами крюком, грейфером, подъемным электромагнитным, автоматическими захватами.
Козловые краны по назначению делят на три группы: общего назначения, строительно-монтажные, специальные. Перегрузочные краны эксплуатируются на открытых складах и погрузочных площадках, обслуживаемых средствами наземного рельсового и безрельсового транспорта. Грузоподъемность их составляет 3,2 - 50 тонн, пролет 10 - 40 метров, высота подъема груза 7 - 16 метров.
Строительно-монтажные козловые краны предназначены преимущественно для монтажа оборудования промышленных предприятий, энергических установок и т.д. Грузоподъемность кранов этой группы составляет 300 - 400 тонн, пролет 60 - 80 метров, высота подъема 20 - 30 метров. Конструкция кранов обеспечивает их быстрое перебазирование с объекта на объект и сборку в различных исполнениях.
Краны специального назначения обслуживают гидротехнические сооружения, обеспечивают сборку судов и т.д., и по конструкции отличаются большим разнообразием.
Монтажные и специальные краны часто изготавливают на базе перегрузочных кранов, которые получили наибольшие распространение ввиду их более простой инструкции и меньшей металлоемкости.
Относительная простота изготовления и обслуживания, низкая стоимость изготовления и эксплуатации также являются достоинством этих кранов. При их использовании отпадает необходимость устройства дорогостоящих подкрановых эстакад или наличия проездов для наземных средств козловые краны общего назначения с гибкой подвеской грузозахватного органа достаточно просты в конструктивном плане, фактические затраты на их эксплуатацию лишь незначительно больше, чем у мостовых тех же параметров.
Темой дипломного проекта выбран козловой кран общего назначения, КД-05, установленный на площадке АТУ (автотранспортное управление) АО «ССГПО».
Технические характеристики козлового крана КД-05:
Завод - изготовитель - №5 Главтоннельметростроя (Перевальский машиностроительный завод)
Грузоподъемность, т 5
Пролет крана, м 16
Вылет консоли, м 4,2
Высота подъема крюка, м 7,4
Скорость подъема груза, м/мин 8
Скорость передвижения тележки (тельфера), м/мин 30
Скорость передвижения крана, м/мин 50
Место управления из кабины
Способ токопроводакабельный
Режим работы крана и механизмов легкий
Основными элементами козлового крана являются: металлоконструкции (мост, опоры, вспомогательные устройства), тележка (грузоподъемная и ходовая) и кабина с аппаратурой управления и электрозащиты.
Кран имеет мост в виде фермы 4-х угольного сечения, который посредственном шести спаренных шарниров на верхнем поясе фермы соединен с опорам. По нижнему поясу проложена двутавровая балка для подвески и передвижения (крана) тележки. Металлоконструкция моста выполнена сваркой из различных профилей проката спокойной мартеновской стали. Мост крана шарнирно соединен с двумя парами опор, которые болтами крепятся к ходовым тележками крана, кран имеет две приводные и две холостые ходовые тележками. Ходовые тележки оборудованы противоугонными захватами.
Несущая ферма козлового крана (мост) воспринимает вертикальную нагрузку от поднимаемого груза и горизонтальную от воздействия ветра и динамических нагрузок. Ферма имеет два пояса. Верхний пояс выполнен из двух прогонов угловой стали 100×100×10 мм, отстоящих друг от друга на 1,5 м. На нижнем поясе крана установлены шарниры фермы, к которым прикреплены споры. С каждой стороны фермы находится по два шарнира для опор. Шарниры выполнены в виде щек с отверстиями для пропуска опорного вала. Щеки имеют ребра жесткости и накладки в местах установки валов. Согласно паспорту крана может иметь исполнение, когда опоры соединены с нижним поясом фермы крана болтами, прошивающими фланцы в местах соединения стоек и их кронштейнов.
Ездовая балка, по которой перемещается тележка, изготовлена из двутавра №24а и крепится на болтах к косынкам, приваренным к подкосам нижнего пояса и стойкам, соединяющими верхний и нижний пояса. По концам балки установлены кронштейны для ограничения кода тельфера, состоящие из угольников и деревянных подушек.
Опоры изготовлены из швеллеров №20а, соединенных между собой косынками, каждая опора состоит из двух стоек, соединенных между собой балансиром (стяжной балкой). Кабина управления закреплена на одной из стоек опоры, имеющую заводскую разметку “А”. К кабине ведет лестница, защищенная предохранительной решеткой. Кран имеет площадку для размещения стационарной кабины.
В качестве механизма груза и перемещения груза вдоль ездовой балки также установлен тельфер типа ТЭ-501, масса которого равна 1250 кг. Тельфер состоит из следующих основных узлов: корпуса с грузовым барабаном, асинхронного электродвигателя подъема груза типа МТКГ-22-6, редуктора, тормоза колодочного или дискового, обоймы с крюком, выключателя подвески, шарнирной подвески, двух асинхронных электродвигателей передвижения типа АОФ-41-4, тележек ведущей и холостой. Электродвигатель подъема крепят к корпусу тельфера с помощью фланцевого соединения.
Редуктор механизма подъема размещен в литом кожухе, имеющем фланцевое соединение с корпусом тельфера.
Корпус тельфера объединяет в единое целое двигатель, редуктор, грузовой барабан, шарнирную подвеску. Дисковый или колодочный тормоз установлен на противоположной (по отношению к двигателю) стороне редуктора и прикреплен к нему болтами. Тормоз помещен в штампованный кожух, в котором имеются отверстия для охлаждения.
К кожуху прикреплена клеммная коробка, к ней подведены провода электропитания. Шарнирная подвеска корпуса тельфера к ходовым тележкам выполнена в виде траверсы двух сферических шарниров. Для присоединения к траверсе на корпусе редуктора имеется прилив с двумя отверстиями под болты. Сферически шарниры на концах траверсы насажены на пальцы, которые установлены в щеках ведущей и холостой тельферных тележек.
Две щеки ведущей тележки тельфера стянуты болтами. С внутренней стороны тележки на приводных валах редуктора расположены четыре ведущих катка. Редукторы и двигатели передвижения тельфера прикреплены с внешней стороны щек на болтах. Холостая тележка установлена на противоположном конце траверсы. Между щек тележки, также стянутых болтами, вмонтированы четыре опорных катка на подшипниках.
Крюковая обойма подвешена на четырех ветвях каната. Две ветви одновременно навиваются на грузовой барабан, и две другие сходят с уравнительного блока, шарнирного укрепленного на корпусе тельфера.
Ходовая тележка крана имеет вертикальный цилиндрический редуктор, передающий крутящий момент непосредственно на вал ходового колеса. Для этого редуктор имеет полый шлицевой вал, а конец вала ходового колеса также имеет шлицевое соединение. В верхней части ведущих и холостых ходовых тележек имеются приварочные плиты, прикрепляемые к стойкам опор.
Данный кран ранее выполнял
погрузочно-разгрузочные работы со штучными грузами. В связи с тем, что на
предприятии находится техника, амортизационный срок которой истек, а
автомобильный парк пополняется новыми машинами, то решено было организовать
открытый склад по хранению устаревшей техники. Поэтому было решено также
провести технические мероприятия, описанные ниже, с целью улучшения качеств.
2. Технические предложения
) Замена исходной подвеской грузовой тележкой с канатной тягой. Такая замена позволит увеличить скорость подъема груза с 8 до 14 м/мин, скорость передвижения тележки с 30 до 40 м/мин. Грузовая тележка перемещается по существующему монорельсу и будет подвешена на нем посредством четырех серег шарнирных и четырех пар ходовых колес, имеющих форму роликоопор аналогично тележке козлового крана ККС-10. Сварной корпус тележки выполняется в форме четырехугольной рамы со стойками, которые несут опорные ролики, служащие для балансировки тележки при перекосах. Колея этих роликов соответствует расстоянию существующего сечения моста крана в центральной части корпуса тележки размещен механизм подъема груза, выполненный в виде лебедки. Лебедка состоит из электродвигателя, редуктора, тормоза, грузового барабана с нарезкой для двух ветвей каната.
Механизм передвижения грузовой тележки выполняется в виде стационарной лебедки, расположенной на мосту крана. На барабан лебедки навиваются два конца тягового каната. Тяговый канат проходит внутри фермы, опираясь на поддерживающие ролики, и огибает направляющие блоки. При вращении барабана, имеющего одностороннюю нарезку, один конец каната сматывается, а другой наматывается на барабан. Грузовая тележка при этом перемещается в нужном направлении. При изменении направления вращения барабана тележка передвигается в противоположную сторону.
) Увеличение рабочих скоростей подъема груза и передвижения тележки будет способствовать уменьшению времени цикла работы крана, и, следовательно, повышению его производительности, при этом новые значения скоростей не вызовут существенных влияний на кран динамических нагрузок.
) Изменить принципиальную схему механизма передвижения крана, заменив вертикальный редуктор на горизонтальный двухступенчатый с открытой зубчатой передачей.
Такая схема в отличие от существующей отличается большей жесткостью, то есть вероятность поломки крепления корпуса редуктора существенно уменьшается; также хорошо компенсирует погрешности в сборке и изготовления, монтажа элементов механизма, удачно зарекомендовала себя в эксплуатации. К некоторым недостаткам данной схемы следует отнести необходимость расчета открытой зубчатой передачи и тщательной ее эксплуатации.
Предлагаемые новые принципиальные схемы крановых
механизмов приведены ниже.
Рисунок 1 - Принципиальная схема механизма подъема
груза: 1 - электродвигатель, 2 - муфта упруго-втулочная пальцевая с тормозным
шкивом, 3 - редуктор, 4 - муфта зубчатая, 5 - барабан, 6 - гибкий подъемный
орган (канат), 7 - крюковая подвеска.
Выбирается схема механизма подъема с учетом того, что барабан находится над поднимаемым грузом, отсюда имеется возможность использовать сдвоенный полиспаст для строго вертикального подъема груза. Поэтому выбирается схема, показанная на рисунке 1.
Данная схема обеспечивает постоянную нагрузку на подшипниковые опоры барабана, а, следовательно, на ходовые колеса тележки. Электродвигатель переменного тока 1 соединен с быстроходным валом горизонтального двухступенчатого редуктора 3 при помощи втулочно-пальцевой муфты 2. Роль тормозного шкива играет полумуфта, установленная со стороны редуктора. Особенностью механизма является: отсутствие открытых зубчатых передач, концы быстроходного и тихоходного валов редуктора выходят в одну сторону, барабан выполнен нарезным с двумя участками нарезки для работы со сдвоенным полиспастом.
Кинематическая схема механизма передвижения
тележки предоставлена ниже
Рисунок 2 - Кинематическая схема механизма
передвижения тележки. 1 - двигатель, 2 - соединительная муфта, 3 - редуктор, 4
- муфта зубчатая; 5 - барабан.
Схема запасовки тягового каната представлена на
рисунке 3
Рисунок 3 - Схема запасовки тягового каната
механизма передвижения: 1 - барабан, 2 - тяговый канат, 3 - блоки направляющие,
4 - тележка грузовая.
Рисунок 4 - Кинематическая схема механизма
передвижения крана. 1 - электродвигатель, 2 - муфта с тормозным шкивом, 3 -
редуктор, 4 - открытая зубчатая передача; 5 - ходовое колесо.
) В настоящее время на козловом кране КК - 5 установлены рельсовые клещевые захваты с ручным приводом на каждую ходовую тележку. Ручные захваты приводятся в действие непосредственно крановщиком или подкрановым рабочим. Конструкция этих захватов достаточно надежна, но для их включения требуются большие затраты времени. Поэтому по рекомендациям предлагается заменить 4 ручных противоугонных захвата на один; полуавтоматического действия с машинным приводом и возможностью приведения его в действие вручную, с помощью приводной рукоятки.
Конструктивная схема приводного захвата показана на рисунке 5.
По конструктивному исполнению захвата является винтовым клиновым принудительного действия. В этом захвате ползун с клиновым направляющими показами для роликов верхней плачей рычагов перемещается с помощью вертикального винта, гайка которого действует на ползун через пружину.
Принцип действия захвата заключается в
следующем. Электродвигатель 1 мощность 1 - 1,5 кВт через червячный редуктор 2
вращает вертикальный винт 4. гайка 5 этого винта заключена в коробке ползуна 6,
перемещающегося по вертикальным направляющим.