Материал: Совершенствование АТП смешанного типа с разработкой площадки для хранения устаревшей техники

,02 · 90742,5 +

1929,746Н < 10889,1 Н

Удерживающие условие захвата

U = n · PB III - Gk · Wmin -

где n - коэффициент запаса, n = 1,2;III - ветровая нагрузка на кран в нерабочем состоянии, Н

Ветровая нагрузка на кран находится по формуле

III = р · А (63)

где р - распределенная ветровая нагрузка, Н/м2;

А - расчетная подветренная площадь, м2

Распределенная ветровая нагрузка

Р = q · r · c · n (64)

где q - динамическое давление ветра на высоте до 10 м, для нерабочего состояния q = 450 Па;- коэффициент, учитывающий влияние высоты расположения конструкции;

с - коэффициент аэродинамического сопротивления;- коэффициент перегрузки, n =1

Считаем, что ветровая нагрузка действует вдоль подкрановых путей. Определяем ветровую нагрузку на опоры моста.

Расчетная подветренная площадь одной опоры.

Аоп = Ноп · Воп,

где Ноп - высота опоры, м; Ноп = 9,25 м

Воп - ширина опоры, м; Воп = 0,65м

Аоп = 9,25 · 0,65 = 6,0125 м2

Опора крана представляет собой пространственную ферму, для которой с = 1,8 ¸ 3,5. Принимаем с = 2,5

Так как высота опоры Ноп = 9,25 м < 10 м, то k = 1

Ветровая нагрузка на одну опору крана

РВ IIIоп = 450 · 1 · 2,5 · 1 · 6,0125 = 6764,0625 Н

Расчетная подветренная площадь моста крана

Ак = Нм · Вм

где Нм - высота сечения моста, м ; Нм = 1,11 м;

Вм - ширина моста или длина в направлении пролета, м;

Вм = 26,5 м

Ак = 1,11 · 26,5 = 29,415 м

Значение коэффициентов r, с, n принимаем аналогично опоре.

Ветровая нагрузка на кран

РВ IIIк = 450 · 1 · 2,5 · 1 · 29,415 = 33092 Н

Суммарная ветровая нагрузка на кран

РВ III = 2 · РВ IIIоп + РВ IIIк = 2 · 6764,0625 + 33092 = 46620,125 Н

Удерживающие условие захвата

U = 1,2 · 46620,125 - 181485 · 0,02 -

Усилие нажатия губок захвата на рельс

 (65)

где I - число захватов, I = 1;

m1 - коэффициент сцепления губок захвата с рельсом

Принимаем материал губок захвата - сталь 45(Нв £ 360), вид поверхности губок - без насечки, тогда m1=0,15

Рабочая площадь губки определяется из условия прочности по напряжением смятия

где [sсм]- допустимое напряжение смятия; для губок из незакаленной стали 45 имеем [sсм]= 80 МПа

В качестве подкранового рельса устанавливаем рельс Р - 43 (ГОСТ7173 - 54) с высотой головки h = 36 мм = 0,036 м. Принимаем высоту hг = h = 0,036 м. Тогда ширина губки клещей захвата

Составляем расчетную схему противоугонного захвата (смотри рисунок 11)

Рисунок 11 - Схема к расчету противоугонного захвата

Усилие винта определяется по формуле

 (66)

где а, в - плечи рычажной системы клещей;

b - угол наклона направляющих 0, град; b = 4 ¸ 80

r - приведенный угол трения с учетом сопротивления роликов клещей, град;

hр - КПД шарниров клещей, hр = 0,95

В соответствии с рекомендациями имеем а / в = 1/3 ¸ 1/4; r »10 (ролики на подшипниках качения) или r »30 (на подшипниках скольжения)

Принимаем, а/в = 1/4, r = 10, b = 40

Момент на оси вента

Мв = Рв ·

где a- угол подъема резьбы винта, a = 4 ¸ 50, принимаем a = 40ср - средний диаметр резьбы винта, м

Принимаем исполнение резьбы винта - трапецеидальная 40 ´6 со среднем диаметром dср = 37 мм = 0,037 м

Мв = 7326,253 · =11,86 Н · м

Мощность приводного двигателя захвата

где Vп - скорость перемещения ползуна, м/с;

hобщ - общий КПД привода захвата.

Общий КПД привода

hобщ = hв · hр

где hв - КПД винтовой передачи

hр - КПД червячного редуктора.

Для трехзаходной резьбы винта hв = 0,5, для редуктора принимаем hр = 0,85

hобщ = 0,5 · 0,85 = 0,425

Скорость перемещения ползуна Vп = 0,05 ¸ 0,15 м/с. Принимаем Vп = 0,06 м/с

С учетом полученного значения выбираем электродвигатель переменного тока АО2 - 21 - 4 с короткозамкнутым ротором, мощность Nдв = 1,1 кВт, частота вращения вала двигателя nдв = 1400 об/мин,

Отношение Мп / Мном = 1,8,диаметр конца вала dдв = 22мм

Частота вращения винта

где hг - шаг резьбы винта, м hг = 6 мм = 0,006 м;- число заходов резьбы, z = 3

Передаточное число привода

Принимаем передаточное число редуктора Ир = 10. Выбран червячный одноступенчатый редуктор 24 - 63 - с крутящим моментом на тихоходном валу Мтих = 102 Н · м, КПД редуктора hр = 0,88, диаметр конца вала быстроходного dб = 22 мм, тихоходного dт = 28 мм.

Уточняем ранее полученные значения. Фактически передаточное число привода Uф = Uр = 10

hобщ = 0,5 · 0,88 = 0,44

Оставляем ранее принятые двигатель.

Для подбора соединительной муфты между двигателем и редуктором находим номинальный момент на валу двигателя.

Расчетный момент муфты с учетом кратности по пусковому моменту

По диаметрам концов соединяемых валов (d = 22 мм) и величине расчетного крутящего момента выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую по ГОСТ21424 - 75 с номинальным моментом Мм = 63 Н · м, частота вращения муфты не более 5700 об/мин.

Выполняем прочностной расчет винта на сжатие и кручение.

Приведенное напряжение

 (67)

где dвн- - внутренний диаметр резьбы винта, м ; dвн = 33 мм = 0,033 м;

sпр - приведенное нормальное напряжение в винте при работе его на сложное сопротивление;

[sпр] - допускаемое напряжение растяжение для винта;кр- момент сопротивление сечения винта кручению, м3;

кр= 0,2 · dвн3 = 0,2 · 0,0333 = 7187,4 · 10-9 м3 = 7,1874 · 10-6 м3

Принимаем материалом винта сталь 35 с [sр] = 50 МПа

sпр = 3,312 МПА < [sр] = 50 МПа

Проверяем максимальную длину винта расчетом на продольный изгиб. Принимаем длину винта lв = 360 мм

Коэффициент приведения длины винта m = 1, так как винт имеем одну опору и направление в ползуне

Расчетная длина винта

р = m · lв = 1 · 360 = 360 мм = 0,36 м

Радиус инерции круглого сечения винта

Гибкость винта как стержня

Коэффициент снижения допускаемого напряжения j = 0,85

Площадь поперечного сечения винта

Напряжение сжатия, возникающие в теле винта

Допускаемое напряжение сжатия для стали 35 при d > 30 мм равно [sсж] = 60 МПа

sсж = 10,081 МПа < [sсж] = 60 МПа

Усилие на рукоятке винта

Рр =

где R - плечо рукоятки, м;

[Рр]- усилие, создаваемое машинистом крана при кратковременной (до 5 мин) работе, Н; [Рр] = 250 ¸ 300 Н

Принимаем плечо рукоятки R = 160 мм = 0,16 м

Рр =

Рр = 74,125 Н < [Рр] = 250 ¸ 300 Н

Условие проверки выполняется.

5. Эксплуатационная часть

Качество технического обслуживания и ремонта козлового крана оказывает большое влияние на безаварийную работу крана, на объем ремонтных работ, длительность простоя в неработоспособном состоянии, расход запасных частей и эксплуатационных материалов. Таким образом, качественное и своевременное техническое обслуживание и ремонт козлового крана позволяют обеспечить эффективность и производительность работы крана.

В зависимости от объема, трудоемкости и периодичности проведения выполняемых работ проводятся следующие виды технического обслуживания:

ежемесячное (ЕО);

техническое обслуживание №1(ТО-1);

техническое обслуживание №2(ТО-2);

сезонное (СО)

Техническое обслуживание козлового крана состоит из регламентированных в документации операций для поддержания его работоспособности и исправности в течении всего срока службы. Техническое обслуживание крана осуществляется в межремонтные периоды.

Сезонное обслуживание (СО) проводится для подготовки работы крана в осенне-зимний и весенне-летний период. Проводится СО 1 раз в 6 месяцев.

Структура технического обслуживания козлового крана следующая: М-(ТО-1)-(ТО-1)-(ТО-1)-(ТО-2)-(ТО-1)-(ТО-1)-(ТО-1)-(ТО-2)-(ТО-1)-(ТО-1)-(ТО-1)-М, где М-малый ремонт.

Техническое обслуживание козлового крана включает:

ежемесячное техническое обслуживание (ЕО);

ТО-1 и ТО-2;

наблюдение за выполнением правил эксплуатации оборудования;

своевременное выявление и устранение отказов;

регистрацию отказов и неисправностей в журнале или формуляре;

регулирование механизмов.

Особое внимание следует уделить состоянию механизмов и элементов управления, ограждениям и смазочным устройствам.

Техническое обслуживание грузоподъемных кранов должно выполнятся во время перерывов в работе без нарушения процесса производства.

Техническое обслуживание ТО - 2 рекомендуется выполнять по сетевым графикам единой системой ТО и Р предприятия.

Ежемесячное техническое обслуживание выполняется регулярно перед началом работы. В состав ежемесячного обслуживания входят следующие работы: осмотр крана перед началом работы; регулировка и смазка механизмов; чистка после работы.

На ежемесячное обслуживание должно отводится 0,5 - 0,75 чел. - 4.

Техническое обслуживание № 1 (ТО - 1)

В состав ТО - 1 входят следующие работы: ежемесячное обслуживание; проверка креплений болтовых соединений редукторов, крышек подшипников, электродвигателей, муфт, проверка состояния грузоподъемного механизма, мест крепления основных и несущих металлоконструкций между собой и к опорным агрегатом; проверка наличия смазки в узлах и по необходимости их смазки; контроль за состояния грузовых канатов, правильностью их укладки на барабан; надежностью крепления, степенью износа и повреждений, наличием смазки как самих канатов так и барабана.

Периодичность технического обслуживания № 1 составляет: для нового крана через 100 часов; для крана после капитального ремонта через 80 часов.

Техническое обслуживание № 2 (ТО - 2)

При ТО - 2 проводят все работы, предусмотренные ТО - 1, а также дополнительно следующие; проверка состояния соединенных муфт, уплотнений, болтовых и шпоночных соединений механизмов; регулировка тормозов с заменой фрикционных накладок; проверка тормозного пути крана; проверка состояния зубчатых передач редукторов.

Периодичность технического обслуживания № 2 составляет: для нового крана через 300 часов; для крана после капитального ремонта через 240 часов.

Сезонный уход.

При сезонном уходе проводят следующие работы: очистка крана и механизмов от пыли и грязи; замена смазки в редукторах и жидкости электрогидравлических толкателях; нивелировка и рихтование крановых путей; восстановление утепления кабины крановщика.

В таблице указаны возможные неисправности механического и электрооборудования крана возникающие при эксплуатации, а также способы их устранения.

Таблица 1 - Неисправности оборудования крана

Смазка.

Большое значение и влияние на долговечность и надежность деталей, на КПД механизмов и, в конечном счете, на стоимость эксплуатации оказывает выбор и режим смазки, которая кроме уменьшения трения предохраняет от попадания на сопряженные поверхности абразивных частиц, уплотняет зазоры, отводит тепло от трущихся поверхностей, предохраняет от коррозии. В таблице 2 приведена карта смазки основных узлов и деталей козлового крана.

Таблица 2 - Карта смазки козлового крана

6. Электрическая часть

На данном кране применен электропривод. Напряжение питания трехфазное, переменное 380 В с частотой 50 Гц. Напряжение на кран подается через кабеля и троллейную линию. Чтобы предохранить лежащий на земле кабель от загрязнений, механических повреждений, вдоль подкранового пути устраивают асфальтированную канавку. При движении крана кабель сматывается на специальный барабан, расположенный на ходовой тележке опоры крана. На кране установлено 6 прожекторов типа ПЗМ -35. Включение прожекторов производится пакетным выключателем ПВ1-10. Освещение кабины производится плафоном ЗИЛ-155 с лампой А-26.

Меры безопасности.

При больших перегрузках, превышающих установленную мощность крана в 2,5 раза, или при коротких замыканиях в электрической схеме крана срабатывает реле максимального тока КА1, КА2, КА3. При срабатывании каждой из этих реле размыкают свой вспомогательный контакт в цепи катушки контактора КМ1. Контактор КМ1 выключается, снимая напряжение с оперативных цепей крана.

При помощи конечного выключателя SQ6 осуществляется защита обслуживающего персонала от попадания под напряжение при выходе на ферму крана. Конечный выключатель SQ6 блокирует люк, открывающий выход на площадку ферму крана. При подъеме люка конечный выключатель срабатывает и размыкает свои контакты в цепи катушки контактора КМ - 1, вследствие чего контактор КМ - 1 выключается и прерывает напряжение всех оперативных цепей крана. Повторение включение контактора КМ - 1 при срабатывании реле максимального и тока КА1, КА2, КА3 или конечного выключателя возможно только при закрытии люка и при помощи кнопки на пульте управления.

Ограничения передвижения крана защищает конечный выключатель SQ2; имеющий 2 пары постоянно замкнутых контактов. Размыкаются они поочередно поворотом в ту или другую сторону вертикально расположенного рычага. При нажатии крана на рычаг конечного выключателя, последний размыкает свой контакт в цепи питания катушки контактора КМ6. Контактор КМ6 отключает электродвигатель передвижения крана и размыкает свои контакты. В цепи питания катушки реле КА13, которая отключает электродвигатели гидротолкателей тормозов крана. После этого движения крана возможно только в обратном направлении. Конечный выключатель SQ7 служит для защиты обслуживающего персонала от попадания под напряжение вторичной обмотки трансформатора, которое равно 127В.

Ход грузовой тележки ограничивается с помощью двух конечных выключателей, размыкающих и замыкающих контакт в цепи от катушки промежуточного реле КА26. Это приводит к отключению цепи двигателя передвижения тележки и гидротолкателя от сети и останавливает передвижение тележки. Передвижение грузовой тележки в этом случае возможно только от командоконтролера с предварительной установкой его рукоятки в нулевое положение и последующим набором рабочей позиции в направлении, обратном направлению движению тележки.

Порядок работы механизма подъема груза.

Подъем и опускание грузового крюка выполняется крановым электродвигателем с фазным ротором типа MTF412-8. Электродвигатель управляется командоконтроллером SA1, установленным в кабине управления. Вся коммутирующая аппаратура, обслуживающая электродвигатель грузового крюка, смонтирована в распределенном шкафу, который установлен в кабине совместно с коммутирующей аппаратурой, обслуживающей электродвигатель передвижения тележки.

Напряжение питающей цепи подводится к неподвижным контактам контакторов КМ14, КМ15, КМ20, КМ21 выключателем разъединителя S3 через катушки реле КА8, КА9, КА10,КА11. При помощи контактов контакторов КМ14,КМ15,КМ20, КМ21 включается, выключается и реверсируется электродвигатели подъема и передвижения тележки.

Цепь питания электродвигателя подъема груза защищается от перегрузок и коротких замыканий двумя реле КА8 и КА9 с установкой на двухкратный пусковой ток, при повышении которого электродвигатели отключаются от питающей сети и грузовой крюк становится на тормоз так как электродвигатель гидроталкателя обесточивается. Для восстановления цепи управления электродвигателем и подготовки его к следующему запуску рукоятки командоконтроллера SA1 ставят в нулевое положение. После этого снова набирают рабочие позиции.

7. Охрана труда

Охрана труда это система законодательных актов, социально- экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. По сколько абсолютно безопасных производств не существует задача охраны труда - свести к минимуму вероятность поражения или заболевание работающего, с одновременным обеспечением комфорта для максимальной производительности труда.

Реальные производственные условия характеризуются, как правело, наличие некоторых опасных и вредных производственных факторов. Источниками поражения электрическим током являются электросети и механизмы с электроприводом. Для защиты от электрического тока применяются обязательная изоляция и ограждения всех опасных электрических систем, заземления, а также индивидуальные средства защиты - резиновые перчатки, резиновая обувь, изоляция инструментов.

Для ремонтных работ на кране применяется изолирующие костюмы, а для выполнения технологических операций - индивидуальные средства защиты согласно ГОСТ12. 4. 011. - 75.

Для обеспечения безопасности работ, выполняемых краном необходимо соблюдать требования по устройству грузоподъемных кранов, их эксплуатации и ремонту, регламентированные «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей»; «Правилами устройства электроустановок».

На основании указанных выше правил разрабатывают и вручают крановщику местные инструкции.

Чтобы обеспечить исправное состояние ГЗУ, тары и самого крана руководство предприятия обязано: назначить ответственных за безопасную эксплуатацию; создать ремонтную службу и установить порядок технических осмотров и ремонтов крана.

Крановщик может приступить к работе на кране только при получении ключа или марки на право управления краном. Слесари, электромонтеры и другого лица при осмотре крана должны брать у крановщика ключ или марку на время их пребывания на кране.

Прежде чем приступить к работе машинист должен ознакомится с записями в журнале по эксплуатации крана и убедится в исправности и подкранового пути, для чего обязан сделать следующие: осмотреть крюк, его крепление в обойме и замыкающие устройство; осмотреть гибкий токопроводящий кабель; проверить исправность освещение крана; осмотреть подкрановый путь и концевые упоры; осмотреть троллейные провода как главные так и крановые; осмотреть механизмы крана, их крепления и тормоза; проверить исправность ограждений механизмов и электрооборудования, наличие диэлектрического коврика к кабине крана; проверить смазаны ли подшипники, а также состояния смазочных приспособлений сальников; проверить наличие приборов и устройств безопасности на кране.

При подъеме на кран обе руки крановщика должны быть свободными, чтобы держатся ими за поручни. Инструмент или запасные части должны находится в сумке надетой через плечо. Если на кран необходимо поднять материалы, смазочные масла, ветошь, то из кабины опускают веревку, а к ней подвязывают груз и поднимают его в ручную.

Нельзя подниматься по лестнице на кран вдвоем. Пред началом крановщик должен подать звуковой сигнал.

Перед включением главного рубильника крана следует осмотреть крановые пути, чтобы удостоверится в отсутствии на них людей и посторонних предметов. Настил крана и пол кабины должны быть чистыми.

Чистить и смазывать механизмы крана на ходу, закреплять болты, гайки, шплинты категорически запрещается. Все движущиеся части механизмов закрыты кожухами.

Во время работы крана запрещается находится около движущихся механизмов на мосту крана. Нельзя перемещать груз над людьми.

Крановщик во время работы принимает команды только от своего стропальщика. Сигнал « СТОП» он обязан принять от любого. Крановщик не выполняет сигналы стропальщика в следующих случаях: при не четкой подачи сигнала, когда плохо виден сигнал; при не правленой обвязке груза; при нахождении человека на мосту крана.

При подъеме груза необходимо внимательно следить за тем, чтобы канат, раскачиваясь, не выпал из желобов блоков.

Для правильной организации перемещении грузов определяются удобные для разгрузки площадки. При работе крановщику запрещается пользоваться конечными выключателями для остановки механизмов.

Для обеспечения безопасности работ и для предотвращения несчастных случаев при поломках, а также повреждения механизмов крана во время работы, установлены следующие приборы безопасности: на механизме подъема установлены концевые выключатели КУ - 133 А - рисунок 12, при чем они устроены так, чтобы после остановки ГЗУ при подъеме зазор между ними и упором составлял не менее 200 мм.

На механизмах передвижения крана и тележки установлены выключатели КУ - 131А выполненные таким образом, чтобы в момент отключения тока расстояние от буфера до упоров составляло не менее половины пути торможения.

Для предотвращения электрических путей крана от выхода из строя во время перегрузок коротких замыканий, в электросхемах предусмотрены реле и разного рода предохранители.

Рисунок 12 - Концевой выключатель КУ - 133А

Для отключения всех механизмов и электросетей крана при авариях, а также для провидения ремонтов и осмотров в кабине крановщика предусмотрен аварийный выключатель.

Для оповещения рабочих во время начала движения, а также привлечения при опасных ситуациях, на кране предусмотрен звуковой сигнал.

8. Организационно-экономическая часть

В экономической части дипломного проекта проведено технико-экономическое обоснование модернизация козлового крана КК - 5.

Модернизация козлового крана позволить: увеличить скорость подъема с 8 до 14 м/мин; увеличить скорость передвижения тележки с 30 до 40 м/мин, уменьшить расход электроэнергии, за счет уменьшения установленной мощности электродвигателей; сократить расходы по эксплуатации и содержанию крана на 1 тн груза на 30%; сократить трудоемкость ремонтных работ на 10% из-за упрощения конструкции; получить экономический эффект в сумме 623,9 тысяч тенге.

Таблица 3 - Техническая характеристика козлового крана

На основании данных технической характеристики оборудования рассчитывается продолжительность технологического действия цикла оборудования по формуле:

Тц = 2t1 + 4t2 + 2t3= H · VП

Таблица 4 - Определение продолжительности технологического цикла.

Таблица 5 - Баланс рабочего времени крана

Таблица 6. Производительность козлового крана

Производительность крана увеличилась с 35916 тонн в год до 51559 тонн в год, за счет увеличения эффективного фонда рабочего времени крана, а так же сокращение времени технологического цикла с 14,3 мин до 10,2 мин.

Таблица 7 - Расчет полной первоначальной стоимости крана.

Таблица 8 - Расчет годовых амортизационных отчислений

Амортизационные отчисления увеличились за счет увеличения стоимости модернизированного крана на сумму затрат на модернизацию

Таблица 9 - Расчет затрат на электроэнергию

Таблица 10 - Показатели системы ТО и Р козлового крана

Трудоемкость проведения текущих ремонтов сократилась на 10% в результате укрощение конструкции

Таблица 11- Расчет продолжительности межремонтного периода

6) Межремонтный период ТМРЧасы

дни172

Расчет затрат на текущий ремонт крана показан в таблице 12

Таблица 12 - Расчет затрат на текущий ремонт крана

Таблица 13 - График планово - предупредительных ремонтов

Таблица 14. Баланс рабочего времени одного рабочего

Таблица 15- Расчет численности рабочих

Таблица 16 - Расчет затрат на вспомогательные материалы и охрану труда

Таблица 17 - Расчет фонда заработной платы рабочих