Мостовой двухбалочный кран г/п 16 т

спецификация концевая балка.dwg

лист 3 тележка.dwg

х 2 х 9Н ГОСТ 6033-80
Механизм передвижения
Технические требования:
Тормоз регулировать на момент 10 Нм.
Наклон пути не более 1
В подшипники заложить смазку Литол ГОСТ 21150-87.
Радиальное смещение не более 0.5 1 мм.

ЛИСТ 2-КОНЦЕВАЯ БАЛКА.dwg

1. Общий вид спецификация.dwg

ДП.0312-псм-1118.001.000.СБ
ДП.0312-псм-1118.001.001
ДП.0312-псм-1118.001.002
ДП.0312-псм-1118.001.003
ДП.0312-псм-1118.001.004
ДП.0312-псм-1118.001.005
ДП.0312-псм-1118.001.006
ДП.0312-псм-1118.001.007
ДП.0312-псм-1118.001.008
ДП.0312-псм-1118.001.009

1. Общий вид.dwg

Техническая характеристика
передвижения тележки
Схема запасовки канатов

спецификация тележка.dwg

расчет метал.docx

2.4. Расчет металлоконструкции
Грузоподъемность Q=16 т
Высота подъема Н=10 м
Скорость передвижения крана Vк=063мс
Скорость подъема Vn=013мс
Вес тележки с грузом Gq=204048 Н
Вес тележки Gт=4800Н
Режим работы крана – средний.
Конструкция сварная коробчатая.
Материал конструкции сталь 09Г2С-12 ГОСТ 19282-73
Выбор основных геометрических параметров конструкции.
Для двухбалочного мостового крана принимаем:
-высоту главной балки Н=850 мм;
-высоту опорного сечения балки hоп=480 мм;
-длину откоса d=600 мм;
-высоту ограждения площадки обслуживания hог=700 мм;
-ширину площадок Впл=950 мм;
-базу крана Бкр=2500 мм.
Выбор геометрических параметров узлов конструкции.
Рис.1. Сечение главной балки в пролёте.
Для главной (пролётной) балки коробчатого сечения (рис. 1) принимаем толщину стенки ст=7 мм.
Ширину поясов выбираем из условия обеспечения горизонтальной жёсткости В=300 мм.
Принимаем толщину горизонтальных листов п=7 мм.
Расстояние между стенками в свету В’=250 мм.
Площадь сечения главной балки в пролёте:
-площадь всего сечения F=15904 мм2 ;
Момент инерции относительно оси Х-Х:
Момент сопротивления относительно оси Х-Х:
Момент инерции относительно оси Y-Y:
Момент сопротивления относительно оси Y-Y:
Рис.2. Опорное сечение главной балки.
Площадь опорного сечения (рис. 2) главной балки:
где hоп=055H=470 мм.
Статический момент полусечения относительно оси Х-Х:
Площадь ограниченная осями проходящими через середины толщин стенок и поясов опорного сечения:
Геометрические размеры основного сечения концевой балки (рис. 3):
Рис.3. Сечение концевой балки.
Момент инерции сечения относительно оси Х-Х:

доп.расчеты.docx

2.3Расчет механизма передвижения крана
Расчет механизма передвижения крана
Механизм передвижения крана показан на рисунке 2.
- электродвигатель; 2 - быстроходная муфта с тормозом; 3 - редуктор; 4 - кардан; 5 - ходовое колесо.
Рисунок 2 - Механизм передвижения крана
Определение суммарного сопротивления передвижению крана.
где kр - коэффициент учитывающий сопротивление трения реборд ходовых колес о рельсы (kp = 16 [4] )
Wтк - сопротивление трения качения
Wy - сопротивление от уклона рельсового пути
Wв - сопротивление от ветровой нагрузки.
В соответствии с рекомендациями книги [4] найдем сопротивление трения при движении крана Wтк приведенное к окружности качения колеса.
где G = 175 т =175000 Н - вес крана (принят согласно примерному значению подобных типовых конструкций)
Q = 16 т = 160000 Н - грузоподъемность крана
f = 0015 - коэффициент трения для сферических подшипников качения
dп = 60 мм = 6 см - диаметр вала колеса в месте посадки подшипника
= 005 см - коэффициент трения качения стального колеса по плоскому рельсу
Dк = 400 мм = 40 см - диаметр ходового колеса.
Находим сопротивление от уклона рельсового пути:
где α = 0001 [2] - расчетный уклон рельсового пути для кранов.
Так как проектируемый мостовой кран будет эксплуатироваться в закрытом помещении то сопротивление от ветровой нагрузки будет отсутствовать.
Выбор электродвигателей.
Определяем суммарную мощность двигателей механизма передвижения крана:
где v = 378 ммин - скорость передвижения крана.
По рекомендации [2] мощность одного двигателя составляет:
Выбираем электродвигатель МТ011-6.
Определение частоты вращения колеса.
Определяем необходимое передаточное число:
Выбираем редуктор Ц2-250.
Проверка запаса сцепления.
Найдем коэффициент запаса сцепления для случая перемещения крана без груза:
где ΔG = 60000 Н - суммарное давление приводных колес на рельс без нагрузки
φ = 02 [2] - коэффициент сцепления ходового колеса с рельсом.
где v = 378 ммин = 063 мс - скорость передвижения
tп = 8 с [1] - время пуска.
Тормоза устанавливают на механизмах передвижения в том случае если скорость передвижения крана или тележки превышает 32 ммин.
Тормозной момент при котором обеспечивается заданный запас сцепления ходовых колес с рельсом рассчитаем по рекомендации приведенной в источнике [4]:
где Wтк - сопротивления трения при движении крана без груза
= 09 - КПД передаточного механизма.
Так как привод раздельный то по рекомендациям [4] считаем приходящийся на один тормоз момент:
Выбираем колодочный тормоз переменного тока ТТ 160.
Подбираем муфту на быстроходный вал редуктора:
Выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту 125-25-I-30-II-1 ГОСТ 21424-75.
Тихоходный вал редуктора соединяем с колесом при помощи кардана.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСТНОСТИ
Для управления грузоподъемными кранами и их обслуживания приказом руководителя предприятия назначаются обученные и аттестованные крановщики не моложе 18 лет годные по состоянию здоровья что должно быть подтверждено результатами медицинского освидетельствования.
Крановщики мостовых и козловых кранов должны иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже II.
Подготовка и аттестация крановщиков должны проводиться в профессионально-технических училищах а также на курсах и в технических школах обучения рабочих указанным специальностям создаваемых на предприятиях (в организациях) располагающих соответствующей базой для теоретического и производственного обучения и имеющих специальное разрешение (лицензию) органов госпромнадзора.
Подготовка крановщиков должна осуществляться по программам разработанным учебным центром и согласованным с госпромнадзором. Аттестованным рабочим выдается удостоверение установленной формы с фотокарточкой за подписью председателя комиссии и представителя органов госпромнадзора. В удостоверении крановщика должен быть указан тип крана к управлению которым он допущен. Во время работы крановщик должен иметь удостоверение при себе.
Перед допуском к самостоятельной работе крановщик должен пройти стажировку на кране на котором он будет работать. Продолжительность стажировки устанавливается инженерно-техническим работником ответственным за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии в зависимости от конструкции крана и индивидуальных способностей крановщика и должна составлять не менее 10 дней для крановщиков работающих на кранах общего и специального назначения и не менее 1 мес для крановщиков работающих на кранах эксплуатирующихся в металлургическом производстве и на кранах-перегружателях.
На основании настоящей Типовой инструкции организация разрабатывает производственную инструкцию для крановщиков с учетом конструкции кранов условий их эксплуатации и места установки. Производственная инструкция должна содержать конкретные указания по оценке технического состояния приборов устройств и механизмов непосредственно влияющих на безопасность работы крана а также порядок обмена сигналами между крановщиком и стропальщиками.
Крановщик переводимый с крана одного типа на другой например с башенного на мостовой перед назначением на должность должен быть обучен по соответствующей программе и аттестован в порядке установленном Правилами. Обучение в этом случае может производиться по сокращенной программе согласованной с органами госпромнадзора.
При переводе крановщика с одного мостового или козлового крана на такой же кран но другой конструкции он должен быть ознакомлен с особенностями устройства и обслуживания такого крана и пройти стажировку. После проверки практических навыков крановщик может быть допущен к самостоятельной работе на кране данной конструкции. Порядок стажировки и проверки практических навыков устанавливается владельцем крана. Перевод крановщика в смене с одного крана на другой допускается только на те краны на которых он проходил стажировку в установленном на предприятии порядке.
Повторная проверка знаний крановщиков должна проводиться:
периодически (не реже одного раза в 12 мес);
при переходе на работу на другое предприятие;
по требованию инспектора госпромнадзора или инженерно-технического работника по надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъемных машин.
Повторная проверка знаний проводится комиссией предприятия в объеме производственной инструкции для крановщиков. Если владелец крана не может создать такую комиссию то проверка знаний крановщиков может проводиться комиссией другого предприятия по договору что должно быть отражено в приказе по организации надзора предприятия - владельца крана.
Участие инспектора госпромнадзора в повторной проверке знаний крановщиков не обязательно.
Обученный крановщик имеющий на руках удостоверение на право управления кранами и их обслуживания должен знать:
устройство крана устройство и назначение механизмов и приборов безопасности кинематическую и электрическую схемы крана его параметры и технические характеристики;
производственные инструкции для крановщиков и стропальщиков;
руководство по эксплуатации крана;
при необходимости Типовую инструкцию для крановщиков-операторов по безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов мостового типа оснащенных радиоэлектронными средствами дистанционного управления;
содержание и порядок ведения вахтенного журнала;
положение (инструкцию) о порядке применения марочной системы при эксплуатации мостовых кранов;
основные требования Правил устройства электроустановок и Правил эксплуатации электроустановок потребителей в части касающейся профессии крановщика;
действующую на предприятии систему выдачи нарядов-допусков;
сроки и результаты проведенных технических освидетельствований технических обслуживаний и ремонтов;
сроки и результаты проведенных слесарями и электромонтерами периодических осмотров;
проекты производства работ технологические карты складирования грузов технологию погрузочно-разгрузочных работ и другие регламенты по безопасности;
безопасные способы строповки и зацепки грузов;
порядок перемещения и складирования грузов;
порядок безопасного выхода из кабины при вынужденной остановке мостового крана не у посадочной площадки;
установленный на предприятии порядок обмена сигналами со стропальщиком
требования предъявляемые к крановым путям;
требования предъявляемые к канатам съемным грузозахватным приспособлениям и таре и нормы их браковки;
ассортимент и назначение смазочных материалов и периодичность смазки узлов и деталей крана;
приемы освобождения от действия электрического тока человека попавшего под напряжение и способы оказания первой помощи;
местонахождение и устройство средств пожаротушения и порядок их применения;
инженерно-технических работников ответственных за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии лиц ответственных за безопасное производство работ кранами слесарей электромонтеров стропальщиков и наладчиков приборов безопасности.
Крановщик должен владеть навыками по управлению краном и его обслуживанию.
По части содержания кранов в исправном состоянии крановщик должен выполнять указания инженерно-технического работника ответственного за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии а по части производства работ - лица ответственного за безопасное производство работ кранами.
Крановщик должен координировать работу стропальщика и следить за действиями прикрепленного к нему стажера не допуская при этом нарушения производственных инструкций.
Обязанности крановщика во время работы крана
При работе грузоподъемного крана крановщик должен руководствоваться требованиями и указаниями изложенными в руководстве по эксплуатации крана производственной инструкции проектом производства работ или технологической картой.
Во время работы крана крановщик не должен отвлекаться от своих прямых обязанностей а также производить чистку смазку и ремонт механизмов.
Крановщик не должен допускать посторонних лиц на кран а также передавать кому бы то ни было управление краном без разрешения инженерно-технического работника ответственного за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии.
При наличии на кране стажера ни крановщик ни стажер не должны уходить из кабины даже на короткое время не предупредив об этом остающегося на кране. В отсутствие крановщика стажеру не разрешается управлять краном.
Подниматься на кран и спускаться с него во время работы механизмов подъема или передвижения крана или тележки не разрешается.
При внезапном прекращении электропитания или остановке крана по другим причинам крановщик должен поставить штурвалы или рукоятки контроллеров в нулевое положение и выключить рубильник в кабине. Если груз остался в поднятом положении крановщик обязан через стропальщика или других рабочих вызвать лицо ответственное за безопасное производство работ кранами и в его присутствии опустить груз путем ручного растормаживания. До прихода ответственного лица крановщик не должен допускать нахождения или прохода людей под поднятым грузом.
Если в работе механизмов подъема или передвижения крана или тележки был перерыв (остановка) то перед их включением крановщик должен подать предупредительный звуковой сигнал.
Прежде чем включить в работу любой из механизмов крановщик обязан убедиться в том что стажер находится в безопасном месте а в зоне работы крана нет посторонних людей.
Крановщик может производить совмещение движений (крановых операций) только в соответствии с указаниями содержащимися в руководстве по эксплуатации крана; при этом не должно допускаться одновременное включение механизмов.
Включение и остановку механизмов крана крановщик должен производить плавно без рывков. Быстрое опускание груза а также его спуск путем принудительного растормаживания запрещается за исключением случая указанного в ПУБЭК.
Крановщик не должен производить перевод с прямого хода на обратный до полной остановки механизмов за исключением тех случаев когда необходимо предотвратить аварию или несчастный случай.
Крановщик должен снижать скорость перед подходом крана к концевым выключателям или отключающим их устройствам. Использование концевых выключателей в качестве рабочих органов отключения механизмов не разрешается.
Крановщику запрещается выводить из действия приборы безопасности (заклинивать контакторы отключать ограничители высоты подъема электрическую защиту и т.п.) а также производить работу краном при их неисправности.
При любом временном уходе с крана крановщик должен отключить вводной рубильник вынуть ключ-марку из защитной панели мостового крана и взять его с собой а дверь кабины козлового крана запереть на замок.
Крановщик должен быть уведомлен записью в вахтенном журнале о допуске персонала (рабочих) на крановые пути и проходные галереи мостовых кранов для производства ремонтных или других работ по наряду-допуску определяющему условия безопасного производства работ.
При вынужденной остановке мостового крана не у посадочной площадки спуск из кабины крановщик должен производить в порядке установленном на предприятии и изложенном в производственной инструкции.
Крановщику не разрешается использовать кран для перемещения грузов при выполнении с моста крана строительных малярных и других работ. Эти работы должны производиться по наряду-допуску определяющему меры безопасности в частности меры по предупреждению падения людей с крана поражения электрическим током выхода на крановые пути столкновения кранов. Устройство временных подмостей лестниц и т.п. на тележке запрещается. Работы должны вестись непосредственно с настила тележки или с установленных на настиле стационарных подмостей; при этом перед подъемом людей на тележку с троллеев должно быть снято напряжение. Передвигать мост или тележку крана крановщик может только по команде производителя работ. При передвижении крана работающие должны размещаться в кабине или на настиле моста. Передвижение тележки и моста крана при нахождении людей на тележке запрещается.
Перед выходом ремонтного персонала на галерею мостового крана у которого рельсы грузовой тележки расположены на уровне настила галереи крановщик должен установить тележку в непосредственной близости от выхода из кабины на настил.
При работе мостовых кранов установленных в несколько ярусов крановщик должен осуществлять проезд верхнего крана над кранами расположенными ниже только без груза с крюком поднятым в верхнее рабочее положение.
Если кран оснащен специальным грузозахватным органом (магнитом грейфером захватами клещами разных видов и т.п.) крановщик перед подъемом груза должен убедиться в том что груз надежно захвачен грузозахватным органом.
При необходимости перемещения груза над перекрытиями под которыми размещены производственные и служебные помещения где находятся люди крановщик может приступить к работе только после получения письменного распоряжения руководства предприятия и ознакомления с мероприятиями обеспечивающими безопасное выполнение работ. Производить работы следует под непосредственным руководством лица ответственного за безопасное производство работ кранами.
Совместную работу по перемещению груза двумя или несколькими кранами крановщики должны производить лишь в отдельных случаях и осуществлять в соответствии с проектом производства работ или технологической картой в которых должны быть приведены схемы строповки и перемещения груза с указанием последовательности выполнения операций и положения кранов а также другие указания по безопасному перемещению груза.
При производстве работ крановщик должен руководствоваться следующими правилами:
Включать механизмы крана можно только по сигналу стропальщика. Если стропальщик подает сигнал действуя вопреки производственной инструкции для стропальщиков то крановщик этот сигнал выполнять не должен.
За повреждения причиненные действием крана вследствие выполнения неправильно поданного сигнала несут ответственность как крановщик так и стропальщик подавший неправильный сигнал. Обмен сигналами между стропальщиком и крановщиком должен производиться по установленному на предприятии (в организации) порядку. Сигнал “Стоп” крановщик обязан выполнять независимо от того кто его подает;
Перед подъемом или опусканием груза следует предупредить стропальщика и всех находящихся на месте ведения работ о необходимости уйти из зоны перемещения груза и зоны возможного падения груза. Перемещение груза можно производить только при отсутствии людей в зоне работы крана. Эти требования крановщик должен выполнять также при подъеме и перемещении грейфера или грузоподъемного магнита. Стропальщик может находиться возле груза во время его подъема или опускания если груз находится на высоте не более 1000 мм от уровня площадки;
При загрузке вагонеток автомашин и прицепов железнодорожных полувагонов платформ и других транспортных средств поднимать и опускать груз разрешается только при отсутствии людей на транспортных средствах в чем крановщик должен предварительно убедиться. Разгрузка и загрузка полувагонов крюковыми кранами должны производиться по технологии утвержденной предприятием - владельцем крана;
Крюк подъемного механизма следует устанавливать над грузом так чтобы при подъеме груза исключить наклонное положение грузового каната;
При подъеме груза необходимо предварительно поднять его на высоту не более 200-500 мм чтобы убедиться в правильности строповки надежности крепления груза и исправности действия тормозов после чего можно производить его подъем на нужную высоту;
Перемещаемые в горизонтальном направлении грузы или грузозахватные приспособления следует предварительно приподнять на 500 мм выше встречающихся на пути предметов;
При перемещении груза находящегося вблизи стены колонны штабеля железнодорожного вагона автомашины станка или другого оборудования следует предварительно убедиться в отсутствии людей между перемещаемым грузом и вагонами стенами колоннами и другими сооружениями. Укладку грузов в полувагоны на платформы и в вагонетки а также снятие их следует производить не нарушая равновесие полувагонов вагонеток и платформ;
Мелкоштучные грузы следует перемещать в специально предназначенной для этого таре. При этом должна исключаться возможность выпадания отдельных грузов. Подъем кирпича на поддонах без ограждения разрешается производить только при погрузке его (и разгрузке на землю) на автомашины прицепы в железнодорожные полувагоны и на платформы;
Перед подъемом груза из колодца канавы траншеи котлована и т.п. и перед опусканием груза следует путем опускания свободного (ненагруженного) крюка предварительно убедиться в том что при его низшем положении на барабане остаются навитыми не менее полутора витков каната не считая витков находящихся под зажимным устройством;
Укладку и разборку груза следует производить равномерно не нарушая установленные для складирования грузов габариты и не загромождая проходы;
Необходимо внимательно следить за канатами и в случае спадания их с барабанов или блоков образования петель или обнаружения повреждений следует приостановить работу крана;
При одновременном действии нескольких кранов на одном крановом пути во избежание их столкновения крановщики должны соблюдать меры безопасности изложенные в проекте производства работ или технологической карте;
При наличии у крана двух механизмов подъема одновременная их работа не разрешается. Крюк неработающего механизма должен быть всегда поднят в верхнее положение;
Перемещение грузов грейфером или магнитом может производиться только при выполнении требований изложенных в руководстве по эксплуатации крана. В частности опасная зона работы крана должна быть обозначена работы должны производиться при отсутствии в зоне действия крана людей подсобные рабочие могут допускаться к выполнению своих обязанностей только во время перерыва в работе крана после того как грейфер или магнит будет опущен на землю (пол площадку). Перемещение сыпучих и кусковых материалов грейфером разрешается если размер кусков не превышает 300 мм а насыпная масса не превышает величину установленную для данного грейфера; перевалка штучного груза допускается только специальным грейфером;
Перемещать грузы (например плиты и болванки) кранами оснащенными магнитами разрешается только когда исключается возможность перегруза крана;
Перемещение груза масса которого неизвестна должно производиться только после определения его фактической массы;
При перемещении длинномерных и крупногабаритных грузов они должны направляться стропальщиком при помощи крюков или оттяжек;
Строповка грузов должна производиться в соответствии с утвержденными схемами строповки. Перемещение груза на который не разработана схема строповки должно производиться в присутствии и под руководством лица ответственного за безопасное производство работ кранами. Для строповки должны применяться стропы соответствующие массе и характеру поднимаемого груза с учетом числа ветвей и угла их наклона. Стропы общего назначения нужно подбирать так чтобы угол между их ветвями не превышал 90°;
При работе крана с крюком подъемным электромагнитом или грейфером опускание груза электромагнита или грейфера необходимо производить только двигателем;
Опускать перемещаемый груз разрешается только на предусмотренное проектом производства работ или технологической картой место где исключается возможность падения опрокидывания или сползания устанавливаемого груза.
На место установки груза должны быть предварительно уложены соответствующей прочности подкладки. Укладку и разборку грузов следует производить равномерно не нарушая установленные для складирования грузов габариты и не загромождая проходы;
Кантовка грузов кранами может производиться на кантовальных площадках или в специально отведенных местах. Выполнение такой работы разрешается по разработанной технологии в которой должны быть отражены последовательность выполнения операций способ строповки груза и указания по безопасному выполнению работ.
Обязанности крановщика в аварийных ситуациях
При возникновении на кране опасных факторов которые могут вызвать аварию или несчастный случай (трещины в металлоконструкциях повреждение каната поломка осей колес и других элементов неисправность механизмов тормозов электрооборудования и др.) а также при появлении треска биения стука грохота в механизмах крановщик должен немедленно прекратить перемещение груза подать предупредительный звуковой сигнал опустить груз на землю (пол площадку) и выяснить причину аварийной ситуации.
Если элементы крана оказались под напряжением крановщик должен принять меры личной безопасности предусмотренные производственной инструкцией.
При возникновении на кране пожара крановщик обязан немедленно прекратить работу отключить рубильник питающей сети вызвать пожарную охрану и приступить к тушению пожара пользуясь имеющимися на кране средствами пожаротушения.
При возникновении стихийных природных явлений (ураган землетрясение и т.п.) крановщик должен прекратить работу опустить груз на землю площадку или перекрытие покинуть кран и уйти в безопасное место.
При угоне крана ветром крановщик должен принять меры к его остановке в соответствии с указаниями изложенными в руководстве по эксплуатации крана (применение противовключения и др.) отключить электропитание покинуть кран и закрепить его всеми имеющимися противоугонными средствами в том числе с применением специальных башмаков.
При возникновении угрозы разрушения перекрытий или стен здания крановых путей или подкрановых балок мостовых кранов крановщик должен немедленно прекратить работу остановить и обесточить кран и покинуть пределы опасной зоны.
При возникновении других аварийных ситуаций крановщик должен выполнить требования безопасности изложенные в руководстве по эксплуатации крана.
Если во время работы крана произошли авария или несчастный случай крановщик должен немедленно поставить в известность лицо ответственное за безопасное производство работ кранами и обеспечить сохранность обстановки аварии или несчастного случая если это не представляет опасности для жизни и здоровья людей.
Обо всех аварийных ситуациях крановщик обязан сделать запись в вахтенном журнале и поставить в известность инженерно-технического работника ответственного за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии.
Крановщики мостовых и козловых кранов несут ответственность в соответствии с действующим законодательством за допущенные ими нарушения руководства по эксплуатации крана производственных инструкций требований безопасности изложенных в проектах производства работ технологических картах нарядах-допусках и других документах регламентирующих безопасную эксплуатацию крана.

Титульник.doc

Белорусский национальный технический университет
Кафедра «Механизация и автоматизация
дорожно-строительного комплекса»
по дисциплине «Подъемно-транспортные машины»
«Мостовой двухбалочный кран»
Руководитель: Бежик А.А.

реферат.doc

Пояснительная записка содержит 62 страницы 3 листа А1 – Общий вид механизм передвижения тележки металлоконструкция концевой балки крана.
МОСТОВОЙ КРАН ТЕЛЕЖКА КОНЦЕВАЯ БАЛКА
Целью курсовой работы является проектирование мостового двухбалочного крана.
Содержание записки рассматривают следующие вопросы:
- Описание конструкции мостового крана;
- Расчет основных параметров;
- Расчет механизмов крана;
- Расчет металлоконструкии;
В процессе выполнения курсовой работы изучен принцип проектирования мостового крана.

РПЗ.docx

ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ КРАНА5
ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ29
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ32
Грузоподъёмные машины являются существенной составной частью большинства производств и играют важную роль в механизации и автоматизации производственных процессов. Современное краностроение характеризуется совершенствованием конструкций применением новых материалов методов и средств изготовления и контроля внедрением более совершенных методов расчёта и основанных на них снижении массы кранов повышении их надёжности.
ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ КРАНА
Мостовым краном - называется грузоподъемная машина передвигающаяся по рельсам на некотором расстоянии от земли (пола) и обеспечивающая перемещение груза в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Мостовые краны являются одним из наиболее распространенных средств механизации различных производств погрузочно-разгрузочных и складских работ. Перемещаясь по путям расположенным над землей они не занимают полезной площади цеха или склада обеспечивая в то же время обслуживание практически любой их точки [1].
Мостовые краны применяют в цехах ремонтных предприятий и производственных цехах предприятий. Конструкции специальных мостовых кранов весьма разнообразны. Эти краны могут быть поступательно перемещающимися по крановым рельсам или вращающимися вокруг вертикальной оси. К вращающимся кранам относятся хордовые радиальные и поворотные. Поступательно перемещающимися мостовые краны имеют однобалочные и двухблочные мосты с нормальной длиной пролета или увеличенной до 40-60 м. Грузоподъемность этих машин составляет 400-500 т. и более.
Мостовой кран состоит из узлов — блоков представляющих собой отдельные сборочные единицы обеспечивающие возможность сборки всех механизмов крана. Мост крана представляет собой жесткую металлическую раму состоящую из двух пролетных и двух концевых балок коробчатого сечения. Вдоль пролетных балок расположены площадки обслуживания.
Кран перемещается вдоль цеха или рабочей площадки по подкрановым путям проложенным на подкрановых балках или колоннах. Механизм передвижения крана изготовляется двух типов — с центральным приводом и с раздельным приводом. Механизм передвижения с центральным приводом состоит из двух приводных или двух холостых колес которые при помощи букс прикреплены к концевым балкам моста. Электродвигатель расположен в середине пролета моста и соединен с редуктором при помощи зубчатых муфт и приводных валов. Механизм передвижения крана с раздельным приводом отличается от механизма передвижения с центральным приводом тем что около каждого приводного колеса с установленным редуктором монтируется электродвигатель который при помощи зубчатых муфт и приводного вала соединяется с входным валом редуктора.
Подъем и перемещение грузов в поперечном направлении осуществляются подвижной тележкой установленной на мосту крана. Тележка состоит из сварной рамы с механизмами подъема груза и передвижения. Механизмы подъема различных видов кранов принципиально одинаковы и состоят из электродвигателя тормоза редуктора барабана и полиспаста. Электродвигатель соединен с редуктором при помощи зубчатых муфт и приводных валов.
В зависимости от назначения крана механизм подъема оснащается различными грузозахватными органами — крюком грейфером магнитом и т.п. В отличие от крюкового крана на тележке грейферного кроме механизма передвижения установлены два одинаковых механизма: один для подъема грейфера - другой для его замыкания (рисунок 1).
Рисунок 1 - Кран мостовой грейферный
В магнитном кране в отличие от крюкового для захвата груза применяется электромагнит. При этом тележка крана дополнительно снабжена барабаном для намотки гибкого кабеля по которому электрический ток подается к магниту. Если кран оборудован подъемным электромагнитом грейфером траверсой и т. п. то масса этих грузозахватных органов входит в грузоподъемность крана (рисунок 2)
Рисунок 2 - Кран мостовой специальный магнитный (КМЭСМ)
Управление механизмами крана осуществляется из кабины подшенной к мосту крана на стороне противоположной расположению главных троллеев. Для обслуживания главных троллеев краны снабжены люльками-кабинами.
Мостовой кран оснащен следующими устройствами и приборами безопасности: концевыми выключателями для автоматической остановки механизмов передвижения крана ходовой тележки и подъема грузозахватных органов; блокировкой для автоматического снятия напряжения с крана при выходе на его галерею; блокировками дверей входа на галерею и дверей входа в кабину управления и посадочной площадки в целях исключения передвижения крана с открытой кабиной; контактными замками с ключом без которого не может быть подано напряжение на кран; сигнальным прибором.
Для подачи электроэнергии к механизмам крана используются троллейный (с жесткими и гибкими проводами) токоподвод. К механизмам тележек электроэнергия может подаваться как по троллеям так и по гибкому кабелю.
Троллеи для питания крана располагают вдоль подкрановых путей а для питания тележки – вдоль моста. В качестве жестких троллейных проводов используют стальной прокат (уголковый рельсовый). Гибкие троллейные провода изготавливают из круглой стальной или биметаллической проволоки. Расстояние от троллейных проводов до уровня пола должно быть не менее 35 м а в проезжей части не менее 6.
Мостовые краны по типу мостов подразделяются на двухбалочные и однобалочные. Двухбалочный кран (рисунок 3) включает две основные части: мост и тележку. Металлическая конструкция моста содержит две пролетные и две концевые балки и перекрывает рабочий пролет производственного помещения или склада.
Рисунок 3 - Мостовой кран общего назначения двухбалочный
С помощью механизмов кран перемещается вдоль подкранового пути. Опорная тележка такого крана (рисунок 4) состоит из рамы одного или двух механизмов подъема груза и механизма передвижения для перемещения ее по релсам вдоль моста.
Однобалочный мостовой кран (рисунок 5) имеет консольную тележку которая перемещается по одной пролетной балке. Иногда кран снабжается двумя тележками: опорной — с механизмом главного подъема и консольной — с механизмом вспомогательного подъема (рисунок 6). Это способствует повышению маневренности и лучшему использованию крана.
Рисунок 4 - Опорные тележки с одним (а) и с двумя (б) механизмами подъема
Рисунок 5 - Однобалочный кран
Рисунок 6 - Кран с опорной и консольной тележками
На (рисунке 7) показан однобалочный кран грузоподъемностью 5010 т с консольной тележкой с приводными колесами. Механизмы главного и вспомогательного подъема смонтированы на концевых балках моста. Установка на тележке только верхних блоков позволяет уменьшить высоту крана а консольное расположение блоков — обслуживать дополнительную площадь с торцовой стороны здания.
Рисунок 7- Однобалочный кран со стационарными механизмами подъема
Мостовые краны общего назначения используют также в сборочных цехах (в качестве монтажных) в машинных залах в котельных и дымососных отделениях электростанций. При работе на открытом воздухе (склады контейнерные площадки и т. д.) Они перемещаются по путям уложенным на специальных эстакадах (рисунке 8).
Рисунок 8 - Установка крана на эстакаде
На одних и тех же подкрановых. путях могут работать несколько кранов. При этом грузы масса которых превышает грузоподъемность крана поднимаются двумя кранами с использованием траверсы (рисунок 9).
Рисунок 9 - Установка двух кранов грузоподъемностью по 100 т
В настоящее время грузоподъемность самых крупных уникальных моделей мостовых кранов достигает 800 т. Однако наибольшее распространение имеют краны грузоподъемностью до 50 т и меньшей грузоподъемностью до 320 т. Наряду с электрическим приводом в кранах применяется и гидравлический привод. На (рисунке 10) показана схема такого крана грузоподъемностью 30 т фирмы Crane and Hoist (Англия).
Рисунок 10 - Кран с гидравлическим приводом
Устройства обеспечивающие безопасность работы
Безопасность работы кранов обеспечивается ограничителями грузоподъемности высоты подъема передвижения крана и тележки а также буферными устройствами.
Ограничители пути передвижения крана
Для обеспечения безопасности на кранах и тележках имеющих скорость передвижения 32ммин и более и управляемых из кабины устанавливают ограничители передвижения- устройства автоматически отключающие при необходимости механизмы передвижения [2]. Ограничители должны быть установлены так чтобы отключение механизма передвижения происходило на расстоянии до упора равном не менее половины тормозного пути а при подходе одного крана к другому- на расстоянии не более 0.5м. Существует несколько типов ограничителей пути передвижения: механического типа система ограничения передвижения с использованием фотоэлектронного устройства система ограничения передвижения с использованием инфракрасных лучей система ограничения передвижения где используется принцип ультразвукового эха.
Буферные устройства (буфера)
Буфера предназначаются для смягчения возможного удара крана или тележки об упоры а также кранов друг о друга. Упоры устанавливаемые на концах рельсового пути должны быть рассчитаны на восприятие удара крана (тележки) с наибольшим грузом находящимся в верхнем положении. Скорость движения крана при этом берется сниженной в результате действия ограничителя передвижения.
Буфера выполняются эластичными пружинными пружинно-фрикционными и гидравлическими и устанавливаются на концевых балках балансирах и рамах тележек. Пружинные буфера устанавливаются при скоростях передвижения (в момент наезда) до 70 ммин а гидравлические- при скоростях до 160 ммин. При больших скоростях движения для безопасной остановки крана (тележки) он должен быть снабжен устройствами обеспечивающими снижение скоростей до указанных выше величин путем затормаживания ходовых колес.
а- резиновый; б- пружинный; в- гидравлический
Ограничители грузоподъемности
Относятся к предохранительным устройствам механизмов подъема. Их устанавливают в электрической цепи механизма подъема схема которой должна предусматривать возможность включения механизма после его отключения ограничителем только на работу в обратном направлении.
Ограничитель грузоподъемности должен обеспечивать ограничение массы поднимаемого груза при превышении ее на 10% относительно номинального иметь точность срабатывания 2-3% и не срабатывать при кратковременных (0.8 с) перегрузках. Ограничители грузоподъемности подразделяются на механические (рычажные эксцентриковые) электрические и гидравлические.
Механические ограничители (рис.6) имеют управляющие части в виде пружин или торсионов а их исполнительные элементы взаимодействуют с концевыми выключателями установленными в электрической цепи.
При использовании электрических ограничителей в эту цепь включается силоизмерительный элемент- месдоза сопротивление в котором изменяется в зависимости от нагрузки.
Рисунок 12 - Пружинный ограничитель грузоподъемности
На рисунке 12 представлена конструкция пружинного ограничителя грузоподъемности использующая блок 5 грузового каната 6установленный на коротком плече рычага 4 имеющего ось поворота в точке А. Второе плечо рычага соединено штоком с пружиной 2. При увеличении нагрузки на канат пружина 2 сжимается и при превышении допускаемого значения планка1 нажимает на шток конечного выключателя 3 разрывая цепь управления механизмом подъема и останавливая его.
В гидравлических ограничителях используемых в кранах с гидроприводом применяются предохранительные клапаны которые переключают напорную магистраль на слив при превышении в ней давления вызванного превышением величины поднимаемого груза.
Ограничитель высоты подъема
Ограничитель высоты подъема крюковой подвески (рис.7) согласно Правилам по кранам (ПБ 10-382-00) должен быть устроен таким образом чтобы после ее остановки между упором на раме тележки и подвеской было расстояние не менее 200 мм.
Рисунок 13 - Ограничитель высоты подъема груза
По грузоподъемности (Q=16 т) выбираем сдвоенный полиспаст (Uп = 2).
Усилие в канате набегающем на барабан
где - номинальная грузоподъемность кг;
- число полиспастов в системе;
- кратность полиспаста;
- общий КПД полиспаста.
где - КПД блоков (= 098);
Расчетное разрывное усилие в канате при максимальной нагрузке на канат:
где k коэффициент запаса прочности (табл. 2.3 [1])
Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р:
Конструкция 6×19(1 + 6 + 6 6) +1о.с. по ГОСТ 2688 – 80.
Маркировочная группа 1568 МПа
Диаметр каната = 21 мм
Разрывное усилие =222000 H.
Канат грузовой (Г) первой марки (I) из проволоки без покрытия () правой свивки () нераскручивающийся (Н) обозначается:
Канат 21-Г-I-Н-1568 ГОСТ 2688-80.
Фактический коэффициент использования каната
Требуемый диаметр барабана по средней линии навитого стального каната
где e коэффициент зависящий от типа машины и режима работы (табл. 2.7 [1] e=25).
Длина каната навиваемого на барабан с одного полиспаста
где число запасных витков на барабане до места крепления
число витков под зажимным устройством;
H высота подъема груза м(=10);
Uп кратность полиспаста(=2);
D диаметр барабана мм (=550).
Рабочая длина барабана для навивки каната с одного полиспаста
где m число слоев навивки (=1);
φ коэффициент неплотности навивки (для нарезных барабанов φ= 10).
Приняв в качестве материала для изготовления барабана чугун марки СЧ15 (барабан литой) проводим проверочный расчет барабана на смятие (сжатие). Проверочный расчет на совместное действие изгиба и кручения можно не производить т. к. LбD3 и и кр при этом обычно не превышают 10-15% от расчет ведут только по .
Минимальная толщина стенки литого чугунного барабана
где - диаметр барабана м.
Приняв в качестве материала барабана чугун марки СЧ 15 (МПа МПа) найдем напряжение сжатия в стенке барабана
Статическая мощность двигателя механизма подъема груза
где — КПД механизма (из табл.1.18. = 085)
С учетом полученных данных и условий задания выбираем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый 4А200M6Y3.
Номинальная мощность ;
Момент инерции ротора Iр = 04 кг·м2
Частота вращения барабана
Передаточное число привода
По передаточному числу и мощности выбираем редуктор цилиндрический трехступенчатый КЦ2-500 с передаточным числом
Фактическая частота вращения барабана
Фактическая скорость подъема груза
Момент статического сопротивления на валу двигателя (Н·м) при подъеме груза
где zк — число ветвей каната закрепленных на барабане zк = 2;
б — КПД барабана (из табл.1.18 б = 096);
пр — КПД привода барабана (из табл.5.1 пр = 09).
Номинальный момент на валу двигателя
Расчетный момент для выбора соединительной муфты
По требуемому крутящему моменту выберем упругую втулочно-пальцевую муфту с наибольшим крутящим моментом 500 Н·м. Момент инерции ротора двигателя и муфты I = 0525 кг·м2.
Средний пусковой момент двигателя (Н·м)
где max — максимальная кратность пускового момента электродвигателя max =2
min — минимальная кратность пускового момента электродвигателя min = 14.
где — коэффициент учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма (кроме ротора двигателя и муфты) = 11 125.
Ускорение при пуске
Полученные значения t и соответствуют рекомендациям табл.1.19 и 1.25.
Рисунок 2.2 - Усредненный график загрузки механизма подъема
Согласно графику за время цикла (подъем и опускание груза) механизм будет работать с номинальным грузом Q = 16000 - 1 раз с грузом 05Q = 8000 - 5 раз с грузом 02Q = 3200 - 1 раз с грузом 005Q = 800 кг - 3 раза.
Таблица 2.1 - Моменты развиваемые двигателем и время его пуска
Наименование показателя
Результаты расчета при массе
поднимаемого груза кг
барабана при подъеме гр.
Момент при подъеме гр.
Время пуска при под.
Момент при опускании груза
Натяж.каната при опуск-ии
Время пуска при опускании
Натяжение каната при подъёме груза
Момент при подъёме груза
Время пуска при подъёме
Натяжение каната при опускании
Средняя высота подъема груза составляет 05 08 номинальной высоты Н=13м.
Нср = 08Н = 08·10 = 8 м.
Тогда время установившегося движения
Сумма времени пуска при подъеме и опускании груза за цикл работы механизма
Общее время включений двигателя за цикл
Среднеквадратичный момент
Среднеквадратичная мощность двигателя
Условие Рср Рдв (1053 22) выполняется – двигатель не перегревается.
Момент статического сопротивления на валу двигателя при торможении механизма
где Т — КПД привода от вала барабана до тормозного вала; Uр — общее передаточное число между тормозным валом и валом барабана.
Момент создаваемый тормозом выбирается из условия
где kT — коэффициент запаса торможения (из табл.2.9 kТ = 175).
ТТ = 15962·1.75 = 27934 Н·м
Время торможения при опускании
Из табл.1.22 для среднего режима работы находим путь торможения механизма подъема груза
Замедление при торможении
что соответствует данным табл.1.25.
2 Расчет механизма передвижения тележки
Расчёт механизма передвижения заключается в подборе и расчёте ходовых колёс определении сопротивлений передвижению выборе и проверке двигателя редукторов валов муфт и тормозов.
Исходные данные к расчёту:
Грузоподъёмность крана Q=16 т
Скорость передвижения Vпер.=0.8 мс
Ориентировочная масса тележки определяется по формуле:
Определение веса тележки с грузом
Максимальная статическая нагрузка на ходовое колесо
где z=4-число ходовых колес воспринимающих вертикальную нагрузку
Выберем диаметр ходового колеса =360 мм
Определим диаметр цапфы вала ходового колеса:
Общее сопротивление передвижению крана определим по следующей зависимости:
где —коэффициент трения ходовых колес по рельсам с плоской головкой (=00005);
f—коэффициент трения в подшипниках качения ходовых колес(подшипники конические) (f=002);
кр—коэффициент трения в ребордах (кр=25) .
Выбор электродвигателя соединительных муфт и редуктора
Статическая мощность при определяется по формуле:
Из таблицы .3.1выбираем электродвигатель с фазным ротором серии
MTF 011.6 мощностью P=1.4 кВт с частотой вращения n=895 мин-1. Момент инерции ротора 0048
Номинальный момент на валу двигателя:
Частота вращения ходового колеса:
Требуемое передаточное число привода:
Исходя из этой мощности и требуемого передаточного числа выбираем для среднего режима работы и частоты вращения быстроходного вала редуктор типа ВК с передаточным числом
Номинальный момент передаваемый муфтой двигателя принимается равным моменту статических сопротивлений:
Определим расчётный момент для выбора соединительных муфт:
Из таблицы .5.6 выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с крутящим моментом 500. и диаметром тормозного D=200мм. Момент инерции будет равен:
Фактическая скорость передвижения крана:
Определим максимальное допустимое ускорение крана при пуске при отсутствии ветровой нагрузке:
где z—общее число ходовых колес тележки;
zпр—число приводных колес тележки;
φ—коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами;
kф—коэффициент запаса сцепления.
Наименьшее допускаемое время пуска по условию сцепления:
Средний пусковой момент двигателя:
Момент статических сопротивлений при работе тележки без груза:
где Fпер—сопротивление передвижению тележки без груза
Момент инерции ротора двигателя 0048 и муфт быстроходного вала
Фактическое время пуска механизма передвижения без груза:
Фактическое ускорение крана при пуске:
Определим суммарную нагрузку на приводные колёса без груза:
Фактический запас сцепления будет равен:
Максимальное допустимое замедление крана при торможении при отсутствии ветровой нагрузки:
Время торможения тележки без груза:
Определим сопротивление торможению тележки без груза:
Определим момент статических сопротивлений на тормозном валу при торможении крана в предположении что тормоз установлен на валу двигателя:
Момент сил инерции при торможении крана без груза будет равен:
Расчётный тормозной момент на валу тормоза:
Из таблицы .5.13 Выбираем тормоз типа ТКГ-200 с диаметром тормозного шкива DТ=200 мм и наибольшим тормозным моментом ТТ=200 Нм который следует отрегулировать до 191 Нм.
Минимальная длина пути торможения:
1 Проверка барабана на прочность
Толщина стенки барабана определяется по эмпирической формуле;
где - максимальное натяжение каната Н;
- допускаемое напряжение на сжатие для Стали 35 Л =137 МПа;
t – шаг нарезки барабана.
Проверка выполняется.
2 Проверка оси барабана на прочность и подбор опорных подшипников
Рисунок 3.1 - Схема нагрузок на ось барабана
Сумма моментов относительно точки А;
; Реакция в опоре В Н;
Реакция в опоре А Н;
Напряжение изгиба в опасном сечении вала;
где - изгибающий момент в опасном сечении оси Н.
d - диаметр оси в опасном сечении принимаем d=6 см.
- допускаемое напряжение изгиба для оси из Стали 45 =610 МПа.
Ввиду малой скорости вращения барабана опорные подшипники подбираются по допустимой статической нагрузке.
Принимаем шарикоподшипники 1611 у которых
В ходе курсового проекта был проведен анализ литературных и патентных источников по конструкциям мостовых кранов. Также рассчитаны основные параметры проектируемой машины выбраны основные элементы. В конце работы разработаны чертежи по курсовому проектированию.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Справочник по расчетам механизмов подъемно – транспортных машин. А.В. Кузьмин Ф.Л. Марон. Высшая школа 1983 г.
Справочник по кранам. Александров М.П. Гохберг М.М. том 12. -Л: Машиностроение1988.
Подъёмно-транспортные машины. Атлас конструкций. под ред. Александрова М.П. и Решетникова Д.Н.-М.:1987.
Конструирование узлов и деталей машин П.Ф. Дунаев. Высшая школа 1985
Сопротивление материалов: Расчет.-проектировоч. работы: Учеб.пособие для вузов Е.Ф. Винокуров А.Г. Петрович Л.И. Шевчук. Мн.:Выш. шк.1987.-227 с.:ил.