Мостовой кран грузоподъемностью 50/12,5 т. Реконструкция моста крана.

Пояснение.docx

> Диплом содержит чертежи сборочные концевой балки и общий вид
>> крана до и после реконструкции.
>> плакаты сравнения мостового крана МК 50125 до и
>> после реконструкции из 3д расчетов программой Inventor
>> отправлены в следующем письме.
>> В папке инвентор собсна сами файлы моделей. Solidworks их открывает без труда.
>> Защищен на "отлично" в июне 2011 года.
Кажется нашел выход! Если сохранить самые главные сборки в формате
STEP то они одинаково легко открываются и в 2010 версии инвентора не
смотря на то что другие детали сборки я не пересохранял. Насчет SW не
уверен но все таки они имеют очень похожую архитектуру и могут
пользоваться файлами между собой.
Попробуйте. - Файлы из папок КРАНДО и КРАНПОСЛЕ наверное их в них и
надо запихать чтобы заработало.

ДипломПЗ.docx

ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА7
УСТРОЙСТВО РЕКОНСТРУИРУЕМОГО КРАНА8
1.Основные части крана.8
2.Техническая характеристика крана10
3.Электрооборудование крана11
1.Определение нагрузок приходящихся на главную балку.12
2.Определение размеров сечений главной балки.15
3.Напряжения в главной балке.19
4.Расчет механизма передвижения моста24
5.Расчет тормозного усилия мотор-редуктора33
6.Расчет концевой балки34
7.Расчет шарнирного соединения секций концевой балки.41
8.Расчет крана с учетом планово-высотной съемки крановых путей.46
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ52
1.Обоснование описание конструкции и назначение детали52
2.Анализ технологичности конструкции детали54
3.Расчет припусков на механическую обработку56
4.Технологический маршрут59
5.Выбор технологического оборудования приспособлений режущего и измерительного инструмента60
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ65
1.Общая характеристика безопасности мостового крана65
2.Основные требования безопасности монтажных работ67
3.Анализ опасных и вредных факторов70
5.Пожарная безопасность80
6.Электробезопасность82
7.Анализ и оценка возможных чрезвычайных ситуаций ПХП84
8.Экологическая безопасность86
9.Выводы по разделу безопасность жизнедеятельности88
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА90
2.Расчет производительности мостового крана.90
3.Расчет капитальных вложений на модернизацию мостового крана97
4.Расчет эксплуатационных расходов107
5.Расчет экономического эффекта115
6.Определение срока окупаемости и коэффициента эффективности116
ПХЛоснащено 4-х клетьевым станом "1700" дрессировочными станами агрегатами непрерывного горячего цинкования и алюминирования агрегатами по производству отожженных электротехнических сталей 13 агрегатами резки. В 1992 году был введен в строй 5-ти клетьевой стан "1700" бесконечной прокатки. В настоящее время вПХЛустановлено и эксплуатируется следующее оборудование:
Конвейеры горячекатаных рулонов КГР-1 и КГР-2- предназначены для передачи горячекатаных рулонов из листопрокатных цехов вПХЛ. Скорость транспортировки рулонов 45-9 ммин максимальный развес - 36 тонн.
Непрерывные травильные агрегаты НТА-1 НТА-2 НТА-3- предназначены для удаления окалины с поверхности горячекатаных полос. Производительность: НТА-1 - 850 000 тгод; НТА-2 - 650 000 тгод; НТА-3 -1 300 000 тгод.
-х и 5-ти клетьевые станы холодной прокатки- предназначены для холодной прокатки горячекатаных травленых полос. Производительность 4-х клетьевого стана - 1 030 000 тгод; 5-ти клетьевого стана - 1 430 000 тгод.
Колпаковые печи с водородной защитной атмосферой- предназначены для светлого рекристаллизационного отжига плотно смотанных холоднокатаных рулонов. Максимальная температура нагрева металла - 750°С. Суммарная производительность печей - 1 375 000 тгод.
Дрессировочные станы "1700" №1 и №2 (ДС-1 ДС2)- предназначены для дрессировки холоднокатаных полос в рулонах после отжига. Производительность: ДС-1 - 920 000 тгод; ДС-2 - 900 000 тгод.
Агрегат непрерывного горячего цинкования (АГНЦ)- предназначен для покрытия цинком поверхности непрерывно движущейся полосы из малоуглеродистой стали горячим способом. Производительность - 180 000 тгод.
Агрегат непрерывного горячего алюминирования и алюмоцинкования (АНГА)- предназначен для нанесения на полосовую малоуглеродистую сталь алюминиевого или алюмоцинкового покрытия непрерывным способом. Производительность агрегата - 320 000 тгод.
Комбинированные агрегаты динамных сталей (линии А Б)- предназначены для производства динамной стали с электроизоляционным покрытием. Суммарная производительность агрегатов - 140 000 тгод.
Агрегат комбинированной резки горячекатаных рулонов (АКР)- предназначен для правки обрезки боковых кромок промасливания горячекатаной травленой полосы и порезки ее на ленты. Производительность - 200 000 тгод.
Агрегат поперечной и продольной резки №1 (АПР-1)- предназначен для продольного роспуска холодно и горячекатаной полосы из углеродистой стали на ленты и резки полосы на листы а также для обрезки боковых кромок и промасливания полосы укладки листов в пачки. Производительность - 400 000 тгод.
Агрегаты поперечной резки №2 и №3 (АПР-2 и 3)- предназначены для правки холоднокатаной отожженной полосы обрезки боковых кромок разрезания ее на листы заданной длины промасливания и укладки листов в пачки. Производительность - АПР-2 - 250 000 тгод; АПР-3 - 400 000 тгод.
Агрегаты продольной резки №4 5 9 10 11 (АПР)- предназначены для продольного роспуска холоднокатаной полосы из углеродистой стали на ленты а также для обрезки боковых кромок и промасливания полос. Производительность - АПР-45 - по 170 000 тгод; АПР-910 - по 210 000 тгод; АПР-11 - 70 000 тгод.
Многодисковые ножницы (АПР-6)- предназначены для продольной резки стальной холоднокатаной ленты на полоски смотки их в бунты и обрезки боковых кромок. Производительность - 60 000 тгод.
Агрегат поперечной резки оцинкованных листов (АПРУ-1700)- предназначен для резки ленты с алюминиевым алюмоцинковым и цинковым покрытием на листы мерной длины сортировки листов и укладки их в пакеты. Производительность - 260 000 тгод.
Агрегаты продольной резки №7 и 8- предназначены для продольного роспуска полосы на ленты и обрезки боковых кромок рулонной электротехнической стали. Суммарная производительность - 250 000 тгод.
Основные виды продукции
Сортамент продукции: автомобильный лист оцинкованный лист горячекатаный травленый лист и изотропная динамная сталь.
Прокат тонколистовой из электротехнических марок сталей (динамный) с электроизоляционным покрытием (мелизорт).
Прокат тонколистовой оцинкованный с узором кристаллизации.
Прокат тонколистовой для холодной штамповки.
Прокат тонколистовой для холодного профилирования.
Прокат тонколистовой под покраску.
Прокат тонколистовой из малоуглеродистой качественной стали для холодной штамповки.
Лента горячекатаная травленая резаная.
Лента стальная резаная холоднокатаная.
ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
Самыми распространенными грузоподъемными устройствами в цехе ПХЛ служат мостовые краны. Самым распространенным мостовым краном является МК 50125. При эксплуатации этих кранов возникают проблемы – в силу различных динамических нагрузок приходящихся на конструкцию моста зачастую появляются трещины вдоль листов пролетных и концевых балок. В частности кран МК 50125 рег. 06875 был неоднократно подвержен ремонтным работам в связи с устранением трещин появляющихся на концевой балке и последующим усилениям ее конструкции установкой дополнительных рёбер жёсткости что приводило к его простоям и соответственно экономическим потерям.
В ходе дипломного проекта моей целью является модернизация металлоконструкции мостового крана а именно понижение жесткости конструкции концевой балки повышение ее упругости что даст выигрыш в уменьшении нагрузок на конструкцию от действия динамических нагрузок.
УСТРОЙСТВО РЕКОНСТРУИРУЕМОГО КРАНА
1.Основные части крана.
Кран состоит из моста который в свою очередь состоит из двух главных и двух концевых балок коробчатой конструкции. В концевых балках установлены колесные установки. На главных балках установлены подтележечные рельсы по которым перемещается грузовая тележка с грузоподъемной лебедкой с механизмом передвижения тележки. Также к главным балкам крепятся: кабина люлька для обслуживания троллей площадка троллейная площадка рабочая электрооборудование.
Кран обеспечивает перемещение груза в трех взаимно перпендикулярных плоскостях за счет перемещения крана по подкрановым путям перемещения грузовой тележки по главным балкам моста и подъема (опускания) крюка. Конструкция крана позволяет обслуживать прямоугольную площадку длина которой ограничена длиной подкрановых путей а ширина – пролетом крана.
В комплект поставки крана входят: два полумоста с площадками рабочей и троллейной грузовая тележка в сборе кабина крановщика люлька для обслуживания троллей блочные подвески электрооборудование.
Рис.1. Общий вид электромостового крана.
- кабина крана; 2 - тележка крана; 3 - мост крана; 4 - люлька крана.
2.Техническая характеристика крана
)Тип крана: мостовой двухбалочный электрический
)Грузоподъемность т:50125
)Высота подъема крюка м:
) Скорость подъёма крюка мс:
) Скорость передвижения крана мс16
) Скорость передвижения тележки мс08
)Род привода:электрический
)Род тока:переменный
)Система электропитания:троллейная
главного подъематяжелый вспомогательногосредний передвижения тележкисредний передвижения кранатяжелый
3.Электрооборудование крана
В состав электрооборудования входят:
-вводное устройство с ручным и дистанционным управлением;
-привод механизма подъема груза;
-привод передвижения крана;
-элементы механизма передвижения тележки;
-привод механизма сигнализации освещения блокировки;
-элементы токовой защиты;
В кабине машиниста крана расположены:
-командоконтроллеры управления механизмами;
-крановая защитная панель;
-включатели приборов сигнализации освещения;
-сигнальные приборы;
-аварийный выключатель;
-ящик сопротивлений;
-светильник общего освещения кабины.
На мосту крана установлено следующее электрооборудование:
-шкаф пускорегулировочные сопротивления;
-конечные выключатели механизма передвижения тележки;
1.Определение нагрузок приходящихся на главную балку.
Предварительно принимаем
Массаглавнойбалки G1=20т
Переводим в систему СИ:
Нагрузка от собственного веса крана с учетом коэффициента толчков k=11 будет равна Gкр=1056кН
Расчет металлической конструкции моста производим для двух случаев: при действии основных нагрузок от веса поднимаемого груза веса тележки и собственного веса моста и основных и дополнительных от наибольших возможных сил инерции при торможении моста и тележки.
Нагрузки от веса груза являются сосредоточенными и приложены в точках касания колес с рельсами (рис.2). Нагрузка на колеса тележки:
Где PC PD – нагрузки на ведомое (С) и ведущее (D) колеса соответственно Q – грузоподъемность главного подъема крана l – база тележки l1 l2 - расстояние до оси подвеса.
Рис. 2. Расчетная схема главной балки.
Рис. 3. Тележка мостового крана.
Нагрузки на колеса тележки с учетом динамического коэффициента при принятом тяжелом режиме с учетом веса тележки:
Поскольку при модернизации крана будет заменен и механизм передвижения крана рассчитываем балку расположенную со стороны противоположной от механизма передвижения.
Величина нагрузки от собственного веса приходящейся на 1м
Где – распределенная весовая нагрузка k – коэффициент зависящий от скорости передвижения моста.
Наибольшие величины дополнительных нагрузок от сил инерции при торможении тележки и моста равны:
А) при торможении тележки с грузом движущейся вдоль моста
Б) от веса главной балки при торможении моста
В) от веса тележки с грузом при торможении моста
Здесь – нагрузка на приводное колесо;
– нагрузка на ведомое колесо.
Нагрузку P’и принимаем сосредоточенной в середине балки.
Коэффициент 2 в формулах учитывает то обстоятельство что только одна сторона моста является приводной.
Сила P’’и будет приложена к головке подтележечного рельса и направлена вдоль оси рассчитываемой балки а силы Ри и Р’’и – направлены поперек балки.
2.Определение размеров сечений главной балки.
Необходимую высоту балок мостовых кранов в среднем сечении выбирают из условия
Где l – длина пролета.
Высоту сечения балки у опоры определяем из условия
Ширина верхнего и нижнего поясов
Для обеспечения достаточной жесткости балки при кручении рекомендуют расстояние B между ее вертикальными стенками принимать не менее чем l50.
В качестве материала принята сталь марки Ст.3; верхний пояс балки изготовлен из стали толщиной 20 мм нижний – из стали 16 мм принятая толщина вертикальных стенок =14 мм (рис. 4)
Поясаверхнего 20·90=180см2
Поясанижнего 16·90=144см2
вертикальныхстенок 2·14·2164=60592см2
Площадьвсегосечения F=91992см2
Статический момент элементов сечения относительно оси х1 – х1 у основания сечения:
Поясаверхнего 180(220-202)=37800см3
Поясанижнего 144(162)=1152см3
Вертикальныхстенок 60592(2182)=660453см3
Статическиймоментвсегосечения S=104500см3
Положение центра тяжести сечения относительно оси х1 – х1
Моменты инерции относительно центральной оси х – х:
Общиймоментинерциисечения Jx=61987327см4
Моменты сопротивления сечения относительно оси х – х:
Наибольший (для волокон верхнего пояса балки)
Наименьший (для волокон нижнего пояса)
Моменты инерции элементов рассматриваемого сечения относительно оси у-у:
Общиймоментинерциисечения Jx=10394684см4
Моменты сопротивления сечения относительно оси y –y:
Из аналогичного расчета определяем параметры малого сечения (рис. 5) главной балки моста:
Площадь сечения F = 59496 положение центра тяжести z0= 57 см момент инерции относительно горизонтальной оси Jx=15378972 см4.
Рис. 4. Основное поперечное сечение главной балки моста
Рис. 5. Малое поперечное сечение главной балки моста
Прогиб балки от веса тележки с грузом:
Где Е – модуль Юнга для стали = 210 Гпа
Наибольшую допустимую величину этого прогиба рекомендуется принимать не более 1700 от пролета. В рассматриваемом случае
Прогиб меньше допустимого значения а значит соответствует условиям.
Для обеспечения устойчивости вертикальных стенок балки установим между ними поперечные листы – диафрагмы. По рекомендациям [3] шаг между будет составлять 2000 мм.
3.Напряжения в главной балке.
Для определения напряжений в главной балке воспользуемся Системой Автоматизированного Проектирования (САПР).
Основные функции САПР – выполнение автоматического проектирования объектов на всех или отдельных этапах. Объект проектирования – это продукция производственно-технического назначения в результате которой проекты приобретают материально-вещественную форму.Проект – совокупность документов соответствующих законному требованию. В процессе проектирования получается проектное решение. Проектное решение – это результат который может носить форму окончательного или промежуточного описания объекта проекта. Предоставление этого решения в определённом виде – это составление проектной документации.[2]
Autodesk Inventor—3DСАПРдля создания и изучения поведения цифровыхпрототиповизделий и деталей а также для создания конструкторской документации (чертежей спецификаций и проч.) Производитель— компанияAutodesk. Используется в основном вмашиностроении однако возможно применение и в других отраслях.[2]
В Autodesk Inventorвстроен модуль конечно-элементного анализа что позволяет с большой точностью проводить испытания трёхмерных твердотельных моделей. [2]
Строим модель балки в натуральную величину устанавливая диафрагмы с шагом 2000 мм. Программа генерирует сетку и проводит анализ МКЭ (метод конечных элементов) рис. 6. Также устанавливаем на балку крановый рельс КР100 ГОСТ 4121-96.
Для упрощения модели был применен неразрезной рельс и цельные стальные листы. Также нагрузка от колес тележки была установлена в середину балки как в самом опасном сечении. Опорные листы были зафиксированы.
Нанесем нагрузки на модель (рис. 7)
Проводим анализ полученных результатов (таблица 1).
Рис. 6. Балка с рассчитанной сеткой.
Рис. 7. Балка с нанесенными нагрузками.
Таблица 1. Результаты расчета напряжений в Autodesk Inventor
Напряжение по Мизесу
-ое основное напряжение
-е основное напряжение
Коэфф. запаса прочности
Допускаемый коэффициент запаса прочности k = 13 [5]
Рис. 8. Схема деформаций главной балки.
4.Расчет механизма передвижения моста
Имеются два мотор-редуктора – правый и левый. Колёса установлены на выходных валах мотор-редукторов. Приводные и холостые колеса присоединены шарнирно к крану образуя механизм передвижения крана.
Полное сопротивление передвижению крана складывается из сопротивления от трения при движении и сопротивления от уклона пути. Кран перемещается по двутавровой балке в своей области работы. Расчет можно произвести по расстоянию между двумя соседними опорами подкрановых путей. Из конструктивных соображений это расстояние примем равным 13 м. Допустимый местный уклон (отношение стрелы прогиба к расстоянию между двумя опорами) α = 00030º.
Сопротивление движению от трения:
где Gкр – вес крана кг;
Dk – диаметр ходового колеса Dk=500 мм;
d – диаметр цапфы d = 10 см [11 стр.112];
= 004 см [11 стр.112];
f – коэффициент трения в шарикоподшипниках опоры f= 0015;[11 стр.104];
кТ – коэффициент учитывающий дополнительные сопротивления от трения рёбер и торцов ступиц ходовых колёс кТ = 25[11 стр.112];
Q– грузоподъёмность крана Q= 50000 кг;
Сопротивление движению от уклона пути:
где α - допустимый местный уклон; α = 00030 º[5];
Полное статическое сопротивление передвижению тележки крана:
Статическая мощность для перемещения тележки с грузом:
где vT – скорость передвижения крана vT =16 мс;
м – КПД передачи при полной нагрузке м = 085 [11];
Число оборотов ходового колеса и выходного вала мотор-редуктора:
где VT – скорость передвижения крана VT =16 мс;
Dk – диаметр ходового колеса Dk =50 см;
Выбираем мотор редуктор TK-108 с частотой вращения выходного вала редуктора 65 обмин мощностью двигателя 22 кВт передаточным отношением редуктора 2262 номинальным крутящим моментом на выходном валу 3240 Нм двигатель AIS180L4. (рис.9) Тогда расхождение в скорости передвижения крана будет составлять:
где - техническое число оборотов выходного вала мотор-редуктора;[2]
Техническая скорость движения крана:
где Dk – диаметр ходового колеса Dk = 05 м;
n – число оборотов выходного вала мотор-редуктора n = 65 обмин;
Рис. 9. Мотор-редуктор ТК-108
Статический момент при нагруженной тележке:
где м – КПД передачи при полной нагрузке м = 075[11];
W - полное статическое сопротивление передвижению W =2057 кН;
Момент электродвигателя при пуске:
где МН - номинальный момент двигателя МН = 3240 Нм
Максимальный момент электродвигателя при пуске принимается равным наибольшему значению указанному в каталоге с учётом падения напряжения в сети до 10 %:
Средний момент электродвигателя при пуске:
Приведённый момент инерции тележки механизма передвижения с грузом:
где Iш –момент инерции шестерни закреплённой на валу электродвигателя Iш = 000005 кгмс2;
(mкр+mQ) = 156000 кг;
Rk – радиус ходового колеса тележки м;
м – КПД передачи при полной нагрузке м = 075;
Время пуска двигателя:
где – угловая скорость вала электродвигателя = 15072 с-1;
Путь крана с грузом за время её разгона:
где vТ - фактическая скорость движения крана vT = 17 мс;
Сила сопротивления передвижению крана без груза:
где Gкр– вес крана Gкр = 960 кН;
Момент сопротивления передвижению крана без груза:
Dk – диаметр ходового колеса Dk = 05 м;
м – КПД передачи при полной нагрузке м = 075 [5];
Приведённый момент инерции механизма передвижения без груза:
где mт – масса крана mт =96000 кг;
Время пуска электродвигателя при недогруженном кране:
где МП.СР - средний момент электродвигателя при пуске МП.СР =531684;
– угловая скорость вала электродвигателя = 15072 с-1;
Путь крана без груза за время его разгона:
где vТ - фактическая скорость движения тележки vT = 17 мс;
Среднее ускорение при пуске механизма передвижения с грузом а и без груза ах соответственно:
Коэффициент запаса сцепления нагруженного крана:
где GСЦ – суммарное давление двух приводных колёс на рельсы (сцепной вес) крана с грузом GСЦ =36500 кг;
-коэффициент сцепления колеса с рельсом для механизмов работающих в закрытых помещениях = 02;
nk – общее число колёс nk = 8;
f – коэффициент трения в шарикоподшипниках опоры f = 0015;
Q – грузоподъёмность крана Q= 50000 кг;
Gкр – вес крана Gкр = 96000 кг;
g – ускорение свободного падения g = 981 мс2;
d – диаметр цапфы d = 10 см;
Dk – диаметр ходового колеса Dk = 50 см;
Условие выполняется.
5.Расчет тормозного усилия мотор-редуктора
Расчетный тормозной момент равен:
Мт. = Мин. - Мс.(46)
где Мин. - момент сил инерции поступательно и вращательно движущихся масс приведенный к валу двигателя Н·м.
где aТ-замедление при торможении (aТ=03 мс2)
kин - коэффициент неучтенных инерционных масс (kин=11).
Мс – момент сил сопротивления приведенный к валу двигателя Н·м:
Wст. - статическое сопротивление движению крана (Wст. = 28800 Н)
Мт. = 53249 – 37449 = 158 Н·м.
Мотор-редуктор ТК 108 имеет тормозной момент 250 Н·м при выключенном двигателе. [12]
Проверяем на отсутствие “юза” при торможении крана без груза. В этом случае момент от тормоза приведенный к валу колес будет равен:
Мтк=170·2262085=1732 Н·м
Движение “юзом” не возникнет если выполняется условие:
Мсц=2000 Н·м > Мтк=1732 Н·м
6.Расчет концевой балки
Концевые балки настоящего проекта отличаются от оригинальных тем что не имеют жёсткой связи между секциями опор пролетных балок что уменьшает металлоёмкость динамические нагрузки на металлоконструкции и увеличивает защищенность от усталостных деформаций а также снимают постоянное напряжение в опасном сечении.
Механизмы передвижения крана будет располагаться на концевых балках что уменьшит возможные повреждения редукторов и их опор от перекосов.
Балки выполнены из стали Ст. 3 и имеют коробчатое сечение.
Расчет при действии основных нагрузок производим по наибольшим опорным давлениям главных балок от веса груженой тележки и их собственного веса.
Наибольшая сила давления главных балок:
Нагрузка на ведущую опору рассчитываемой балки составляет:
Где Qмп=43кН - вес установленного механизма передвижения.
Наибольший изгибающий момент имеет место в сечении балки под опорой (рис. 1011)
Где lт – расстояние от края моста до крайнего положения грузовой тележки
Для расчета момента инерции воспользуемся Системой Автоматизированного проектирования Autodesk AutoCAD Mechanical
Результаты предствалены в таблице 2.
Таблица 2. Результаты расчета момента инерции
Положение центра тяжести сечения l
Момент инерции относительно оси х-х Jx
Момент инерции относительно оси y-y Jy
Момент сопротивления сечения (наибольший для волокон верхнего пояса)
Здесь H – общая высота сечения.
Рис. 10. Концевая балка до реконструкции.
Рис. 11. Опорное сечение концевой балки
В Autodesk Inventor строим концевую балку с определёнными размерами сечения (рис. 10 11). Прикладываем нагрузки: от веса пролетных балок Qmax (47) а также нагрузку при торможении тележки с грузом движущейся вдоль моста =2864 кН (6). Рис. 12
Как видно из рисунка 14 – на верхний и нижний пояс в середине балки действует самое большое напряжение от изгибающего момента. Что и требовалось доказать – излишнее напряжение в центральном сечении концевой балки.
Судя по цветам из условных обозначений напряжение в верхнем поясе достигает 140 МПа в нижнем – до 105 МПа.
Соблюдая те же размеры сечений концевой балки изменим ее конфигурацию в соответствии с данным проектом выдерживая расстояние между опорными балками и увеличивая число колес концевой балки. (Рис. 15)
Генерируем сетку и выполняем анализ напряжений. (рис. 13 14)
Рис. 12. Концевая балка с приложенными нагрузками.
Рис. 13. Концевая балка с созданной сеткой.
Рис. 14. Схема напряжений и перемещений концевой балки.
Рис. 15. Концевая балка после реконструкции.
Рис. 16. Секция реконструированной концевой балки.
Рис. 17. Секция реконструированной концевой балки с сеткой.
Рис. 18. Схема напряжений и перемещений секции концевой балки.
Здесь в дополнение к имеющимся нагрузкам приложим силу инерции от торможения моста с грузом: от веса главной балки при торможении моста (7) от веса тележки с грузом при торможении моста (8). (Рис. 16)
Генерируем сетку и выполняем анализ напряжений. (рис. 17 18)
Как видно из рисунка 18 результирующие напряжения от изгибающих моментов теперь значительно ниже.
Судя по цветам из условных обозначений напряжение в верхнем поясе достигает 80 МПа в нижнем – до 50 МПа. Результаты приведены в таблице 3.
Таблица 3. Результаты нагружения секции концевой балки.
Значит мы защитили балку не только от динамических нагрузок снятием жесткости конструкции но и уменьшили исходные напряжения заданного сечения.
7.Расчет шарнирного соединения секций концевой балки.
Секции реконструированной концевой балки будут соединяться между собой тягой которая крепится к секциям шарнирно. (рис. 19)
Определим необходимый диаметр пальца шарнирного соединения. Для этого проведем расчет на срез.
Допускаемое контактное напряжение для Сталь 45Х []=07÷08 []=250МПа [12]
Примем дипметр пальца d=15мм.
Зададимся размерами стоек шарнира (рис. 20)
Рис. 19. Расчетная схема крепления тяги.
Рис. 20. Стойка шарнира.
Толщину выберем t=15.
Проверим выбранную пластину в Autodesk Inventor зафиксировав подобранный палец и приложив нагрузку к грани которая будет крепиться к секции тележки. (Рис. 21)
Максимальное напряжение будет равно 5647 МПа. Таблица 4.
Таблица 4. Результаты нагружения стойки.
При тяжелом режиме работы крана и во избежание изменения линейных размеров стойки оставим размеры при таком коэффициенте запаса прочности.
Зададимся размерами соединительной штанги. Она будет иметь прямоугольное сечение образованное четырьмя листами стали сечение будет 140х90х15 (рис. 22)
Рис. 21. Результаты нагружения стойки шарнира.
Рис. 22. Перпендикулярное сечение шарнирной тяги.
Проверим выбранную тягу в Autodesk Inventor зафиксировав подобранный палец и приложив нагрузку к грани которая будет имитировать свободный конец тяги. (Рис. 23)
Максимальное напряжение будет равно 283 МПа что в свою очередь гарантирует не только минимальные изменения геометрии тяги но и ее устойчивость. Результаты в таблице 5.
Таблица. 5. Результаты нагружения тяги.
8.Расчет крана с учетом планово-высотной съемки крановых путей.
Основную опасность для жесткой конструкции представляет собой несоответствие кранового пути идеальной модели по которой делается расчет концевых балок крепления пролётных балок и всего крана в целом.
При передвижениях реального крана как правило слышен громкий звук который образуется не только от переезда крановыми колесами стыков рельсов но и скрежет. Скрежет образуется от трения крановых колес о рельс трения реборд крановых колес о рельс. Иногда в том числе видны даже искры из-под колес крана.
Именно из-за условия допусков при строительстве а также допусков при эксплуатации крановых путей а особенно при несоответствии этим допускам и образуются повреждения всего моста мостового крана. Целью настоящего дипломного проекта является снятие не только статических напряжений но и вибрационных нагрузок на мост крана представляющий собой жесткий каркас.
При осуществлении схемы конструкции моста мостового крана выбранной в данном дипломном проекте будет происходить снятие напряжений от вибрационных нагрузок с концевой балки.
Для этого воспользуемся Autodesk Inventor.
Допуски при эксплуатации крановых путей с несущими конструкциями в изложены в РД 10-387-97. Ключевым для концевой балки является допуск :Разность отметок в одном поперечном сечении по оси симметрии(Р1):надземного пути на колоннах в пролете наземного пути. Он составляет 0005s но не более 40 где s – длина рельса между колоннами.
В ПХП длина рельса между колоннами составляет 12 метров. Значит принимаем 40мм. Но из-за редких планово-высотных съемок кранового пути принимаем разность отметок равной 80мм.
Строим модель в Autodesk Inventor. (рис. 24)
Условно обозначим рельс а зафиксируем крановое колесо с учетом разности отметок 80мм.
Схема напряжений представлена на рис. 25.
Рис. 24. Модель крана до реконструкции.
Рис. 25. Схема напряжений моста до реконструкции.
Как видно из представленных рисунков возникают большие касательные напряжения в концевой балке также разность отметок колес крана вызывают дополнительные касательные напряжения и в пролетных балках.
Рассчитаем кран после реконструкции. Модель на рис. 27.
Рис. 26. Коэффициент запаса прочности моста до реконструкции.
Рис. 27. Модель крана после реконструкции.
Рис. 28. Схема напряжений моста после реконструкции.
Рис. 29. Коэффициент запаса прочности моста после реконструкции.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.Обоснование описание конструкции и назначение детали
Деталь – ось шарнира - представляет собой тело вращения служит для шарнирного соединения стоек шарнира и шарнирной тяги.
Деталь образуется наружной цилиндрической поверхностью. Для установки оси предусмотрены две посадочные поверхности под втулки длиной 45 мм.
Материал для изготовления вала – сталь 45Х ГОСТ 4543. Химический состав стали 45Х приведен в виде таблицы 1
Так как производство данной оси не требует сложного оборудования то процесс изготовления не потребует больших затрат на производство этой детали поэтому выбираем изготовление этой детали с помощью обработки резанием проката круглого сечения.
Химический состав стали 45Х
Никель (Ni) не более
Рис. 30. Эскиз приводного вала барабана конвейера
2.Анализ технологичности конструкции детали
Определяем массу заготовки (рис. 30) по формуле:
где р - удельный вес стали р = 7850 кгм3; – объём заготовки м3:
где D – максимальный диаметр заготовки м; l – длина заготовки м.
Основным показателем характеризующим экономичность выбранного метода изготовления заготовок является коэффициент использования материала который определяется по формуле [4с.38]:
где - масса детали по рабочему чертежу кг:
где – объём детали по рабочему чертежу м3 но поскольку на выбранной заготовке мы снимем лишь фаску и подготовим поверхность под посадку - коэффициент использования материала будет близким к 1.
Рис. 31. Эскиз заготовки для вала из круглого проката
Нормативными документами регламентируется минимальное значение коэффициента использования материала равное 075. Так как 1> 075 то заготовка технологична.
3.Расчет припусков на механическую обработку
Любая заготовка предназначенная для дальнейшей обработки изготавливается с припуском который представляет собой излишек материала необходимый для получения окончательных размеров и заодно класса чистоты поверхности.
Припуск - слой металла удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных качественных показателей обрабатываемых поверхностей детали.
Величину припуска для элементарной поверхности детали определяем расчетно - аналитическим методом или ориентировочно назначаем по соответствующим справочным таблицам. Учитывая что вал является ступенчатым расчет припуска будем производить по ступени с наибольшим диаметром.
Технологический маршрут обработки поверхности :
) токарная (черновая обработка);
) токарная (чистовая обработка).
Расчет припусков на обработку вала будем вести по методике [4с.57].
Минимальный припуск на черновую обработку вала определяем по формуле:
где - высота микронеровностей поверхности оставшихся при выполнении предшествующего технологического перехода мкм (=200 мкм); Т – глубина дефектного поверхностного слоя оставшегося при выполнении предшествующего технологического перехода мкм (Т=300); - суммарные отклонения расположения возникшие на предшествующем технологическом переходе мкм; - погрешность установки на выполняемом переходе – это сумма погрешностей базирования
Суммарные отклонения расположения определяем по формуле [4c.60]:
где - величина отклонения расположения (местная или общая) мкм;
- величина отклонения расположения заготовки при центровке мкм.
Величину отклонения расположения определяем по формуле [4c.60]:
где - величина удельного отклонения расположения =007 мкммм [4с.64]; - расстояние от сечения для которого определяют величину отклонения до места крепления заготовки =450 мм (см. рис. 28).
Величину отклонения расположения при центровке определяем по формуле [4c.60]:
где - допуск на диаметр базовой поверхности заготовки использованный при центровке =18 мм [4с.64].
Минимальный припуск на чистовую обработку определяем по формуле [4c.59]:
где = 50 мкм; р – первоначальная величина смещения оси вала р = 60 мкм.
Общий припуск на обработку:
Максимальный припуск на обработку:
где - допуск на предшествующем переходе =1000 мкм; - допуск на выполняемом переходе для расточной операции на =100 мкм.
По максимальным размерам заготовки выбирается диаметр круглого проката для заготовки приводного вала. Заготовка – прокат горячекатаный круглый из качественных сталей: круг 15 мм ГОСТ 1050 – 88 (см. рис. 31).
4.Технологический маршрут
Технологический маршрут изготовления оси
Наименование операции
Отрезка дисковой пилой в размер 200мм.
Центровка отверстий с двух сторон.
Токарная. Выполнить черновую и чистовую обработку одного конца оси ().
Заготовку переустановить
Токарная.Выполнить черновую и чистовую обработку другого конца оси().
Термообработка закалкаотпуск до НВ180
Шлифовальная. Шлифовать поверхности на которые производится посадка ступиц подшипников полумуфт.
5.Выбор технологического оборудования приспособлений режущего и измерительного инструмента
Оборудование подбираем по справочникам. Выбор металлорежущих станков для изготовления детали осуществляем с учетом следующих факторов:
)точность обрабатываемой поверхности;
)расположение обрабатываемой поверхности относительно технологических баз;
)габаритные размеры и масса заготовки;
Выбор режущих инструментов осуществляется в зависимости от метода обработки формы и размеров обрабатываемой поверхности ее точности и шероховатости обрабатываемого материала заданной производительности и периода стойкости инструментов. Режущие инструменты в особенности для автоматизированного производства станков ЧПУ должны обладать высокой режущей способностью (стабильной размерной стойкостью при высоких режимах резания) обеспечивать возможность быстрой и удобной замены подналадки в процессе обработки формировать транспортабельную стружку и отводить ее от зоны обработки без нарушения нормальной (безостановочной) работы оборудования.
Фрезерно - центровальная операция:
Выбираем станок расточной 2Н636ГФ1 для установки заготовок на стол станка используем призмы опорные по ГОСТ 12195
Выбираем токарный станок 16К40П в качестве приспособлений применяем трех кулачковый патрон и центр вращающийся по ГОСТ 8742
Шпоночно-фрезерная операция:
Выбираем фрезерный станок 6А59 для установки заготовок на стол станка используем призмы опорные по ГОСТ 12195-66.
Круглошлифовальная операция:
Выбираем круглошлифовальный станок 3М194 в качестве приспособлений применяем центры вращающиеся по ГОСТ 8742.
Выбор режущих инструментов:
)фрезерно-центровальная операция:
Выбираем торцовую насадную фрезу оснащенную твердосплавными пластинами по ГОСТ 9304 (D=100мм L=50 мм) и сверло центровочное d=67 мм ГОСТ 20686-75;
Выбираем проходной упорный резец с пластинами Т5К10 ГОСТ 18879-73 резец чистовой ВК 6 ГОСТ 18879 фасочный резец Т15К6 ГОСТ 18875 канавочный резец ВК 8 ГОСТ 18884;
)круглошлифовальная операция:
Выбираем круг шлифовальный ПП400 электрокорунд марки 15А с зернистостью 50 твердостью СМ2 структурой 10К на керамической связке).
Для контроля размеров обрабатываемой детали используем следующие измерительные инструменты:
)рулетка 3м ГОСТ 7502-89;
)штангенциркуль ШЦ – 250 ГОСТ 166;
)набор образцов шероховатости поверхности по ГОСТ 9378;
)твердомер ТШ-2М ГОСТ 9012.
Невооруженным взглядом видна разница между схемами напряжений и схемами коэффициента запаса прочности. В реализованной схеме шарнирного соединения секций концевой балки – напряжения меньше а коэффициент запаса прочности – выше.
В процессе написания выпускной квалификационной работы был произведен патентный поиск по тематике проекта. В результате проведенного поиска был выявлен тот факт что существует довольно большое число мостовых кранов с различными видами механизмов. Большинство рассмотренных кранов имеют механизм передвижения с центральным приводом.
В дальнейшем при детальном рассмотрении прототипа в его конструкции были выявлены следующие пути модернизации:
- увеличение производительности (за увеличения скорости передвижения);
- изменение конфигурации концевых балок.
Проанализировав вышесказанное в проекте по модернизации крана мы попытались проработать перечисленные выше вопросы. Справка об анализе патентной литературы приведена в приложении к настоящему дипломному проекту.
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1.Общая характеристика безопасности мостового крана
Согласно приложению 1 Федерального закона "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" №116-ФЗ мостовые краны являются техническими устройствами создающими повышенную опасность при их эксплуатации. Регистрация объектов где эксплуатируются краны должна производиться в соответствии с Правилами регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов утвержденными Постановлением Правительства Российской Федерации от 24.11.98 N13711. Регистрацию объектов в государственном реестре осуществляет Федеральный горный и промышленный надзор России а также федеральные органы исполнительной власти которым в установленном порядке предоставлено право проводить регистрацию подведомственных объектов. Регистрации в органах Госгортехнадзора до пуска в работу подлежат краны всех типов перечисленные в ст. 1.3 Правил безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов за исключением указанных в ст. 9.1.3.При регистрации крана отработавшего нормативный срок службы должно быть представлено заключение специализированной организации о возможности его дальнейшей эксплуатации.
Разрешение на применение кранов должно выдаваться Ростехнадзором осуществляется в строгом соответствии с «Административным регламентом Федеральной службы по экологическому технологическому и атомному надзору по исполнению государственной функции по выдаче разрешений на применение конкретных видов (типов) технических устройств на опасных производственных объектах» который утвержден приказом Ростехнадзора от 29.02.2008 № 112 зарегистрирован Минюстом России 19.03.2008 г. per. № 1136.
Производственный контроль за безопасной эксплуатацией кранов должен осуществляться в соответствии с Правилами организации и осуществления производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на опасном производственном объекте утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 10.03.99 N263*.
Для обеспечения безопасных условий труда на ПХП 18 сентября 2006 г. утверждена инструкция ИОТ-40-56-06 по охране труда для машиниста крана. Данная инструкция выдается каждому машинисту крана под подпись о чем делается соответствующая отметка в «Журнале выдачи инструкций по охране труда для работников». Данная инструкция устанавливает порядок безопасного выполнения работ и поведения при эксплуатации электромостового крана. Данная инструкция регламентирует допуск к работе основные документы на производство работ безопасные способы производства работ основные права и обязанности машиниста крана основные требования охраны труда переда началом работ во время проведения работ и по окончанию работ а также требования охраны труда в аварийных ситуациях.
Лицом ответственным за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии может быть назначен инженерно-технический работник или другой специалист соответствующей квалификации после проверки его знаний Правил комиссией с участием представителя органа технадзора вручения ему удостоверения и должностной инструкции. Один раз в 5 лет это лицо должно проходить повышение квалификации в специальных учебных заведениях.
Так же работникам выдается под подпись межотраслевая инструкция по оказанию первой помощи при несчастных случаях утвержденная Министерством труда и социального развития в 2006 г. Данная межотраслевая инструкция является именным личным нормативным документом для каждого работника и должна постоянно находиться у него.
2.Основные требования безопасности монтажных работ
2.1.Основные требования безопасности при проведении монтажных и демонтажных работ
Монтажные (демонтажные) работы должны соответствовать проекту и техническим условиям разработанным специализированными организациями.
К монтажным (демонтажным) работам допускаются лица старше 18 лет прошедшие специальное обучение и имеющие специальный допуск к работе.
Монтажник допускается к работе только в исправной спецодежде и обуви. Наличие каски и предохранительного пояса обязательно.
Работник имеет право использовать только исправное оборудование и инструменты а так же иметь разрешение на него.
К работе с электрическим и пневматическим инструментом допускаются работники прошедшие специальное обучение.
Все применяемые на монтаже строповочные приспособления должны быть в исправном состоянии и удовлетворять требованиям ПБ 10-382-00
Работник обязан соблюдать требования безопасной организации труда при производстве монтажных (демонтажных) работ.
Демонтаж и монтаж концевых балок и механизма передвижения моста должны производиться согласно проекту.
Организация работ по сборке должна производиться только на специальных стеллажах внизу.
Все клепальщики сверловщики рубщики во время работы должны быть одеты в спецодежду и обувь использовать предохранительные очки.
Все применяемые инструменты должны быть исправны.
Отработанные травильные жидкости горючие и смазочные вещества обтирки немедленно удаляются из зоны проведения работ.
Подъем сборочных единиц разрешается только механизмами с грузоподъемностью выше массы поднимаемого груза.
Зона сборки должна быть оборудована средствами пожаротушения.
2.2.Основные требования безопасности при проведении сварочных работ
К самостоятельной работе по профессии электросварщик ручной дуговой сварки допускаются лица не моложе восемнадцатилетнего возраста прошедшие предварительный медицинский осмотр обучение по безопасным методам и приемам выполнения работ; профессии электросварщика ручной дуговой сварки; прошедшие проверку знаний по электробезопасности теоретических знаний и практических навыков безопасных приемов в работе в комиссии назначенной начальником ПХП.
Электросварщик ручной дуговой сварки обязан соблюдать инструкции по охране труда согласно перечню инструкций для электросварщика ручной дуговой сварки; инструкцию по пожарной безопасности на ПХП; правила внутреннего трудового распорядка.
выполнять работы в специальной защитной одежде и обуви иметь диэлектрические перчатки и щиток.
Электросварщик обязан перед началом работ получить у непосредственного руководителя задание на производство сварочных работ и получить наряд-допуск если работы проводятся в пожароопасном помещении.
Проверить наличие и исправность средств индивидуальной защиты.
Не разрешается работать в промасленной одежде и без каски.
Осмотреть сварочное оборудование. Сварочные кабели должны быть соединены между собой с помощью зажимов. Места соединения должны быть изолированы. Соединение сварочных кабелей при помощи скруток не допускается.
Осмотреть защитное заземление сварочного оборудования.
Проверить исправность и включить вентиляцию и освещение.
Проверить наличие и исправность средств пожаротушения.
Горючие материалы должны находиться на расстоянии не менее 5 м от места сварки.
Сварочные работы на взрывоопасных и взрывопожароопасных объектах проводить только в дневное время (за исключением аварийных случаев) и только при наличии наряда-допуска.
После проведения работ отключить рубильником (автоматическим выключателем) от сети сварочный аппарат. Смотать и убрать сварочный кабель в установленное место хранения.
Металлическую обрезь руками в рукавицах сложить в тару под металлолом. Подмести метлой мусор и лопатой или совком сложить в тару под мусор. Выключить вентиляцию.
Тщательно осмотреть место проведения работ и убедиться в отсутствии очага возгорания и нарушений которые могут привести к травмам и авариям.
Доложить об окончании работ и замеченных недостатках ответственному за проведение электросварочных работ.
3.Анализ опасных и вредных факторов
Анализ вредных и производственных факторов которые могут воздействовать на работников ПХП в процессе работы.
Риск повреждения здоровья обусловленный воздействием указанного ОПФ или ВПФ
Физические и химические
При выполнении всех видов работ машиниста электромостового крана
Оксид углерода выделяющегося при огневой резке
Отравление при попадании через органы дыхания
Микроклимат рабочего места ГОСТ 12.1.005-88 "Общиесанитарно-гигиени-ческие требования к воздуху рабочей зоны" и Санитарными нормами микроклимата производственных помещений (СН 4088-86). Предельно допустимые концентрации (ПДК) пыли и газа в воздухе рабочей зоны установлены ГОСТ 12.1.005-88.
Хронические заболевания кожи вегето-сосудистая дистония катаракта
Подъемно-транспортные машины
Причина травматизма и несчастного случая при несоблюдении ПБ 10-382-00 и техники безопасности
Подвижные части производственного оборудования
Расположение рабочего места на значительной высоте
Перепады по высоте от поверхности пола ступени и т.д.
Осмотр электромостового крана
Производственный шум от 81 до 90 дБ работающих кранов допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются ГОСТ 12.1.003-83 "Шум общие требования безопасности" (изменение 1.3.89) и Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах (СН 3223-85) с изменениями от 29.03.1988 года №122-6245-1.
Стойкое снижение слуха нарушение функций вестибулярного аппарата
Острые кромки заусенцы шероховатость на поверхности инструментов и оборудовании
Телесные повреждения. Повреждения кожного покрова
Телесные повреждения в результате падения от потери равновесия вывихи растяжение связок
Перемещение груза краном производство работ
Хронические заболевания периферической нервной системы близорукость.
Ремонт электромостового крана
Производственный шум от 81 до 90 дБ
Стойкое понижение слуха нарушение функций вестибулярного аппарата
Наличие электрооборудования.
Электробезопасность регламентируется ГОСТ. 12.1.038-82
Оказывает термическое электрохимическое механическое и биологическое воздействие
Психо-физические факторы
Физические нагрузки: динамические нагрузки гиподинамия
Нервно-эмоциональные нагрузки: умственное перенапряжение перенапряжение слуховых зрительных и кожных анализаторов эмоциональные перегрузки.
Причина травматизма и несчастного случая заболевания опорно-двигательного аппарата при несоблюдении правил безопасности правил внутреннего распорядка цеха.
В результате проведения анализа вредных и опасных производственных факторов представленных в таблице 6 можно сделать вывод что большая часть показателей превышает требуемые нормы.
повышенная относительная влажность;
значительные колебания температуры;
повышенный уровень шума;
повышенная концентрация пыли в воздухе рабочей зоны;
условия для травматизма.
Требуется разработка мероприятий по снижению уровня вредных и опасных производственных факторов особенно уровня шума и условий вызывающих травматизм.
4.1.Расчет искусственного освещения
Свет представляет собой видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380-760 нм воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора.
На производстве используется 3 вида освещения:
естественное (источником его является солнце);
искусственное (когда используются только искусственные источники света);
совмещенное или смешанное (характеризуется одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения).
Совмещенное освещение применяется в том случае когда только естественное освещение не может обеспечить необходимые условия для выполнения производственных операций. На данном участке производство работ осуществляется в течении 24 часов поэтому используется совмещенное освещение которое предусматривает использование искусственного освещения в темное время суток. На участке где находится рассматриваемый мостовой кран установлены открытые пролеты для защиты от атмосферных осадков. По всей площади пролета прикреплены лампы типа ПКН.
Необходимый световой поток одной лампы определяется по формуле (10 стр.156):
где Е –минимальная нормируемая освещенность: Е=300 лк (10 стр. 148);
К'з – коэффициент запаса для ламп;
Sп – площадь площадки S=1800 м2;
Zн – коэффициент неравномерности освещения;
Nc – количество ламп шт.;
nл – число ламп в светильнике: nл=1 шт.
– коэффициент использования светового потока для определения которого необходимо вычислить индекс перемещения i по формуле:
где b – ширина площадки: b=60 м;
h – высота подвеса над рабочей поверхностью лампы: h=4 м.
Для ламп принимаем ПКН К'з=15; Zн=11.
Световой поток одного светильника при использовании ламп ПКН 250 Вт равен 13000 лк.
Тогда коэффициент использования светового потока =49%.
Определяем необходимое число светильников Nс:
Принимаем для освещения участка 140 штук ламп ПДК-250 которые размещены по периметру участка. В результате увеличиваем число светильников с 105 до 140. Это позволит улучшить параметры производственного освещения и приведёт к значительному снижению зрительной нагрузки на машиниста.
4.2.Расчет защитного заземления
На мостовом кране установлены электродвигатели с рабочим напряжением 380В. Лампы освещения и сирена питаются от понижающего трансформатора Тр1 22036В. Суммарная мощность электрооборудования составляет 165кВт. Грунт под бетоном производственного помещения – суглинок полутвердый слабовлажный. Общая сила тока (10 стр.251):
Р – суммарная мощность электрооборудования Вт;
U – рабочее напряжение В.
Ток замыкания на грунт должен быть не менее тока срабатывания релейной защиты. Релейная защита срабатывает при превышении силы тока минимум в 15 раза. Тогда:
Так как к заземляющему контуру подключается оборудование напряжением до 1000В то допускаемое сопротивление заземляющего контура определим по формуле (10 стр.252):
Тогда удельное электрическое сопротивления грунта составляет:
для вертикального электрода:
для горизонтального электрода:
- коэффициент сезонности для однородной земли;
- коэффициент для горизонтального электрода длиной более 50м.
В качестве заземлителей применяем: для вертикального заземления – стержень в виде уголка № 532 с шириной полки 50мм; для горизонтального соединения заземления – полосу 50×5мм.
Сопротивление одного вертикального заземлителя определим по формуле:
- длина заземлителя принимаем ;
- ширина полки уголка;
- расстояние от поверхности земли принимаем ;
Ориентировочно количество вертикальных заземлителей определим по формуле:
По таблице (10 стр.253) определяем количество вертикальных заземлителей соответствует количеству заземлителей n = 24 штуки.
С учётом схемы размещения заземлителя в грунте определяем длину горизонтального проводника при расположении электродов по контуру по формуле:
– количество заземлителей;
- расстояние между вертикальными электродами;
Сопротивление горизонтального проводника связи в виде стальной полосы шириной 50мм соединяющие верхние концы вертикальных электродов определяем по формуле:
р2 – удельное электрическое сопротивление грунта для горизонтального электрода Ом;
– длина горизонтального заземления;
- ширина полки заземлителя;
- расстояние от поверхности земли до полосы принимаем .
Результирующее сопротивление заземлителя определим по формуле:
– коэффициент использования горизонтального электрода;
– коэффициент использования вертикального электрода;
- не должно превышать 3Ом.
Полученное значения сопротивления не превышает допустимое сопротивление заземляющего контура . Необходимое условие выполнено. Следовательно рассчитанное заземление гарантирует безопасные условия работы мостового крана.
4.3.Расчет уровня шума на рабочем месте
Нормируемым параметром шума является эквивалентный уровень звука оказывающий на человека такое же воздействие как и непостоянный шум (10 стр.164):
- средний уровень звука в -ом интервале уровней звука дБА;
- доля числа отсчетов в -ом интервале уровней звука в общем числе отсчетов %;
- число интервалов уровней звука.
При прохождении аттестации рабочих мест запись уровня шума производилась непрерывно в течении 8 часов днем и 8 часов ночью в пиковые периоды работы при средней частоте 250-500Гц .
По результатам расчетов эквивалентный уровень шума составил около 88дБ что является высоким уровнем.
Одновременно с записью уровня шума велась запись в кабине машиниста. Результаты расчета:
Результаты расчета показали что в кабине машиниста крана уровень шума лежит в пределах допускаемых норм.
Результаты аттестации рабочих мест нашли свое отражение в инструкции ИОТ-40-56-06 по охране труда для машиниста.
По результатам расчетов определяем звукоизоляцию кабины машиниста крана:
- средний уровень шума на площадке;
- средний уровень шума в кабине.
При норме звукоизоляции 25дБ для кабин машинистов (12 стр.198) кабина данного крана изолирована достаточно и применения дополнительной изоляции не требуется.
4.4.Расчет оптимальных параметров рабочего места оператора
Допустимые параметры микроклимата рабочей зоны установлены ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования».
На участке в различные времена года существуют следующие значения параметров микроклимата представленные в таблице
Параметры микроклимата
Катего-рия тяжести работы
Относительная влажность%
Согласно данной таблице параметры микроклимата наиболее неблагоприятным фактором являются неблагоприятные метеорологические условия которые резко снижают производительность труда и приводят к различным заболеваниям.
5.Пожарная безопасность
Краны мостового типа по пожароопасности относятся к категории Д – несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии согласно ГОСТ–12.1.004–76.
Причины возгорания на кране могут быть следующими:
-неисправность кранового электрооборудования;
-нарушение правил подъема и перемещения грузов.
Чаще всего при работе крана перегреваются и способны загореться обмотки тормозных электромагнитов переменного тока из-за неплотного прилегания якоря к магнитопроводу.
Для обеспечения пожарной безопасности применяются следующие мероприятия.
Во всех производственных административных складских и вспомогательных помещениях на видных местах вывешены таблички с указанием номера телефона вызова пожарной охраны.
Приказом (инструкцией) по цеху установлен соответствующий их пожарной опасности противопожарный режим в том числе:
- определены и оборудованы места для курения;
- определены места и допустимое количество единовременно находящихся в помещениях сырья полуфабрикатов и готовой продукции;
- установлен порядок уборки горючих отходов и пыли хранения промасленной спецодежды;
- определен порядок обесточивания электрооборудования в случае - пожара и по окончании рабочего дня;
- регламентированы: порядок проведения временных огневых и других пожароопасных работ; порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы; действия работников при обнаружении пожара;
- определен порядок и сроки прохождения противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму а также назначены ответственные за их проведение.
В здании цеха и на участках на видных местах вывешены планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара а также предусмотрена система (установка) оповещения людей о пожаре.
На всех мостовых кранах цеха в целях противопожарной безопасности предусмотрено наличие двух огнетушителей ОУ-8 – один находится в кабине машиниста а другой – на мосту крана.
Оперативный план мероприятий ликвидации пожара в ПХП представлен в таблице .
План ликвидации пожара в ПХП
Мероприятия по ликвидации пожара
Лица ответственные за выполнение мероприятий и исполнители
Место нахождения средств пожаротушения
Сообщить о пожаре в пожарную часть диспетчеру цеха начальнику смены.
Направить для встречи пожарной команды лицо хорошо знающее подъездные пути.
Отключить вентиляционную установку.
Убедиться в отсутствии людей в опасных местах.
Перед допуском пожарного подразделения для тушения пожара необходимо:
а). снять напряжение с трансформаторов №1 (2).
б). заземлить стволы генераторы пены насосы пожарных машин выдать диэлектрические перчатки и боты.
в). выдать письменное разрешение на производство работ по тушению пожара начальнику пожарного подразделения.
Организовать охрану и не допускать к месту пожара посторонних лиц.
Первый заметивший из персонала дежурный электромонтер начальник смены мастер.
Дежурный электромонтер.
Заземление перчатки боты в комнате оперативного персонала; огнетушители ОУ в РУ.
6.Электробезопасность
Электрооборудование рассматриваемого мостового крана получает питание от промышленной сети трехфазного тока частотой 50 Гц и напряжением 380В.
На кране установлены крановые асинхронные электродвигатели с фазовым ротором МТН 612-10 мощностью 48кВт (механизм подъема) ТК-108 мощность 22 кВт (передвижение моста крана) МТВ 112-6 мощностью 12 кВт (передвижение тележки).
На кране установлены также электрогидравлические тормоза следующих марок:
ТГК – 400 (на механизме подъема);
ТГК – 160 (на механизме передвижения тележки).
Кроме того на кране имеются троллеи через которые осуществляется питание крана ящики с сопротивлениями и другое электрооборудование.
По степени опасности поражения электрическим током магнитный кран относится ко второй группе.
Осмотр и ремонт электрооборудования разрешается только электрикам прошедшим обучение и имеющим удостоверение на право обслуживания и ремонт крана.
С целью предупреждения рабочих об опасности поражения электрическим током должны использоваться плакаты и знаки безопасности. В зависимости от назначения плакаты и знаки делятся на:
- предупреждающие (“Стой! Напряжение” “Не влезай-убьет!”);
- запрещающие (“Не включать работают люди” и др.);
- предписывающие (“Работать здесь” и др.);
- указательные (“Заземлено” и др.).
Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: изоляция токоведущих частей (рабочая дополнительная усиленная двойная); оградительные устройства; предупредительная сигнализация блокировка знаки безопасности; расположение на безопасной высоте; малое напряжение; защитное заземление зануление и защитное отключение; выравнивание потенциалов; электрическое разделение сетей; средства защиты и предохранительные приспособления.
Изоляция токоведущих частей. Исправная изоляция является основным условием обеспечивающим безопасность эксплуатации электроустановок. Основными причинами нарушения изоляции и ухудшения ее качеств являются: нагревание рабочими и пусковыми токами и токами короткого замыкания теплом посторонних источников солнечной радиацией и т. п.; динамические усилия смещение истирание механические повреждения возникающие при малом радиусе изгиба кабелей чрезмерных растягивающих усилиях при вибрациях и т. п.; воздействие загрязнения масел бензина влаги химических веществ.
В силовых и осветительных сетях напряжением до 1000В величина сопротивления изоляции между любым проводом и землей а также между двумя проводниками измеренная между двумя смежными предохранителями или да последними предохранителями должна быть не менее 05 МОм Существуют нормы на качество изоляции отдельных электроустановок.
Состояние изоляции проверяется перед вводом электроустановки в эксплуатацию после ее ремонта а также после длительного ее пребывания в нерабочем положении. Кроме того проводится профилактический контроль изоляции с помощью специальных приборов: омметров и мегомметров. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей предписывают проводить такой контроль в электроустановках до 1000В но реже 1 раза в три года. В тех случаях когда силовые или осветительные проводки имеют пониженное против норм сопротивление изоляции необходимо принимать немедленные меры к восстановлению изоляции до нормы или к полной или частичной замене проводки.
7.Анализ и оценка возможных чрезвычайных ситуаций ПХП
Спрогнозируем основные возможные чрезвычайные (аварийные) ситуации на мостовых кранах ПХП. Прогностический анализ проведен в виде качественной оценки возможных видов ущерба при чрезвычайном (аварийном) отклонении технологических параметров процесса отказе оборудования и ошибках персонала в таблице.
Анализ и оценка возможных чрезвычайных ситуаций
Аварийные и чрезвычайные ситуации
Постянное вредное воздействие
Срыв производственного задания
Ущерб окружающей среде
Отказал концевой выключатель
Установка современных ограничителей грузоподъемности
Выход из зацеплении грузового барабана
Обрыв реборды ходового колеса
Контроль пожарной безопасности и соблюдение инструкций
Деформация защитного кожуха
Анализ возможных чрезвычайных ситуаций в ПХП показывает что безопасная работа и отсутствие аварий на участке возможна только при полном соблюдении правил техники безопасности всеми работниками участка. Избежать опасных ситуаций позволит техническое оснащение современными приборами и устройствами безопасности например современными ограничителями грузоподъемности с регистраторами параметров электронными выключателями пожарными сигнальными устройствами и т.д. с одной стороны с другой стороны необходим усиленный контроль за состоянием оборудования которое выработало нормативный срок но находится в работоспособном состоянии. Не последнее место в обеспечении безопасности занимает использование спецодежды и средств индивидуальной защиты. Данные выводы нашли свое отражение в инструкции по охране труда для машинистов электромостового крана ПХП ИОТ-56-06.
8.Экологическая безопасность
Под экологической безопасностью подразумевается совокупность мероприятий по безопасному использованию охране природных ресурсов и предотвращению загрязнения и разрушения окружающей природной среды. В целях усиления экологической безопасности принят ряд законов и постановлений определяющих правила и организацию контроля использования земельных и водных ресурсов соблюдения частоты атмосферы а также ответственность за состояние окружающей среды.
При работе грузоподъемных кранов с электроприводом выделяются продукты износа и пыль; имеют место утечки смазочных материалов шум и вибрации тепловые выбросы; возникают электромагнитные поля невидимые при действии электрооборудования.
подача без надобности сигналов;
сток нечистот с рабочей зоны крана и территории эксплуатационных баз в реки и водоемы без предварительного прохождения их через очистные сооружения;
попадание топливных смазочных материалов и рабочей жидкости на почву при заправке и смазывании кранов;
сжигание почвы вблизи крана открытым огнем применение открытого огня при техническом обслуживании и пуске в работу кранов;
Основные способы ликвидации источников загрязнения и снижения уровня их воздействия могу быть активными и пассивными. К активным способам относятся правильное и своевременное регулирование крановых механизмов применение рациональных грузовых приемов управления краном соблюдение и технологически правильное выполнение регламентных работ системы технического обслуживания и ремонта кранов.
Пассивными способами содействия охране окружающей среды являются изолирование и герметизация источников жидких загрязнений своевременный контроль состояния и замена поврежденных уплотнений экранирование тепловых источников электромагнитных полей шумов и вибрации.
Горюче-смазочные материалы являются объектом строгой учетности и специального хранения. Для хранения этих материалов выделена отдельная территория где горюче-смазочные материалы хранятся в специальных емкостях.
Отходы горюче-смазочных материалов сливаются в специальные емкости учитываются актами списания и при накоплении сдаются по отчету в мазутное хозяйство энергоцеха. Ежемесячно цех сдает около 200 кг отработанных масел.
Обтирка собирается в специальные контейнеры и вывозится мусороуборочными машинами для дальнейшей утилизации.
Для контроля за ПДК нефтепродуктов на территории цеха ежемесячно берутся пробы земли и воды в четырех местах. За последние три года допустимая концентрация нефтепродуктов не превысила допускаемую норму в 005 мгмдм3.
9.Выводы по разделу безопасность жизнедеятельности
Любое производство - это всегда сложный взаимосвязанный с многими составляющими компонентами процесс. Если в процессе производства нарушается один компонент то страдает все производство. Безопасность производства занимает не последнее место среди всех составляющих. Нарушение технологии простои из-за отказов аварий травматизма приводит к срыву производственного задания и материальному ущербу. Поэтому соблюдение все требований безопасного производственного процесса выноситься на первый план.
Для обеспечения безопасных условий труда и технологического процесса необходимо выполнение:
техники безопасности согласно утверждённым требованиям и действующим инструкциям и стандартам;
выполнение правил внутреннего трудового распорядка цеха;
соответствия технологическим инструкциям в плане ликвидации аварийных ситуаций.
Рассматривая данный проект модернизации кранового оборудования можно сделать вывод что изменятся только технические характеристики крана условия работы останутся неизменны. По расчету тяжести труда - труд машиниста крана ПХП относится к тяжелому. Наличие вредных и опасных факторов влияет на работоспособность машиниста крана. Одними из основных вредных факторов является холод (температура воздуха в кабине зимой чуть выше 50С) и уровень шума.
Практически все крановые кабины устаревшего образца и нуждаются в остеклении и установке звукоизоляции. В данный момент на участке начались работы по остеклению кабин операторов.
В целом все рассмотренные вопросы отражены в инструкции по охране труда для машинистов электромостового крана ПХП ИОТ-56-06. В настоящее время она дорабатывается и планируется к утверждению в 2011 г.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
Проведение работ связанных внеплановыми ремонтами мостовых кранов влечет за собой постоянные потери от поломок остановок большого времени простоев и нарушения графика работы крана.
Изменение конфигурации металлоконструкции мостового крана а также замены механизма передвижения крана позволит:
Увеличить производительность мостового крана;
Производить ремонт в короткие сроки;
Увеличить производительность мостового крана и объем готовой продукции за счет снижения простоев в ремонте;
Сократить экономические затраты на внеплановый ремонт.
2.Расчет производительности мостового крана.
Техническая характеристика мостового крана зав. № 06875:
Под производительностью подъёмно-транспортного оборудования (ПТО) понимается производимый с его помощью объем работ по перемещению грузов в единицу времени. При обосновании экономической эффективности за единицу времени для расчёта производительности ПТО принимается год. Для ПТО различают техническую и эксплуатационную производительность.
Техническая производительность мостового крана определяется основными параметрами машины (грузоподъёмностью скоростью возможностью совмещения движения рабочих органов) и характеризует максимально возможное использование её во времени как в течение рабочего часа так и года без привязки к конкретным условиям эксплуатации [7].
Техническая производительность крана за 1 час работы
где 60 – число минут в часе;
– длительность цикла мин;
н – номинальная масса груза перемещаемого за один цикл т.
где = 085 – коэффициент совмещения операций [10]
- время на застроповку и растроповку груза мин
– в зависимости от конструкции грузозахватного приспособления вида груза и технологии работы принимаем ;
– высота подъема груза
мс – скорость механизма подъема
мс – скорость передвижения тележки
мс – скорость передвижения крана (до модернизации)
мс – скорость передвижения крана (после модернизации)
– среднее расстояние перемещения грузов тележкой
– среднее расстояние перемещения грузов краном;
Время цикла до модернизации:
Время цикла после модернизации:
Техническая производительность крана за 1 час работы (до модернизации)
Техническая производительность крана за 1 час работы (после модернизации)
Годовая техническая производительность крана определяется по формуле
где – эффективный годовой фонд времени работы машины по техническому режиму часгод.
Эффективный годовой фонд времени работы машины по техническому режиму определяется по формуле
где - продолжительность рабочей смены час;
– количество рабочих смен в сутки;
- число рабочих дней в году;
- статистическая продолжительность простоев машины на внеплановом ремонте
После модернизации концевой балки крана сократится продолжительность простоев машины на внеплановом ремонте на 40% и составит
= 82250–200 = 3800 часгод
= 82250–120 = 3880 часгод
Расчет годовой технической производительности до модернизации мостового крана
= 38963800 = 1480480 тгод.
Расчет годовой технической производительности после модернизации мостового крана
= 4003880 = 1552000 тгод.
Годовая эксплуатационная производительность характеризует возможную производительность машины в реальных конкретных условиях эксплуатации с учетом коэффициента общей загрузки ПТО () [10]
где – годовой календарный фонд времени (4000 час);
– коэффициент общей загрузки
где – коэффициент использования машин по грузоподъемности;
– коэффициент использования крана в течение суток;
– коэффициент использования крана в течение года.
где – среднее значение величины поднимаемого груза т.
где – среднесменный объем работ т;
– число часов в смене
Исходя из годового объема грузопереработки определяем среднесменный объем
где – коэффициент неравномерности загрузки ПТО [10];
Расчет среднесменного объема до модернизации мостового крана
Расчет среднесменного объема после модернизации мостового крана
где - число дней простоя на ремонтах до модернизации мостового крана
- число дней простоя на ремонтах до модернизации мостового крана
5 – число календарных дней в году
Годовая эксплуатационная производительность мостового крана до модернизации
Годовая эксплуатационная производительность мостового крана после модернизации
Показатели сравниваемых кранов
Наименование показателей
Техническая производительность за 1 час работы.
Годовая техническая производительность машины.
Коэффициент общей загрузки машины.
Годовая эксплуатационная производительность машины.
3.Расчет капитальных вложений на модернизацию мостового крана
Капитальные вложения К на модернизацию мостового крана Q=50 т которая заключается в разработке проекта и внедрение модернизированной концевой балки крана представляют собой сумму единовременных затрат необходимую для осуществления мероприятий по реконструкции ПТО и внедрению его в эксплуатацию.
Оценке экономической эффективности модернизированной установки осуществляемой как правило в сфере ее использования подлежат следующие затраты:
) затраты связанные с закупкой материалов с учетом их транспортировки к месту эксплуатации - ;
) затраты связанные с реконструкцией машины - ;
) затраты на монтаж в месте эксплуатации - ;
) сопутствующие капитальные вложения необходимые для внедрения ПТО затраты на наладку оборудования в месте эксплуатации - [10].
Затраты на основные материалы См расходуемые на модернизацию крана могут быть рассчитаны по формуле
гдеКтрз – коэффициент учитывающий транспортно-заготовительные расходы в долях от стоимости материалов Ктрз = 005 [10];
Цм – оптовая цена единицы материала рубкг;
qм – количество материала на машину кгед;
Цо – цена единицы возвратных отходов материала рубкг;
qо – количество реализуемых отходов материала на машину кгед.
Оптовая цена на каждый вид материала принимается по действующим прейскурантам. Количество расходуемого материала принимается по нормам.
Цена отходов принимается по цене возможного их использования за вычетом затрат по сбору и обработке отходов. При отсутствии утвержденных прейскурантов отходы оценивают по заготовительной цене при их реализации на сторону в качестве лома. Количество отходов определяется по нормам или картам раскроя.
Материалом для металлоконструкции является сталь 09Г2С. Для изготовления металлоконструкции используется листовая сталь толщиной 10 мм и общей массой 60 кг. Цена стали составляет 221 рубкг цена отходов 7 рубкг. Для изготовления валов и осей используется сталь углеродистая Ст.45Х пруток 15 мм общей массой 15 кг. Цена стали составляет 26 рубкг цена отходов 7 рубкг. Уголок 140*90 общей массой 30 кг. Цена стали составляет 26 рубкг цена отходов 7 рубкг. Возврат в связи с удалением части концевой балки составляет примерно 1200 кг.
См = (1+005) 60221 + 1526 +3026– 1200 7 = -61887 руб.
Расчет затрат на основные материалы расходуемые на реконструкцию крана представлены в табл. 14.
Таблица 14 Затраты на основные материалы расходуемые на реконструкцию крана
Наименование материала
Затраты по покупным изделиям с учётом транспортно-заготовительных расходов
Сп =(1+Ктр) ΣЦпqп (85)
где Ктр – коэффициент учитывающий транспортно–заготовительные расходы для покупного изделия Ктр = 01 [10].
Расчет затрат на покупные изделия представлены в табл. 24.
Затрат на покупные изделия для реконструкции мостового крана
Наименование изделия
Всего стоимость руб.
Крановые колеса К2Р в сборе
С учетом продажи демонтированных редукторов Ц2У-400К-25-12Ц двигателей МТКF 211-6
Расчеты основной заработной платы производственных рабочих представлены в виде табл. 25.
Трудовых затрат на проведение реконструкции
Подготовительные работы
Модернизация мостового крана
Пусконаладочные работы
В дополнительную заработную плату производственных рабочих входят выплаты предусмотренные законодательством о труде или коллективными
договорами за непроработанное время (оплата очередных и дополнительных отпусков льготных часов подростков перерывов в работе кормящих матерей выполнения государственных и общественных обязанностей).
Дополнительная заработная плата рассчитывается по формуле
где – установленное на предприятии процентное отношение дополнительной зарплаты производственных рабочих к их основной зарплате (10% при 28-дневном тарифном отпуске) [10].
= 646160 10100 = 64616 руб.
Отчисления в фонд социального страхования производятся от суммы основной и дополнительной заработной платы по формуле
где - отчисления на социальное страхование = 34% [10].
СОС = (646160 + 64616) 34100 = 241608 руб
Сумма цеховых расходов в себестоимости машины
где СОЗ – сумма основной заработной производственных рабочих;
РЗР - процентное отношение цеховых расходов к сумме основной заработной плате производственных рабочих составляет 100-250% [10]
Суммарная величина затрат по реконструкции мостового крана составляет цеховую себестоимость
Сц = См + Сп + СОЗ + СДЗ + СОС + СЦР (89)
где См - затраты на основные материалы расходуемые на модернизацию крана с учётом транспортно-заготовительных расходов руб.;
См - затраты по покупным изделиям с учётом транспортно-заготовительных расходов руб.;
СОЗ – основная заработная плата руб.;
СДЗ - дополнительная заработная плата руб.;
- отчисления в фонд социального страхования руб.;
СЦР - сумма цеховых расходов в себестоимости машины руб.
Сц = -61887+17618200+646160+64616+53308+710776= 18474190руб.
Расходы связанные с управлением обслуживанием и организацией производства по предприятию в целом относятся к общезаводским расходам
где Рзр – процентное отношение общезаводских расходов к основной заработной плате производственных рабочих предприятия-изготовителя составляет 60-120%.
Заводская себестоимость включает в себя цеховую себестоимость и сумму общезаводских расходов в расчете на одну машину
Сз = 18474190+ 387696 = 18861886 руб
Внепроизводственные расходы включают затраты на реализацию продукции на стандартизацию на научно-исследовательские работы и др.
где Рвр – процентное отношение внепроизводственных расходов к заводской себестоимости продукции предприятия-изготовителя составляет 8-10% [10]
Полная себестоимость реконструкции машины
Спол = Сз + Свр (93)
Спол = 18861886 + 150895 = 20370805 руб
Плановая оптовая цена на реконструкцию машины обеспечивающая возмещение издержек предприятия изготовителя и получение прибыли не ниже среднеотраслевой нормы по аналогичной продукции
Где Рпр – процентное отношение планируемой прибыли для продукции данного вида к полной себестоимости машины составляет 12-15% [10]
Затраты на транспортировку машины к месту эксплуатации
Затраты на монтаж в месте эксплуатации машины рассчитываются по укрупненным нормативам
Балансовая стоимость ПТО по месту его эксплуатации
Расчет себестоимости и оптовой цены спроектированной машины
Наименование статей затрат
Затраты на основные материалы
Затраты на покупные изделия
Основная заработная плата
Дополнительная заработная плата
Отчисления на социальное страхование
Цеховая себестоимость
Общезаводские расходы
Заводская себестоимость
Внепроизводственные расходы
Полная себестоимость
Плановая оптовая цена
Капитальные затраты на реконструкцию мостового крана составят
где Сц – суммарная величина затрат на модернизацию мостового крана составляющая цеховую себестоимость руб.;
Смет – общая стоимость сданного металлолома руб. Смет = 12007=8400.
К2 = 2623764-8400= 2539764 руб
4.Расчет эксплуатационных расходов
При сравнительных расчетах эксплуатационных расходов достаточно рассчитать лишь те элементы величины которых меняются по модернизируемому крану. К числу элементов эксплуатационных расходов относятся: заработная плата рабочих амортизационные отчисления затрата на ремонт и износ сменной оснастки расходы на потребляемую электроэнергию и энергоносители затраты на вспомогательные материалы накладные расходы расходы по преобразованию и простоям.
Величина заработной платы определяемая количеством и квалификацией персонала зависит от степени автоматизации установки и сложности работ по ее обслуживанию.
Основная заработная плата персонала обслуживающего машину определяется по формуле
где n – число различных рабочих 5-го разряда;
- часовая тарифная ставка рабочего 5-го разряда
- эффективный годовой фонд рабочего времени одного рабочего
Ч - число рабочих одновременно обслуживающих машину Ч =2
Рдоп - процент доплат по сдельно премиальной системе за работу в ночное время и праздничные дни.
где РДЗ - установленное на предприятии-изготовителе процентное отношение дополнительной заработной платы производственных рабочих к их основной заработной плате составляет 10 % [10];
где РОС - установленная по данным соответствующей отрасли промышленности величина отчислений на социальное страхование составляет 70% [10].
Расчет величины амортизационных отчислений производится в соответствии с установленными нормами амортизации на полное восстановление и капитальный ремонт
где РБ1 - балансовая стоимость машины до модернизации;
мна - общие нормы ежегодных амортизационных отчислений для мостового крана мна = 88% [10]
Балансовая стоимость базовой машины (мостового крана) КБ1 = 2816000 руб.
Годовые затраты на средний и текущий ремонты и профилактические осмотры определяем по формуле
где W - затраты на все виды планово–предупредительного ремонта за весь межремонтный цикл приходящиеся на единицу ремонтной сложности основной части оборудования. W = 48400 руб. согласно смете на ремонт в ПХП в 2010 году;
R – группа ремонтной сложности основной части оборудования;
Кэл – коэффициент учитывающий затраты на ремонт электрической части оборудования Кэл = 13 [10]
Трц – длительность межремонтного цикла основной части оборудования для мостовых кранов Трц = 14000;
у - коэффициент учитывающий условия эксплуатации оборудования
у = 175 (тяжелый режим работы) [7];
п - коэффициент учитывающий тип производства для ПТО п = 13 [7].
Ежегодные расходы на износ сменной оснастки (тросы чалочные приспособления и т. д.) рассчитывают по формуле
где – число видов сменной оснастки входящих в комплект машины;
Цсо – оптовая цена f-й сменной оснастки рубшт.;
Тсо – нормативный срок службы f-й сменной оснастки Тсо = 2500 час.
Величина расхода потребляемой электроэнергии определяется по формуле
где - суммарная установленная мощность электродвигателей оборудования:
до модернизации - Му = 1795 кВт после модернизации - Му = 1635 кВт;
– коэффициент спроса учитывающий загрузку двигателя по времени () по мощности () и потери в сети ();
Ксп = К1 К2 К3 (106)
где К1 – коэффициент учитывающий загрузку двигателей по времени К1 = 08 [10];
К2 – коэффициент учитывающий загрузку двигателей по мощности К2=075 [10];
К3 – коэффициент учитывающий потери в сети К3 = 106 [10].
– годовой календарный фонд времени работы крана часгод;
– средний промышленный тариф за 1 кВтч расходуемой электроэнергии (242 руб. за 1 кВтч).
Ксп = 08 075 106 = 0624
Затраты на смазочные обтирочные и другие вспомогательные материалы принимаем в размере 20% от стоимости израсходованной электроэнергии:
Накладные расходы связанные с эксплуатацией крана включают расходы на содержание административно-управленческого персонала зданий и сооружений принимаем в размере 60% от основной заработной платы производственных рабочих [10]
Общая сумма эксплуатационных расходов для базового крана
S1=13511680+1351168+104039+247808+123329+56336+9791+4553797+ +906758+8106972 = 1061723 руб
Общая сумма эксплуатационных расходов для спроектированного крана
S2 = 13511680+1351168+104039+270897+1466618+617310+1205310+ +49379616+810696 = 118768752 руб
Расчет эксплуатационных расходов по сравниваемым машинам
Заработная плата обслуживающего персонала
Отчисления в фонд социального страхования
Общая сумма затрат по заработной плате
Амортизационные отчисления
Балансовая стоимость
Сумма годовых амортизационных отчислений
Затраты на ремонт и износ сменой оснастки
Годовые затраты на средний и текущий ремонт на профилактические осмотры оборудования
Нормативный срок службы сменной оснастки
Затраты на износ сменной оснастки
Годовой эксплуатационный фонд времени
Всего затрат на ремонт и износ сменной оснастки
Затраты на электроэнергию
Установленная мощность электродвигателя
Затраты на вспомогательные материалы
Всего эксплуатационных расходов
5.Расчет экономического эффекта
Расчет экономического эффекта производится по формуле
где Кмб1 и Кмб2 – соответственно балансовая стоимость базовой и новой машины руб.;
- коэффициент учета роста производительности новой машины по сравнению с базовой;
- коэффициент учета изменения срока службы новой машины по сравнению с базовой;
Р1 и Р2 – соответственно доля отчислений от балансовой стоимости на полное восстановление базовой и новой машин;
S1 и S2 – соответственно эксплуатационные расходы по базовой и новой машинам;
Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений Ен = 015.
Коэффициенты реновации машин
Р1 = Р2 = 1ТС1 = 112 = 008
Сопоставимость расчета по вариантам обеспечивается путем приведения их к одному объему одним условиям применения (с учетом приведения к тождественному эффекту)
= 10617231= 129769600 рубгод
Экономический эффект в сфере использования новой машины равен
6.Определение срока окупаемости и коэффициента эффективности
Срок окупаемости определяется по формуле
Коэффициент эффективности
Основные технико-экономические показатели сводим в табл. 19.
Основные технико-экономические показатели
Наименование показателя
Капитальные вложения
Эксплуатационные расходы
Экономический эффект
Модернизация мостового крана рег. № 06875 грузоподъемностью Q=50125 т которая заключается в реконструкции концевой балки является экономически эффективной и целесообразной. Она позволит сократить количество экономических затрат на внеплановые ремонты и простой крана; производить ремонт в короткие сроки сократить экономические затраты на внеплановый ремонт в результате этого происходит увеличение годовой технической производительности и объем готовой продукции.
Срок окупаемости модернизации мостового крана 238 года. Коэффициент окупаемости 042. Проект считается эффективным.
В данной выпускной квалификационной работе была решена проблема частых внеплановых ремонтов мостовых кранов на примере крана 50125 рег. 06875
В расчётной части проекта выполнен расчёт металлоконструкции мостового крана расчет и выбор сечения пролетной и концевой балки. Расчет механизма передвижения крана Методом конечных элементов проведено исследование напряженно-деформированного состояния всех несущих металлоконструкций.
В разделе безопасность жизнедеятельности были рассмотрены основные вопросы касающиеся эксплуатации крана; анализ опасных и вредных производственных факторов; расчет тяжести труда обслуживающего персонала; пожарная безопасность; экологическая безопасность; анализ и оценка возможных аварийных ситуаций.
В технико-экономической части проекта произведён сравнительный расчёт по вариантам: базовый - до модернизации мостового крана и проектный - после модернизации. Модернизация мостового крана рег. № 06875 является экономически эффективной и целесообразной. Она позволит значительно сократить количество внеплановых ремонтов в связи с образованием трещин на концевых балках кранов в результате этого происходит увеличение годовой технической производительности и объем готовой продукции. Срок окупаемости модернизации мостового крана 238 года. Коэффициент окупаемости 042. Проект считается эффективным.
Александров М. П. Грузоподъемные машины: Учебник для вузов.- М.: Издательство МГТУ им. Баумана – Высшая школа 2000. – 552 с.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя.: В 3-х т. - 5-е изд. – М.: Машиностроение 1979.
Бринза В. Н. Злобинский М. М. Охрана труда в черной металлургии. М.: Металлургия 1982. – 336 с.
Черепашков А. А. Носов Н. В. Компьютерные технологии моделирование и автоматизированные системы в машиностроении: учебное пособие для ВПО. – Волгоград: ИД Ин-Фолио 2009. – 640 с
Казак С.А. Курсовое проектирование грузоподъемных машин.: Учеб. Пособие для студентов машиностр. спец. вузов.- М.: Высшая школа 1989. – 319 с.
Кукин П. П. Лапин В.А. Подгорных Е.А. и др. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа 1999. – 317 с.
Курс экономики: Учебник. - 3-е изд.Под ред. Б.А. Райзберга. - М.: Инфра-М 2000. – 716 с.
Марон Ф.Л. Кузьмин А.В. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин: Минск - Высшая школа 1977. – 272 с.
Матвеев В.В. Примеры расчета такелажной оснастки: Учеб. Пособие для учащихся монтажных техникумов. – изд. 3–е перераб. и доп. – Л.: Ленингр. отд-ние 1979. – 240 с.
Методические указания по экономическому обоснованию дипломных проектов: Под общ. ред. Фирсова В.Г. – Ленинград.: СЗПИ 1980.-40 с.
Павлов Н. Г. Примеры расчетов кранов. - 4-е изд. перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ния 1976. – 320 с
ПБ 10-382-00. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (СПб.: Издательство ДЕАН) 2003. – 272 с.
Расчеты крановых механизмов и их деталей. ВНИИПТМАШ. Изд. 3-е перераб. и доп.- М.: Машиностроение 1971. – 496 с.
Руденко Н.Ф. Грузоподъемные машины. Атлас конструкций.: Учебное пособие для вузов.– изд. 2–е перераб. и доп.- М.: Машиностроение 1970. – 116 с.
Справочник по кранам: В 2 т. Т. 1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов их приводов и металлических конструкций. Под общ. ред. Гохберга М.М. – Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение 1988. – 536 с.
Справочник по кранам: В 2 т. Т. 2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов. Под общ. ред. Гохберга М.М. – М.: Машиностроение. Ленинградское отделение 1988. – 559 с.
Ушаков Н. С. Мостовые электрические краны. – 4-е изд. перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ния 1980. – 296 с.
Шабашов А. П. Лысяков А. Г. Мостовые краны общего назначения. – 5-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение. 1980. – 304 с.

ТабличкаЭкономикаБаланс.dwg

!GENTITLE-INSERT-EXT2
!GENTITLE-INSERT-EXT1
Годовая производительность
Балансовая стоимость
Эксплуатационные расходы
Экономический эффект
Коэффициент эффективности вложений
Значения показателей
Экономические показатели