Диплом - Козловой кран

Содержание

Содержание

 

Введение

1 Анализ существующих конструкций

2 Проектные расчеты

2.1 Расчет механизма подъема

2.2 Расчет механизма передвижения тележки

2.3 Расчет механизма передвижения крана

3 Прочностные расчеты

3.1 Расчёт на прочность ходовых колес крана

3.2 Расчёт подшипников

3.3 Расчёт ходовых колес

4 Эксплуатационная часть

4.1 Техническое обслуживание

4.2 Смазка крановых механизмов

4.3 Виды ремонтов

4.4 Неисправности оборудования крана

5 Охрана труда

5.1 Общие сведения

5.2 Правила для машиниста крана

6 Промышленная экология

6.1 Общие сведения

6.2 Меры по снижению вредного воздействия на экологию

7 Экономическое обоснование

Заключение

Список использованной литературы

Введение

 

Козловые краны различных типов все шире применяются во многих отраслях народного хозяйства на перегрузочных, монтажных и других работах.

Конструктивные особенности козловых кранов в значительной мере определяются их назначением. Помимо изготавливающихся в относительно небольших количествах разнообразных кранов специального назначения, следует выделить краны для обслуживания гидротехнических сооружений, для строительных и монтажных работ, для сборки судов и козловые краны общего назначения, которые иначе называют также перегрузочными козловыми кранами.

Краны первой группы оборудуются несколькими подъемными механизмами грузоподъемностью до 500 т и имеют относительно низкие рабочие скорости. Они обладают особо массивной конструкцией и рассчитываются на длительный срок работы.

Краны для строительных и монтажных работ изготавливаются грузоподъемностью от 1 до 400 т и приспособлены к частым перебазировкам. Их, как правило, можно, в зависимости от местных условий, собирать в различных (до 15–20) исполнениях с варьированием пролета, высоты подъема груза и т. п. Краны этого типа выполняются с бесконсольным или консольным мостом. Скорости рабочих движений – низкие, режим работы – легкий. Из числа судостроительных за последние годы начали получать распространение краны для секционной сборки судов, грузоподъемность которых достигает 800 т при пролетах до 80–140 м и высоте подъема груза до 60–80 м.

В последнее время стали также получать распространение специальные краны для перегрузки крупнотоннажных контейнеров весом до 40 т.

Наибольшим распространением пользуются консольные козловые краны общего назначения, обслуживающие склады штучных и насыпных грузов, железнодорожные контейнерные площадки, нижние склады леспромхозов и т. п. Они также широко используются на различных технологических объектах: полигонах по производству железобетонных изделий, открытых сборочных площадок заводов и т. п. Грузоподъемность этих кранов назначается в пределах 3–50 тони изготавливаются преимущественно с двух–консольными мостами.

Все возрастающее распространение козловых перегрузочных кранов в отечественном народном хозяйстве является следствием того, что они, подобно мостовым, обладают высокой производительностью и просты в управлении. Козловые краны не требуют устройства подкрановых эстакад (что на 40–60% снижает стоимость перегрузочной установки) и могут перемещать груз из пролетной части на консоли моста; монтаж их значительно проще при практически одинаковой трудоемкости эксплуатации.

В частности, козловые краны стали основным средством механизации перегрузочных работ на прирельсовых складах и перегрузочных площадках, все больше возрастает применение их в промышленности строительных материалов.

1 Анализ существующих конструкций

Большое применение в промышленности имеют козловые краны, предназначенные для механизации перегрузочных и складских работ. Краны общего назначения обычно имеют грузоподъемность 3,2…50 т, пролеты 10…40 м, высоту подъема 7…16 м. Козловые краны грузоподъемностью свыше 8 т применяют для обслуживания складов длинномерных грузов, открытых полигонов заводов железобетонных изделий, отгрузочных площадок машиностроительных заводов и т. д. При пролетах до 35 м оправдано использование кранов с двухбалочными мостами и простыми двухрельсовыми опорными грузовыми тележками мостовых кранов. Размещение подвески между мостами позволяет на 10…15 % уменьшить высоту крана, хотя следует отметить, что двухбалочные мосты сложны в изготовлении и металлоемки. В данной работе проектируем козловой кран общего назначения нормального исполнения с двумя жестко закрепленными опорами и гибкой подвеской грузозахватного органа. Металлоконструкции кранов нормального исполнения выполняют из листов; механизмы таких кранов состоят из отдельных агрегатов, соединенных зубчатыми муфтами; зубчатые передачи выполнены в виде отдельных редукторов, ходовые колеса установлены на угловых буксах. На рисунке 1.1 представлена схема козлового крана.

Проектные расчеты

 

2.1 Расчет механизма подъема

2.1.1 Выбор кинематической схемы привода механизма подъема 

Общий расчет механизма подъема груза включает выбор крюка с подвеской, полиспаста, двигателя, редуктора, муфт, тормоза, выбор каната, расчет барабана.

Необходимо рассчитать механизм подъема груза электрического козлового крана грузоподъемностью Q = 20000 кг для механизации перегрузочных работ на открытых площадях предприятий. Скорость подъема груза υг= 0,16 м/с. Высота подъема H = 12 м. Группа классификации механизма М3 в соответствии с ИСО 4301/1−86, в соответствии с ГОСТ 25835−83 – 3М. Кинематическая схема привода механизма подъема показана на рисунке 2.1.

  Эксплуатационная часть

4.1 Техническое обслуживание

Техническое обслуживание кранов состоит из регламентированных в документации операций для поддержания их работоспособности и исправности в течение срока службы. Техническое обслуживание кранов осуществляется в межремонтные периоды. В зависимости от объёма, трудоёмкости и периодичности проведения выполняемых работ рекомендуются следующие виды технического обслуживания:

ежесменное (ЕО);

техническое обслуживание №1 (ТО-1);

техническое обслуживание №2 (ТО-2);

Периодичность технического обслуживания ТО-1 - не более 1250 часов, а ТО-2 - не более 5000 часов машинного времени.

Структура технического обслуживания кранов следующая: М-ТО-1 -ТО-1 -ТО-1 -ТО-2-ТО-1 -ТО-1 -ТО-1-ТО-2-ТО-1 -ТО-1 -ТО-1 М, где М  малый ремонт.

Ежесменное обслуживание крана (продолжительностью не более 45 минут) включает:

- проверку исправности приборов безопасности;

уборку кабины, очистку от пыли и грязи ходовых тележек и механизмов грузовой тележки;

осмотр канатов и стропов;

устранение обнаруженных неисправностей.

Во время ТО-1 (продолжительностью не более 4 часов) выполняются работы, предусмотренные ежесменным обслуживанием, и дополнительно следует осмотреть и проверить:

- механическое оборудование и металлоконструкции (отсутствие трещин, толщину элементов, подверженных коррозии);

сварные швы на несущих элементах металлоконструкций;

места крепления букс ходовых колёс;

тупиковые упоры и состояния их крепления;

величину износа крюка в опасных сечениях;

- правильность   установки   и   крепления   буферов   и   ограничителей передвижения; при необходимости крепления подтянуть;

затяжку крепления крышки и корпуса редукторов; состояние крепления крышек люков для осмотра подшипников редукторов; при необходимости крепления подтянуть;

состояние и затяжку пробок маслозаливного и маслоспускного отверстий редукторов при необходимости пробки затянуть;

муфты и валы, проверить затяжку болтов, соединяющих части муфт; при необходимости болты затянуть;

барабан, крепление каната и корпусов подшипников; при необходимости крепление подтянуть;

степень износа гребня нарезки барабана, исправность зажимных устройств для каната;

- канатные блоки, крепление их осей и подшипников, проворачивание блоков на осях, состояние реборд и ручьёв блоков;

- канат, очистить его от пыли; промыть и смазать;

- крепление обоймы и траверсы крюка; при необходимости крепление подтянуть; 

- ходовые колеса (обратить внимание на величину износа по кругу катания по ребордам);    

- электрооборудование,   контур   заземления,   наличие,   соответствие, исправность   пусковой   аппаратуры,   отсутствие   шума,   вибрации   и чрезмерного нагрева корпусов  электродвигателей  при работе, схему управления электромагнитами;

- путевые   выключатели,   поворот   их   валов,   действие   устройства самовозврата  рычагов  в  исходное  положение,  действие  контактных элементов.

При техническом обслуживании №2 производятся работы, предусмотренные ТО-1 и дополнительно следует:

поверить отсутствие нарушения соосности валов электродвигателей и редукторов, а так же крепление букс, состояние подшипников ходовых колёс, барабана, блоков, подвесок; при необходимости добавить или заменить смазку;

осмотреть электрооборудование, произвести чистку доступных частей электродвигателей,   тормозных   устройств,   отверстий   вентиляционного кожуха; проверить крепление деталей тормозного устройства и двигателей к местам установки; проверить подшипниковые щиты электродвигателей, состояние контактов и пусковой аппаратуры, сопротивление изоляции (при необходимости   просушить);   проверить   уровень   вибрации   и   шума электродвигателей; проверить зазор между колодками и тормозным шкивом; величину тормозного момента; проверить состояние заземления.

4.2 Смазка крановых механизмов

В процессе работы крана в подшипниках и колесах, зубчатых и шарнирных передачах, блочных узлах и шарнирных соединениях возникает трения, ведущее к повышению температуры и износу трущихся поверхностей у стойки. Чтобы уменьшить трение нагрев и износ трущихся поверхностей, применяем различные смазки (масло, жир, графит и.д.) - вещества, обладающие способностью прочно покрывать трущиеся детали защитной плёнкой. Сила трения между плёнкой значительно меньше силы трения между сухими поверхностями трущихся деталей, причём плёнка не разрушается даже в том случае если две трущихся детали воздействуют одна на другую с большей силой. Таким образом, основное назначение смазки - снижение силы трения во вращающихся деталях и, как следствие снижение расхода энергии, повышение коэффициента полезного действия, уменьшение износа трущихся деталей, а также предотвращение коррозии металла. Для смазки механизмов кранов применяют два вида смазочных материалов: жидкие и консистентные мазепробные пластичные. В каждой инструкции по эксплуатации крана имеется карта смазки, на схеме которой указаны точки смазки и их номера, а тексте приведены наименования механизмов или деталей, подлежащих смазке, наименование сортов и периодичность замены смазки. при техническом обслуживание кранов следует строго придерживаться указаний, содержащихся в картах смазки. Смазка крана проводит согласно схем смазки, с соблюдением следующих требований:

перед смазкой тщательно удаляем грязь с маслёнок, пробок смазанных поверхностей, а также протираем шприц, смазочный инвентарь;

масло заливаем в редуктор через заливную воронку с предварительно уложенной в нее чистую сетку;

после слива отобранного масла в редуктор заливаем дизельное топливо и на холостом ходу прокручиваем механизмы в течение 3-5 минут, после чего сливаем промывочную жидкость, и заливаем свежее масло в соответственно с таблицей смазки;

смазку узлов производим сразу после остановки крана (особенно зимой), пока трущиеся детали нагреты, а смазка разжижена, что ускорит процесс смазки и обеспечивает подачу ее ко всем трущимся поверхностям;

в холодное время года масло для ускорения заправки подогреваем до 8090% (но не открытом огне);

при подаче смазки в узлы трения шприцпресом следим за тем, чтобы свежая смазка достигла поверхностей трения и выдавила старую смазку (в местах, где указанное требование выполнить невозможно, нужно определенное количество смазки). Затем выжатую из зазора смазку удаляем, в данном месте протираем насухо;

смазки валиков, осей управления производим через соответствующие смазочные отверстия или зазоры между трущимися частями, или при частичной разборке;

заправку гидросистемы рабочей жидкостью производим в соответственно с инструкцией по эксплуатации крана.

4.3 Виды ремонтов

Текущие ремонты (малый, средний козловых кранов) проводим в цехах и на участках, где они установлены и эксплуатируются. С учётом конструктивных особенностей крана, режима и условий его эксплуатации регламентируем конкретный объём ремонтных работ.

Работы, выполняемые при ТО 1:

разработка и осмотр отдельных узлов, недоступных для непосредственного наблюдения, дефектация деталей, требующих замены или восстановление;

проверка состояния грузового крюка, его опоры и крепления, а также состояние крюковой подвески;

дефектация трансмиссионных валов редукторов, шлицевых и шпоночные соединений;

контроль состояния соединительных прочности крепления полумуфт на валу, степени износа зубьев в зубчатых соединениях, эластичных колец и отверстий во втулочнопальцевых муфтах, а также замена изношенных деталей и центровка муфт;

осмотр и ревизия ходовых колес (состояние и степень износа поверхностей катания, наличие трещин и отколов на крепления зубчатых венцов;

проверка тормозов всех механизмов крана (состояние рабочих поверхностей тормозных шкивов и фрикционных обкладок, колодок и лент), восстановление или замена предельно изношенных деталей, регулировка тормозов;

выполнение работ, предусмотренных ТО крана, а также осмотр канатов и их крепления, проверка работы всех устройств и приборов безопасности, долив или замена смазочного материала в узлах трения.

Работы выполняемые при ТО 2:

замена поврежденных дефектных трансмиссионных валов, изношенных редукторов, аппаратуры централизованных систем смазки и других комплектующих узлов, механизмов и металлоконструкций, не пригодных к дальнейшей эксплуатации;

замена повреждённых и предельно изношенных ходовых колес;

проверка и устранение забегания одной опоры крана или проскальзывания ходовых колес;

замена изношенных участков пути тележки;

ревизия барабанов, уравнительных блоков, механизмов подъёма с замены (если необходимо) изношенных деталей;

выполнение работ, предусмотренных ТО 1. Порядок разборки, дефектактации, ремонта, сборки узлов и механизмов кранов должен быть изложен в нормативно-технической документации по ремонту и в инструкциях по эксплуатации кранов заводов-изготовителей.

Промышленная экология

6.1 Общие сведения

Охрана окружающей среды – это система мер, направленных на поддержание взаимодействия между деятельностью человека и средой обитания, обеспечивающая сохранение и восстановление природных богатств, рациональное использование природных ресурсов, предупреждение прямого и косвенного влияния результатов деятельности общества на природу и здоровье людей. Ввод в эксплуатацию объектов железнодорожного транспорта допускается при выполнении всех экологических требований, определяемых нормативно–технической документацией и правовыми актами, при оснащении их средствами охраны природы, после проведения экологической экспертизы по оценке воздействия объектов на окружающую среду.

При эксплуатации объектов железнодорожного транспорта должны соблюдаться установленные местными властями нормы потребления природных ресурсов, предельно допустимые воздействия на природные комплексы, установленные нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ), сбросов (ПДС), физических излучений (ПДУ).

Чрезвычайные ситуации в мирное время, возникающие в результате различных факторов, классифицируются следующим образом: ситуации, сопровождающиеся выбросом в окружающую среду опасных веществ, связанные с возникновением пожаров, взрывов и их последствий; ситуации на транспортных коммуникациях, в том числе столкновение и сход с рельсов железнодорожных составов, аварии на продуктопроводах, на магистральных инженерных сетях, особенно электрических, повлекшие нарушение жизнедеятельности населения на большой территории; стихийные бедствия, включая землетрясения силой 5 баллов и более (по 17 балльной шкале), катастрофические затопления и наводнения, цунами, массовые лесные и торфяные пожары, эпидемии; ситуации военно-политического характера в мирное время, включая международный терроризм и бандитизм, совершаемые против отдельных граждан или объектов, взрывы в общественных местах, на улицах, в аэропортах, вокзалах и др.

В связи с этим обеспечение безопасности в практических условиях осуществляется по двум направлениям:

предотвращением выхода систем (объектов, процессов) в аварийные (нерасчетные) режимы, что достигается обеспечением надежности, долговечности, безотказности;

предотвращением перерастания аварийной ситуации в аварию и катастрофу, что достигается проведением технического диагностирования, обеспечением средств защиты.

С точки зрения оценки видов и источников загрязнения окружающей среды транспортом могут рассматриваться два подхода: традиционный, охватывающий только собственно транспортные технологические процессы, и комплексный, включающий весь возможный круг факторов, связанных с транспортом.

При традиционном подходе учитывают поступление загрязняющих в биосферу непосредственно в результате функционирования подвижного состава, например отработанные газы транспортных двигателей, попадающие в воздух, сброс в водоёмы стоков. Сюда относят случающиеся время от времени аварии транспортных средств с рассеянием в биосфере их грузов – токсичных, агрессивных, радиоактивных и прочих веществ. Подобное загрязнение происходит из-за технического несовершенства транспортных средств или ошибок персонала. Комплексный подход отличается от традиционного тем, что он дополнительно учитывает загрязнение биосферы или её изменения в результате транспортного строительства и эксплуатации транспортных предприятий, к которым должны отнести ремонтные заводы, депо и другие постоянные сооружения.

Наряду с соединениями серы, транспортные средства и предприятия с продуктами сгорания выбрасывают значительные количества окислов азота (образующие с влагой атмосферы азотную кислоту), а так же фтор, хлор, соляную кислоту и другие.

Названные весьма активные вещества не только отрицательно воздействуют на живой мир, но и интенсивно разрушают металлические конструкции, лакокрасочные покрытия и даже бетонные и каменные сооружения.

Большой вред наносится зданиям, мостам и другим сооружениям транспорта. Биологическое загрязнение воды и земли происходит недостаточно очищенными стоками из транспортных средств и постоянных сооружений. Такое загрязнение обнаруживается в пресноводных бассейнах, воду которых употребляют в ряде случаев для питья.

Методы очистки воды подразделяются на механические, химические и биологические. Механическая очистка состоит в отстое воды в особых ёмкостях или наземных водохранилищах, а так же в пропуске её через фильтры, задерживающие твёрдые частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, и значительную часть нерастворённых углеродов.

Однако следует признать, что эти устройства уже не могут удовлетворять современным требованиям, и их заменяют более совершенными. Например, внедряются более эффективные отстойники для осветления мутных и окрашенных вод. Для более полного отделения нефтепродуктов созданы флотационные установки, которыми оборудуются депо, ремонтные заводы, шпалопропиточные предприятия.

При химической очистке используют соответствующие реагенты, которые удаляют или нейтрализуют вредные химические примеси, находящиеся в сточной воде. 

На крупных ремонтных заводах, депо начинают применяться замкнутые системы, где синтетические моющие вещества после обмывки подвижного состава, различных агрегатов и деталей (перед ремонтом, окраской, хромированием и другими операциями) не сбрасываются в канализацию, а регенерируются и используются повторно. В таких системах отработавший моющий раствор отстаивается, затем из него удаляется выпавший на дно бака шлам и всплывшие на поверхность нефтепродукты. Наконец, если раствор сильно загрязнён мелкодисперсными частицами, его подвергают второму циклу очистки с помощью коагулянтов. В качестве таких реактивов применяются, в частности, сернокислое железо и гидрат окоси магния или их смеси. После добавления их в раствор на дно выпадает осадок, который удаляют, а осветлённый раствор с добавлением свежей порции моющего вещества поступает в работу. Удаленные из раствора шламы уничтожают, а нефтепродукты используют в качестве топлива.

6.2 Меры по снижению вредного воздействия на экологию

Для снижения вредного воздействия окружающую среду при проектировании, строительстве и эксплуатации должны выполняться природоохранительные мероприятия.

Вокруг предприятия должна быть санитарно-защитная зона шириной не менее 50 м. Эту зону озеленяют и благоустраивают. Зеленые насаждения обогащают воздух кислородом, поглощают углекислый газ, шум, очищают воздух от пыли и регулируют микроклимат.

Производства с вредными выделениями (окрасочный, кузнечнорессорный, деревообрабатывающий и другие участки) по возможности сосредоточивают в филиалах на окраине города.

Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 17.2.3.0298. При этом исходят из условия, что концентрация вредных веществ в приземном слое атмосферы не должна превышать ПДК.

С целью поддержания чистоты атмосферного воздуха в пределах норм на авторемонтном заводе предусматривают предварительную очистку вентиляционных и технологических выбросов с их последующим рассеиванием в атмосфере.

Воздух, удаляемый из окрасочного отделения с применением пульверизационной окраски, перед выбросом в атмосферу очищают в гидрофильтрах.

Для очистки воздуха, удаляемого из сушильных камер, применяют дожигание или каталитическое дожигание. В первом случае пары растворителей, содержащиеся в воздухе, сгорают в струе горящего природного газа, во втором случае загрязненный воздух нагревается до температуры 400 C и подается на катализатор, где и происходит дожигание вредных газообразных примесей.

Для очистки воздуха от сварочного аэрозоля, выделяемого при сварке, используют мокрые пылеуловители, например барботеры, где загрязненный воздух в виде пузырьков проходит через слой жидкости и очищается. Могут быть использованы и пластинчатые электрофильтры, в которых частицы пыли получают электрический заряд и оседают на электроде, при этом эффективность очистки составляет 0,95.

Снижения выброса вредных веществ котельными установками можно добиться за счет перевода с факельного сжигания жидкого топлива на процесс сжигания с избытком воздуха (с наддувом). Кроме того, в течение всего отопительного сезона необходимо счищать дымоходы не реже одного раза в 2 мес. Важно также своевременно их ремонтировать.

В тех случаях, когда очистные сооружения установить невозможно или они отсутствуют, концентрацию вредных веществ в воздухе приземного слоя можно уменьшить путем рационального рассеивания пылегазовых выбросов в атмосфере. Это достигается при помощи высоких труб, выхлопных шахт увеличенной высоты или повышением скорости выброса (факельный выброс).

Благоприятное воздействие на атмосферу в приземном слое оказывают искусственные водоемы, которые поглощают пыль, увлажняют, охлаждают и ионизируют воздух.

Заключение

Для осуществления модернизации нам потребовалось капитализировать 1760 тысяч тенге, при этом затраты на содержание и эксплуатацию крана на 1 тонну груза составили:

до модернизации   0,0132 тыс. тенге;

после модернизации 0,0099 тыс. тенге, т.е. снизились  на  0,0033 тыс.тенге, что позволило получить экономию на фактическую производительность крана  2746,22 тыс. тенге.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений  равен 0,64 года.

Расчет экономической эффективности модернизации крана свидетельствует о ее целесообразности.