Проект модернизации механизмов подвесного мостового крана - штабелера грузоподъемностью 2 т

Тележкка поддерживающая.cdw

Технические требования.
* Размер для справок.
Неуказанные предельные отклонения IT6.
Подшибниковые узлы при сборке заполнить смазкой УС-1
Тележка поддерживающая.

Диплом.docx

Аналитический обзор конструкций кранов-штабелеров7
1 Область применения7
2 Общее устройство крана-штабелера10
3 Металлоконструкция кранов-штабелеров15
4 Описание предлагаемой конструкции крана-штабелера20
5 Управление краном-штабелером26
5 Обоснование темы проекта28
Исследовательский раздел29
Проектные расчеты механизмов крана31
1 Расчет механизма подъема31
2 Расчет механизма передвижения крана40
3 Расчет гидропривода механизма передвижения крана47
4 Прочностные расчеты60
5 Эксплуатация и техническое обслуживание крана-штабелера64
Безопасность жизнедеятельности на производстве72
Организационно – экономическая часть80
1 Расчёт продолжительности технологического цикла80
4 Расчет стоимости крана82
5 Расчет годовых отчислений на амортизацию83
6 Показатели системы ТО и Р крана84
7 Расчет продолжительности межремонтного периода крана84
8 Расчет затрат на электроэнергию87
9 Смета затрат на содержание и эксплуатацию крана91
Выводы и предложения93
Важную роль в механизации погрузочно-разгрузочных работ складского хозяйства выполняют краны - штабелеры. Эти грузоподъемные машины предназначены для механизированных складов с многоярусными стеллажами высота которых достигает 25 метров и более. Краны - штабелеры сочетают в себе свойства мостовых кранов и вилочных погрузчиков.
В общем случае кран - штабелер состоит из моста перемещающегося по путям уложенным на подкрановые балки или непосредственно на стеллажах или по навесным путям.
По мосту крана перемещается грузовая тележка с вертикальной колонной имеющей возможность поворота относительно вертикальной оси. По колонне передвигается грузовая каретка с вилочным захватом обеспечивающим удобство захвата грузов уложенных на поддоны или в ящики и передачу их штабель или на другие транспортные средства.
Краны-штабелеры позволяют рационализировать складское хозяйство экономить площади высвободить значительное количество вспомогательных рабочих и открывают широкие возможности для автоматизации складирования. В настоящее время краны-штабелеры широко используют на складах самых различных отраслей народного хозяйства.
В данном дипломном проекте предложена модернизация механизмов подвесного мостового крана - штабелера грузоподъемностью 2 т. Целью модернизации является изменение конструкции отдельных механизмов и узлов крана для более удобных условий эксплуатации и ремонта а также безопасности выполняемых работ.
Аналитический обзор конструкций кранов-штабелеров
1 Область применения
Мостовой кран-штабелер представляет собой мостовой кран тележка которого оборудована колонной с перемещающимся по ней грузоподъемником имеющим грузозахватное устройство выполненное как правило в виде вилочного захвата.
Мостовые краны-штабелеры обслуживают большие площади складов на которых расположены стеллажи с грузом. Используют их не только для укладки грузов в хранилища но и для перемещения грузов из складов в производственные помещения если те и другие расположены под одной крышей и для выполнения некоторых операций в основном технологическом процессе производства продукции.
Подвесные мостовые краны-штабелеры подобно подвесным мостовым кранам и кран-балкам применяют в бескрановых пролетах промышленных зданий и складов оборудованных подвесными путями. Подвесные краны-штабелеры по сравнению с опорными имеют меньшую строительную высоту и более легкие мосты (особенно многоопорные краны-штабелеры). Бескрановые пролеты промышленных зданий рассчитывают на установку подвесных кранов грузоподъемностью до 5т. При одинаковой грузоподъемности мостовые краны-штабелеры значительно тяжелее мостовых кранов вследствие большой массы тележки колонны и грузоподъемника. Поэтому подвесные мостовые краны-штабелеры за редким исключением выпускают грузоподъемностью до 10 т как с управлением с пола так и с управлением из кабины.
Авторское свидетельство на первый в мире кран-штабелер выдано в 1948 г. М. С. Рыскину. В дальнейшем краны-штабелеры начали выпускать зарубежные фирмы «Демаг» (Demag ФРГ) и «Фата» (Fata Италия). Изготовляются мостовые краны-штабелеры десятков исполнений грузоподъемностью от 0125 до 20 т двух типов: подвесные и опорные.
Опорные краны - штабелеры широко используют на складах в самых различных условиях как в зданиях оборудованных крановыми путями так и в зданиях с бескрановыми пролетами (крановые пути устанавливают непосредственно на стеллажи). Мостовые опорные краны-штабелеры изготовляют грузоподъемностью от 0125 до 125 т по ГОСТ 16553—82 а также по отдельным специальным заказам.
В течение длительного времени подвесные и опорные краны-штабелеры грузоподъемностью до 1т включительно выпускали однотипными. С целью унификации они имели одинаковые тележки (подвесные с катанием по нижним поясам балок моста) колонны и грузоподъемники. Мосты изготовляли двух исполнений — подвесные и опорные при сохранении общих для кранов-штабелеров технических характеристик. Опыт длительной эксплуатации мостовых кранов-штабелеров показал что подвесные краны-штабелеры по сравнению с опорными имеют следующие недостатки: повышенное изнашивание подвесных путей и нижних поясов мостов по которым катаются каретки соответственно кранов-штабелеров и их тележек; кроме того каретки оборудованные ходовыми колесами небольшого диаметра (конической или сферической формы с ребордами) имеют повышенное сопротивление перемещению; относительная сложность механизмов передвижения моста и тележки связанная с передачей вращения на ходовые колеса охватывающие подвесные пути (балки моста) с двух сторон; трудность доступа к механизмам особенно расположенным на подвесных тележках; увеличенная энергоемкость подвесных кранов-штабелеров по сравнению с опорными вызванная увеличенным сопротивлением передвижению подвесных кареток.
Поэтому шире используют опорные мостовые краны-штабелеры в которых стремятся применять унифицированные узлы мостовых кранов что повышает надежность кранов-штабелеров и одновременно снижает их себестоимость. Сокращается также номенклатура применяемых на кранах-штабелерах узлов и деталей что способствует повышению их качества и надежности. На мостовых кранах-штабелерах управляемых из кабины грузоподъемностью 1т устанавливают рабочие площадки на мостах и тем самым создают лучшие условия для технического обслуживания и ремонта механизмов.
Все эти положительные изменения конструкции не ухудшают главного качественного показателя использования кранов-штабелеров — использования вместимости склада.
Опорные краны-штабелеры управляемые с пола при установке крановых путей на стеллажи позволяют лучше использовать вместимость склада чем аналогичные подвесные краны-штабелеры так как не требуется установка подвесных путей увеличивающих мертвую зону по высоте склада. Опорные краны-штабелеры управляемые из кабины и аналогичные подвесные краны-штабелеры позволяют получать одинаковые показатели использования высоты помещения. Таким образом мостовые краны-штабелеры усовершенствованной конструкции будут изготовлять в основном опорного типа а в необходимых случаях — применять подвесные мостовые краны-штабелеры.
По своему функциональному назначению мостовые краны-штабелеры делят на управляемые с пола и управляемые из кабины.
Краны-штабелеры управляемые с пола наиболее просты по конструкции их применяют в помещениях с высотой до 72 м высота подъема груза не превышает 50—55 м так как при большей высоте подъема управлять ими с пола оператору невозможно.
Мостовые краны-штабелеры управляемые с пола просты в управлении обслуживании и эффективны в определенных условиях: при небольшом грузообороте и небольшой высоте помещения их используют на действующих складах старой постройки а также и на новых предприятиях — на складах оснастки штампов моделей грузооборот которых невелик при достаточно большой их вместимости. Грузоподъемность мостовых кранов-штабелеров управляемых с пола не превышает 1 т.
Мостовые краны-штабелеры управляемые из кабины применяют на различных складах промышленной продукции имеющих большой грузооборот и разнообразные по размерам и способу хранения грузы. Эти краны используют как при стеллажном так и при штабельном хранении пакетированных грузов. Мостовые краны-штабелеры управляемые из кабины более производительны чем управляемые с пола. Грузоподъемность их не менее 1 т и применяют их в складах с высотой помещения 84—156 м. Максимальная грузоподъемность серийно выпускаемых кранов-штабелеров составляет 125 т однако по специальным заказам выпускают краны-штабелеры грузоподъемностью 15—20 т.
Мостовые краны-штабелеры универсальны однако стоимость автоматизации их работы большая. Поэтому мостовые краны-штабелеры не применяют на комплексно автоматизированных складах и в частности на складах оснащенных автоматизированными транспортными системами подачи грузов. Мостовые краны-штабелеры применяют в основном в помещениях категория пожароопасности которых не превышает класс II согласно «Правилам устройства электроустановок» (ПУЭ).
2 Общее устройство крана-штабелера
Мостовые краны-штабелеры имеют различное функциональное назначение технические параметры и конструктивные особенности. Однако всем им присущи общие признаки определяющие принципиальную конструктивную схему (рисунок 1.1). Кран-штабелер управляемый из кабины имеет мост перемещающийся по крановым (подвесным) путям вдоль пролета склада. По мосту перемещается опорная (или подвесная) тележка несущая поворотную платформу с закрепленной на ней колонной. По колонне вертикально перемещается грузоподъемник оснащенный вилочными захватами.
Рисунок 1.1 - Схема мостового крана-штабелера:
— мост; 2 — тележка; 3 — поворотная платформа; 4 — колонна; б — телескопическое устройство; 6 — грузоподъемник; 7 — кабина оператора
Кран-штабелер работает следующим образом. Подъезжает к уложенному на полу склада на специальном настиле пакетированному грузу и подводит под него вилочные захваты. Затем груз поднимается на небольшую высоту и тележка крана-штабелера перемещается по мосту до требуемого межстеллажного прохода где колонна поворачивается таким образом чтобы установленный на вилах груз был повернут в сторону того стеллажа на который он должен быть установлен. При этом груз должен быть установлен строго параллельно оси межстеллажного прохода. Далее кран-штабелер перемещается по крановым путям вдоль склада а колонна — вдоль межстеллажного прохода. Одновременно поднимается грузоподъемник. Когда грузоподъемник переместится к требуемой ячейке кран-штабелер останавливается. Включается механизм передвижения тележки и груз установленный на вилочных захватах вводится в стеллаж. Затем грузоподъемник опускается на небольшую величину. При этом груз остается лежать на полках стеллажа а вилочный захват выводится из стеллажа обратным перемещением тележки. Далее кран-штабелер может выполнять следующий цикл. Известные мостовые краны-штабелеры так или иначе повторяют описанную конструктивную схему и работают подобным образом.
С помощью вилочных захватов краны-штабелеры могут производить погрузочно-разгрузочные работы производить загрузку и выгрузку стеллажей. Причем в пределах одного склада краны-штабелеры могут брать и устанавливать на транспортные средства (автомобили железнодорожные платформы и полувагоны) и в стеллажи различные по размерам и способу упаковки грузы при условии что грузы сформированы в пакеты и уложены на поддоны или в ящичную тару с ножками позволяющими подводить под них вилочные захваты: Особенностью выпускаемых серийно мостовых кранов-штабелеров управляемых с пола является широкий диапазон исполнений по грузоподъемности (от 0125 до 10 т) по пролету (от 51 до 111 м) по высоте подъема (от 28 до 52 м).
Краны-штабелеры этого типа конструктивно очень просты имеют мост из двух двутавровых балок сверху соединенных ходовыми балками и горизонтально расположенными связями. По нижнему поясу балок моста перемещается подвесная тележка на которой с помощью поворотной опоры установлена колонна вращающаяся на 360°. Колонна выполнена из двух швеллеров внутри которых с помощью роликов перемещается грузоподъемник оборудованный двумя вилочными захватами. Механизмы передвижения тележки и поворота колонны имеют короткозамкнутые асинхронные электродвигатели. Двухскоростной механизм передвижения моста имеет планетарный редуктор и приводится в действие двумя электродвигателями. При работе одного (меньшей мощности) включают установочную скорость. При работе двух электродвигателей кран-штабелер перемещается с рабочей скоростью. Механизм подъема оборудован двухскоростным короткозамкнутым электродвигателем редуктором тормозом. Несущим органом служит стальной канат.
Кран-штабелер предназначен для укладки грузов в стеллажи хотя можно устанавливать или брать грузы с транспортных средств. Однако его производительность на погрузочно-разгрузочных работах невелика так как при наличии колонны кран-штабелер может брать грузы только с краев транспортных средств.
Для выполнения погрузочно-разгрузочных работ мостовые краны-штабелеры в том числе управляемые с пола оборудуют телескопическими колоннами. По всем техническим данным и конструктивному исполнению краны-штабелеры однотипны и отличаются лишь конструкцией колонны. Низ жесткой части колонны отстоит от пола на 12 м что позволяет производить загрузку напольных электропогрузчиков и грузовых автомобилей. Телескопическая часть колонны вместе с грузоподъемником опускается до пола и возможна укладка грузов в стеллажи по всей их высоте. Ширина колонны с грузозахватными устройствами (вилочными захватами) на кранах-штабелерах управляемых с пола не превышает 11 — 13 м. Поэтому при их применении ширина межстеллажных проходов составляет 13—15 м.
Необходимо отметить еще одну особенность мостовых кранов-штабелеров управляемых с пола. Приемы работы с краном-штабелером очень просты и для обучения операторов и приобретения необходимых навыков требуется лишь несколько дней. Поэтому на большинстве складов где применяют мостовые краны-штабелеры управляемые с пола обязанности операторов выполняют лица ведающие приемом и отпуском грузов.
Все эти особенности: простота конструкции и относительно низкая стоимость изготовления; высокая степень использования складских объемов; простота в обслуживании и надежность в работе позволяющие совместить профессии кладовщиков и операторов делают мостовые управляемые с пола краны-штабелеры наиболее экономичным видом складского оборудования.
На складах с большим грузооборотом используют мостовые краны-штабелеры управляемые из кабины. Кабины управления как правило выполняют подъемными. Они поднимаются по колоннам или с помощью самостоятельных приводных механизмов или вместе с грузоподъемником. Мостовые краны-штабелеры управляемые из кабины наиболее универсальны. Их выпускают различного исполнения по грузоподъемности (от 10 до 125 т) по пролету (до 285 м) по высоте подъема (до 156 м).
Примерно такие же краны-штабелеры изготовляют зарубежные фирмы например фирма «Мунк» (Минск Норвегия) специализирующаяся на выпуске мостовых и стеллажных кранов-штабелеров изготовляет мостовые краны-штабелеры грузоподъемностью до 10 т с пролетом до 28 м. Фирма «Харнишфег» (Harnishfeger США) выпустила мостовые краны-штабелеры грузоподъемностью 15 т для складирования рулонов стальной ленты.
Однако результаты теоретических исследований и эксплуатации показывают что создание мостовых кранов-штабелеров с грузоподъемностью более 125—15 т и пролетом более 285 м становится экономически нецелесообразным. Вследствие подвижной нагрузки действующей на мост крана-штабелера (суммарная масса грузовой тележки колонны грузоподъемника с грузом подъемной кабины оператора) и намного превышающей нагрузку в мостовом кране (при равной грузоподъемности) а также значительных горизонтальных усилий вызванных специфическими условиями его эксплуатации приходится использовать в кранах-штабелерах главные балки мостовых кранов грузоподъемность которых в 2—3 раза выше грузоподъемности кранов-штабелеров. Например на кранах-штабелерах грузоподъемностью 8 и 125 т применены главные балки мостовых кранов грузоподъемностью соответственно 20 и 30 т.
Таким образом при увеличении грузоподъемности свыше 125 т и пролета свыше 285 м массы металлоконструкций кранов-штабелеров и соответственно мощности механизмов увеличиваются в такой мере что необходимо неоправданно большое усиление строительных конструкций складских зданий и их значительное удорожание. Поэтому при необходимости высотного складирования тяжелых (более 125—15 т) грузов целесообразнее применять стеллажные краны-штабелеры.
Мостовые краны-штабелеры управляемые из кабины используют для складирования тарно-штучных грузов металлопродукции изделий строительной промышленности и изделий и материалов других отраслей. Как правило их оснащают телескопическими колоннами для проведения погрузочно-разгрузочных работ.
3 Металлоконструкция кранов-штабелеров
В металлоконструкциях кранов-штабелеров в основном работающих в нормальных температурных условиях лимитирующей является жёсткость конструкции а не ее прочность. Поэтому металлоконструкции изготовляют как правило из углеродистых горячекатаных сталей. Металлоконструкция наиболее распространенного мостового крана-штабелера состоит из четырех
основных частей: моста тележки поворотной платформы и колонны.
Рисунок 1.2 - Схемы конструкций мостов кранов-штабелеров
Мосты кранов-штабелеров как и мосты мостовых кранов общего назначения выполняют из двух главных балок связанных между собой концевыми балками. Мосты опорных кранов-штабелеров изготовляют в виде рамы (рис. 1.2 а).
Подвесные и опорные краны-штабелеры малой грузоподъемности снабжают подвесными тележками. Мосты таких кранов для увеличения горизонтальной жесткости выполняют с подкосами (рис. 1.2 б) с горизонтальной фермой (рис. 1.2 в) или рамными (рис. 1.2 г). При этом дополнительные подкосы горизонтальные фермы и поперечные элементы рам используют для связи верхних поясов главных балок. Рамные мосты имеют повышенную жесткость на кручение.
Горизонтальная жесткость моста (рис. 1.2 д) может быть обеспечена горизонтальной фермой. При такой схеме упрощается конструкция моста так как ее выполняют без концевых балок.
Главные балки мостов с опорными тележками имеют составные или коробчатые поперечные сечения.
Для мостов опорных кранов-штабелеров управляемых из кабины и имеющих большие пролеты следует применять коробчатые главные балки замкнутые сечения которых обладают высокой жесткостью при кручении что очень важно так как мосты кранов-штабелеров подвергаются большим горизонтальным нагрузкам чем мосты крюковых кранов.
Главные балки мостов с подвесными тележками (особенно главные балки мостов кранов-штабелеров управляемых с пола) выполняют из двутавровых балок. Применяют также разрезные и составные главные балки. Например главная балка может быть выполнена из двутавровой балки разрезанной вдоль по ломаной линии и сваренной по вершинам зубцов (рис. 1.3 г). Другая конструкция — составная балка выполненная из тавра С вырезами из специального профиля для монорельсовых путей (рис. 1.3 д). Такие составные балки обладают вертикальной и горизонтальной жесткостью. Несколько большую горизонтальную жесткость имеет балка составного сечения (рис. 1.3 г). Наибольшее распространение при изготовлении мостов с подвесными тележками получили составные балки (рис. 1.3 ж з) обладающие достаточной жесткостью при действии вертикальных и горизонтальных сил а также при кручении.
Рисунок 1.3 - Сечения главных балок мостов кранов-штабелеров:
а в б - с опорными тележками; г. д е ж з - с подвесными тележками
Необходимо отметить что мосты кранов-штабелеров с подвесными тележками имеют меньшие массы при прочих равных условиях чем мосты с опорными тележками. Это объясняется созданием у последних необходимой горизонтальной жесткости с помощью подкосов ферм или рам. Рамные мосты с главными балками изготовленными из труб имеют минимальную массу. Эти мосты применяют на мостовых кранах-штабелерах грузоподъемностью 1 т управляемых из кабины и серийно изготовляемых Стахановским машиностроительным заводом.
Тележки кранов-штабелеров выполняют опорными или подвесными. Они представляют собой металлическую раму на которой монтируют опорно-поворотное устройство несущее поворотную платформу с колонной и механизмами.
Опорные тележки обычно состоят из двух продольных балок опирающихся на ходовые колеса и металлоконструкции которая связывает продольные балки и служит опорой для поворотного устройства.
Подвесные тележки чаще всего изготовляют в виде жесткой четырехугольной рамы имеющей два горизонтальных листа и несколько вертикальных элементов (в том числе элементов усиливающих места посадки опорно-поворотного устройства). По углам рамы устанавливают кронштейны с горизонтальными цапфами для крепления ходовых кареток.
Металлоконструкции тележек изготовляют сварными из элементов горячекатаного проката стального листа гнутого профиля. Посадочные места опорно-поворотного устройства а также ходовых колес или кареток подвергают механической обработке.
Поворотные платформы служат базой для крепления колонн. На поворотных платформах размещают механизмы подъема и поворота: платформы монтируют на опорно- поворотных устройствах. Для надежности работы высота поворотных платформ должна быть не менее 015 02 от диаметра опорно-поворотного устройства. Поворотные платформы изготовляют сварными из листовой стали. Посадочные места опорно-поворотных устройств подвергают механической обработке.
Колонны являются элементами служащими для жесткой связи между грузоподъемниками и поворотными платформами. Крепление колонн к поворотным платформам осуществляют болтами или пальцами с помощью фланцев или косынок. Для обеспечения вертикального перемещения грузоподъемника по колонне имеются направляющие изготовленные из уголка швеллера или полосовой стали.
По конструкции сечения различают колонны открытого типа (незамкнутого сечения) и закрытого представляющие собой балку замкнутого сечения.
Колонны открытого типа устанавливают на кранах с высотой подъема до 55 м и грузоподъемностью не более 1 т.
Рисунок 1.3 - Сечения колонн мостовых кранов-штабелеров: а б в — открытые; г д е ж — закрытые с необработанными направляющими з и — закрытые с обработанными направляющими
Колонны открытого типа для легких кранов-штабелеров изготовляют следующих конструкций: из двух швеллеров повернутых полками внутрь и соединенных между собой фасонными скобами (рис. 1.3 а); из четырех связанных между собой швеллеров (рис. 1.3 б) и из двух швеллеров усиленных уголками и соединенных между собой сварными скобами (рис. 1.3 в).
Колонны закрытого типа изготовляют из квадратных или прямоугольных труб или из двух холодногнутых швеллеров соединенных сваркой (рис. 1.3г); из двух швеллеров связанных между собой листами (рис. 1.3 д) из четырех швеллеров попарно сваренных между собой (рис. 1.3 е) из трубы с двумя приваренными к ней швеллерами служащими направляющими (рис. 1.3 ж). Наиболее часто применяемые сечения колонн мостовых кранов-штабелеров управляемых из кабины изготовляют стыковой сваркой двух швеллеров сваркой двух швеллеров с применением дополнительных листов сваркой между собой четырех листов и т. п. (рис. 1.3 з и).
Закрытые коробчатые сечения колонн характеризуют меньшие размеры и металлоемкость так как они обладают высокой жесткостью при кручении создаваемой коробчатым сечением с приваренными направляющими и достаточным сопротивлением изгибу как в плоскости установки груза так и в поперечном направлении.
4 Описание предлагаемой конструкции крана-штабелера
Стеллажный кран-штабелер грузоподъемностью 2 т. предназначен для складирования сотовых телефонов в таре на металлических или деревянных поддонах в многоярусные стеллажи. Мостовой кран - штабелер установлен в закрытом складском помещении. Конструктивная схема крана показана на рисунке 1.1.
Кран-штабелер передвигается по опорному рельсу (крановый путь 1) между стеллажами. Нижняя опорная тележка 2 воспринимает основную нагрузку крана при этом не нужны подвесные массивные пролеты как у мостовых кранов. На опорной тележке располагается механизм передвижения. В верхней части крана находится поддерживающая тележка 5 которая передвигается по подвесным крановым путям. Между тележками установлена колонна 3 на которой установлена грузовая тележка с механизмом перемещения телескопического стола и механизм подъема грузовой тележки.
Рисунок 1.1 - Конструктивная схема мостового крана - штабелера: 1 - крановый путь; 2 – тележка опорная; 3 - колонна; 4 - грузовая тележка; 5 – тележка поддерживающая
Техническая характеристика.
Грузоподъемность т 2
- Редуктор РЧС-160-23.5-II
- Электродвигатель МТКF 410-424
- число оборотов обмин 1370200
Скорость подъема ммин
Механизм передвижения
- число оборотов обмин 200
- Электродвигатель 4АА50В4У3
- число оборотов обмин 1500
Стол телескопический
- привод гидравлический
База штабелера мм 3200
Максимальная высота штабелирования мм 9700
Стеллажный кран-штабелер состоит из следующих основных узлов:
- Механизм передвижения
- Стол телескопический
- Ловильное устройство
- Тележка поддерживающая
- Ограничитель скорости
- Ограничитель грузоподъемности
Механизм подъема служит для подъема клети с грузом и кабины с оператором. Он состоит из электродвигателя двухскоростного МТКF 410-424 тормоза ТКТ-200 редуктора РЧС-160 открытой зубчатой передачи и барабана. Кинематическая схема механизма показана на рисунке 1.2.
Рисунок1.2 - Кинематическая схема механизма подъема: 1 – двигатель 2 – муфта с тормозом 3 – редуктор 4 – зубчатая передача 5 – барабан
Механизм передвижения.
Служит для перемещения штабелера вдоль стеллажных секций. Он состоит из двух электродвигателей двух редукторов муфты электромагнитной и тормоза. При быстром передвижении движение передается от электродвигателя МТКF 410-424 через редуктор РЧН-80 на приводное колесо. Электромагнитная муфта отключена.
При медленном перемещении вращение передается от электродвигателя 4АА50В4У3 через редуктор РЧН-120 электромагнитную муфту редуктор РЧН-80 на приводное колесо. Кинематическая схема показана на рисунке 1.3.
Рисунок 3 - Кинематическая схема механизма передвижения:
– двигатель 2 – редуктор 3 – муфта 4 – тормоз 5 – ходовое колесо.
Стол телескопический.
Стол служит для размещения на нем груза и для подачи груза в соответствующую ячейку стеллажной секции. Стол телескопический состоит из приемного стола промежуточного стола двух направляющих привода и рамы. Привод стола гидравлический от отдельной стоящей гидростанции.
Клеть предназначена для размещения на ней телескопического стола и кабины с оператором. Состоит клеть из сварной рамы коробчатого сечения каретки с помощью которой кабина перемещается относительно клети четырех опор с помощью которых клеть перемещается относительно колонны. На клети установлен также отклоняющий блок для грузового троса и ловильное устройство.
Тележка опорная предназначена для крепления к ней механизма передвижения и колонны. Она состоит из балки коробчатого сечения двух опор с приводным и поддерживающим колесами и двух буферных устройств.
Кабина служит для размещения в ней элементов управления краном. Она состоит из каркаса обшитого листовой сталью сидения для оператора и входной двери. Кабина по отношению к клети может перемещаться в вертикальном направлении. Если клеть движется от самого нижнего положения вверх то кабина остается на месте до тех пор пока клеть не поднимется на высоту 880 мм. от своего нижнего положения только тогда кабина начинает свое движение вверх вместе с клетью. Относительное движение кабины предусмотрено для максимального использования высоты штабелирования.
Ловильное устройство.
Служит для предотвращения падения клети с грузом и кабины с оператором при обрыве или ослаблении грузового троса. Крепится ловильное устройство к подвижной клети и перемещается с ней в вертикальном направлении. При обрыве троса срабатывает ограничитель скорости и через вспомогательный трос приводит в действии рычаги заклинивающего устройства которое удерживает клеть от падения.
Тележка поддерживающая.
Тележка поддерживающая служит для поддерживания колонны штабелера в вертикальном положении. Она состоит из корпуса сваренного из листовой стали двух отклоняющих блоков устройства против ослабления троса и двух поддерживающих катков.
Ограничитель скорости.
С целью повышения надежности и безопасности работы крана-штабелера к тележке опорной с помощью болтов крепиться ограничитель скорости. Работает он на центробежном принципе и блокирует движение крана-штабелера при случайном превышении скорости подъема или опускания груза. Другая задача ограничителя скорости ввести в действие ловильное устройство при обрыве троса.
Гидростанция крепиться к верхней части подвижной клети и служит для передвижения телескопического стола влево и вправо. Гидравлический привод обеспечивает передвижение телескопического стола в влево и вправо. Пластинчатый насос «НП» подает масло к гидрораспределителю «Р». Насос разгружен на бак через распредилитель «Р» при выключенных электромагнитах. Рабочее давление в гидросистеме настраивается предохранительным клапаном «КП» и контролируется манометром «М». При включении электромагнита «ЭМ 1» распредилителя «Р» масло от насоса поступает в правую полость гидроцилиндра «Ц» а из левой полости вытесняется на слив. При этом происходит движение стола влево. При включении электромагнита «ЭМ 2» масло от насоса поступает в левую полость гидроцилиндра а из правой – на слив движение стола в право.
Ограничитель грузоподъемности.
Ограничитель грузоподъемности служит для отключения механизма подъема при превышении веса груза больше допустимого. Крепиться ограничитель к поддерживающей тележке механизма ослабления каната.
5 Управление краном-штабелером
Управление краном-штабелером осуществляется из кабины оператором. В кабине расположено два пульта управления. Правый предназначен для включения механизма передвижения а левый для механизма подъема клети с грузом. С целью обеспечения безопасной работы оператора в рукоятках пультов управления находятся кнопки «занятости рук». При включении пульта на передвижение (при выключенной кнопке «занятости рук» левой руки) включается двигатель малой скорости и тормоз ТКТ-300 а затем с помощью реле времени включается двигатель большой (транспортной) скорости. При включении левого пульта управления (при выключенной кнопке «занятости рук» правой руки) включается малая скорость двигателя подъема клети и тормоз ТКТ-200 а затем с помощью реле времени включается большая скорость двигателя.
Крайнее положение подъемного механизма фиксируется конечным выключателем. В кабине расположено 11 тумблеров с помощью которых оператор задает необходимый ряд в стеллажной секции по вертикали а на колоне штабелера расположено 11 лампочек с шагом равным шагу ячеек в стеллажной секции по вертикали. На клети установлено фотореле которое отключает привод механизма подъема при подходе к заданному ряду.
В зоне загрузки штабелера на неподвижном пульте расположено 29 тумблеров с помощью которых оператор задает необходимый ряд по горизонтали. На раме опорной тележки установлено два фотореле в линию. При подходе к заданной ячейке срабатывает первое фотореле (вдоль стеллажной секции у каждой ячейки установлена лампочка) тем самым оно отключает большую скорость механизма передвижения и переключает его на малую скорость. При срабатывании второго фотореле отключается малая скорость штабелер останавливается. Управление движениями телескопического стола влево или вправо осуществляется кнопками. Крайнее положение стола контролируются конечными выключателями. Опускание тары на полозья ячейки производится за счет малой скорости механизма подъема. После того как тару установили в ячейку кнопкой включается обратный ход телескопического стола. Стол занимает среднее положение что фиксируется конечным выключателем среднего положения.
5 Обоснование темы проекта
В качестве объекта проектирования выбрали стеллажный кран-штабелер опорного типа передвижение которого осуществляется по опорному рельсу. Такая конструкция не требует монтажа массивных крановых путей на большой высоте разгружает строительные конструкции здания склада не требует установки тяжелых мостов как у подвесных штабелеров. Верхняя направляющая может крепиться непосредственно к металлоконструкции стеллажей при этом создавая им дополнительную жесткость.
Исследовательский раздел
Современные краны-штабелеры должны обеспечивать бесступенчатое регулирование скоростей передвижения подъема перемещения груза. Для обеспечения этих качеств а также для уменьшения нагрузок на электродвигатели при частых пусках и остановках применяют частотно-регулируемый электропривод.
После исследования данного вопроса предлагаем для установки на кран-штабелер преобразователя MICROMASTER 410.
Преобразователи могут быть использованы для реализации частотно-регулируемого электропривода как на базе асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором так и на базе синхронных высокооборотных электродвигателей;
Пуск электродвигателя осуществляется плавно с исключением электродинамических нагрузок в его обмотках и ударных нагрузок в механизмах привода и оборудования в результате чего увеличивается ресурс и срок службы как электродвигателя так и оборудования в целом;
За счет увеличения межремонтных периодов обеспечивается значительное снижение эксплуатационных расходов;
Реализация частотно-регулируемого электропривода с поддержанием требуемого уровня технологических параметров оборудования позволяет не только расширить его технологические возможности но и обеспечить значительную экономию электроэнергии (в отдельных случаях более 30%).
MICROMASTER 410 недорогое решение для стандартных задач. Диапазон мощностей - от 0.12 до 0.75 кВт. MICROMASTER 410 - недорогое решение для 3-х фазных двигателей с регулируемой частотой вращения в однофазных сетях. Преобразователь отличается компактным исполнением и простой установкой и наладкой. Этот самый маленький преобразователь в семействе MICROMASTER. Он может быть установлен в небольшом шкафу управления занимая минимальное пространство.
Преобразователи оснащены микропроцессорной системой управления и используют самые современные технологии с IGBT модулями – транзисторами(биполярный транзистор с изолированным затвором). Вследствие этого преобразователи надежны и разнообразны. Оригинальный способ широтно-импульсной модуляции с выбором частоты коммутации дает возможность бесшумной работы электродвигателя. Обширные функции защиты обеспечивают эффективную защиту преобразователя и электродвигателя.
Этот преобразователь с заводскими установками является идеальным для широкой области простых применений регулирования скорости может применяться как индивидуально так и интегрироваться в системы автоматизации процесса.
Рисунок 2.1 - Блок-схема преобразователя MICROMASTER 410
Проектные расчеты механизмов крана
1 Расчет механизма подъема
Исходными данными для расчёта являются:
грузоподъёмность m= 2 тонны;
скорость подъёма груза V=97 ммин;
высота подъёма груза Н=97 м;
режим работы – средний (ПB=25%).
Выбранная схема механизма подъёма показана в разделе 1 на рисунке 1.2. На рисунке 3.1 показана схема запасовки каната.
Рисунок 3.1 - Схема запасовки каната
Канат выбирается по величине разрывного усилия.
где S – максимальное натяжение каната Н;
zP =5.5 - коэффициент запаса прочности каната (для среднего режима работы) [6].
Максимальное натяжение каната
где а – число нитей канатов набегающих на барабан
бл = 098 – КПД блока на подшипниках качения
n = 2 – число направляющих блоков в полиспасте.
Так как навивка каната на барабан производится в один слой то по [5] выбираем стальной проволочный канат двойной свивки с органическим сердечником ЛК-О 6х19+1о.с ГОСТ 3077-80. Диаметр каната d = 15мм разрывное усилие 115500Н при маркировочной группе 1568 МПа. Далее определяем геометрические размеры барабана. Диаметр барабана по средней линии витка каната
где h1 – эмпирический коэффициент для среднего режима работы [1]
Принимаем наружный диаметр барабана Dн = 400мм из нормального ряда значений.
Длину барабана Lб находим сложением длин отдельных участков:
t = (11÷123)d=16.5 мм – шаг нарезки на барабане
L2 и L3 – расстояние от торцов барабана до начала участка нарезки
Принимаем L1 = 330 мм.
Полная длина барабана:
Lб = 23+330 = 336 мм.
Находим потребную мощность двигателя:
где – общий КПД механизма подъёма ( = брп здесь
б = 094096 – КПД барабана
р – КПД передаточного механизма для двухступенчатого редуктора
п – КПД полиспаста п ).
Общий КПД механизма = 09609609 = 083
С учётом перегрузочной способности мощность двигателя равна
Nдв = (0.70.8)N = 0.87.64 = 6.112 кВт
Из [5табл.II.1.13] принят крановый электродвигатель MTКF 410-424 мощностью Nдв = 708 кВт частотой вращения вала двигателя nдв = 1370200 обмин максимальным моментом Tmax = 18085 Н.м моментом инерции ротора двигателя Ip = 0.247 кгм2 диаметр конца вала dдв = 65мм.
Передаточное число механизма подъёма
где - частота вращения барабана обмин.
Так как в механизме подъема присутствует зубчатая передача тогда общее передаточное число:
где -количество зубьев шестерни (=30 )
- количество зубьев зубчатого колеса (=91 )
Из [5табл.5.1.43] выбран червячный редуктор РЧС-160-235--ТУ с передаточным числом up=29.5 мощность на тихоходном валу Nтих= 1.85 кВт диаметр конца быстроходного вала dбыстр = 38 мм диаметр тихоходного вала dтих=90 мм.
Проверяем выбранный редуктор.
выбранное передаточное число редуктора не должно отличаться от расчетного более чем на +- 15%;
Условия проверки удовлетворяются.
б) частота вращения быстроходного вала редуктора должна быть меньше частоты вращения вала двигателя;
Условия удовлетворяются.
Из [5табл.П.6.1] выбрана втулочно-пальцевая муфта с тормозным шкивом по ОСТ 2484803-79. Диаметр тормозного шкива Dт = 200мм номинальный крутящий момент Ттабл = 250 Нм обеспечивается соединение диаметров до 45мм (расточки в полумуфтах выполняются по заказу) момент инерции муфты Im = 0.24 кг·м2.
Проверяем муфту по крутящему моменту;
Крутящий момент на валу двигателя Нм;
Определяется расчетное значение момента Нм:
где - коэффициент учитывающий режим работы (легкий режим – 11 средний – 12 тяжелый – 13)
Выбранная муфта должна удовлетворять условию;
Из [5] подобран тормоз ТКГ-200 с тормозным моментом Тт = 240 Нм.
Определяем тормозной момент Нм:
Тормоз проверяется по тормозному моменту:
где - коэффициент запаса торможения (легкий режим – 15 средний - 175 тяжелый – 2)
Выбранный двигатель должен удовлетворять следующим требованиям:
) мощность должна быть достаточной для обеспечения разгона механизма с заданным ускорением;
) при работе в повторно-кратковременном режиме он не должен перегреваться.
Проверка двигателя по условию пуска:
Определим средний пусковой момент Нм;
где - номинальный момент двигателя Нм определяется по формуле;
- коэффициент перегрузки определяется по формуле;
где - максимальный момент двигателя Нм принимаемый по паспортным характеристикам.
Для определения времени пуска находим статический момент на валу двигателя Нм;
Время пуска определяется по формуле;
где k = 1.11.2 – коэффициент учитывающий влияние вращающихся масс передаточного механизма (кроме ротора и приводной муфты)
- суммарный момент инерции вращающихся деталей насаженных на первый вал.
Действительное ускорения пуска при наличии равноускоренного движения в процессе разгона механизма определяется по формуле;
где [j] = 0.20.9 мс2 – допустимое ускорение разгона груза для кранов общего назначения в период пуска
Проверка двигателя на нагрев:
Среднеквадратичный (эквивалентный) момент двигателя учитывающий переменный режим нагрузки механизма Нм;
где - время установившегося движения
- суммарное время пуска
- сумма квадратов статических моментов
Принимаем условие что груз массой 1 т поднимается в 5 раз реже чем 05т и в 4 раза меньше чем 01т. Крутящие моменты на валу двигателя соответственно тоже будут зависеть от частоты подъема 1:5:4 и их величины относятся 01:05:04 (индекс п – подъем оп - -опускание).
Сумма квадратов статических моментов действующих на вал двигателя в течение всего цикла:
Суммарное время складывается из следующих параметров:
Время пуска при подъеме груза в первый период;
Время пуска при опускании груза в первый период:
Время пуска для остальных периодов находятся аналогично подставляя соответствующие массы и моменты.
2 Расчет механизма передвижения крана
грузоподъемность т = 4 т;
скорость передвижения крана транспортная ммин установочная ммин;
режим работы - средний.
Кинематическая схема механизма показана на рисунке 1.3 (раздел 1).
При применении фрикционных тягачей для подвесных кранов суммарное сопротивление передвижного подвесного крана определяется по формуле:
где - сопротивление от трения в ходовой части Н;
- сопротивление от уклона подкранового пути Н;
Сопротивление от трения находиться по формуле;
где - коэффициент учитывающий трение реборд колес о головку
т – масса груза и крана;
- коэффициент трения колеса о рельсу ;
f – коэффициент трения в подшипниках колес.
- диаметр колеса крана по боду катания м.
В существующей конструкции крана установлены шариковые подшипники качения.
Из [5 табл.VI. 3.2] имеем из [5 табл. V. 1.69] имеем.
Назначаем массу крана .
Сопротивление от уклона
где - уклон пути; для моста = 0002.
Общее сопротивление передвижению
Мощность потребная для передвижения крана
где - скорость крана ммин;
- КПД механизма передвижения .
Поскольку привод передвижения крана имеет два двигателя находим необходимую мощность двигателя для установочной скорости:
Из [5 табл.Ш. 3.1] выбираем электродвигатель для транспортной скорости МТКF 410-424 мощностью частота вращения вала максимальный момент =85 Нм момент инерции ротора диаметр конца вала 65 мм.
Из [5 табл.Ш. 3.1] выбираем электродвигатель для установочной скорости 4АА50В4У3 мощностью частота вращения вала кратность по пусковому моменту по максимальному моменту момент инерции ротора диаметр конца вала 9 мм.
Проводится кинематический расчет привода;
где - частота вращения ходового колеса обмин;
Частота вращения ходового колеса при транспортной скорости;
Частота вращения ходового колеса при установочной скорости;
Передаточное число для транспортной скорости;
Принимаем редуктор РЧН-80 с передаточным числом диаметр тихоходного вала диаметр быстроходного вала .
Передаточное число для установочной скорости;
Так как передача механической энергии от двигателя для установочной скорости к ходовому колесу проходит через редуктор РЧН-80 () тогда необходимое передаточное число;
Принимаем редуктор РЧН-120 с передаточным числом диаметр тихоходного вала диаметр быстроходного вала .
Подбор муфт производится по диаметрам соединяемых валов а затем производится их проверка по крутящему моменту.
Для соединения валов двигателя транспортной скорости и редуктора РЧН-80 принимаем муфту втулочно-пальцевую МУВП с номинальным вращающимся моментом момент инерции вала
Крутящий момент на валу электродвигателя;
Расчетный крутящий момент муфты;
где k – коэффициент режима работы:
Проверка выполняется.
Для соединения валов редуктора РЧН-120 и редуктора РЧН-80 принимаем муфту ЭТМ-092-1.
Для соединения валов двигателя установочной скорости и редуктора РЧН-120 принимаем муфту зубчатую с номинальным вращающимся моментом момент инерции вала
Для определения тормозного момента находим максимально допустимое замедление при условии торможения крана без груза по формуле:
где - число приводных колес ;
- общее число ходовых колес крана ;
- коэффициент сцепления для монолитного резинового обода при сухой поверхности трения .
Время торможения находим по формуле:
Необходимый тормозной момент
где - суммарный момент инерции деталей на приводном валу кг м2;
- коэффициент влияния всех вращающихся деталей передаточного механизма кроме ротора двигателя примем ;
- общая масса крана с грузом кг.
Из [5] выбираем тормоз ТКТ-300 тормозной момент тормоза .
Проверка на сцепление ходовых колес с рельсом.
Определяем статический момент сопротивления движения крана без груза;
Время пуска определяется аналогично МПГ формула (22);
Определим средне пусковой момент формула(18);
где - номинальный момент двигателя Нм определяется по формуле(19);
- кратность по максимальному моменту.
Определяем ускорение пуска по формуле (23);
Проверку на сцепление ходовых колес с рельсом осуществляется по условию
где 12 – коэффициент запаса;
- расчетный коэффициент запаса.
Проверка двигателя по условию пуска;
Условие пуска записывается аналогично МПГ;
3 Расчет гидропривода механизма передвижения крана
3.1 Разработка схемы гидропривода
Рисунок 3.2 - Схема гидравлическая принципиальная. Ц – гидроцилиндр Р - гидрораспределитель М – манометр КП – клапан предохранительный Н - пластинчатый насос Б - бак.
Описание гидропривода.
Гидропривод состоит из насоса и гидроцилиндра двухстороннего действия соединенных посредством напорной гидролинии через распределитель. Насос соединен с баком всасывающей гидролиней. К напорной гидролинии подключен двухступенчатый предохранительный клапан КП с электромагнитной разгрузкой насоса.
Работа гидропривода.
Гидравлический привод обеспечивает передвижение телескопического стола влево и вправо. Пластинчатый насос Н. подает масло к гидрораспределителю Р. по средствам напорной гидролинии.
Насос разгружен на бак через распределитель Р. при выключенных электромагнитах.
Рабочее давление (p=25 МПа) в гидросистеме настраивается предохранительным клапаном КП. и контролируется по манометру М.
При включении электромагнита ЭМ 1 распределителя Р. масло от насоса поступает в правую полость гидроцилиндра Ц. а из левой полости вытесняется на слив.
Происходит движение стола влево.
При включении электромагнита ЭМ 2 масло от насоса поступает в левую полость гидроцилиндра а из правой – на слив.
Происходит движение стола вправо.
3.2 Выбор рабочей жидкости
В гидроприводах машин в качестве рабочей жидкости применяют минеральные масла.
По заданному значению кинематической вязкости V50 =25 сСт выбираем масло турбинное ВНИИ НП-403 имеющее следующие характеристики [12]:
— кинематическая вязкость у 50 сСт 25
— кинематическая вязкость v10 cCт 900
— плотность кгм3 900
3.3 Расчёт исполнительных двигателей
Расчёт и выбор гидроцилиндра
Определяем конструктивные параметры гидроцилиндра. Диаметр поршня гидроцилиндра;
где К - расчётный коэффициент. К = 1.05 11 .
Принимаем по ГОСТ 12.447-80 d = 100мм.
Площадь поршня в штоковой полости:
где φ - конструктивный коэффициент φ =125.
Выбираем гидроцилиндр П1 - 100 x 45 х 152 с двусторонним штоком по ОСТ 2.Г24-2-73 имеющий следующие технические характеристики [12]:
— рабочее давление МПа 25
— геометрические размеры мм а х d x h 100 x 45 х 152
— номинальный расход дм3мин 160
— утечки см3мин не более 63
Расход жидкости на питание гидроцилиндра:
Расход жидкости в сливной гидролинии:
3.4 Расчёт трубопроводов
Расчёт диаметров трубопроводов
В соответствии с рекомендациями СЭВ PC 3644-72 [12] регламентируются скорости потоков в трубопроводах:
- в напорной гидролинии при Р=6З МПа [V1] = 2 м с;
- в сливной гидролинии [V2] =2 м с;
- во всасывающем трубопроводе [V3]=16мс.
Внутренние диаметры трубопроводов:
Разбиваем гидропривод на участки показанные на схеме. Рассмотрим по одному примеру на участках в напорной сливной и всасывающей гидролиниях.
Всасывающая гидролиния:
Напорная гидролиния:
Толщина стенки трубопровода:
где [] –допускаемое напряжение материала трубопровода.
Для Стали 20 [] = 140 МПа.
Учитывая возможность гидравлических ударов при включении гидроаппаратуры и необходимость нарезания резьбы на трубах принимаем
В целях унификации выбираем трубы стальные по ГОСТ 8734-75 имеющие следующие параметры [12]:
— для напорной гидролинии dнx = 10 х 2
— для сливной гидролинии dнx = 10 х 2
— для всасывающего трубопровода dнx = 11 х 2
Определение длины трубопроводов.
Длины трубопровода определяются на основании сборочных чертежей машины т.к. в задании нет этих данных то длинами трубопроводов задаёмся самостоятельно.
Принимаем длины трубопроводов в соответствии с участками:
3.5 Выбор распределительной и регулирующей гидроаппаратуры
Выбор распределителя
Гидрораспределитель должен обеспечивать распределение потоков с расходом Q =40 дм3мин при давлении р = 25 МПа.
Выбираем гидрораспределитель Р102 следующие технические характеристики [12]:
— условный проход мм 10
— расход масла дм3мин
— номинальное давление МПа 20
— потери давления при номинальном расходе МПа 1.0
— максимальное усилие управления на рукоятке Н 20
3.6 Выбор вспомогательной гидроаппаратуры
Выбор предохранительного клапана
Клапан должен обеспечивать защиту гидросистемы от перегрузок с давлением Р=25 МПа и расходом Q = 72 дм3мин.
Выбираем клапан ПГ 52-22 имеющий следующие технические характеристики [12]:
- условный проход мм 10
- расход масла дм3мин
— давление настройки МПа 03-63
Манометр должен обеспечивать контроль давления в диапазоне рабочих давлений гидросистемы.
Выбираем манометр по ГОСТ 8625-77 имеющий следующие технические характеристики [12]:
— верхний предел измерения МПа 40
— диаметр корпуса мм 60
3.7 Расчёт потерь давления в гидролиниях
Местные сопротивления в гидролиниях
Расчёт местных сопротивлений в гидролиниях сведён в таблицу 1.
Коэффициенты местных сопротивлений гидроаппаратов рассчитаны по формуле:
где dу – диаметр условного прохода мм;
Δp – потери давления в гидроаппарате при номинальном расходе МПа;
Qн – номинальный расход м3с.
Коэффициент местного сопротивления гидрораспределителя;
Местное сопротивление
Скорости потоков в гидролиниях
Скорость в напорной гидролинии;
Скорость в сливной гидролинии
Потери давления при минимальной температуре;
Потери в напорной гидролинии.
Потери давления так же рассчитываем по определенному контуру;
Режим движения жидкости – ламинарный.
Коэффициент гидравлического трения
Потери в сливной гидролинии
Потери давления при рабочей температуре
tраб = 50 0C; 50 = 30 сСт.
Потери в напорной гидролинии;
Коэффициент гидравлического трения;
3.8 Расчёт и выбор насоса
Технические требования к насосам
Давление в поршневой полости гидроцилиндра
Требуемое давление насоса
p= 21 + 0135= 2235 МПа
Требуемая подача насоса;
где 0 — объёмный КПД гидропривода учитывающий утечки жидкости в регулирующей гидроаппаратуре и трубопроводах 0 = 098 .
Выбираем насос пластинчатый нерегулируемый Г 12-31М имеющие следующие технические характеристики [12]:
— рабочий объём см3 125
— давление на выходе насоса МПа
— частота вращения мин -1
— номинальная мощность кВт 16
— ресурс ч. не менее 7000
3.9 Правила эксплуатации гидропривода
Для долговечной работы гидропривода необходимо выполнять определённые правила по его эксплуатации.
Перед пуском гидропривода в работу необходимо проверить:
— наличие и надёжность заземления;
— соответствие напряжения в сети напряжению электрооборудования гидропривода;
— уровень рабочей жидкости в баке (нормальный уровень по верхнему глазку маслоуказателя);
— затяжку гаек резьбовых соединений трубопроводов крепления гидроаппаратов;
— исправность манометров;
— положение регулировочных винтов предохранительных клапанов. Винты отпустить до полного расслабления пружин клапанов.
При пуске гидропривода выполнить следующие операции:
— установить положения рабочих органов машины в безопасное положение. Принять меры для исключения аварий (установить соответствующие упоры наблюдать за движением каждого рабочего органа в момент запуска отвести рабочие органы в неопасную зону и т.п.);
— провернуть вручную вал насосов на несколько оборотов;
— проверить правильность вращения вала электродвигателя кратковременным (05 1с) включением;
— включить электродвигатель насосов и проверить работу гидропривода на низком давлении. Убедиться что при включении гидрораспределителей рабочие органы совершают необходимые движения а сливная гидролиния обеспечивает свободный слив (давление на манометрах в напорной гидролинии не растёт). Внешним осмотром проверить наружные утечки. Выпустить воздух из верхних трубопроводов и исполнительных двигателей;
— отключить электродвигатели насосов и устранить выявленные неисправности допущенные при сборке гидропривода: подтянуть соединения трубопроводов заменить при необходимости уплотнения исправить электромонтаж электрооборудования. Проверить уровень масла в баке и при необходимости долить;
— включить электродвигатели насосов и отрегулировать давление настройки (отсечки) предохранительного клапана. Проверить работу гидропривода на рабочих режимах. Вновь тщательно проверить наружные утечки и отсутствие пены на поверхности масла в баке. Причинами образования пены могут быть неисправности уплотнений валов насосов неплотности соединений всасывающих и сливных трубопроводов недостаточная глубина погружения сливного трубопровода в масло (менее 4 5 диаметров). Все работы по устранению неисправностей проводить при отключенном электродвигателе. Регулировочный винт предохранительного клапана пломбировать;
— гидропривод обеспечивающий исправную работу на рабочих режимах допускается к эксплуатации. Соответствующая запись о испытаниях за подписью лиц проводивших испытания делается в специальном журнале.
Ежедневно перед началом работы необходимо:
— проверить уровень рабочей жидкости;
— проверить наличие пломбировки предохранительного клапана;
— произвести пробный пуск и проверить гидропривод на рабочих режимах;
— определить наружным осмотром герметичность трубопроводов отсутствие утечек рабочей жидкости в местах соединения трубопроводов и по стыкам гидроаппаратов.
Техническое обслуживание и ремонт гидропривода в процессе эксплуатации должен осуществляться в соответствии с графиком ППР*.
Работы по техническому обслуживанию включают проверку состояния выявление и устранение неисправностей гидроаппаратуры. Замена рабочей жидкости и фильтрующих элементов фильтров должны осуществляться не реже 1 раза в 6 месяцев.
4 Прочностные расчеты
4.1 Проверка барабана на прочность
Толщина стенки барабана определяется по эмпирической формуле;
где - максимальное натяжение каната Н;
- допускаемое напряжение на сжатие для Стали 35 Л
t – шаг нарезки барабана.
4.2 Проверка оси барабана на прочность и подбор опорных подшипников
Разрабатываем расчетную схему нагружения барабана (рисунок 3.2).
Сумма моментов относительно точки А;
Реакция в опоре В Н;
Рисунок 3.2 - Схема нагрузок на ось барабана
Реакция в опоре А Н;
Напряжение изгиба в опасном сечении вала;
где - изгибающий момент в опасном сечении оси Н.
d - диаметр оси в опасном сечении принимаем d=6 см.
- допускаемое напряжение изгиба для оси из Стали 45 =610 МПа.
Ввиду малой скорости вращения барабана опорные подшипники подбираются по допустимой статической нагрузке.
Принимаем шарикоподшипники 1611 у которых
4.3 Расчет кронштейна крепления барабана
Рисунок 3.3 - Схема нагрузок на кронштейн
Рисунок 3.4 - Вид разреза кронштейна
Момент инерции относительно оси х1
Момент инерции относительно оси х2
Момент инерции относительно оси х3;
Момент инерции относительно оси х0;
Оставляем сечение кронштейна из-за технологических особенностей отливки.
5 Эксплуатация и техническое обслуживание крана-штабелера
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:
- 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;
- 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 масло заливного и масло спускного 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 колёса (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.
В процессе эксплуатации крана контролируется своевременность смазки его механизмов. Несвоевременная смазка приводит к быстрому износу крана и повышенному расходу электроэнергии.
Уровень смазки редуктора должен находиться в пределах рисок на масломерной игле. Первая смена залитого в редуктор масла производится через 250 часов работы а в дальнейшем - по мере загрязнения масла или его отработки.
Для предупреждения ускоренного износа каната его следует смазывать не реже одного раза в 10 15 суток хорошо заполняя углубления между прядями и проволоками. Перед смазкой каната следует с него снять старую смазку и грязь и промыть его керосином.
Перед нанесением смазки на штифты электромагнита и направляющих хвостовик якоря поверхности следует промыть бензином.
В подшипниках электродвигателей механизма передвижения крана закладная смазка рассчитана на весь срок службы.
Периодичность и способы смазки отдельных узлов приведены в таблице 3.2.
Применение смазочных материалов зависит от конкретных условий эксплуатации крана.
Смазка узлов там производится согласно специальной инструкции по эксплуатации.
Проверка технического состояния.
В процессе эксплуатации крана следует выполнять ежесменные и профилактические технические осмотры. Ежесменный осмотр крана предусматривает внешний осмотр крана а также проверку надёжности крепления всех узлов крана:
- наличия пломб на электроаппаратах;
- работа конечных выключателей;
- работа механизмов без нагрузки;
Профилактические осмотры предусматривают выполнение требований ежесменных осмотров а также проверку:
-сопротивления заземления всех электроаппаратов (величина сопротивления должна быть не более 4 Ом);
-надёжности присоединения проводов к электродвигателям и электроаппаратам;
-состояния роликов токопровода - износ более 10% по диаметру не допускается;
Таблица 3.2 - Периодичность и способы смазки узлов крана.
Способ нанесения смазочных материалов
Периодичность проверки и замены масла
Редукторы крановых механизмов
Масло индустриальное И-50А (ГОСТ 20799-75)
Залить через отверстие заливной пробки используя воронку и масленку. Уровень масла регулировать жезловым масло указателем.
Добавление 1 раз в месяц смена с промывкой керосином 1 раз в 3 месяца
Жировая смазка 1-13 (ГОСТ 1957-79)
Нагнетанием через колпачковую масленку шприцем.
Шарниры колодочных тормозов
Жировой солидол Ж (ГОСТ 1033-79)
Нагнетанием шприцем через пресс- масленку
Подшипники электродвигателей механизмов подшипник крюка
Закладывание с разборкой щита.
Подшипники барабана и канатных блоков катков рамы и грузоподъемника.
Пресс-солидол С (ГОСТ 4366-76) или пресс-солидол Ж (ГОСТ 1033-79)
Нагнетание шприцем через масленку до появления сопротивления.
Канат механизма подъема
Канатная смазка Торсиол-55 (ГОСТ 20458-75)
Смазку разогреть из масленки подавать на канат излишек масла собрать с помощью отжимной воронки
Подшипники букс ходовых колес крана и тележки
Смазка Циатим-203 (ГОСТ 8773-73)
Нагнетанием шприцем через масленку
Проверка 1 раз в месяц замена для тележки 1 раз в 3 месяца для крана 1 раз в 6 месяцев
Втулки осей конечных выключателей
Нанесение вручную тонкого слоя лопаточкой
- состояния окраски крана; Осмотру подлежат следующие узлы и детали:
-тормоза механизма передвижения крана. Настройка (регулирование тормозов) заключается в обеспечении с помощью гайки и стопорных винтов нормального зазора между электромагнитом и якорем равно 0.3 1.0 мм а так же необходимого тормозного момента позволяющего надёжно держать на весу груз равный 1.25 номинального. Коэффициент запаса торможения должен быть равен 1.75;
- барабан и блоки. Проверяется состояние поверхности ручьёв и реборд исправность системы смазки опор свободное проворачивание их на осях надёжность крепления подшипников осей наличие смазки;
- подшипники. Необходимо проверять надёжность крепления корпусов подшипников к металлоконструкции плотность прилегания крышек состояние уплотнений наличие смазки. Температура подшипника при нормальной работе не должна превышать 60 70°С;
- зубчатые передачи. При этом поверяется состояние рабочей поверхности степень износа зубьев и правильность зацепления посадка зубчатых колёс на валы состояние болтовых креплений редукторов;
- муфты. Следует поверять надёжность крепления их на вилах и затяжку болтов соединяющих части муфт;
- ходовые колёса. Проверьте дорожки катания и реборды на отсутствие трещин выбоин и износа сверхдопустимого;
- канаты. Определяется их пригодность для дальнейшей эксплуатации по количеству обрывов проволок на шаге свивки а так же проверяются и подтягиваются крепления каната на барабане и других местах;
- металлоконструкция. При этом проверяются стык балки пролётной с балками концевыми; места крепления букс ходовых колёс; балки пролётная и концевые. Следует обращать внимание на отсутствие погнутых или лопнувших элементов металлоконструкции трещины в сварных швах и в металле рядом со швами. При обнаружении трещин они либо завариваются (при ослаблении сечения трещиной не более 5%) либо перекрываются накладками (при большем ослаблении сечения элемента);
- крюк. При этом проверьте смазку подшипника плавность вращения крюка и его износ. Допускается износ крюка в зеве не более 10% от первоначальной высоты сечения;
- выключатели. Проверяют свободу поворота вала выключателя действие устройства самовозврата рычага в исходное положение и действие контактных элементов. Определяют взаимное расположение подвижных и неподвижных контактов степень изнашивания поверхностей трения контактного рычага наличие свободного хода рычага и положение линейки которая должна проходить в пределах свободного хода рычага. Так как срабатывание выключателя происходит при ударе линейки о рычаг необходимо периодически контролировать надежность соединения рычага с валом и подтягивать клиновый болт крепления.
Таблица 3.3 - Возможные неисправности и методы их устранения
Быстрый износ каната
Неравномерный износ ручья блока
Следите за смазкой каната
Обрыв проволок обрыв пряди
Рывки при работе редуктора
Поломка зубьев колеса
Замените зубчатое колесо
Шатание зубчатого колеса на валу
Замените шпонку. Обеспечьте надежную посадку на валу колеса.
Нагрев корпуса редуктора особенно в местах установки подшипников
Выход из строя подшипников редуктора заедание шейки вала колеса
Проверьте состояние смазки при необходимости замените проверьте правильность зацепления и состояние подшипников
Быстрый износ зацепления
Ослабление затяжки болтов крепления корпуса и крышки редуктора
Трещины в теле полумуфты
Быстрый износ ходовых колес крана заклинивание ходовых колес на путях
Значительный перекос крана при передвижении. Повреждение осей передач подшипников
Проверьте состояние путей их крепление диаметры ходовых колес и правильность их установки
Изгиб или излом реборд ходовых колес
Износ реборд свыше допустимых пределов
Продолжение таблицы 3.3.
Ускоренный выход из строя подшипников ходовых колес
Перекос оси трение обоймы о корпус нарушение смазки
Устраните перекос оси трение обоймы обеспечьте смазкой.
Трещины и надрывы в пролетном строении
Прекратите работу произведите ремонт
Двигатель гудит не разгоняется
Обрыв одной из фаз. Неисправность приводного механизма
Устраните неисправность
Повышенный нагрев двигателя
Неисправность диодов. Межвитковое замыкание. Повышено напряжение сети.
Замените диоды. Отремонтируйте обмотку. Установите номинальное напряжение сети.
Двигатель вращается с пониженной скоростью.
Нарушена нормальная вентиляция двигателя. Значительно увеличена нагрузка. Неисправность в тормозной системе.
Устраните неисправность.
Двигатель работает с повышенным шумом и вибрацией.
Значительный износ подшипников. Вышел из строя один из диодов питающих катушку электромагнита.
Замените подшипник. Замените диод.
Перегрев тормозных накладок (имеется специфический запах)
Сильно понижено напряжение питающей сети. Электромагнит срабатывает но не отпускает
Устраните неисправность в тормозной системе и почистьте тормозные накладки.
Двигатель не затормаживается
Сломалась пружина. Заклинило якорь электромагнита на штифтах
Замените пружину. Устраните неисправность смажьте штифты
При включенном главном выключателе и включении выключателя цепи управления и кнопки защиты не срабатывает линейный контактор
Сгорела катушка линейного контактора. Нарушен контакт максимального реле
Безопасность жизнедеятельности на производстве
Охрана труда представляет собой действующую на основании соответствующих законодательных и иных нормативных актов систему социально-экономических организационных технических гигиенических и лечебно профилактических мероприятий и средств обеспечивающих безопасность сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.
Право на охрану труда имеют все работники состоящие в трудовых отношениях с предприятиями учреждениями кооперативами фермерскими (крестьянскими) хозяйствами и другими организациями (в дальнейшем -предприятия) различных форм собственности и хозяйствования в том числе с отдельными нанимателями; члены кооперативов; студенты высших учебных заведений и учащиеся средних специальных заведений и общеобразовательных школ проходящие производственную практику и производственное обучение а также участники любых других видов трудовой деятельности организуемой в интересах общества и государства.
Государство обеспечивает подготовку в Высших и средних специальных учебных заведениях переподготовку и повышение квалификации специалистов по охране и безопасности труда. Эти заведения должны осуществлять обязательное изучение студентами курса "Охрана труда" с учетом особенностей производств отраслей экономики.
На предприятиях создаются службы по охране труда которые действуют в соответствии с типовым положением утверждаемым государственным органом охраны труда по согласованию с соответствующими органами. По своему статусу служба охраны труда приравнивается к основным производственным службам и подчиняется руководителю предприятия. Соответствующие службы по охране труда должны создаваться и в образуемых предприятиями ассоциациях корпорациях концернах и других объединениях.
Специалисты служб охраны труда обязаны выдавать руководителям структурных подразделений обязательные для исполнения предписания об устранении выявленных нарушений и вносить представления руководителям предприятий о привлечении к ответственности лиц нарушающих законодательство об охране труда. В случаях возникновения непосредственной угрозы здоровью или жизни работников специалисты службы охраны труда вправе приостановить работы вплоть до устранения выявленных нарушений.
Администрация предприятия обязана проводить обучение инструктирование проверку знаний и переаттестацию всех работников по вопросам охраны труда и порядке в сроки установленные соответствующими нормативными актами. Лица не прошедшие обучение инструктирование и проверку знаний по охране труда к работе не допускаются. Проектирование строительство и реконструкция производственных зданий и сооружений разработка и выпуск технологий конструирование и изготовление машин механизмов оборудования и других изделий в том числе приобретенных за рубежом не отвечающих требованиям государственных стандартов правил норм по охране труда не допускается. Разработанные проекты подлежат государственной экспертизе на соответствие их требованиям охраны и условий труда а опытные образцы - государственным испытаниям. Запрещается предусматривать применение веществ сырья материалов не прошедших токсикологическую санитарно-гигиеническую радиационную медико-биологическую оценку в части их влияния на организм и здоровье человека. Новое или реконструируемое предприятие объект средство производства или другой вид продукции не могут быть приняты и введены в эксплуатацию если они не имеют сертификата соответствия требованиям безопасности выдаваемого в установленном порядке.
Требования безопасности предъявляемые к кранам-штабелерам различных типов и исполнений в основном одинаковы с некоторыми различиями вызванными специфическими особенностями конструкций кранов-штабелеров.
Металлоконструкции детали и узлы механизмов кранов-штабелеров изготовлены из материалов обеспечивающих их надежную работу при температуре окружающей среды указанной в технической характеристике для изготовления основных деталей узлов и механизмов кранов-штабелеров. Все подъемные соединения применяемые в кранах штабелерах предохранены от самопроизвольного развинчивания или разъединения.
Ко всем механизмам устройствам безопасности электрооборудованию должен обеспечен безопасный доступ. С этой целью на кранах-штабелерах установлены площадки для обслуживания механизмов.
На кране опорного типа для безопасного и удобного обслуживания механизмов и электрооборудования предусмотрены галереи или площадки с удобным вы ходом и доступом ко всем механизмам крана и электрооборудованию. Ширина свободного прохода по галерее составлять не менее 500 мм.
На галерее предназначенной для расположения троллейных проводов ширина прохода между перилами и устройствами поддерживающими троллеи а также токосъемниками должна быть не менее 400 мм.
Выходить на галереи мостовых кранов-штабелеров следует с галерей проходящих вдоль подкрановых путей или со специальных площадок располагаемых на уровне подкрановых путей. Настил галереи и посадочных площадок изготовленный из рифленых или перфорированных стальных листов должен быть металлический по всей их длине и ширине.
Площадки и галереи установленные на мостовых кранах-штабелерах концевые балки мостов торцевые стороны опорных тележек имеют перила высотой 1 м со сплошным ограждением по визу на высоте не менее 100 мм.
Лестницы для доступа с пола на посадочные ремонтные площадки и галереи для прохода вдоль крановых путей расположены так чтобы исключалась возможность зажатия находящихся на них людей движущимся краном или. Угол наклона лестницы к горизонту не должен превышать 60°. Лестницы (ширина не менее 600 мм) имеют перила ширина плоских ступеней выполненных из стальных рифленых листов не менее 150 мм.
Важным элементом обеспечения безопасной работы является окраска кранов-штабелеров которая помимо защитно-декоративных имеет также предупредительные функции. Как правило краны - штабелеры окрашивают в желтый или оранжевый цвет контрастирующий с более темным цветом стеллажей (серый голубой зеленый) и тары лежащей в стеллажах (красный зеленый голубой). Элементы кранов-штабелеров перемещающиеся в зоне в которой может быть расположен обслуживающий персонал имеют предупредительную окраску выполненную в виде черных полос нанесенных на желтом (оранжевом) фоне соответствующих элементов. Какие-либо дополнительные устройства предупреждающие о приближении крана -штабелера (например звуковые сигналы проблесковые маячки) на кранах-штабелерах не применяют. Первые в связи с необходимостью уменьшить уровень шума вторые — связи с малой эффективностью.
Все механизмы крана - штабелера и прежде всего механизмы подъема и передвижения оборудованы автоматическими нормально закрытыми тормозами.
Кран-штабелер оборудован концевыми выключателями буферными устройствами и упорами ограничивающими перемещение соответствующих механизмов.
Механизм подъема оборудован концевыми выключателями автоматически отключающими механизм подъема когда грузоподъемник
подойдет к верхнему или нижнему положению. Последующее включение должно быть возможно только в обратном направлении.
Концевой выключатель верхнего положения установлен так чтобы после остановки грузоподъемника (без груза) не срабатывал аварийный концевой выключатель а расстояние от упора до соответствующей части грузоподъемника не превышало 60 мм.
За концевым выключателем верхнего положения установлен аварийный концевой выключатель который разъединяет силовую цепь электродвигателя
или который включают в цепь управления при этом он должен отключать дополнительный контактор. После остановки механизма подъема аварийным выключателем расстояние от упора до соответствующей части грузоподъемника не должно превышать 50 мм
Концевые выключатели механизмов передвижения установлены таким образом чтобы при движении с номинальным грузом кран-штабелер (тележка захват) останавливался на расстоянии до упора исключающем удар или наезд на него буфером.
Кран - штабелер оборудован торсионным ограничителям грузоподъемности. Ограничитель грузоподъемности отключает привод механизма подъема при движении грузоподъемника вверх и при увеличении нагрузки на 25 % выше номинальной. Принцип действия заключается в том что при сжатии пружины более определенной величины или при закручивании торсионного вала более определенного угла срабатывают концевые выключатели воздействующие на привод механизма подъема в отключающие его.
Так же применен электрический ограничитель грузоподъемности. Он представляет собой тензометрические датчики усиленные сигналы которых воздействуют на приводы механизма подъема и отключают их при
необходимости вызванной увеличением или уменьшением напряжений на датчике относительно заданных значений.
Устройство контроля наличия груза на грузоподъемнике выполнено в виде фотоэлемента луч которого перекрывается грузом. Это устройство необходимо для того чтобы исключить ошибки в адресовании и упростить задание команд по установке или взятию груза. Так при наличии груза на грузоподъемнике не проходит команда «взять груз» и наоборот при отсутствии груза не проходит команда «положить груз»
Конечным этапом контроля груза является проверка его положения на грузоподъемнике крана - штабелера. Можно проверять положение груза как
вдоль грузоподъемника так и поперек. Проверку с помощью индуктивных датчиков расположенных на нижней плоскости грузоподъемника. Причем применение индуктивных датчиков с меньшими затратами позволяет зафиксировать точное положение груза на грузоподъемнике как в продольном так и в поперечном направлении.
Устройства для контроля положения грузозахватного органа относительно адреса по вертикали и горизонтали представляют собой датчики которые взаимодействовать с шунтами точной остановки расположенными на колонне крана - штабелера (вертикальный адрес) и вдоль межстеллажного прохода (горизонтальный адрес).
На свободных концах путей крана установлены механические упоры выдерживающие наезд крана на скорости 05 мс.
Для ремонта мостового крана - штабелера установлены стационарные грузоподъемные механизмы для монтажа о демонтажа узлов.
Секции главных крановых троллей в пределах ремонтных участков при помощи изолировочных стыков электрически изолированы от продолжения тех же троллей о соединены с ними посредством рубильников таким образом чтобы во время нормальной работы эти участки могли быть включены под напряжение а при остановке крана на ремонт — надежно отключены и заземлены.Рубильник служащий для соединения троллей имеет приспособление для запирания на замок.
Ширина токосъемного устройства перекрывает ширину изолировочного стыка чтобы при нормальной работе исключить перерывы в подаче напряжения и избежать неожиданной остановки крана штабелера во время пересечения токосъемным устройством изолировочных стыков троллей.
С ремонтных площадок должен быть выход на галереи или рабочие площадки крана - штабелера.
Для управления и обслуживания крана - штабелера и грузораспределительных устройств предприятие (владелец) назначить операторов слесарей и электромонтеров (наладчиков). Эти лица должны пройти надлежащее обучение.
К управлению крана - штабелера и допускаются лица не моложе 18 лет прошедшие специальное обучение и выдержавшие испытания квалификационной комиссии. Операторы допущенные к управлению крана - штабелера медицинское освидетельствование для определения соответствия их физического состояния занимаемой должности. Операторам выдержавшим квалификационные испытания присваивается соответствующая квалификация и выдается удостоверение на право управления крана - штабелера определенного исполнения.
Оператор должен иметь представление об устройстве и назначении всех основных механизмов устройств без опасности и блокировок должен обладать знаниями требующимися для управления механизмами и ухода за ними уметь определять степень изнашивания канатов знать порядок обмена сигналами со стропальщиком грузчиком. Повторная проверка знаний обслуживающего персонала квалификационной комиссией должна проводиться периодически не реже одного раза в 12 месяцев или при переходе
персонала с одного предприятия на другое а также по требованию лица ответственного по надзору.
Порядок обучения и допуска к работе ремонтного персонала является общим для всех видов грузоподъемного оборудования.
Ежедневно перед началом работы должен производиться осмотр складского оборудования: крана - штабелера грузораспределительного оборудования и т. п. При этом необходимо провести визуальный осмотр оборудования проверку работы приборов безопасности и блокировок тормозов состояния канатов и цепей наличия смазочного материала в редуктор ах. Результаты осмотров заносят в крановый журнал.
Применение унифицированных и стандартизованных узлов грузоподъемных машин: ходовых колес букс редукторов тормозов канатных барабанов и блоков повышает надежность работы крана - штабелера и его ремонтопригодность. В связи с этим при проектировании мостовых опорных кранов-штабелеров применять детали и узлы мостовых кранов общего назначения.
Доступ к электрооборудованию должен быть достаточно удобным при любом положении крана - штабелера. Это необходимо для того чтобы кран при отказе мог быть выведен в отведенное для ремонта место.
Обслуживание пускорегулирующей аппаратуры стеллажных кранов-штабелеров обеспечивается при любом положении крана в проходе между стеллажами. Это достигается установкой шкафа в нижней части крана поперек прохода так чтобы дверь шкафа свободно открывалась в проходе между стеллажами.
Организационно – экономическая часть
В разделе дипломного проекта проведено технико-экономическое обоснование модернизации крана. В качестве модернизации предлагается замена двигателей механизма подъема и передвижения на более современные меньшей мощности и габаритов.
1 Расчёт продолжительности технологического цикла
Продолжительность технологического цикла рассчитывается по формулам:
где - время зацепления (расцепления) груза с;
- время подъема (опускания) груза средняя с;
- время передвижения крана с;
Таблица 5.1 - Определение продолжительности технологического цикла
Модернизированный вариант
Время закрепления груза
Время перемещения крана
Путь перемещения крана
Скорость передвижения крана
Время технологического цикла
2 Эффективный фонд рабочего времени
Таблица 5.2 - Эффективный фонд рабочего времени
Число календарных дней в году
Номинальный фонд работы крана
Потери времени из-за работы крана
Количество смен работы крана
Продолжительность рабочей смены
Эффективный фонд работы крана
3 Расчет производительности крана
Годовая производительность крана определяется по формуле
Модернизированный вариант:
Таблица 5.3 - Расчет производительности крана
Производительность крана
4 Расчет стоимости крана
Стоимость определяется
где - затраты на транспортировку;
- затраты на монтаж оборудования;
- затраты на складирование оборудования.
Таблица 5.4 - Расчет первоначальной стоимости
Модернизиро-ванный вариант
Цена приобретения крана
Затраты на транспортировку
Затраты на модернизацию
Полная первоначальная стоимость крана в базовом варианте составляет 1349096 тысяч руб затраты на модернизацию составили 150 тысяч руб. и стоимость модернизированной модели составила 1364096 тысяч руб.
5 Расчет годовых отчислений на амортизацию
Расчет годовых отчислений на амортизацию определяется по формулам:
где - норматив амортизационных отчислений в % и не превышает предельных норм амортизации.
Таблица 5.5 - Расчет годовых отчислений на амортизацию.
Полная первоначальная стоимость
Амортизационные отчисления
Сумма амортизационных отчислений возросла на 75 тыс.р. за счет увеличения первоначальной стоимости.
6 Показатели системы ТО и Р крана
Таблица 5.6 - Показатели системы ТО и Р крана
Категория ремонтной сложности
Структура ремонтного цикла:
7 Расчет продолжительности межремонтного периода крана
Расчет продолжительности межремонтного периода крана производится по формулам:
где Р – количество ремонтов;
- длительность межремонтного цикла;
где А – нормативный ремонтный цикл час;
- коэффициент учитывающий m
- коэффициент учитывающий условия производства.
Таблица 5.7 - Расчет продолжительности межремонтного периода крана
Модернизи-рованный вариант
Нормативный срок службы крана до 1-го кап. ремонта
Коэффициент учитывающий min производства
Коэффициент учитывающий условия производства
Расчет затрат на текущий ремонт производится по формулам:
где - затраты на материалы.
- начисления на зарплату.
- затраты по зарплате.
- дополнительная зарплата.
Таблица 5.8 - Расчет затрат на текущий ремонт.
Трудоемкость ремонтных работ
Средний разряд ремонтных рабочих
Часовая тарифная ставка ремонтных рабочих
Затраты по зарплате:
- дополнительная зар-плата.
Начисления на зарплату
Затраты на материалы
Итого затрат на текущий ремонт
Затраты на зарплату по тарифу;
где - коэффициент учитывающий долю премий в зарплате;
- трудоемкость ремонтных работ;
Затраты на зарплату прочие;
Затраты на дополнительную зарплату;
8 Расчет затрат на электроэнергию
где - расходы на силовую энергию;
- расходы на осветительную энергию.
Расходы на силовую энергию;
где - цена силовой энергии р;
- эффективный фонд работы крана часы;
- коэффициент использования установленной мощности;
- суммарная установленная мощность электродвигателей кВт.
Таблица 5.9 – Расчет затрат на электроэнергию
Цена силовой электроэнергии 1кВтчас
Цена осветительной электроэнергии 1 кВтчас
Коэффициент использования установленной мощности электродвигателя
Суммарная мощность электродвигателя
Годовой расход эл. энергии
Затраты на силовую электроэнергию
Удельная мощность освещения 1 площади
Осветительная площадь
Коэффициент включения освещения
Годовой расход осв. энергии
Затраты на освещение
Всего затрат на эл. энергию
Расходы на осветительную энергию;
где - цена осветительной энергии р;
- удельная мощность освещения 1 площади Втм;
- осветительная площадь м;
- коэффициент включения освещения.
Таблица 5.10 - Баланс рабочего времени одного рабочего
Номинальный фонд рабочего времени
- выполнение гос. обязанностей;
Эффективный фонд рабочего времени
Продолжительность смены
Коэффициент списочного состава
Таблица 5.11 - Расчет численности рабочих
Списочная численность
Таблица 5.12 - Расчет заработной платы
Сменная тарифная ставка
Система оплаты труда
Явочное количество рабочих чел.
Рабочий фонд чел.дни
Основная зарплата руб.
Дополни-тельная зарплата руб.
Среднемесячная зарплата одного рабочего
Эффект. фонд рабоч. времени
9 Смета затрат на содержание и эксплуатацию крана
Таблица 5.13 - Смета затрат на содержание и эксплуатацию крана
Начисления на зарплату
Вспомогательные материалы
Смета затрат на содержание крана в базовом варианте составляет 128374 тыс. руб после модернизации равна 124474 тыс.руб т.е. снижение затрат составило 39 тыс.руб (за счет снижения затрат на ээнергию снижение затрат на вспомогательные материалы).
Таблица 5.10 - Расчет экономической эффективности модернизации крана
Производительность крана в год
Капитальные вложения
Затраты на обслуживание крана
Затраты на 1тонну груза
Приведенные затраты.
Затраты на содержание и эксплуатацию крана на 1 тонну груза составили:
- до модернизации 28.3 тенге;
- после модернизации крана 27 тенге т.е. снизились на 13 тенге.
Приведенные затраты по вариантам:
где - приведенные затраты тенге;
- затраты на обслуживание крана тенге;
- капитальные вложения тенге;
- нормативный коэффициент эффективности (=015).
Таблица 5.11 - Технико-экономические показатели работы крана
Грузоподъемность крана
Производительность крана в год.
Нормативный срок службы
Технологический цикл
Фонд заработной платы
Среднемесячная зарплата 1 рабочего
Затраты на обслуживание и содержание крана
Затраты по обслуживанию крана на 1 тонну груза
По приведенным затратам затраты на модернизированный вариант меньше чем на базовый (на 16500 руб.) это говорит об экономической эффективности данной модернизации.
Выводы и предложения
Целью дипломного проекта является модернизация крана-штабелера с целью расширения функциональности погрузочно-разгрузочных работ на складе сотовых телефонов снижения их трудоемкости.
Внедрение предлагаемой конструкции позволяет уменьшить нагрузки на строительные конструкции здания отказаться от подвесных крановых путей улучшить условия труда обслуживающего персонала.
Для организации передвижения крана-штабелера используются напольный крановый путь (опорный рельс) и подвесной рельс установленный на металлоконструкцию стеллажей.
Спроектированный привод крана-штабелера отличается от базового варианта меньшей потребляемой мощностью высокой надежностью и безопасностью при работе крана.
Разработанные мероприятия повышения безопасности жизнедеятельности позволят уменьшить отрицательные воздействия на природу и человека.
Проведенные расчеты технико-экономической эффективности показали что затраты на модернизированный вариант меньше чем на базовый (на 16500 руб.) это говорит об экономической эффективности данной модернизации.
Таким образом внедрение настоящего дипломного проекта является целесообразным и экономически эффективным.
Справочник металлиста: В 5 т.Под ред. С. А. Чернавского. Т. 1. – М.: Машгиз 1960. – 604 с.: ил.
Справочник металлиста: В 5 т.Под ред..Т. 2. – М.: Машгиз 1960. – 976 с.: ил.
Справочник металлиста: В 5 т.Под ред. В. С. Владиславлева. Т. 3. Книга 1 – М.: Машгиз 1960. – 560 с.: ил.
Справочник металлиста: В 5 т.Под ред. В. С. Владиславлева. Т. 3. Книга 2 – М.: Машгиз 1960. – 560 с.: ил.
Справочник по кранам: В 2 т. Т. 1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов их приводов и металлических конструкцийВ. И. Брауде М. М. Гохберг И. Е. Звягин и др.; Под общ. ред. М. М. Гохберга. – М.: Машиностроение 1988. – 536 с.: ил.
Справочник по кранам: В 2 т. Т. 2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы их детали и узлы. Техническая эксплуатация крановМ. П. Александров М. М. Гохберг А. А. Ковин и др.; Под общ. ред. М. М. Гохберга. – М.: Машиностроение 1988. – 559 с.: ил.
Справочник по электрическим машинам: В 2 т.Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. Т. 1. – М.: Энергоатомиздат 1988. – 456 с.: ил.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1.– 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И. И. Жестковой. – М.: Машиностроение 2001.– 920 с.: ил.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 2.– 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И. И. Жестковой. – М.: Машиностроение 2001.– 912 с.: ил.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 3.– 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И. И. Жестковой. – М.: Машиностроение 2001.– 864 с.: ил.
Вайнсон А.А. Андреев А.В. Крановые грузозахватные устройства: Справочник.– М.: Машиностроение 1982. – 304 стр.
Васильченко В. А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник – М.: Машиностроение 1983. – 301 с. ил.
Орлов П. И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. 1Под ред. П. Н. Учаева. – Изд. 3-е исп. – М.: Машиностроение 1988. – 560 с.: ил.
Орлов П. И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. 2Под ред. П. Н. Учаева. – Изд. 3-е исп. – М.: Машиностроение 1988. – 544 с.: ил.
Свешников В.К. Гидрооборудование: Международный справочник: Книга 1: Насосы и гидродвигатели: Номенклатура параметры и т.д. – М.: Техинформ МАИ 2001. – 360 стр.
Свешников В. К. Усов А. А. Станочные гидроприводы: Справочник. – М.: Машиностроение 1982. – 464 с.: ил. – (Б-ка конструктора).
Абрамович И. И. Котельников Г. А. Козловые краны общего назначения. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1983. – 232 с.: ил.
Вершинский А. В. Технологичность и несущая способность крановых металлоконструкций. – М.: Машиностроение 1984. – 167 с.: ил.
Гейер В. Г. Дулин В. С. Заря А. Н. Гидравлика и гидропривод: Учеб. для вузов. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Недра 1991. – 331 с.: ил.
Гохберг М. М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин М. – Л. Изд. «Машиностроение» 1964 336 с.: ил.
Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. – 7-е изд. исправ. – М.: Высш. шк. 2001.
Поляков А. М. Схемы электрооборудования грузоподъёмных кранов – М.: Энергоатомиздат 1988. – 136 стр.
Чернавский С.А. Снесарев Г.А. Козинцов Б.С. и др. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов. – 5-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1984.

Спецификация Тел.опорной.docx

Уплотнительное кольцо
Гайка М 12 ГОСТ 5927-70
Подшипник 208 ГОСТ 8332-78
Подшипник 212 ГОСТ 8332-78

МПГ.cdw

Технические требования.
* Размер для справок.
Неуказанные предельные отклонения IT6.
Подшипниковые узлы при сборке залить солидолом
В редуктор залить масло ИО-50 ГОСТ 20789-75

Тележка опорная.cdw

Технические требования.
* Размер для справок.
Неуказанные отклонения IT6.
Подшипниковые узлы при сборке заполнить солидолом

Общий вид.cdw

Техническая характеристика.
Скорость передвижения
Диаметр приводного колеса
Управление краном ручное
Верхняя направляющая I12
передаточное число 10
передаточное число 31
передаточное число 29
Стол телескопический:
Кран-штабеллер стеллажный.

Специф. Тележка поддерживающая.docx

Тележка поддерживающая.
Кольцо 630 ГОСТ 13940-82
Конечный выключатель
Подшипник 214 ГОСТ 8338-75
Подшипник 207 ГОСТ 8338-75

спецификация_склад.docx

Стол комплектовочный
Секция стоечного стеллажа
стандартные технологические
План склада с расстановкой оборудования

Рама.cdw

Технические требования.
* Размер для справок.
Неуказанные предельные отклонения IT6.
Подшибниковые узлы при сборке заполнить смазкой УС-1
Сварные швы по ГОСТ 5260-80 электродами типа Э50A ГОСТ 9467-75
Сварные швы зачистить.
Острые кромки притупить.
Механическую обработку производить после сварочных работ.

план склада.cdw

Экспликационная характеристика склада.
Коэффициент использования площади 0
Коэффициент использования объема 0
Максимальная нагрузка на 1 м полезной площади
Установленная мощность
Количество работающих человек 6
Уровень механизации работ
Степень механизации труда
Строительно-технологическая характеристика
помещения - закрытое отапливаемое

МПЕР.cdw

Технические требования.
* Размер для справок.
Неуказанные предельные отклонения IT6.
В редуктор залить масло ИО-50 ГОСТ 20789-75.
Подшипниковые узлы при сборке залить соледолом

Спецификация механизм передвиж.docx

Муфта М01-IЦТ28-IIЦ22
Механизм передвижения.
Шайба 18 ГОСТ 10906-65
Муфта электромагнитная