Грейферный козловой кран

Содержание

Содержание

1. Введение ______________________________________________________

2. Аналитический обзор____________________________________________

3. Исследовательский раздел________________________________________

4. Конструкторский раздел_________________________________________

4.1. Расчет механизма подъема ___________________________________

4.2. Расчет грейфера ____________________________________________

4.3. Расчет механизма передвижения тележки_______________________

4.4. Расчет механизма передвижения крана_________________________

4.5. Металлоконструкция крана___________________________________

4.6. Электрическая часть_________________________________________

5. Технологический раздел_________________________________________

6. Техника безопасности и охрана труда______________________________

7. Экономический раздел __________________________________________

8. Заключение____________________________________________________

9. Список литературы _____________________________________________

Введение

Подъемно-транспортные машины являются основным оборудованием для механизации работ в различных отраслях хозяйства: в промышленности, строительстве, на транспорте, в сельскохозяйственном производстве.

Козловой кран представляет из себя грузоподъемную конструкцию для выполнения разгрузочных и погрузочных работ. Данный тип кранов используют на открытых площадках промышленных предприятий, грузовых дворов, полигонов по производству железобетонных изделий и контейнерных площадках железнодорожных станций.

Козловые краны получили повсеместное широкое распространение, и их разработка является одной из важнейших в сфере ПТМ. Создание рациональных и оригинальных конструкций в значительной степени зависит от умения сочетать уже известные варианты техники и вводить новые, соответствующие высокому уровню современных требован

Аналитический обзор

Козловые краны состоят из пролетного строения, опирающегося на опорные ноги, соединенные или непосредственно с ходовыми тележками в самомонтирующихся кранах, или с балками, в которых устанавливаются ходовые колеса крана. Их широко используют для механизации погрузочно-разгрузочных работ на складах и полигонах заводов строительных изделий, на площадках укрупнительной сборки, монтаже строительных конструкций и технологического оборудования, при строительстве главных корпусов тепловых и атомных электростанций, укладке бетона в плотину гидростанций, монтаже оборудования доменных и цементных обжиговых печей и другого тяжелого промышленного оборудования. Козловые краны разделяют на монтажные и общего назначения. Краны общего назначения имеют грузоподъемность до 5 т, монтажные — до 500 т.

Основные параметры этих кранов:

1. Высота подъема - 4-25 м.;

2. Пролет - до 40 м.;

3. Скорость подъема груза - до 32 м/мин.;

4. Скорость передвижения крана - до 100 м/мин.;

5. Скорость передвижения тележки до - 40 м/мин.

Скорости всех механизмов козловых кранов являются рабочими.

Несущей конструкцией козлового крана является мост с двумя опорами. По мосту крана перемещается грузовая тележка с грузозахватным устройством. Опоры крана устанавливаются на ходовые тележки, каждая из которых перемещается по двурельсовому пути. Мосты кранов малой (до 5 т) грузоподъемности изготовляют и виде пространственной трехпоясной фермы и балки двутаврового профиля, по которой передвигается электроталь, Мосты кранов средней и большой грузоподъемности выполняются в виде четырехпоясной решетчатой фермы прямоугольного или трапецеидального сечения. Грузовая тележка этих кранов может перемещаться по нижнему или верхнему поясу моста. Распространены комбинированные конструкции кранов, у которых по верхнему поясу перемещается грузовая тележка основного, а по нижнему— вспомогательного механизма меньшей грузоподъемности. Мосты кранов выполняются с консолями и без них. Длина консолей достигает 25...30% от длины пролета. В этой случае тележка вспомогательного подъема перемещается по всей длине пролетного строения

При переработке штучных и сыпучих материалов, поступающих на разгрузочную площадку водным путем, автомобильным транспортом или в других случаях, требующих увеличения площади, обслуживаемой краном, пролетное строение козловых кранов выполняется с одной или двумя консолями.

Высота этих кранов выбирается в зависимости от заданной высоты подъема груза, а также с учетом габаритов предметов и сооружений, над которыми надо переместить грузы – эстакады, железнодорожные подъездные пути с транспортом, штабеля материалов и т. д. В зависимости от профиля обслуживаемой площадки ходовые тележки могут быть расположены на одинаковых или разных уровнях. В некоторых случаях одна из ходовых тележек расположена на уровне пролетного строения. Такие краны называются полукозловыми.

Большинство козловых кранов — самомонтирующиеся. Мост крана стреловым краном укладывают на шпальные клетки, одновременно устанавливают на рельсы ходовые тележки, стойки опор соединяют шарнирно с поясом моста и тележками, затем левые и правые стойка стягивают посредством лебедки и устанавливают кран в рабочее положение. Стойки опор внизу соединяют жесткими поперечинами (затяжками опор крана). Пролетное строение такого крана состоит из замкнутой листовой конструкции трапециидальной формы, грузовая тележка передвигается по рельсам, уложенным на боковых плоскостях пролетного строения.

В других конструкциях обе опорные ноги козловых кранов с пролетом до 30 м. жестко соединяются с пролетным строением; с увеличением пролета одна нога проектируется пространственно жесткой (левая опора), а другая – плоской гибкой (правая опора). Такая схема исключает влияние на металлоконструкцию крана распора, который может возникнуть при действии повышенной температуры, вызывающей удлинение пролетного строения или при нарушении параллельности подкранового пути.

Механизмы подъема козловых кранов могут быть установлены на грузовой тележке или вынесены с нее. В первом случае грузовая тележка представляет собой обычную крановую тележку, несущую на себе механизм подъема груза и механизм передвижения тележки, или специальную грузовую тележку. Часто для уменьшения веса и габаритов грузовой тележки механизмы подъема груза и передвижения тележки выносятся с грузовой тележки и устанавливаются над жесткой опорой. В этих случаях грузовая тележка несет на себе блоки полиспаста механизма подъема, а тяговое усилие от механизма передвижения к тележке передается с помощью тягового каната. С уменьшением веса и габарита тележки уменьшается нагрузка на пролетное строение, что позволяет снизить вес крана в-целом.

Управление козловыми кранами обычно осуществляется из кабины, которая выполняется стационарной или подвижной. Подвижная кабина обеспечивает лучший обзор места погрузки и разгрузки, но создает дополнительную подвижную нагрузку на пролетное строение, что вызывает необходимость увеличения сечения пролетного строения. Стационарная кабина крепится к пролетному строению около жесткой ноги или непосредственно к опорной ноге, что позволяет уменьшить нагрузку на пролетное строение. Однако при больших пролетах значительно ухудшается обзор из кабины.

Конструкторский раздел

Козловой грейферный кран, грузоподъемностью 10 т., предназначен для погрузки и разгрузки щебня. Кран устанавливается на открытом складе. Диапазон рабочих температур от 40º до +40º.

4.6. Электрическая часть

4.6.1 Выбор системы управления крановыми двигателями

Под системой управления электроприводом подразумевается комплекс, состоящий из преобразователя электрической энергии, аппаратуры управления для коммутации тока в цепи электродвигателя, орган ручного управления или автоматического (программного) контроля, органа скоростного, путевого или иного контроля, а так же элементов защиты электрооборудования и механизма, действующих в конечном счете на устройства отключения электропривода.

Аппаратура управления электропривода является комплексом, включающим контактные и бесконтактные устройства коммутации в цепях электродвигателя, преобразователей энергии и управления, а так же элементы защиты электрических цепей.

Если контактные коммутационные элементы аппарата с непосредственно ручным приводом предназначаются для коммутации цепей главного тока, то такое устройство называется силовым кулачковым контроллером, а если эти элементы служат для коммутации цепей управления, то такой аппарат называется командоконтроллером.

Система управления крановыми механизмами, применяющаяся в данном козловом кране, относится к категории устройств, находящихся под непрерывным контролем оператора, то есть в этой системе выбор момента начала операции, скоростных параметров и момента окончания операции осуществляется лицом, управляющим механизмом. В свою очередь система управления обеспечивает необходимую последовательность переключения для реализации желаемых скоростных параметров, предотвращает при этом недопустимые перегрузки и обеспечивает необходимую защиту.

В нашем случае применяется крановый электропривод переменного тока: асинхронный двигатель с фазным ротором, управляемый силовым контроллером (КС).

4.6.3. Выбор кранового электродвигателя

Исходными данными при выборе электродвигателей крановых механизмов являются: статические и динамические нагрузки, приведенные к валу двигателя; параметры режима работы; время приложения статической и динамических нагрузок, а так же технологические особенности работы механизмов, определяющие число циклов.

В задачу выбора двигателя кранового механизма входят предварительный выбор двигателя, расчет его на удовлетворение теплового режима, а так же проверка на обеспечение заданных ускорений (обеспечение пускового режима и запаса сцепления для механизмов передвижения).

Технологический раздел

Для определения остаточного ресурса металлоконструкций грузоподъемных машин (ГПМ), находящихся в эксплуатации, первостепенное значение имеют вопросы разработки методов определения критических значений размеров усталостных трещин, скорости их распространения в зависимости от нагрузки, напряжений в области трещин и числа циклов нагружения до их критических величин. Из всех известных методов дефектоскопии метод акустической эмиссии (АЭ) в наиболее полной мере может обеспечить получение оперативной информации о локации и кинетике усталостных трещин, что дает возможность эффективно оценить степень их опасности.

АЭ – физическое явление, связанное с излучением упругих волн колебаний из твердого тела при его нагружении. Это излучение связано с разрывом кристаллической решетки. Выделяемая доля упругой энергии (излучаемый импульс АЭ) свидетельствует о наличии дефекта в диагностируемом объекте. Наиболее информативными диагностическими параметрами сигналов АЭ являются амплитуда упругих колебаний и их интенсивность. Для прогнозирования предразрушающегося состояния элементов конструкций в процессе их нагружения необходимо установить корреляционные связи между механическими характеристиками конструкционных материалов и параметрами сигналов АЭ при различных режимах нагружения.

Возможными механизмами генерации импульсов АЭ при циклическом нагружении могут быть: накопление пластических деформаций в металле; скачкообразное развитие усталостных трещин; продвижение и увеличение зоны пластических деформаций материала в районе трещины в связи с ее продвижением; взаимное трение берегов усталостных трещин.

Технические средства диагностирования с использованием методов АЭ включают широкополосные пьезоэлектрические датчики, усилители, аналого-цифровые преобразователи, цифровые блоки обработки сигналов, управляющую ЭВМ с периферийными устройствами.

Экономический раздел

В данной части дипломного проекта производится разработка малометаллоемкой конструкции пролетного строения козлового грейферного крана

Преимуществами внедрения малометаллоемкой конструкции пролетного строения является:

уменьшение массы и габаритов конструкции;

снижение трудоемкости и затрат времени при монтаже козлового грейферного крана.

Произведен расчет от внедрения в производство новой конструкции пролетного строения.

Расчет интегрального экономического эффекта от разработки и внедрения малометаллоемкой конструкции пролетного строения

В основу экономического расчета проектируемого разъемного соединения пролетного строения входит определение ее цены основание экономического эффекта.

Заключение

Одной из черт грузоподъемных машин является достаточно большая металлоемкость, что приводит к неудобству при монтаже и обуславливает их высокую стоимость. Проектирование малометаллоемких конструкций является одной из важнейших инженерных задач.

В проекте был разработан козловой грейферный кран с грузоподъемностью 10 т. и высотой подъема груза 8 м. Отличительной особенностью данного крана является малометаллоемкая главная балка коробчатого сечения длиной 32м. Был проведен экономический расчет данной металлоконструкции и определен интегральный экономический эффект от ее внедрения.