Разработка конструкции грузоподъемного устройства с последующей оптимизацией на основе анализа напряженно-деформированного состояния

Содержание

Введение

1 Расчет и проектирование грузоподъемного устройства

для полуприцепа-контейнеровоза

1.1 Анализ базовой модели полуприцепа-контейнеровоза

1.2 Определение кинематических характеристик

1.3 Определение скоростей поворотной стрелы

1.4 Определение скоростей грузовой стрелы

1.5 Расчет рабочих параметров гидропривода

и гидроцилиндров

1.6 Выбор и расчет гидроаппаратуры

1.7 Расчёт и выбор трубопроводов

1.8 Расчёт и выбор источника питания

гидравлического привода

1.9 Конструирование узлов грузоподъемного устройства

2 Определение себестоимости грузоподъемного устройства

2.1 Определение стоимости основных материалов

2.2 Определение стоимости покупных изделий

и полуфабрикатов

2.3 Определение стоимости возвратных отходов

2.4 Расчёт заработной платы производственных рабочих

2.5 Расчёт цеховых и общезаводских расходов

2.6 Определение полной себестоимости устройства

2.7 Определение дополнительной прибыли от реализации

модернизированного полуприцепа

2.8 Определение добавочной стоимости полуприцепа

3 Безопасность жизнедеятельности

3.1 Организация службы охраны труда на предприятии

3.2 Опасные и вредные факторы, возникающие

на производстве

3.3 Обеспечение безопасности технологического

оборудования

3.4 Расчет устройства защиты от опрокидывания

в опасных ситуациях

3.5 Чрезвычайные ситуации, возникающие в цехе

3.6 Источники загрязнения окружающей среды

и мероприятия по ее защите

Заключение

Список использованных источников

Спецификации

Введение

Контейнерные перевозки являются одним из самых востребованных видов перевозок грузов, особенно при перевозках несколькими видами транспорта и, прежде всего, в международном экспортно-импортном и транзитном сообщениях. Габариты контейнера строго регламентированы международными стандартами контейнерных перевозок, что связано с габаритами транспортных средств, устройствами крепления контейнеров, условиями штабелирования при перевозке и хранении.

В настоящее время существенная доля внутренних контейнерных перевозок на небольшие расстояния приходится на перевозки автомобильным транспортом. Данные перевозки выполняются специализированными транспортными компаниями, имеющими в наличии автомобильные прицепы различной грузоподъемности, оснащенные устройствами для надежно-го крепления перевозимого контейнера к раме автомобиля или прицепу (полуприцепу).

При использовании контейнеров, особенно крупногабаритных и тяжелых, большое значение приобретает качество проведения погрузочно-разгрузочных работ. Перевозимые грузы при наличии определенных факторов могут представлять потенциальную угрозу окружающей среде, жизни и здоровью людей. Причиной большинства несчастных случаев, порчи груза является то, что при каждой смене транспорта производились операции по перегрузке с использованием малоприспособленных для этих целей грузоподъемных устройств.

Далеко не все потребители услуг контейнерных перевозок имеют в своем распоряжении стационарные или мобильные подъемные устройства и квалифицированных операторов этих устройств, вследствие чего потребителям приходится нести дополнительные расходы, связанных с арендой, наймом или приобретением дополнительного грузоподъемного оборудования.

В связи с вышесказанным, особую актуальность приобретает поиск комплексного решения вопросов хранения, перевозки и перегрузки контейнеров. В данном проекте рассмотрена возможность совмещения авто-мобильным полуприцепом функций транспортного и грузоподъемного оборудования за счет дооснащения специализированным грузоподъемным устройством.

Любое оборудование, связанное с контейнерными автоперевозками (в том числе и грузоподъемное), должно удовлетворяет требованиям Международной конвенции по безопасным контейнерам и Правилам Российского Морского Регистра Судоходства.

Грузоподъемные устройства должна подвергаться периодическому техническому освидетельствованию на соответствие правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов Госгортехнадзора Рос-сии. Техническое освидетельствование проводится организацией, эксплуатирующей грузоподъемное устройство, без участия органов Госгортехнадзора. Кроме этого, подъемные устройства, установленные на автотранспорте, должны удовлетворять требованиям правил безопасности грузоперевозок по автодорогам.

На сегодняшний день отечественной и зарубежной автотранспорт-ной промышленностью выпускается большое количество полуприцепов, предназначенных для крупнотоннажных контейнеров. Их функциональные возможности ограничены перевозкой контейнеров. Таким образом, цель проекта: разработка специализированного грузоподъемного устройства для установки на автомобильный полуприцеп является актуальной, и будет способствовать дальнейшему повышению спроса на контейнерные перевозки.

3.3 Обеспечение безопасности технологического оборудования

Цеха современных машиностроительных заводов оснащены самыми различными видами кузнечно-прессового оборудования. Его использование облегчает труд человека, делает его производительным. Однако в ряде случаев работа этого оборудования связана с производственной опасностью, т.е. с возможностью воздействия на работающих опасных или вредных производственных факторов. Опасность локализована в пространстве вокруг любых движущихся элементов, ползунами и связанных с ним и частей штамповой оснастки, быстро вращающихся маховиков и элементов электромеханического привода. Во всех случаях существует опасность травмирования лиц, обслуживающих оборудование, движущимися частями последнего.

Безопасность производственного оборудования обеспечивается правильным выбором принципов его действия, кинематических схем, конструктивных решений, рабочих тел, параметров рабочих процессов, использованием различных защитных средств. Внешние контуры защитных устройств должны вписываться в контуры основного оборудования. Нужно стараться, чтобы эти защитные устройства позволяли решать несколько задач одновременно и по возможности конструктивно совмещались с машинами и агрегатами, являясь их составной частью. Надёжность машин и механизмов определяется вероятностью нарушения нормальной работы оборудования. Такого рода нарушения могут являться причиной аварии и, в конечном счёте, травмой. При проектировании технологического оборудования в машиностроении и при его эксплуатации необходимо предусматривать применение устройств, либо исключающих возможность кон-такта человека с опасной зоной, либо снижающих опасность контакта. Та-кого рода устройствами являются средства защиты работающих, используемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Средства защиты классифицируются на две большие группы: коллективные, обеспечивающие безопасность производственного оборудования; индивидуальные, обеспечивающие безопасность производственных процессов.

Все применяющиеся в машиностроении защитные устройства можно разделить на следующие основные группы: оградительные (стационарные, несъёмные), подвижные (съёмные) и переносные; предохранительные; блокирующие; сигнализирующие (сигнализация); система дистанционного управления машинами; специальные устройства (системы местной вытяжной вентиляции, глушители шума, виброизоляторы, виброгасители и т.д.).

При обработке листовых деталей металлоконструкции грузоподъемного устройства на кузнечно-прессовом оборудовании (кривошипношатунные пресса, кромкогибы, вальцы) необходимо соблюдать требования по технике безопасности.

Промышленные пресса, имеющие вращающиеся с высокой часто-той маховик, поступательно движущийся ползун, а также обслуживающее пресс подъемно-транспортное оборудование, является источником повышенной опасности. Поэтому, работа на кузнечно-прессовом оборудо-вании требует соблюдения комплекса технических, санитарно-гигиенических и правовых мероприятий, направленных на создание безопасных и здоровых условий труда.

Конструкции выпускаемых промышленностью прессов и технологической оснастки к ним должны отвечать требованиям, изложенным в ГОСТах. Требования безопасной работы изложены в соответствующих инструкциях, имеющихся на каждом предприятии.

Главной опасностью пресса является ползун, движущийся со скоростью 40…100 двойных ходов в минуту и развивающий усилие до 200 тонн. Незащищенные выступающие части ползуна или подвижные элементы штамповой оснастки при неосторожном приближении к ним могут нанести серьезную травму.

Опасность представляют также рабочие детали штампа (ножи, матрицы, пуансоны) и его неподвижные направляющие элементы. Эти детали изготовлены из твердых, но в тоже время хрупких сталей, и нередко разрушаются с образованием осколков при неправильной регулировке хода пресса, нарушениях правильного взаимного расположения базовых поверхностей, некачественном изготовлении деталей.

Во избежании таких случаев необходимо, приступая к работе тщательно осматривать пресс и штамповую оснастку, обращая особое внимание на состояние ползуна, надежное крепление маховика и других подвижных узлов. Оснастка не должна иметь выступающих головок крепежных элементов, или они должны быть защищены ограждениями.

В конструкции верхней и нижней плит спроектированных приспособлений предусмотрены расточки под болты, скрывающие их головки в теле базовых деталей. Для точного центрирования составных частей верх-него и нижнего блоков предусмотрены штифты, устанавливаемые с не-большим натягом в совместно обработанные отверстия.

При наладке пресса и штампов часто требуется наблюдать за взаимным расположением матриц и пуансонов. Необходимо при этом про-являть особое внимание и осторожность, так как иногда приходится близко наклонятся к подвижным частям оборудования.

Большая осторожность нужна во время удаления отходов и из-влечения готовой детали из штампа, а также при корректировке наладочных устройств. Очень важно систематически следить за состоянием трущихся направляющих поверхностей штамповой оснастки, не допускать наступления предельных износов и заклинивания. Трущиеся поверхности нужно чистить от загрязнений и постоянно смазывать консистентной смазкой.

Перед пуском пресса необходимо его осмотреть, проверить, все ли предписания выполнены. Потом следует проверить работу всех его механизмов и после этого включать питание общим включателем, а по-том запустить пресс.

Измерение деталей можно производить только после остановки пресса. Обязательна защита от поражения электрическим током. Токоведущие части должны быть изолированы или ограждены, электрооборудование, имеющее открытые токоведущие части размещаются внутри корпусов или изолируются защитными кожухами. Металлические части, которые могут вследствие неисправности оказаться под напряжением опасной величины, заземляются.

Заземление систем и устройств кузнечно-прессового оборудования должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.075 и ГОСТ 2113075. Электрооборудование должно иметь степень защиты не ниже IP44 по ГОСТ 1425480. Если оборудование может работать в полуавтоматическом или автоматическом режимах, на пульте управления должно быть предусмотрено устройство для его переключения на ручное управление в наладочном режиме.

3.5 Чрезвычайные ситуации, возникающие в цехе

Чрезвычайная ситуация – это обстоятельство, возникающее в результате природных стихийных бедствий, аварий и катастроф техногенного, экологического происхождения, военного социального и политического характера, вызывающие отклонения от нормы жизнедеятельности людей, экономики, социальной сферы и природной среды.

Для производственных цехов машиностроительных предприятий наиболее характерна пожарная опасность, а также опасность взрыва – внезапной разгерметизации трубопроводов и аппаратов с избыточным внутренним давлением.

Предупреждение пожара предусматривает наличие в цехе первичных средств пожаротушения – огнетушителей. Для данного вида оборудования лучше всего применять порошковый огнетушитель ОП5; ОП10, он не оказывает коррозионного воздействия на металл, а также подходит для тушения электрических узлов оборудования.

Для обеспечения при пожаре безопасной эвакуации людей, находящихся в здании, предусматриваются эвакуационные выходы. Эвакуационных выходов должно быть не менее двух. Двери, предназначенные для эвакуации, должны открываться в сторону выхода из здания. Устройство раздвижных и подъемных дверей на путях эвакуации запрещается.

Для предупреждения чрезвычайной ситуации, связанных с разгерметизацией технологических или отопительных трубопроводов необходимо ввести в опасные точки трубопроводов различные измерительные средства для контроля давления в системе. Краны, перекрывающие подачу горячей воды должны располагаться в доступном месте и обеспечивать быстрое отключение воды.

Для предупреждения пожаро и взрывоопасной ситуации необходимо перед началом и во время поведения огневых работ осуществлять контроль за состоянием парогазовоздушной среды в технологическом оборудовании, на котором проводят указанные работы, и в опасной зоне.

В случае повышения содержания горючих веществ или снижение концентрациии флегматизатора в опасной зоне или технологическом оборудовании до значений предельно допустимых взрывобезопасных концентраций паров (газов) огневые работы должны быть немедленно прекращены.

При техническом обслуживании оборудования, прежде всего, необходимо проверять, чтобы в результате отключения питания не произошло падения транспортируемых объектов или узлов оборудования, находящихся в поднятом или неустойчивом положении. Только после этого можно отключить электрическое и пневматическое питание, обязательно убедившись в том, что давление в системе полностью сброшено.

3.6 Источники загрязнения окружающей среды и мероприятия по ее защите

Окружающий человека атмосферный воздух непрерывно подвергается загрязнению. Воздух производственных помещений загрязняется выбросами технологического оборудования или при проведении технологических процессов без локализации отходящих веществ. Удаляемый из помещения вентиляционный воздух может стать причиной загрязнения атмосферного воздуха промышленных площадок и населённых мест. Кроме того, воздух промышленных площадок и населённых мест загрязняется технологическими выбросами цехов, транспортных средств и других источников. Современное машиностроение развивается на базе крупных производственных объединений, включающих заготовительные и кузнечнопрессовые цехи, цехи термической и механической обработки металлов, цехи покрытий и крупное литейное производство.

Механическая обработка металлов на станках сопровождается вы-делением пыли, туманов, масел и эмульсий, которые через вентиляционную систему выбрасываются из помещений.

Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе среды обитания человека на уровне ПДК. Соблюдение требований достигается локализацией вредных веществ в месте их образования, отводом из помещения или от оборудования или рассеиванием в атмосфере. На практике реализуются следующие варианты защиты атмосферного воздуха: вывод токсичных веществ из помещений общеобменной вентиляцией, локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязнённого воздуха специальными аппаратами и его возврат в производственное помещение, если воздух после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к приточному воздуху; очистка технологических газовых выбросов в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере; очистка отработавших га-зов энергоустановок, например, двигателей внутреннего сгорания в спец агрегатах, и выброс в атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и т.п.)

В последнее время вопросы рационального использования природных ресурсов приобрели исключительно острое значение. Завод имеет следующие технические средства очистки выбросов в атмосферу: пыле-улавливающая установка для улавливания пыли от обдирочно-шлифовального станка, вытяжная установка для заточных станков, газоулавливающая установка для улавливания паров кислот, щелочей и др. Таким образом для каждого вида загрязнения существует свой метод, специальный аппарат, который позволяет с минимальными затратами энергии получать высокую степень очистки.

Основным направлением работы по охране и рациональному использованию водных ресурсов ОАО «РузХиммаш» является строительство и реконструкция локальных и узловых очистных сооружений, внедрение системы оборотного водоснабжения, улучшение эксплуатации и повышение эффективности работы имеющихся сооружений для очистки хозяйственнобытовых и производственных сточных вод, сокращение сброса загрязнённых сточных вод, утечек и потерь воды.

Заключение

При выполнении дипломного проекта производился кинематический расчет и конструирование узлов и деталей грузоподъемного устройства для полуприцепа-контейнеровоза модели 9454М – 000010 предназначенного для транспортирования крупнотоннажных контейнеров по ГОСТ 1847777 типоразмера 1СС. Кроме этого был спроектирован гидравлический привод устройства.

Спроектированное грузоподъемное устройство может быть установлено на базовый полуприцеп с минимальным изменением его конструкции (сохранилось количество колесных осей, основные габаритные размеры и т.д.).

Сравнение стоимости спроектированного устройства со стоимостью стационарного грузоподъемного устройства или автокрана дает возможность сделать вывод об экономической целесообразности и востребованности серийного производства модернизированного полуприцепа.