Реконструкция траверсы мостового крана с целью улучшения качества работы ЦГП ПАО "Северсталь"

Размещено на http://www.allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общая часть

1.1 Перспективы развития ЦГП

1.2 Назначение цеха, характеристика основного оборудования цеха

2. Специальная часть

2.1 Обоснование выбора темы

2.2 Назначение, устройство и принцип работы мостового крана

2.3 Расчетная часть

2.3.1 Расчет траверсы

2.3.2 Проверка на прочность элементов траверсы

2.3.3 Расчет сварных швов

2.4 Ведомость оборудования

3. Организация производства и труда

3.1 Система технического обслуживания и ремонта предприятия

3.2 Основные неисправности механизмов крана, причины их возникновения и способы устранения

4. Экономика производства

4.1 Расчет капитальных затрат на проведение реконструкции

4.2 Расчет экономической эффективности и срока окупаемости

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Описание основных мероприятий по технике безопасности и противопожарной технике на участке при эксплуатации реконструируемого механизма и ремонте оборудования

5.2 Сущность бирочной системы

5.3 Назначение и порядок оформления наряда-допуска

6. Охрана окружающей среды

Заключение



ВВЕДЕНИЕ

Компания ПАО «Северсталь» является одним из крупнейших российских производителей трубопроката.

В сегменте производства труб диаметром до 426 мм компания имеет производственные мощности:

- цех гнутых профилей;

- трубопрофильный завод ЗАО «Северсталь ТПЗ-Шексна» -- новое предприятие по производству стальных замкнутых сварных профилей.

В состав цеха гнутых профилей ПАО «Северсталь» входит семь трубных электросварочных агрегатов (ТЭСА 10?25; 10?38; 25?60; 12?63; 19?50; 50?76; 21?89) и профилегибочный агрегат (ПГА 2?8 х 100?600). Первый трубный агрегат был пущен в эксплуатацию в мае 1993 года, что позволило организовать производство электросварных прямошовных труб. В настоящее время производятся конструкционные, мебельные, водогазопроводные трубы круглого, квадратного, прямоугольного, овального и полуовального сечения.

Достоинством сварных труб является низкая себестоимость их производства по сравнению с бесшовными, а также возможность организации производства труб новых типа размеров в короткие сроки.

Тенденции мирового и российского рынка труб определяют основные пути развития цеха гнутых профилей. По оценкам консалтинговых компаний с 2011 года рынок труб показал достаточно активное оживление продаж, причем почти по всем сегментам, и особенно по трубам среднего и малого диаметра. мостовой кран неисправность реконструкция

Спрос на трубную продукцию остается достаточно стабильным, как на внутреннем, так и на внешнем рынках сбыта. Этот фактор говорит о том, что дальнейшее развитие и совершенствование трубного производства имеет свои перспективы. Однако,отечественный рынок водогазопроводных труб в настоящее время -- самый проблемный с точки зрения наличия большого количества конкурентов: в России порядка 30 заводов, которые могут производить данный продукт. Цех гнутых профилей ОАО «Северсталь» должен в такой ситуации быть максимально клиентоориентированным, конкурентоспособным в этом сегменте рынка, что, в частности, возможно за счет расширения сортамента производимых труб на имеющихся мощностях цеха.

В условия динамично меняющегося рынка и посткризисного состояния мировой экономики становится очевидным тот факт, что производитель вынужден оптимизировать (сокращать) свои складские ресурсы и формировать собственное предложение в виде сложных и специфических портфелей заказов.

В связи с этим, ориентируясь на рост интереса к водогазопроводной трубе в сфере жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), требуется максимально возможно расширить сортамент на имеющихся мощностях цеха гнутых профилей.

ТЭСА 50-76 ЦГП ПАО «Северсталь» согласно проектной документации предназначен для производства профильных труб с максимальной толщиной 2,5 мм. При этом всегда имелась тенденция к расширению сортамента в сторону увеличения толщины производимых профилей.



1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Перспективы развития ЦГП

Цех гнутых профилей построен в 1977 году, сегодня цех достиг высоких показателей в производстве основной продукции благодаря работе слаженного коллектива высококвалифицированных работников.

Цех оснащен 4 профилегибочными станами, агрегатом перфорации, 2 агрегатами для производства гофрированных листов, 5 трубными станами.Ассортимент продукции, выпускаемой в цехе велик. Основным из них являются профили, трубы.

В настоящее время освоено более 265 типов холодногнутых профилей. Профили, изготавливаемые в цехе, - это, по существу, готовые детали для различных механизмов. Машин, тракторов, комбайнов, судов.Применение гнутых профилей позволяет машиностроительным предприятиям экономить до 25 % металла, а за счет прочности профилей создавать облегченные узлы различных машин.Впервые в мире, в Череповце освоен выпуск замкнутых сварных профилей прямоугольного и квадратного сечения для сельского хозяйства, машиностроения, строительства, автомобилестроения. В цехе выпускается ежегодно 70 тысяч тонн гнутых профилей и 155 тысяч тонн труб.

Трубный электросварочный стан 50-76 цеха гнутых профилей ПАО «Северсталь» согласно проектной документации предназначен для производства профильных труб с максимальной толщиной стенки 2,5 мм. В настоящее время существует тенденция к расширению сортамента в сторону увеличения толщины производимых профилей т.к. при строительстве крупных объектов например, спортивных сооружений для проведения олимпиады в Сочи, привело к значительной загрузке стана 21-89 ЦГП.



1.2 Назначение цеха, характеристика основного оборудования

Мостовой кран состоит из несущих металлических конструкций, грузовой тележки, крюковых подвесов, ограждений, площадок лестницы, кабины, приборов и устройств безопасности, рельсового пути грузовой тележки и наземного подкранового пути, троллей, токоприемников, электрооборудования. Несущие конструкции образованы путем соединения сваркой продольных (пролетных) и поперечных (концевых) балок моста, передвигающегося по наземному рельсовому пути внутри цеха или на открытой эстакаде. На мосту располагаются механизмы главного и вспомогательного подъема, механизмы передвижения моста крана и грузовой тележки. Грузовая тележка перемещается по рельсам, уложенным по верхнему поясу моста. К мосту со стороны, противоположной расположению главных троллеев, предназначенных для питания током крана, подвешивается кабина машиниста - крановщика. Для обслуживания троллеев и главных токоприемников, закрепленных на мосту крана, к металлоконструкции подвешивается вспомогательная кабина - люлька.

Мостовые краны, передвигающиеся по рельсовому подкрановому пути, закрепленному на колоннах, называют опорными в отличие от подвесных, подкрановый путь которых прикреплен к перекрытию зданий. Рельсовый путь мостовых кранов укладывают на подкрановые балки, опирающиеся на консоли колонн здания или открытую эстакаду. Вдоль продольных (продольных) балок расположены площадки металлоконструкции и сборочных единиц крана. Подход - минимальное расстояние по горизонтали от оси кранового рельса до вертикальной оси грузозахватного органа мостового крана. По концам концевых балок размещены ходовые тележки с приводом, обеспечивающие передвижение крана вдоль пролета здания (эстакады).

Подвод электроэнергии для питания приводов механизмов крана осуществляют по контактным проводам со скользящими по ним токосъемникам - троллеями по электрическому Абелю, тянущемуся за краном (тележкой).

Металлические конструкции мостовых кранов

Металлические конструкции мостовых кранов состоят из несущих частей и сборочных единиц и элементов, не участвующих в работе несущих конструкций. К несущим частям конструкции относятся: продольные и поперечные балки и мост в целом, рабочие площадки для размещения грузовой тележки, концевые балки, фермы, подтележные рельсы, ходовые колеса, подкрановый путь, детали крепления нерасчетных элементов. Не участвуют в работе несущих конструкций и являются самонесущими элементами площадки, настилы, лестницы, перила, ограждения, обшивка кабин, другие нерасчетные элементы.

Сталь, применяемая для несущих металлоконструкций, должна обладать однородной структурой и однородностью химического состава по всей длине проката, устойчивыми заданными показателями механической прочности. В требованиях, предъявляемых к стали, учтены конкретные условия эксплуатации мостового крана, что имеет особое значение в условиях их работы при отрицательных температурах.

Главная балка металлоконструкции моста крана выполнена сварной в виде двух вертикальных стенок и двух горизонтальных полок, называемых поясами. На верхнем поясе главных балок уложены подтележные рельсы. Вертикальная нагрузка от силы тяжести тележки и груза передается на вертикальные стенки поровну, поскольку рельс уложен симметрично относительно вертикальной оси главной балки. Горизонтальные нагрузки при пуске и торможении крана воспринимаются верхним и нижним поясами. Жесткость главных балок обеспечивается большими и малыми диафрагмами. Для троллейного токопровода и установки механизма передвижения и шкафа электрооборудования к наружным вертикальным стенкам главных балок на подкосах или штампованных кронштейна крепят троллейную и рабочую площадки, которые закрыты настилом из гофрированного листа и имеют перила. Рабочая площадка моста предназначена для установки центрального привода механизма передвижения, одновременно является переходной площадкой. В кранах с раздельным приводом рабочие площадки расположены только вблизи концевых балок.

Если главные балки мостов выполнены коробчатого сечения, то концевые балки также должны быть коробчатого сечения. Для обеспечения жесткости соединения с главными балками в концевых балках также устанавливают диафрагмы. Главную балку с концевой соединяют сваркой, болтами, заклепками.

Ферменная металлоконструкция оста крана состоит из главной фермы, которая через уложенный на ее верхнем поясе подтележечный рельс воспринимают нагрузку от действия силы тяжести тележки с грузом, и параллельно расположенной вспомогательной фермы. Главная и вспомогательная фермы связаны между собой верхней и нижней горизонтальными фермами, воспринимающими горизонтальные нагрузки, которые действуют на мост при пуске или торможении крана. Для обеспечения жесткости моста служат поперечные диафрагмы, которые устанавливают в плоскости стоек главной и вспомогательной фермы. Верхний и нижний пояса главной фермы выполнены из профиля таврового сечения, а стержни верхней и нижней ферм - из уголкового профиля.

Концевые балки кранов небольшой грузоподъемности изготавливают из двух сварных двутавров или швеллеров, между которыми устанавливают на неподвижных осях неприводные и приводные (с зубчатым венцом) ходовые колеса. На верхней горизонтальной ферме имеются настил для прохода вдоль моста крана и размещения механизма передвижения, а также ограждающие перила.

Механизмы подъема груза. Грузовая тележка

Подъем и перемещение груза в поперечном направлении (вдоль пролетных балок моста) осуществляется подвижной тележкой, установленной на мосту крана. Подвижная тележка представляет собой сварную раму с размещенными на ней главным и вспомогательным механизмами подъема груза и механизмом передвижения тележки с поднятым грузом.

Механизм подъема груза является основным рабочим механизмом мостового крана, предназначенным для перемещения груза в вертикальном направлении (подъем и опускание). Согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» механизмы подъема груза выполняют так, чтобы опускание груза производилась только принудительно, включением двигателя. Подъем и опускание груза в мостовых кранах осуществляют различные механизмы, которые отличаются по типу привода, системе подвеса груза, конструктивному исполнению. Типовой механизм подъема груза состоит из электродвигателя, зубчатого цилиндрического редуктора, тормоза, соединительных муфт, зубчатых передач, промежуточного вала и канатного барабана. При включении двигателя крутящий момент с его вала через упругую муфту передается на входной вал редуктора. Одновременно муфта выполняет роль шкива тормоза. Увеличенный крутящий момент с выходного вала редуктора через зубчатую муфту передается на вал барабана. На вращающийся барабан полиспаста и соответственно подъем и опускание крюковой подвески.

Микродвигатель вращает центробежную (солнечную) шестерню и водило, соединенное с валом двигателя. При передаточном числе пять планетарной муфты обеспечивается установочная скорость барабана около 1% от основной. При работе с основной скоростью микродвигатель остановлен, двигатель включен, водило вращается вхолостую, сателлиты обкатывают неподвижную центральную шестерню и вращают обоюму при разомкнутом тормозе. При необходимости планетарная муфта может быть установлена на другой стороне редуктора.

Грузовая тележка мостового крана представляет собой сварную раму прямоугольой формы, установленную на ходовые колеса, на которой монтируются рабочие механизмы. Конструкция тележки включает два механизма подъема: главный (электродвигатель, редуктор, тормоз, барабан) и вспомогательный (электродвигатель, редуктор, тормоз, барабан). Оба механизма оснащены сдвоенными полиспастами с крюковыми подвесками. Каждый механизм снабжен двумя ограничителями: высоты подъема груза и грузоподъемности. Обычно тележки опираются на четыре ходовых колеса, соединены общим трансмиссионным валом. Вращение ходовым колесам сообщается от электродвигателя через редуктор. Механизм передвижения тележки снабжен тормозом, обеспечивающим его остановку и удержание в заданном положении. На одной из продольных балок тележки закреплена линейка, взаимодействующая с концевыми выключателями, расставленными по концам подтележечного рельсового пути. При воздействии линейки на концевой выключатель тележки автоматически останавливается ситуация. Механизмы тележки снабжаются электроэнергией через гибкий кабель, подвижно подвешенный к протянутому вдоль моста тросу.

В магнитных кранах возникает необходимость наматывания токопроводящего кабеля грузового электромагнита. С этой целью в конструкцию тележки включают специальный кабельный барабан, устанавливаемый в опорах параллельно основному барабану. На барабане закреплен зубчатый венец, получающий вращение от зубчатого колеса через промежуточную зубчатку. Колесо закреплено на хвостовике выходного вала редуктора. Для вращения кабельного барабана может быть использована и цепная передача. Напряжение к кабелю электромагнита подается через кольцевой токосъемник посредством скользящих контактов.

На грузовых тележках грейферных кранов устанавливается двухбарабанная лебедка (один барабан - для замыкающего каната, другой - для подъемного) или две одинаковые лебедки (одна для замыкания грейфера, другая для его подъема). При двух лебедках суммарная мощность электродвигателя возрастает на 20 - 30%, благодаря чему обеспечивается любое совмещение операций.



Механизмы передвижения мостов и тележек

Работа механизма передвижения заключается в совершении движений с грузом и без него в обоих направлениях моста. Механизмы передвижения мостовых кранов состоят из приводной части - электродвигателя, тормоза, приводных ходовых колес, передаточного устройства и неприводной части - холостых ходовых колес. Механизмы передвижения бывают с центральным приводом тихоходного вала и быстроходного вала, когда используют один двигатель и одно передаточное устройство. Применяется также механизм передвижения мостового крана с раздельным приводом, отличающийся от механизмов передвижения с центральным приводом тем, что около каждого приводного колеса с редуктором устанавливается свой электродвигатель, каждый электродвигатель при помощи зубчатых муфт и приводного вала соединяется с входным редуктором.

Хотя раздельный привод имеет удвоенное количество электродвигателей, редукторов и тормозов, однако он легок и удобен в изготовлении и монтаже.

Механизм передвижения с тихоходным валом состоит из электродвигателя, колодочного тормоза, редуктора, передающего вращение через зубчатые муфты трансмиссионному валу и далее ходовым колесам. У этого механизма частота вращения ходовых колес и трансмиссионного вала одинакова.

В механизме с быстроходным валом электродвигатель имеет два выходных вала, соединенных с трансмиссионным валом, зубчатыми муфтами, причем на последний смонтирован тормозной шкив для тормоза. Соединение зубчатыми муфтами предохраняет вал от искривлений, а подшипники вала и подшипники электродвигателя - от перегрузок, вызываемых неточностью установки при монтаже крана. Вал состоит из отдельных секций, соединенных компенсирующими муфтами, и опирается на подшипники качения. Концевые секции быстроходного вала соединены с цилиндрическими редукторами, установленными на концах площадки крана. Выходные валы редукторов передают вращение посредством муфт валам ходовых колес. Последние жестко закреплены на валах, смонтированных посредством сферических двухрядных самоустанавливающихся подшипников в буксах. Буксы с помощью сухарей и болтов жестоко закреплены в специальных нишах концевых балок.

В механизме передвижения с индивидуальным приводом каждое приводное колесо получает вращение от собственного электродвигателя через редуктор и затормаживается индивидуальным тормозом. При такой схеме привода из конструкции механизма передвижения исключается громоздкий трансмиссионный вал с опорами и муфтами. Нагрузка между приводами распределяется равномерно, а суммарная мощность электродвигателей не превышает мощности одного центрального двигателя. При этом маховые моменты роторов двигателей уменьшаются и облегчается пусковой режим. Электрическая схема включения двигателей обеспечивает синхронность их работы.

В механизмах передвижения кранов наибольшее распространение имеют горизонтальные редукторы с цилиндрическими зубчатыми шестернями. Применяют также и вертикальные редукторы. Передаточное устройство в механизмах передвижения с раздельным приводом устанавливают как можно ближе к ходовому колесу.

В механизмах передвижения мостовых кранов используются цилиндрические двухребордные ходовые колеса. При числе колес с каждой стороны моста больше двух их объединяют в тележки с сбалансированной подвеской.

Механизм передвижения грузовой тележки мостового крана аналогичен по конструкции механизму передвижения моста крана с тихоходным трансмиссионным валом. Конструктивные разновидности механизмов передвижения крановых тележек отличаются в основном расположение редуктора: центрально - относительно колеи тележки, либо консольном - с вынесением за пределы ее габаритов и способов соединения концом выходного вала редуктора и трансмиссионного вала.



2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Обоснование выбора темы

Тема: Реконструкция траверсы мостового крана с целью улучшения качества работы ЦГП ПАО «Северсталь».

Цель: Рассмотреть необходимость и выполнить реконструкцию траверсы мостового крана с целью улучшения качества работы в ЦГП ПАО «Северсталь»

Актуальность работы:

1. Мостовые краны занимают ведущее место в системе машин для механизации монтажных и погрузочно-разгрузочных работ на производстве.

2. С помощью мостовых кранов достигаются высокие темпы и индустриальность производства строительно-монтажных работ.

3. Объектами применения мостовых электрических кранов являются то, что они могут обслуживать почти всю площадь цеха.

Задачи:

1. Подобрать необходимую литературу и графический материал для выполнения дипломного проекта;

2. Подробно изучить и разобраться в устройстве, назначении, принципе действия центробежного насоса;

3. Обосновать реконструкцию;

4. Выполнить графическую часть дипломного проекта в соответствии с требованиями ГОСТа, оформить пояснительную записку в соответствии с требованиями ЕСКД.

Гипотеза:

В ходе выполнения дипломного проекта попытаемся доказать, что в результате реконструкции, которая заключается в усилении несущих элементов траверсы мостового электрического крана для переноски пачек труб, а именно увеличение диаметров пальцев, штырей, упрочнение тяг улучшится качество работы оборудования.

2.1 Обоснование реконструкции

Наша реконструкция заключается в усилении несущих элементов траверсы, съемного грузозахватного приспособления мостового электрического крана, для переноски пачек труб, а именно увеличение диаметра пальцев, штырей, упрочнение тяг, увеличение размеров щеки головки и ее толщину, проверили на прочность крюки, что позволяет увеличить грузоподъемность траверсы от 3,2 до 4 т. Вследствие чего повышается результативность технологических процессов на предприятии за счет большего количества переносимых пачек труб.

2.2 Назначение мостового электрического крана

Мостовой кран обслуживает практически всю площадь здания (кроме узких продольных полос у стен здания), что является его основным преимуществом. Кроме того, мостовой кран передвигается по надземному крановому пути, поэтому не занимает полезную площадь пола цеха или открытой площадки. Грузоподъемность крана не зависит от положения грузовой тележки относительно моста и высоты подъема груза. На открытых эстакадах пунктов грузопереработки (складских площадок) применяются мостовые краны грузоподъемностью 5- 32 т. Оборудованные крюковыми подвесками, либо поворотными головками, автостропами, грейферами и электромагнитами.

2.3 Расчетная часть

Исходные данные:

1. Грузоподъемность, кг.: 4000

2. Длина траверсы, см.: 383

3. Масса балки траверсы: 240

2.3.1 Расчет траверсы

2.3.1.1Определение максимального изгибающего момента

Расчет траверсы произведем по двум схемам нагружения (рис. 2.1.). По расчетной схеме (рис. 2.1. а и б) траверса работает одновременно на изгиб и сжатие.

Определим изгибающий момент в балке траверсы, кг с см.:

при траверсе по схеме на рис.2.1 а и б: ( сеч.а - а)

,

где Q_г - вес поднимаемого груза в кг.;

Q_тр- вес траверсы;

l- длина плеча траверсы в см.

в середине траверсы, сеч.б-б

.

Так как , получим

.

Так как < расчетным является .

Рассмотрим первый случай нагружения траверсы (рис.2.1,а).

Изгибающий момент в этом случае равен:

.

2.3.1.2 Сжимающее горизонтальное усилие в балке траверсы

, кгс

2.3.1.3 Напряжение при изгибе траверсы

где F- площадь сечения , см² ;

F= 26,8 см² ( двутавр №20);

W- момент сопротивления поперечного сечения траверсы, см ² ;

W=184см ² (двутавр №20)

[у]- допускаемое напряжение при изгибе, кгс/см².

Для марки стали Ст3спГОСТ 380-94 при переменной нагрузке, действующей от нуля до максимума и от максимума до нуля ( пульсирующая) [у]= 1100 кгс/см².

Для расчетной схемы (рис.2.1,а): (сеч.б-б)

.

Рассмотрим второй случай нагружения траверсы (рис.2.1,б).

Изгибающий момент в этом случае равен:

сч.а-а

сеч.б-б

Напряжение при изгибе для расчетной схемы (рис.2.1,б): (сеч.б-б )

<.



2.3.2 Проверка на прочность элементов траверсы

2.3.2.1 Проверка двурогого крюка

Криволинейная часть крюка.

Расчетное сечение (рис.3.1.): вертикальное А-А.

Грузоподъемность одного крюка Q?= 2000H.



где l,c₁ ,D- см. рис.3.1;

y=45°- см. рис.3.1;

1.) Напряжение среза:

где Q- грузоподъемность крюка в кг;

F- площадь рассчитываемого сечения.

2.) Напряжение растяжения:

3.) Напряжение изгиба (внутреннее волокно) :

- изгибающий момент:



- расстояние от нейтральной оси до линии центра тяжести :

где R- радиус, в котором расположены центры тяжести сечений бруса;

где R₁ , c₁- см. рис.3.1;

Суммарное напряжение растяжения во внутренних волокнах :

Наибольшее приведенное напряжение в сечении в равно



<,

где - допускаемое напряжение;

<

Данное условие выполняется.

2.3.2.2 Проверка однорогого крюка

Криволинейная часть крюка

Расчетное сечение (рис.3.2.): вертикальное А-А.

Грузоподъемность одного крюка Q?= 2000 кг.

Напряжение среза:

где Q- грузоподъемность крюка в кг;

F- площадь рассчитываемого сечения.

<

Данное условие выполняется.



2.3.2.3 Проверка проушин

I. Расчет ведем по рис.3.3, расчетным сечением является сечение А-А.

Усилие в этом сечении Р=2828 кг.

Напряжение среза

<,

где F_ср - площадь рассчитываемого сечения.

<,

Для марки стали Ст3ГОСТ 380-94 при переменной нагрузке, действующей от нуля до максимума и от максимума до нуля (пульсирующая)

.

Напряжение при смятии

<,

где площадь смятия.

<

Для марки стали Ст3ГОСТ 380-94 при переменной нагрузке, действующей от нуля до максимума и от максимума до нуля (пульсирующая)

II. Расчет ведем по рис.3.4, расчетным сечением является сечение А-А.

Усилие в этом сечении P=1414 кг.

Напряжение среза

<

Напряжение при смятии

.

Произведем расчет сечения Б-Б:

Усилие в этом сечении Р= 2828 кг

Напряжение при растяжении:

<

где - площадь поперечного сечения.

<

Для марки стали Ст3 ГОСТ 380-94 при переменной нагрузке, действующей от нуля до максимума и от максимума до нуля (пульсирующая)

III. Расчет ведем по рис3.5, расчетным сечением является сечение А-А.

Усилие в этом сечении Р=1414 кг.

Напряжение среза

<

Напряжение при смятии

<,

Произведем расчет сечения Б-Б:

Усилие в этом сечении Р=2828 кг

Напряжение при растяжении:

<

IV. Расчет ведем по рис.3.6, расчетным сечением является А-А.

Усилие в этом сечении (на одну щеку) Р=1000 кг.

Напряжение среза

<,

Напряжение при смятии

<

Сечение Б-Б:

Усилие в этом сечении (на одну щеку) Р=1414 кг.

Напряжение среза

>,

Условие прочности на срез в сечении Б-Б не выполняется.

Для обеспечения требуемой прочности на срез сечения Б-Б необходимо увеличить высоту сечения с 22 мм до 37 мм. Тогда площадь сечения составит:

Напряжение среза после увеличения размеров сечения Б-Б

>.

В связи с изменением размеров сечения Б-Б взамен чертежа щеки №4527-08 (разработанного в ПКО УГМ) выпущен чертеж № 58262-01.

2.3.2.4 Проверка штырей и пальцев

I. Расчет ведем по рис.3.7, расчетным сечением является сечение А-А.

Усилие в этом сечении S= 2000кг.

Напряжение среза

<,

где F_ср - площадь рассчитываемого сечения.

<,

Напряжение при изгибе

<

где l и d - см. рис. 3.7.

<.

Для марки стали 45 ГОСТ 1050-88 при переменной нагрузке действующей от нуля до максимума и от максимума до нуля (пульсирующая)

II. Расчет пальца соединяющего тягу с металлоконструкцией траверсы.

Расчет ведем по рис.3.8., расчетным сечением является сечение А-А.

Усилие в этом сечении S= 2828 кг.

Напряжение среза

<,

Напряжение при изгибе



<.

III. Расчет пальца соединяющего тягу с головкой траверсы.

Расчет ведем по рис. 3.9., расчетным сечением является сечение А-А.

Усилие в этом сечении S=2828 кг.

Напряжение среза

<,

Напряжение на изгибе

<.

2.3.2.5 Проверка связи

Связь представляет собой замкнутый сварной профиль 100Ч100Ч5 ГОСТ 25577-83.

Напряжение при растяжении

<

где - площадь поперечного сечения.

<

Для марки стали 09Г2С ГОСТ 19281-89 при переменной нагрузке, действующей от нуля до максимума и от максимума до нуля (пульсирующая) .

2.3.3 Расчет сварных швов

2.3.3.1 Сварное соединение тяги с проушинами

Определим напряжение для сварных швов на срез.

?

где Р- продольная сила, кг;

F_ср - площадь сечения сварного шва, см ²

где К- катет шва;

l- длина сварного шва ;

?

?

?

2.3.3.2 Сварное соединение двутавровой балки №20 с проушиной

Определим напряжение при растяжении

?

Грузоподъемность траверсы Q=3.2 тонны для транспортировки труб можно увеличить до 4 тонн при условии замены щеки головки траверсы, чертеж № 4527-08КГ УГМ, на щеку, чертеж № 58304-01.



3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ТРУДА

3.1 Система технического обслуживания и ремонта предприятия

Работоспособность и исправность кранов на протяжении всего срока их службы должны обеспечивать эксплуатирующие организации путем осуществления мероприятий, предусмотренных системой технического обслуживания и ремонта кранов. Техническое обслуживание - комплекс работ по поддержанию исправности и работоспособности кранов в период их использования, хранения и транспортирования. Ремонт - комплекс мероприятий по восстановлению работоспособности и исправности кранов, когда работоспособность невозможно поддержать техническим обслуживанием.

Система эксплуатации кранов предусматривает три типа их технического обслуживания и ремонта: по потребности после отказа; регламентированные в зависимости от наработки; по состоянию с периодическим или непрерывным контролем (диагностированием) сборочных единиц машины. По первому типу технического обслуживания (по потребности) выполняют неплановые ремонтно - обслуживающие операции (воздействия) в связи с внезапным отказом. Второй тип технического обслуживания имеет планово - предупредительный характер с заранее предусмотренной остановкой крана для проведения ремонтно - обслуживающих операций. Наиболее эффективным является третий тип технического обслуживания и ремонта (по состоянию с контролем фактической надежности крана), позволяющий наиболее полно реализовать ресурсные возможности, заложенные в конструкцию машины.

Техническое обслуживание (ТО) - 1 выполняется с целью снижения интенсивности изнашивания деталей. Выявления и предупреждения отказов и неисправностей и предусматривает работы ежемесячное обслуживание (ЕО), а также проверку состояния металлоконструкций, работоспособности секций стрел, надежности крепления несущих сборочных единиц к составным частям, состояния зубчатых и карданных передач, исправности электро- и гидрооборудования, герметичности трубопроводов, исправности канатов и приборов безопасности, работоспособности управления.

ТО - 2, ЕО и ТО - 1, а также проверка состояния и регулирование сборочных единиц. Замена масла в картерах и гидросистеме, очистка и мойка силовой установки и рабочих механизмов, смазывание деталей. Промывание распределителей и фильтров, регулирование приборов безопасности, проверка работы осветительных приборов.

Сезонное обслуживание проводится 2 раза в год и предназначено для подготовки крана к эксплуатации в холодное или теплое время года. Проведение сезонного обслуживания совмещается обычно с ТО - 2, ближайшим по сроку выполнения к наступлению соответствующего сезона эксплуатации.

Все виды технического обслуживания и ремонтов кранов выполняют в соответствии с годовыми и месячными планами - графиками, составленными эксплуатирующим предприятием. Месячный план - график должен быть согласован с организациями, на объектах которых используется кран, и увязан с периодичностью, трудоемкостью и продолжительностью выполняемых технических обслуживаний, указанных в эксплуатационной документации. Краны, не прошедшие технического обслуживания и текущего ремонта в установленные планом - графиком сроки, к дальнейшему использованию не допускаются.

3.2 Основные неисправности механизмов крана, причины их возникновения и способы их устранения

Основными причинами возникновения неисправностей деталей и сборочных единиц являются некачественное изготовление и несоблюдение правил безопасной эксплуатации кранов. Это приводит к нарушению работоспособности машины. Ремонтная служба должна своевременно определять характер неисправностей, устанавливать причины их появления, принимать меры по устранению выявленных неисправностей.

Возможные неисправности, принципы возникновения и способы их устранения приведены в руководстве по эксплуатации крана.

При устранении неисправностей, обнаруженных в работе крана, особенно внимательно нужно следить за тем, чтобы наружные поверхности снимаемых деталей и сопрягаемые с ними сборочные единицы были чистыми без повреждений. Не подлежат разборке машинистом (крановщиком) на объекте применения крана элементы электрооборудования, приборы и устройства безопасности, гидрооборудование, системы управления. Они могут сниматься специалистами и приводится в работоспособное состояние в передвижных мастерских или на стендах эксплуатационных баз.

Основные операции технического обслуживания сборочных единиц кранов.

Электрооборудование. В состав работ отехническому обслуживанию кранов входят операции ЕО, ТО - 1, ТО - 2 электродвигателей, генераторов, концевых и автоматических выключателей, контроллеров, защитной панели, токоприемника, кнопок управления, электропроводки.

При ЕО проверяют заземление и исправность питающего кабеля, осматривают токоприемник, контролируют состояние резисторов и прилегание щеток к кольцам электродвигателя, проверяют работу двигателя и генератора на средних и максимальных оборотах в течение 5 - 10 мин, осматривают и проверяют концевые выключатели и очищают их от пыли и грязи, смазывают техническим вазелином или смазки на контактные элементы не допускаются.

Канаты. При техническом обслуживании канатов необходимо обращать внимание на правильность запасовки их, состояние каждого участка каната.

Нельзя снимать канат витками, так как в это случае образуются петли. При выпадении петель остаются заломы, расслоения, прядей, обнажается сердечник. Чтобы канат не изнашивался, его нельзя разматывать по земле. Перед работой с канатами рабочий должен надеть рукавицы.

В процессе разматывания и запасовки проверяют качество каната. Нельзя применять канат с дефектами: сплющенный, с оборванными проволоками. Ржавчиной на проволоках, западающими или выпученными прядями и проволоками на прядях.канаты выпускают длиной 250, 500 и 1000м, и при запасовке их приходится разрубать на отрезки необходимой длины.

Наиболее вероятные нарушения работоспособности каната. На которые следует обращать внимание: обрывы проволок, разрыв прядей и сердечника, снижение упругости, поверхностная и внутренняя коррозия, остаточное удлинение, сплющивание отдельных участков выдавливание проволоки, закосы, перегибы.

Тормоза. ЕО, Проверяют крепление тормозов всех механизмов крана, состояние их тавотом шарнирные соединения выключателей, очищают контакты тряпкой, смоченной в бензине. Попадание сборочных единиц и деталей. Правильность регулирования натяжения пружины и равномерности хода колодок, чистоту рабочей поверхности тормозного шкива. После запуска силовой установки проверяют действие всех тормозов.

Тормоз считается исправным. Если его детали (главнвя пружина, рычаги и тяги) не имеют следов повреждений и трещин; все болты затянуты до отказа; рычаги и тяги перемещаются на пальцах без заседания и люфтов; фиксаторы колодок удерживают их от самопроизвольного поворота, но не мешают самоустановке; колодки плавно размыкаются без рывков и заеданий; токопроводящие провода имеют нормальную изоляцию и надежный, без искренения, контакт с зажимами; при работе электромагниты не издают сильного шума и нагреваются до температуры не выше 120 С.

ТО - 1. Проверяют износ накладок тормозных колодок, осматривают гидротолкатели, контролируют срабатывание обратного клапана, чтобы исключить возможность опускания груза или стрелы при падении давления в гидросистеме.

ТО - 2. Снимают тормозные ленты тормозов механизма подъема, заменяют изношенные накладки, проверяют работоспособность тормоза механизма поворота и стояночного тормоза. В результате регулирования тормоз механизма поворота должен останавливать поворотную часть крана при действии ветра в напрвлении вращения и обеспечивать плавное торможение поворотной части при отсутствии ветра.

СО. Заменяют масло в толкателе. перед заливкой нового масла просушивают электродвигатель толкателя и замеряют сопротивление изоляции обмотки статора по отношению к корпусу электродвигателя и между фазами обмотки мегамметром на 500 В, проверяют, нет ли случайного обрыва фазы. Сопротивление изоляции должно быть менее 20 МОм в холодном состоянии и не менее 0,5 Мом в нагретом. Температура нагрева электродвигателя гидротолкателя при работе не должна превышать 105С.

Металлоконструкции. Состояние металлоконструкций контролируют при выполнении всех видов технических обслуживаний крана.

ЕО. Осмотром и замерами выявляют трещины в основном металле и сварных швах, местные вмятины глубиной более 2 мм, уменьшение толщины сечения в результате коррозии более чем на 10% от первоначальной толщины; искривления (прогибы) конструкции в целом и отдельных ее элементов.

ТО - 1. Очищают металлоконструкции от пыли и грязи, проверяют состояние их окраски, осматривают ходовое устройство и поворотную платформу, контролируют состояние коробчатых секций телескопических стрел, поясов и раскосов решетчатых металлоконструкций, пальцевых соединений. Трещины в металлоконструкции не допускаются, на выявленные трещины накладывают косынки со сваркой. После сварки торцы швов зачищают и окрашивают.

ТО - 2. Повторяют все операции контроля состояния металлоконструкций. Без предварительной проверки и осмотра состояния металлоконструкций работа на кране не разрешается.

Текущий ремонт кранов выполняют на эксплуатационных базах или на сервисных пунктах для гарантированного обеспечения работоспособности машины в процессе эксплуатации до очередного планового ремонта. При текущем ремонте выполняют частичную разборку крана, заменяют изношенные детали, срок службы которых равен межремонтному периоду, заваривают трещины в металлоконструкциях и правят вмятины, устраняют

Дефекты рабочих механизмов и ходового устройства, регулируют сборочные единицы. Конкретный объем работ по текущему ремонту каждого крана содержится в техническом описании и инструкции по эксплуатации. Текущий ремонт производят, как правило, агрегатным методом: путем замены отдельных сборочных единиц новыми или заранее отремонтированными. Ремонт кранов агрегатным методом может производиться по плану периодически, с учетом фактического предельного состояния составных частей и сборочных единиц. При внеплановом возникновении и отказов и неисправностей машины. Оборотный фонд для ремонта агрегатным методом создается на эксплуатационных базах или сервисных пунктах из сборочных единиц. Получаемых с краностроительных заводов. Заводов - изготовителей комплектующих изделий. А также из числа восстановленных сборочных единиц от списанных машин. Текущий ремонт кранов проводят централизованно специализированной бригадой участка эксплуатационной базы. Количественный и квалификационный состав рабочих бригады определяется структурой парка кранов. Объемом и условиями проведения ремонтных работ. В состав бригады на период проведения работ по текущему ремонту крана включают машиниста и специалистов по электрооборудованию и гидроаппаратуре, что обеспечивает высокое качество ремонта машины. Во время выполнения текущего ремонта крана должны быть созданы условия, исключающие загрязнение и повреждение электрооборудования, гидросистемы, открытых сборочных единиц.

Выполненный текущий ремонт крана учитывают в журнале проведения ремонтов. После текущего ремонта кран испытывают в объеме внеочередного полного технического освидетельствования. Если при текущем ремонте заменяли несущие элементы с применением сварки, необходимо получить от местного органа Госгортехнадзора разрешение на пуск в работу отремонтированного крана. Качество текущего ремонта зависит от соблюдения требований конструкторско - технологической документации на ремонт кранов, оснащения эксплуатационных баз и сервисных пунктов совершенными средствами проведения ремонта. Квалификации рабочих, качества запасных частей оборотного фонда, наличия и качества средств измерений.

Организации, на балансе которых находятся краны, разрабатывают наряду с годовыми и месячными планами технического обслуживания и текущего ремонта план проведения капитального ремонта каждой машины. Периодичность и трудоемкость проведения работ по капитальному ремонту, требования к технологии и качеству работ регламентируются ремонтной документацией. Капитальный ремонт должен обеспечивать исправность и полный или близкий к полному ресурс крана путем восстановления и замены сборочных единиц и деталей.

Перед остановкой крана на капитальный ремонт в сроки, предусмотренные планом, его техническое состояние проверяет комиссия с участием инженерно - технического работника по надзору за грузоподъемными машинами. Краны направляют в капитальный ремонт, если они выработали ресурс, установленный нормативно - технической документацией, и при условии, что предельного состояния достигли одновременно не менее трех из ниженазванных составных частей: силовая установка, грузовая лебедка, элементы трансмиссии, опорно - поворотное устройство, ходовое устройство. Кран может быть остановлен на неплановый капитальный ремонт из - за отказов составных частей и сборочных единиц, установленных предписанием местного органа Госгортехнадзора, при невыполнении или частичном выполнении ранее запланированного капитального ремонта.

Капитальный ремонт грузоподъемных кранов производится централизованно на ремонтных заводах Сборочные единицы и детали разобранного крана поступают на специальные посты, которые располагают в определенной технологической последовательности выполнения работ: чистка и наружная мойка машины, разборка на основные сборочные единицы и их мойка, дефектация сборочных единиц и деталей, ремонт и восстановление деталей, ремонт расчетных элементов рам и стрел, сборка и испытание сборочных единиц и испытание тормоза, сборка и испытание электрооборудования, ремонт кабины и аппаратов управления, ремонт приборов и устройств безопасности, общая сборка, испытания, окраска, комплектование ЗИП, приемка ОТК, передача на площадку готовой продукции. Сборочные единицы и детали при капитальном ремонте крана могут обезличиваться, за исключением тех, которые взаимно приработаны или совместно обработаны. После ремонта все составные части, сборочные единицы, канаты, тормоза, противовесы, приборы и устройства безопасности, кабины и аппараты управления, рабочее оборудование должны быть установлены и закреплены на отремонтированном кране в точном соответствии с ремонтной документацией, «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов». Отремонтированные краны поступают в те же организации, из которых они прибыли в ремонт. Пуск в работу кранов, прошедших капитальный ремонт, производят по письменному разрешению местных органов Ростехнадзора.



4. ЭКОНОМИКА ПРОИЗВОДСТВА

4.1 Расчёт капитальных затрат на проведение реконструкции

Расчет капитальных вложений на проведение реконструкции.

Затраты на демонтаж К_Д, руб. :

К_Д = К_ТР + К_И + К_о , (1)

где К_тр - трудовые затраты (сумма заработной платы всех рабочих, занятых при демонтаже), руб;

К_тр = З_срЧ_рТ_р/(228), (2)

где Ч_р - число рабочих занятых на проведении реконструкции, планируется, что их число не будет превышать 8 человек;

Т_р - время на реконструкцию, Т_р = 10 часов;

К_тр = 6300810/(228) = 2863 руб.

К_и - затраты на инструмент, используемый для проведения демонтажа, руб;

К_и = Ц_о(10…20)/100, (3)

где Ц_о - оптовая цена траверсы, руб;

К_и = 6542010/100 = 6542 руб

К_оф - плата за использование основных фондов (мостовой кран, домкрат и др.), руб;

К_оф = Т_тфС_тф, (4)

где Т_тф = 2 ч.- время работы крана во время реконструкции;

С_тф - стоимость работы крана в час, С_тф = 396 руб./ч

К_оф = 2396 = 792 руб.

К_Д = 1840 + 7543 +792 = 10175 руб.

Капитальные вложения в технологическое оборудование, его монтаж и освоение К_О ,руб. :

К_О = Ц_ОПТ * (1 + К_Т + К_М ) , (5)

где К_Т коэффициент, учитывающий транспортно - заготовительные расходы ( К_Т = 0,08 ) ;

К_М коэффициент, учитывающий затраты на монтаж и освоение ( К_М = 0,06 0,15 ) ;

К_О = 65420 * ( 1 + 0,08 + 0,1 ) = 74578 руб.

Остаточная стоимость выбывающего оборудования Ц_ОСТ , руб. :

Ц_ОСТ = Ц_П(Б) * (1 ( Н_А * Т_ЭК ) / 100 ), (6)

где Ц_П(Б) первоначальная стоимость выбывающего оборудования, руб.;

Н_Анорма амортизации оборудования, % ;

Т_ЭК продолжительность эксплуатации оборудования, лет .

Ц_ОСТ = 2*40000 * (1(5 * 15 ) / 100 ) =20000 руб.

ТАБЛИЦА 1 Смета затрат на техническое мероприятие, проводимое на участке «ремонта спецподвижного состава»

Обоснование цен	Наименование работ	Единицы измерения	Количество по чертежу	Цена руб.	Сумма, руб.
	Стоимость траверса	шт	1	65420	65420
	Демонтаж				22720
	Монтаж				193120
	Транспортно-заготовительные расходы				1228,8
	Сборочные работы				772
	Сварочные работы				312
	Инструменты и приспособления				7543
	Запасные части				3760
	Комплектация				14,9
	Трудовые затраты				1840
	Остаточная стоимость оборудования, выведенного из эксплуатации (нереализуемого)(+)				20000
	Выручка от реализации оборудования ()				30000
	Общая стоимость				346730.7
	Непредвиденные расходы				1862
	Итого по смете				377114,7

Транспортно-заготовительные расходы, сборочные работы, сварочные работы, инструменты и приспособления, запасные части, комплектация, выручка от реализации оборудования, непредвиденные расходы - цеховые данные.



4.2 Расчёт экономической эффективности и срока окупаемости

Экономический эффект мероприятия, направленного на снижение простоев оборудования:

Э = С* В, (7)

где С = 95830 руб/час - стоимость одного часа простоя крана.

В - время простоев: .

В = В₁ - В₂, (8)

В₁=52 час - время простоев до проведения мероприятия;

В₂= 36 час - планируемое время простоев после проведения мероприятия;

В = 52 - 36 = 16 час

Э = 95830 * 16 = 1533280 руб.

Годовой экономический эффект:

Э_г = Э - ?Р_экспл - ?Ф, (9)

где ?Р_экспл - расходы на эксплуатацию и содержание оборудования до и после мероприятия;

?Ф - налог на имущество до и после мероприятия:

Ф = 1,8 * К/100, (10)

где К - изменение балансовой стоимости основных фондов:

?Ф=1,8*(377114,7-20000)/100= 6428,1 руб.

?Р_экспл= 139518,6-47085= 92433,6 руб.

Э_г= 1533280- 92433,6 - 6428,1 = 1434418.3 руб.

Таблица 2 - Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования

Наименование расходов	До реконструкции	После реконструкции
Амортизация оборудования	А = (На/100)*К А= (5/100)* 20000=1000 руб	А = (На/100)*К А=(5/100)* 377114,7=18855,7 руб.
Содержание оборудования	0,5-1%*К 1%*20000/100=200 руб.	0,5-1%*К 1%*377114,7/100=3771,1 руб.
Текущий ремонт оборудования	3-5%*К 5%*20000/100=1000 руб.	3-5%*К 3%*377114,7/100=11313,4 руб.
Капитальный ремонт оборудования	1%*К 1%*20000/100=200 руб.	1%*К 1%*377114,7/100=3771,1 руб.
Содержание, ремонт и возобновления малоценного инструмента	37 руб.	37 руб.
Текущий ремонт приспособлений и ценного инструмента	15%*К 15%*20000/100=3000 руб.	15%*К 15%*377114,7/100=56567,2 руб.
Возмещение износа специального инструмента	50…120%*Зосн 90% * 37940=34146 руб.	50…120%*Зосн 90% * 37940=34146 руб.
Перемещение грузов	15%* Зосн 15%*37940=5691 руб.	15%* Зосн 15%*37940=5691 руб.
Прочие расходы	4%*45274/100=1811 руб.	4%*134152,5/100=5366,1 руб.
Итого	47085 руб.	139518,6 руб.

Срок окупаемости, Т_ок, год, определяется по формуле:

Т_ок = К_в/Э_г, (11)

Где К_в = 286311.5руб. - капитальные вложения.

Т_ок = 286311.5/1434418.3 = 0,2 года.

Е_р = Э_г/К_в0,15 (12)

Е_р = 1434418.3 /286311.5= 50,15

- годовой экономический эффект от внедрения мероприятия составил 1434418.3 руб.

- срок окупаемости капитальных вложений составил 0,2 года, что укладывается в рамки максимально допустимого срока окупаемости, принятого на предприятии (2 года).



5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 Описание основных мероприятий по технике безопасности и противопожарной технике на участке при эксплуатации реконструируемого механизма и ремонте оборудования

Безопасная работа грузоподъемных кранов может быть обеспечена путем соблюдения требований нормативных документов по технике безопасности. Организация службы по соблюдению требований безопасности труда при эксплуатации кранов должна осуществляться в соответствии со СНиП 12-03-99 «Безопасность труда в строительстве. Часть I. Общие требования», «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов». Предприятие, эксплуатирующее кран, назначает ответственных за безопасное производство работ по перемещению грузов кранами на объектах.

Предприятие, эксплуатирующее кран, обеспечивает объект проектом производства работ (ППР); составляет перечень применяемых мероприятий, обеспечивающих безопасное производство работ в зоне действия крана; устраивает подкрановые пути для движения крана у строящегося сооружения; проверяет выполнение технического освидетельствования съемных грузозахватных приспособлений и их маркировку; назначает стропальщиков для обвязки и зацепки грузов при их перемещении краном; определяет и указывает машинисту и стропальщикам место и порядок безопасного складирования и монтажа конструкций; инструктирует машиниста и стропальщиков по вопросам безопасного выполнения предстоящей работы; не допускает без наряда - допуска производства монтажных и погрузочно-разгрузочных работ кранами вблизи линии электропередачи; обеспечивает в соответствии с нормами освещение места производства работ в ночное время; не допускает в рабочую зону крана посторонних лиц4 обеспечивает сохранность крана по окончании смены.

Перед началом работы машинист осматривает кран, проверяет исправность тормозов и приборов безопасности, знакомится с рабочей зоной на объекте и устанавливает кран в ней в соответствии с проектом производства работ, проверяет исправность подкрановых путей. Грузозахватных устройств, определяет маркировку перемещаемых грузов, знакомится с опасными грузами и веществами.