Модернизация козлового крана

Содержание

 

Введение	7
1 Анализ существующих конструкций	8
2 Проектные расчеты	13
3 Прочностные расчеты	30
4 Технологическая часть	38
5 Эксплуатационная часть	43
6 Охрана труда	55
7 Промышленная экология	62
8 Экономическое обоснование	68
Заключение	79
Список используемой литературы	80

 

 

 

 

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 требований.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Анализ существующих  конструкций

 

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.

1.1 Область применения козловых грейферных кранов

Грейферные краны используются для осуществления погрузо-разгрузочных работ с сыпучими и кусковыми материалами. Они обычно применяются при перегрузке шлака, песка, щебня, гравия, металлолома и т.д. Грейферные краны способны производить операции, которые невозможны для стандартного мостового крана. Это оборудование часто используется для перегрузки леса, сельхозпродукции, подъема грузов из водоемов, а также в металлургической и угольной промышленности,  Грузоподъемность грейферного крана определяется грузоподъемностью грейферного устройства..

 

 

Рисунок 1.1 – Козловой кран

 

Значительный спрос на козловые краны объясняются их многочисленными преимуществами перед другой техникой в производстве:

– простота изготовления крана, монтажа и демонтажа ;

– экономичность энергопотребления;

– простота и легкость в управлении;

– высокая плавность эксплуатации всех его элементов;

– возможность работы в нестандартных условиях и при низких температурах;

– возможность бесперебойной работы;

– теплая, комфортная кабина машиниста;

– современные средства безопасности и контроля.

1.2 Кран козловой электрический КК-10 г/п 10т.

Козловой кран КК-10 представляет собой электрическое подъемное оборудование мостового типа, грузоподъемность траверсы которого составляет 10 т. Изготавливается по конструктивным схемам заказчика, с пролетами разной длины, с подвижной либо стационарной кабиной, с разной высотой подъема. Размещается на открытом воздухе, практически на любой открытой площадке, за исключением мест хранения взрывчатых и легковоспламеняющихся веществ.

Варианты комплектации крана разными механизмами захвата груза (от крюка до грейфера) делают его техникой, незаменимой при выполнении самых разных задач, связанных с операциями погрузки и разгрузки. Это оборудование активно используется:

- при выполнении строительных  работ;

- в работе любых открытых  складов;

- на промышленных предприятиях;

- на железнодорожных станциях;

- в обслуживании гидротехнических  сооружений

и так далее. С его помощью не составляет труда оперативно распределить длинномерные объекты и тяжелые грузы. КК-10 заслуженно имеет репутацию неприхотливого, долговечного и крайне эффективного оборудования, значительно ускоряющего рабочий процесс.

Конструктивные особенности крана делают его серьезным конкурентом для другого оборудования аналогичного профиля:

1. Комбинация из жестких  и гибких опор успешно справляется  с нагрузками во всех плоскостях, обеспечивая надежное крепление  моста и, соответственно, монорельса, по которому осуществляется передвижение  подъемного механизма, грузовой  тележки и кабины. Стационарная  кабина подвешивается на кронштейн.

2. От раскачивания передвижные  элементы уберегают специальные  катки, имеющие опору на протяжении  всего моста.

3. Комплекс защитных механизмов  и приборов (ограничители наклона, датчики наклона и давления  ветра, сигнализация, предотвращающие  угон захваты) призван максимально  обезопасить использование крана.

4. Подвешивание кабеля  выполняется с использованием  обойм, которые, будучи соединены  с тележками, передвигаются по  монорельсу.

Мягкий кабель поставляется в комплекте с краном в количестве 50 м. Стропы в комплект не входят.

КК-10 достаточно неприхотлив к условиям внешней среды, диапазон рабочих температур — от-40 °С до 40 °С (климатическое исполнение — У1). Необходимое напряжение — 380 В, для подводки кабеля на стяжке размещен специальный кронштейн. Входом на кран служит размещенная на гибкой опоре огражденная лестница.

1.3 Конструкции механизмов передвижения козловых кранов

         Рассмотрим механизм передвижения наиболее распространенных козловых кранов. Как правило, четырех опорные краны опираются на рельсы четырьмя, семью, двенадцатью, а тяжелые - 32 колесами. При наличии восьми или большего числа колес их разделяют на четыре группы, каждая из которых состоит из нескольких колес, объединенных в ходовые балансирные (рычажные) тележки. Это делают для того, чтобы равномерно распределить нагрузку от крана на все колесаПри жестком креплении (рис. 1.3, а) ходовых колес 2 за счет допустимых продольных и поперечных уклонов путей и неодинаковой жесткости основания кранового пути и самих рельсов может произойти перегрузка отдельных колес. При объединении колес в балансирные тележки (рис. 1.3,б,в) нагрузка воспринимается всеми колесами 2. Для равномерного распределения этой нагрузки соотношение плеч рычагов-балансиров 3 выбирают для двухколесной тележки 1:2, для трехколесной 1:3 и т. п.

 

Рис. 1.3. Схемы    механизмов    передвижения рельсовых   кранов   при   способе   крепления колес:

а — жестком, б, в — балансирном; / — ходовая рама, 2 — ходовые колеса, 3 — балансиры; G — нагрузка от массы крана на ходовую часть, / — расстояние между осями колес

Расположение приводных (ведущих) ходовых колес и тележек бывает двустороннее — на разных рельсах и одностороннее — на одном рельсе. При расположении ведущих колес на разных рельсах кран движется более ровно, без перекосов. Однако при движении по путям с закруглением ходовые колеса, движущиеся по внутреннему рельсу, пробуксовывают и изнашиваются, поэтому чаще устраивают привод на колеса, расположенные на одном рельсе (односторонний).

При установке крана с односторонним приводом на пути, где есть участок с закруглением, ведущие колеса или тележки располагают на внешнем относительно центра закругления рельсе. Это позволяет снизить скорость и мощность механизма передвижения при проходе по кривым, повысить плавность движения крана и уменьшить износ реборд.

Небольшие краны, опирающиеся на рельсы лишь четырьмя ходовыми колесами (без тележек), обычно имеют привод на два колеса от одного механизма передвижения. При большем количестве колес, когда их приходится объединять в тележки,    привод   удобнее    располагать непосредственно на тележке. Такую тележку называют ведущей, а без привода - ведомой. Обычно кран комплектуют двумя ведущими и двумя ведомыми тележками.

Механизм передвижения козловых кранов имеющих плоскую раму или П-образный портал, выполнен в виде двух ведомых и двух ведущих (рис. 1.4, а, б) ходовых тележек. Электродвигатель 1 передает крутящий момент через муфту на ведущий вал двухступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора 3. На выходном валу редуктора сидит шестерня 4, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом 9 одного из ходовых колес 5. Вращение на венец второго ходового колеса передается через промежуточную шестерню 8. Все передачи выполнены на подшипниках качения, что снижает износ передач, упрощает эксплуатацию и уменьшает потери на трение.