Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Модернізація механізму підйому крана КЖДЕ-25 в умовах залізничного цеху ВГМК ЗАТ „Кримський титан”

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Вільногірський технікум Національної металургійної академії України

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

Модернізація механізму підйому крана

КЖДЕ-25 в умовах залізничного цеху ВГМК

ЗАТ „Кримський титан”

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

ВТЗ.5.09.0242. .ДП.ПЗ

Розробив

Студент групи МЗ-22-1 Чупилка

Керівник О.В.Гончар

Консультант О.А.Соха

Рецензент

2005

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до дипломного проекту :

с., рис., табл., джерел.

Об’єкт розробки –кран КЖДЕ-25 в умовах залізничного цеху ВГМК ЗАТ „Кримський титан”

Мета роботи – модернізація механізму підйому з метою збільшення строку служби, міжремонтного періода, зменшення витрат на ремонт.

Складено кошторис витрат на капітальний ремонт механізму підйому крана КЖДЕ-25.

Отримані результати проектування можуть бути використані при реальному проектуванні.

КРАН, МЕХАНІЗМ ПІДЙОМУ. БАРАБАН, ПІДШИПНИК,

КАНАТ, ЗАЛІЗНИЦЯ

З М І С Т

Вступ

1.ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1.Опис механічного обладнання з

короткою характеристикою

1.2.Технічний опис машини

2.СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1.Аналіз недоліків машини та їх усунення.

Опис модернізації

2.2.Технічне обслуговування крану

2.3.Вибір системи мащення, мастильних

матеріалів. Карта мащення

2.4.Розрахунок потужності та вибір

електродвигуна привода механізма

підйому крана КДЖЕ-25

2.5.Кінематичний розрахунок привода

2.6.Розрахунок деталей на міцність

2.7.Вибір та розрахунок підшипників

2.8.План організації робіт на

капітальний ремонт

2.8.1.Відомість дефектів на капітальний

ремонт

2.8.2.Вибір і опис методів ремонта

2.8.3.Оперативний графік на капітальний

ремонт

2.8.4.Перелік необхідного вантажопідйомного

обладнання, пристосувань. Ескізи

великовагових та негабаритних деталей

2.8.5.Розрахунок стропів для строповки

великовагових деталей

2.8.6.Розрахунок зусилля запресування

3.ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА

ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ

3.1.Заходи з безпечного ремонту машини

3.2.Заходи з протипожежної безпеки під час

капітального ремонту

3.3.Заходи з промислової санітарії

4.ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО

СЕРЕДОВИЩА

4.1.Заходи з охорони навколишнього

середовища

5.ОРГАНІЗАЦІЯ, ПЛАНУВАННЯ ТА

ЕКОНОМІКА ВИРОБНИЦТВА

5.1.Опис ремонтної служби цеху

5.2.Планування ремонтів, їх нормативна

тривалість

5.3.Розрахунок заробітної плати ремонтних

робітників

5.4.Технічне обґрунтування економічного

ефекту впровадженого проекту

Перелік посилань

Додатки

В с т у п

Вільногірський гірничо-металургійний комбінат є єдиним підприємством України, яке займається розробкою та добуванням рідкісних металів. Родовище, на якому збудований комбінат є унікальним не тільки на Україні, але і в державах СНГ.

Продукція комбінату відправляється більш, ніж в 20 держав ближнього та дальнього зарубіжжя .

Основною структурою в технологічній ланці комбінату є гірничо-збагачувальний комплекс. Він складається з ряду крупних цехів : Рудник, ЦГТТ, Збагачувальна фабрика. Ці цехи дуже тісно пов’язані в технологічному ланцюгу і любий зрив в одному з них тягне за собою зриви в інших цехах, тому дуже важлива налагоджена та чітка робота цих цехів.

Другою крупною структурою у виробничому циклі комбінату є металургійний комплекс, який включає в себе металургійні цехи

№1, 2, 3. Ці цехи займаються переробкою цирконового концентрату від його подрібнення до отримання двоокису цирконію та різних сульфатів для застосування в різних галузях народного господарства.

Для забезпечення роботи вказаних вище виробництв на комбінаті існує ряд допоміжних цехів : цех виробничого водопостачання, ремонтно-механічний цех, енергоремонтний цех, теплоелектроцентраль , цех контрольно-вимірювальних приладів і автоматики, центральна заводська лабораторія, залізничний цех.

Колектив з року в рік проводить роботу з подальшого поліпшення випуску продукції. Завдяки цьому показники деяких концентратів знаходяться на світовому рівні.

Велику роль в підвищенні якості продукції відіграє сучасне обладнання . Завдяки вдосконаленню обладнання,

винаходу нових технологій по поліпшенню якості у 1994 році комбінату було присуджено міжнародний приз за якість випускаємої продукції, який вручили представнику комбінату в Парижі.

1.ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1.Опис механічного обладнання залізничного цеху

з короткою характеристикою та

кінематичними схемами

Залізничний цех є одним із підрозділів ВГМК, який займається внутрішніми та зовнішніми перевозами продукції залізницею.

В розпорядженні залізничного цеху є ДЕПО з парком електровозів, вагонів, до складу яких і входить залізничний кран КЖДЕ-25.

Окрім цього в розпорядженні цеху для виконання вантажних робіт є кран мостовий електричний вантажопідйомністю 30т (рис.1.1), з технічними характеристиками:

Швидкість переміщення, м/хв -28

тип рейки - Р-43

вага крану, МН - 1,2

діаметр ходового колеса, мм - 600

Швидкість підйому вантажу,м/хв. - 1.2

Рисунок 1.1 – Кінематична схема приводу механізма пересування

електродвигун, 2-редуктор,

3-ходові колеса, 4-муфта,

5- зубчаста передача, 6-гальмо

Кран козловий МКС-32Л з технічними характеристиками

Швидкість переміщення, м/хв -12

тип рейки - Р-43

вага крану, МН - 2,35

діаметр ходового колеса, мм - 600

Швидкість підйому вантажу,м/хв. - 1.2

Кран КЖДЕ-16 з технічною характеристикою

Вантажопідйомність, т - 16

Швидкість підойму, м/с -0,15

Рисунок 1.2 – Кінематична схема механізму підйому привода стрілової підвіски

1-електродвигун, 2-гальмо, 3- муфта,

4-редуктор, 5-шестерня, 6- зубчастий вінець,

7 – барабан

1.2.Технічний опис машини

Кран призначений для перевантажувальних робіт, але при оснащені довгою стрілою може бути використаний і на будівельно-монтажних роботах.

Механізми крана побудовані по звичайним схемам при індивідуальному електроприводі.

Кабіна крановика ізольована від машинного приміщення, отоплюється та розташована на поворотній платформі справа по ходу крана. Крани обладнані стрілою довжиною 15м, яка застосуванням 5-ти вставок може бути подовжена до 20м та при необхідності обладнана гусаком із допоміжним крюком. Вантажозахватний пристрій передбачений такий : крюк, грейфер, захват, електромагніт.

Колесо відкритої передачі жорстко з’єднується з барабаном, а шестерня закріплюється безпосередньо на валу редуктора.

Рисунок 1.3 – Кінематична схема механізму підйому привода стрілової підвіски

1-електродвигун, 2-гальмо,

3- муфта, 4-редуктор,

5-шестерня, 6- зубчастий вінець,

7 – барабан

2.СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1.Аналіз недоліків машини та їх усунення. Опис модернізації

При виборі матеріалів для виготовлення кранів враховується його міцність, витривалість, зносостійкість , можливість отримання мінімальної маси вузлів, складність термообробки, Для металевих конструкцій межа міцності, текучості та пластичності є недостатніми характеристиками якості сталі. Необхідно враховувати ударну в’язкість та схильність сталі до холодноламкості при визначених температурах.

Поряд з вуглецевими широке розповсюдження отримали леговані та низьколеговані сталі, легкі сплави та полімери.

Деталі, що підлягають інтенсивному стиранню - диски тертя, шестерні, вали – рекомендовано виготовляти із сталі 50Г; сильно навантажені вали, зірочки механізму пересування - із сталі 40Х, 45Х; металеві конструкції з трьохосним напруженим станом – із низьколегованих сталей 10ХСНД, 15ХСНД, 09Г2.

Застосування алюмінієвих сплавів зменшує масу металевих конструкцій, збільшує корозійну стійкість та

ударну в’язкість , дозволяє отримувати профілі практично любої форми.

Для ізоляції конструктивних елементів із алюмінієвих сплавів від контакту зі сталевими застосовуються ізолюючі прокладки, гальванічні покриття та покрашення .

Також для підвищення довготривалості деталей необхідно сурово дотримуватись правил технічної експлуатації, проводити вчасно техогляди, дотримуватись режимів мащення вузлів, тощо.

Також одним із недоліків існуючого приводу механізма пересування крану є підвищена тепло-, зносостійкість гальм, так як гальмівний шків виконано із чавуну СЧ28 ГОСТ1412-75, який має швидке спрацювання ободу та має вірогідність розтріскування та наступного розриву при випадковому попаданні води на розігрітий при гальмуванні шків. Тому для усунення цього недоліку я пропоную використати гальмівний шків із сталі 65Л ГОСТ 977-75 з термічною обробкою поверхні до твердості НВ350.

2.2.Технічне обслуговування крану

Нові крани, а також ті, що знаходяться в експлуатації , повинні підлягати технічному засвідченню ( рідко працюючі – через 36 місяців, інші – через 12 місяців), котре включає їх огляд, статичні та динамічні випробовування. Позачергове засвідчення. Крім того. Що повинно виконуватись після капітального ремонту металоконструкції чи механізму підйому, а також після заміни крюка або каната.

Огляд має за мету перевірку стану металевих конструкцій крана та їх з’єднань, механізмів, гальм , запобіжних устроїв, крюків, та деталей їх кріплення, канатів та їх кріплення, блоків, осей та деталей їх кріплення.

Статичні дослідження проводять для перевірки міцності крана в цілому та окремих його частин, а динамічні дослідження – для перевірки дії механізмів крана та гальм.

2.3.Вибір системи мащення і мастильних матеріалів. Карта мащення

На працездатність та надійність деталей, ККД кранових механізмів великий вплив оказують вибір та режим мащення, що крім зменшення тертя, запобігає також виникненню корозії, попадання на взаємодіючі поверхні абразивних частить, ущільнює зазори , відводить тепло від деталей, які труться.

В кранах змащуються зубчасті зачеплення, підшипники, шарніри, канати. Із систем мащення доцільніше застосовувати ручне індивідуальне мащення.

Рисунок 2,1. - Схема мащення

Таблица 2.1-Карта мащення

№ п/п	Точка мащення	Кількість точок	Спосіб мащення	Мастильні матеріали	Періодичність мащення
1	Підшипники ротора електродвигуна	1	шприцом	ЦИАТИМ 203 ГОСТ8773-73	1 раз на 3місяці
2	Гальмо	1
3	Підшипники барабана	2
4	Підшипники редуктора	4	прес-маслянка	ЦИАТИМ 203 ГОСТ8773-73
5	Зубчаста передача	1	Закладка вручну	ЦИАТИМ 203 ГОСТ8773-73
6	Зачеплення редуктора	1	заливка	АК-15 ГОСТ 1862-60	1 раз у 6місяців

2.4.Розрахунок потужності та вибір

електродвигуна

Вихідні дані :

Вантажопідйомність, т - 25

Швидкість підойму, м/с -0,15

Статична потужність електродвигуна, кВт:

де вантажопідйомність крану, кН;

швидкість підіймання, м/с;

ККД привода, приймаємо ;

кВт

Вважаючи, що кран не завжди працює в найскладніших умовах обираю електродвигун У2 з потужністю =19.5кВт, частотою обертання об/хв.

Проведемо перевірку електродвигуна на нагрів.

Перевірка електродвигуна на нагрів проводиться по середньоквадратичній потужності:

де максимальний пусковий момент двигуна,

вказаний в каталозі;

мінімальний пусковий момент двигуна;

де номінальний момент двигуна, кВт;

Нм,

Нм

Час пуску при підійманні номінального вантажу:

де статичний момент на валу двигуна при підніманні номінального

вантажу, Нм;

коефіцієнт впливу махових мас, /1, стор.166/;

Нм – маховий момент електродвигуна,

/2, табл..1.8/;

діаметр барабана, м;

передаточне число зубчастої передачі;

кратність поліспасту;

загальний ККД механізму;

ККД поліспасту;

ККД механізму (передачі) від барабана до двигуна;

Фактичне прискорення, м/с²:

м/с²

Час устаткованого руху при підніманні номінального вантажу на висоту Н :

Середньоквадратичний момент, еквівалентний по нагріванню дійсному змінному навантаженню:

Нм

Середньоквадратична потужність двигуна :

кВт,

що дорівнює потужності обраного двигуна, тож остаточно

обираємо електродвигун У2 з потужністю =19.5кВт, частотою обертання об/хв.

2.5.Кінематичний розрахунок привода

Визначимо загальне передаточне число привода :

де частота обертання барабана, об/хв.;

об/хв.

Приймаю передаточне число зубчастої передачі , тоді передаточне число редуктора

Обираємо стандартне передаточне число редуктора

Визначаємо кутові швидкості та крутні моменти на валах привода:

Вал електродвигуна :

; ;

с^-1; Нм

тихохідний вал редуктора (або вал приводної шестерні) :

с^-1 кНм

вал барабана :

кНм

по отриманим значенням обираю редуктор ЦТН8-ІV-63 з крутним моментом на тихохідному валу Т_кр=34кНм.

По отриманому значенню обертового моменту на валу електродвигуна обираю гальмо типу

ТКТ200/100 з гальмівним моментом М_Г= 0,4кНм , діаметром гальмівного шківа

= 200мм, ширина мм, відхід колодки початковий-0,4мм, максимальний – 0,6мм.

Електромагніт поворотно-клапанний коротко ходовий змінного струму відкритого виконання типу МО-100Б .

2.6.Розрахунок деталей на міцність

2.6.1.Розрахунок зубчастої передачі

Для розрахунку передачі обираємо матеріал коліс :

Шестерні – сталь45, твердістю НВ220-260 , термообробка – поліпшення ;

Зубчастого колеса – сталь45Л, твердістю НВ207....235, термообробка – поліпшення.

Визначаємо допустиме контактне напруження, МПа:

(2.4)

де (2.5)

тоді МПа

МПа

для подальших розрахунків приймаємо МПа

Визначаємо допустимі напруження згину , МПа :

, (2.6)

МПа

Враховуючи діаметр барабана , на якому кріпиться зубчатий вінець, конструктивно приймаємо міжосьову відстань

мм

Модуль зачеплення , мм:

, (2.7)

мм,

так як передача відкрита необхідно збільшити отримане значення , тому

обираю мм.

Сумарна кількість зубців шестерні та вінця :

, (2.8)

Число зубців шестерні:

, (2.9)

приймаємо ,

тоді , (2.10)

Визначаємо фактичне передаточне число та відхилення :

, , (2.11)

Умова виконується.

Визначаємо основні геометричні параметри передачі :

Подільний діаметр : (2.12)

мм ; мм

діаметри вершин : (2.13)

мм ; мм

діаметри впадин : (2.14)

мм; мм

ширина вінця ; мм

ширина шестерні ; мм

Перевіряємо контактні напруження :

, (2.15)

де К=436 – допоміжний коефіцієнт;

коефіцієнт розподілу навантаження між зубцями, /1, стор.61/;

коефіцієнт динамічного навантаження, залежить від обводової швидкості коліс та ступеню точності передачі;

Обводова швидкість :

м/с,

обираємо 8 ступінь точності, тоді ,/1,табл..4.3/;

- обводове зусилля в зачепленні;

, (2.16)

тоді МПаМПа

перевантаження

Умова виконується.

Перевіряємо напруження згину :

, (2.17)

, (2.18)

де коефіцієнти форми зуба,

, /1, табл..4.4/;

- коефіцієнт нерівномірності навантаження,

/1, стор.61/;

- коефіцієнт розподілу навантаження між зубцями,

/1, стор.63/;

- коефіцієнт динамічності навантаження,

/1, стор.62/;

МПаМПа,

МПа МПа,

умова виконується.

2.3.1. Розрахунок осі барабана

Обираємо матеріал осі– сталь 40Х, твердістю НВ-220-265

Термообробка – поліпшення, з межею витривалості

МПа, МПа

Складаємо розрахункову схему осі та визначимо реакції в опорах, побудуємо епюри згинаючих моментів.

Навантаження на вісь : F=Q/2=250/2=125кН

Рисунок 2.2-Ескіз та розрахункова схема осі

(2.20)

Умова перевірки : (2.21)

125+125-125-125=0

умова виконується.

Будуємо епюру згинаючих моментів :

(2.22)

Визначимо геометричні параметри осі з умови міцності при згині:

, (2.23)

де МПа – допустиме напруження згину;

мм

обираю d=180мм - діаметр осі під підшипники;

діаметр осі під маточину мм

Коефіцієнт запасу міцності :

(2.24)

де - межа витривалості в перетині , що розглядається;

(2.25)

де - коефіцієнти концентрації напруження в перетині;

- нормальне напруження в перетині;

Розглянемо перетин А-А: діаметр валу d= 190мм, концентрація напружень зумовлена посадкою з гарантованим натягом,

коефіцієнти концентрації,/4, табл.11.2/;

Для обраного матеріалу валу межа витривалості гладеньких зразків МПа, /4, табл.3.4/, тоді межа витривалості в перетині:

МПа

Нормальне напруження в перетині :

, (2.26)

де М_А-А- згинаючий момент в перетині, Нмм;

де осьовий момент опору, мм³;

, (2.27)

мм³

МПа,

Коефіцієнти запасу міцності :

Умова міцності виконується.

2.4.Вибір та розрахунок підшипників

Попередньо обираю підшипники радіальні роликові сферичні двохрядні легкої широкої серії:

Модернізація механізму підйому крана КЖДЕ-25 в умовах залізничного цеху ВГМК ЗАТ „Кримський титан” 📙 Дипломная → 🆔 9711