Организация капитального ремонта автокрана "Ивановец КС-2561К"

В связи с износом в процессе эксплуатации действительные размеры деталей, определяемые при дефектации, как правило, выходят за пределы, установленные для новой детали. Несмотря на это, многие детали после разборки машины могут еще использоваться для дальнейшей работы, однако в зависимости от степени изношенности оценка их технического состояния будет различна. Действительный размер детали определяется в местах наибольшего износа поверхности. Т. к. терминам, применяемым в машиностроении (предельные размеры), нельзя придать иное значение, при дефектации используются следующие названия размеров:

1) нормальный - соответствующей новой годной детали (в пределах между наибольшим и наименьшим предельными размерами, установленными по чертежу детали);

2) допустимый - с таким размером деталь может быть оставлена для дальнейшей эксплуатации в течение межремонтного срока (наработки);

3) недопустимый - деталь не может быть оставлена для дальнейшей эксплуатации, но может быть отремонтирована или восстановлена;

4) выбраковочный - деталь не может быть оставлена для дальнейшей эксплуатации и не подлежит ремонту или восстановлению.

Таблица 1.3 - Дефектная ведомость

Деталь, узел	Дефекты и повреждения	Виды работ по устранению дефекта
1	2	3
Неповоротная рама	Трещины по металлу, расслоение металла. Состояние неработоспособное (обрывы проволок, механический износ)	До пуска в работу провести капитально-восстановительный ремонт или замену
Опорно-поворотное устройство	Перекос поворотных обойм по отношению к неподвижному венцу вследствие износа дорожек катания полуобойм до 6 мм при допуске 5 мм	До пуска в работу провести капитально-восстановительный ремонт или замену
Грузовой канат	Состояние неработоспособное (обрывы проволок, механический износ)	Устранить до пуска в работу

1.4.4 Сборка автомобильного крана

Последовательность действий при сборке.

Сборка телескопической стрелы состоит из следующих этапов:

- Сборка элементов стрелы: для этого отворачиваются гайки и контргайки, вынимаются оси и планки.

- Соединение управляемого клапана от гидроцилиндра выдвижения секций.

- Соединение от креплений габаритных фонарей вместе с кронштейнами, они фиксируются на основании проволокой.

- Подключение жгута проводов от креплений на оголовке, их нужно намотать на барабан.

- Соединение штекерного разъема на оголовке стрелы.

- Установка стрелы на стойки поддержки, опускание на землю крюковой подвески, демонтаж клиновой обоймы.

Подробный перечень работ зависит от конкретной модели автокрана и особенностей строения башни. Перед тем как снять или установить стрелу на автокране, следует позаботиться о соблюдении мер безопасности. Демонтированная и монтированная конструкция должна устанавливаться на прочных стойках, они должны быть защищены от переворачивания.

1.4.5 Испытание и обкатка автомобильного крана

Условия испытаний крана:

1. Для испытаний кран должен быть оснащен рабочим оборудованием для работы с номинальной нагрузкой в соответствие с технической документацией.

2. Кран следует испытывать на горизонтальной площадке с твердым покрытием, имеющей отклонение от горизонтали +0,5%.

3. Во время испытаний скорость ветра не должна превышать 8,3м/с (30км/ч). Положение крана в пространстве должно соответствовать наиболее неблагоприятному режиму (воздействие ветра), если это не обусловлено контрактом.

4. При испытании крана его следует устанавливать на выносных опорах с отклонением от горизонтали не более +0,5%.

5. Заполнение топливного бака должно составлять одну-две трети его объема.

6. Охлаждающая жидкость, масло и гидравлические смеси должны находиться на уровне согласно пас- портных данных.

Визуальный осмотр.

Цель визуального осмотра рассмотрение и проверка всех технических требований, предъявляемых к крану. В визуальный осмотр не входит разборка каких-либо сборочных единиц. Допускается снятие кожухов, съемных ограждений, препятствующих визуальному осмотру.

Визуальный осмотр включает проверку технических требований и требований безопасности, предъявляемых к крану

Статические испытания проводятся с целью определения прочности металлоконструкций крана, а так же проверки его грузовой устойчивости и надежности работы тормозов грузовой лебедки и механизма поворота.

Статические испытания производятся путем подъема груза, превышающего номинальный для данного вылета на 25%. При этом кран должен быть вывешен на опорах, а ограничитель нагрузки крана должен быть отключен, путем установки шунтов в электро схеме пульта управления.

Груз поднимается на высоту 100-200 мм от уровня площадки и удерживается в этом положении 10 минут. Испытания производятся в трех положениях 0 +90 и -90 , т.е. в положении «назад» - вдоль продольной оси крана и с обеих сторон под углом 90 по отношению к продольной оси крана, при этом перенос полной массы груза с одного места испытания на другое не допускается.

Кран считается выдержавшим статические испытания, если в течение 10-ти минут поднятый груз не опустился на площадку, не обнаружено трещин, остаточных деформаций, отслаивания краски или других повреждений, влияющих на работу и безопасность крана.

Течь рабочей жидкости в соединениях, а так же просадка гидроцилиндров не допускается.

После снятия груза производится осмотр состояния механизмов крана и швов сварных соединений.

Динамические испытания проводятся с целью проверки действия всех механизмов крана и их тормозов не менее 1 часа для каждого механизма: грузовой лебедки, механизма подъема и опускания стрелы, механизма телескопирования секций стрелы, механизма поворота, и не менее 1 часа при совместной работе механизмов грузовой лебедки и поворота.

При динамических испытаниях проводят:

- подъем и опускание груза;

- вращение поворотной платформы в обоих направлениях;

- подъем и опускание стрелы с грузом;

- выдвижение телескопической стрелы с грузом на крюке;

- совмещение рабочих операций.

Испытания должны включать повторный пуск и остановку всех механизмов при каждом движении, а также пуск из промежуточного положения с испытательным грузом на крюке, при этом не должно происходить их возвратного движения.

Динамические испытания проводятся после статических испытаний и только тогда, когда результаты статических испытаний признаны удовлетворительными.

Динамические испытания проводятся на максимальном и минимальном вылетах с нагрузкой на крюке, превышающей номинальную для данного вылета на 10 %.

1.5 Неисправности и способы их устранения

Возможные отказы и методы их устранения двигателя и других узлов и агрегатов шасси приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Неисправности и способы их устранения

Внешнее проявление неисправности	Вероятная причина	Метод ремонта
2	3	4
Не работает ограничитель подъема стрелы	Нарушена регулировка тяг ограничителя подъема стрелы	Отрегулировать тяги
Не работает ограничитель грузоподъемности при подъеме груза больше предельного	Неправильно включен переключатель характеристик	Установить переключатель в положение требуемой характеристике.
Привод не отключается, воздух в системе есть	Нарушена регулировка датчика угла или датчика усилий Неисправна электрическая цепь ограничителя грузоподъемности	Проверить исправность и регулировку выключателя В11 электромагнита ЭЗ и электрической цепи.
После срабатывания ограничителя грузоподъемности нельзя поднять стрелу или опустить груз	Нарушена блокировка цепи ограничителя грузоподъемности	Проверить исправность выключателя В11
При включении механизмов подъема груза или стрелы не загорается ни одна из сигнальных ламп	Неисправна электрическая цепь электроблокировки тормозов. Перегорели лампы.	Проверить исправность выключателей и ламп . Заменить лампу

1.6 Восстановление деталей

При поступлении в капитальный ремонт детали имеют нарушение размеров, формы и взаимного положения рабочих поверхностей, забоины, риски, задиры и т.д. Примерно около 30 % из данных деталей не могут быть использованы повторно при капитальном ремонте. У таких деталей могут иметь место трещины, обломы, выкрашивание рабочих поверхностей, например у зубьев шестерен и др. Однако выбраковка таких деталей является условной и во многом зависит от оснащенности ремонтного предприятия.

Целью ремонта является восстановление прочности детали, формы и размеров рабочих поверхностей, качества и шероховатости поверхностного слоя. Технология и способ устранения тех или иных дефектов зависит от характера его возникновения, условий работы детали и другими разнообразными причинами.

Восстановление геометрической формы и размеров деталей можно провести с помощью: компенсации изношенного слоя наращиванием; пластического деформирования либо участка, либо всей детали для восстановления изношенных размеров; заменой части детали и установкой дополнительной ремонтной; слесарно-механическая обработка для удаления дефектного слоя. К операции по восстановлению физико-механических свойств материала деталей следует отнести устранение дефектов и упрочнение материала тем или иным видом обработки, направленное на повышение сопротивлению повреждения рабочей поверхности в наиболее ответственных участках деталей.

Классифицировать способы восстановления деталей можно как способы наращивания и способы обработки. Способы наращивания - при которых изношенный материал детали компенсируют нанесением других материалов. К ним относится сварка и наплавка, напыление, пайка, нанесение электролитических металлопокрытий и полимерных материалов.

К способам обработки следует отнести такие методы обработки, которые не связаны с наращиванием материала.

К способам обработки отнесены следующие технологические способы: обработка давлением, слесарно-механическая обработка, электрические способы обработки, упрочняющая обработка и т.д.

Ремонт может быть организован тремя методами:

- индивидуальным;

- методом замены сборочных единиц;

- смешанным.

Наиболее прогрессивным методом, обеспечивающим сокращенное пребывание крана в ремонте, а также дающим возможность ремонта в полевых условиях, является метод замены сборочных единиц (новыми или заранее отремонтированными).

Этот метод может быть применен при наличии необходимого оборотного фонда сборочных единиц и организации их ремонта.

При небольшом количестве ремонтируемых кранов применяется индивидуальный метод, при котором сборочные единицы, снимаемые с крана (и ремонтируемые на кране), ремонтируются и снова устанавливаются на кран.

При одновременном ремонте небольшой группы кранов и при наличии достаточного количества свободных единиц оборотного фонда может быть применен смешанный метод ремонта.

Способы ремонта деталей машин и оборудования:

1) Ремонт деталей пластической деформацией. Ремонт деталей пластической деформацией -- один из наиболее распространенных методов ремонта деталей, основанный на пластической деформации изношенных деталей с последующей механической обработкой. Метод используют для выправления вмятин, погнутости, скручивания, изменения посадочных размеров изношенных мест деталей.

2) Правкой. Правкой устраняют изгиб, скручивание, коробление. Холодная правка не всегда дает устойчивый результат, так как в металле в результате наклепа могут возникнуть внутренние напряжения, накладываемые на остаточные напряжения, сохраняющиеся в деталях.

3) Осадкой. Осадкой увеличивают диаметр деталей типа пальцев и втулок из цветных металлов за счет некоторого уменьшения их длины. Этим способом можно уменьшить длину деталей до 15%, однако ответственные детали не уменьшают больше чем на 8%.

4) Обжатием. Обжатием уменьшают внутренние размеры деталей типа втулок, изготовленных из цветных металлов. Втулку проталкивают пуансоном через установленную в подставке матрицу.

5) Вытяжкой. Вытяжкой увеличивают длину детали за счет местного уменьшения их поперечного сечения, например удлиняют на небольшую величину тяги.

6) Ремонт сваркой. Ремонт сваркой -- один из наиболее распространенных (им ремонтируют около 50% деталей машин). Процесс ремонта сваркой подразделяется на три этапа: подготовка деталей под сварку, собственно сварка и зачистка швов. Подготовка под сварку заключается в тщательной очистке деталей до появления металлического блеска в зоне сварки. После этого детали обезжиривают с помощью горячих щелочных растворов. Газовую ручную сварку в основном применяют для соединения тонких стальных листов (до 2 мм), хотя с ее помощью можно ремонтировать и более толстые листы. Кроме того, газовой сваркой ремонтируют детали из чугуна и цветных металлов. Сварку трением широко применяют при восстановлении методом дополнительной ремонтной детали, а также при изготовлении и ремонте инструмента -- сверл, метчиков, развернутых фрез.

7) Ремонт пайкой. Ремонт пайкой используют для устранения дефектов в трубопроводах, радиаторах, проводах, контактах. Если не требуется высокая прочность, например, при ремонте сосудов, работающих под небольшим давлением и при невысокой температуре, применяют мягкий припой типа ПОС.

8) Ремонт склеиванием. Этим способом ремонтируют детали из металла, пластмассы, дерева, кожи, резины, стекла, асбестомедных материалов и т. д. Технологический процесс склеивания начинается с подготовки поверхностей склеиваемых деталей; зачистки с сохранением повышенной шероховатости, проверки плотности прилегания склеиваемых поверхностей, обезжиривания их авиационным бензином и сушки.

Исходя из вышеизложенного, был выбран ремонт сваркой и пайкой, потому что он является самым рациональным. Благодаря ему, в штате предприятия нет необходимости держать высококвалифицированный персонал, который выполняет работы только по выверке оборудования и капитальному ремонту.

Также выбирается метод ремонта замены сборочных единиц, так как он наименее трудоёмок, и затрачивает меньше времени. При этом ремонте не обеспечивается такое качество, как при необезличенном, но затрачивается меньше материальных и людских ресурсов.

В дипломном проекте рассматривается восстановление зубчатого колеса имеющих дефекты, представленные в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Дефекты зубчатого колеса и способы их ремонта

Наименование дефекта	Возможный способ устранения	Принятый способ устранения
1	2	3
износ зубьев по толщине	Наплавка под слоем флюса. Наплавка в среде углекислого газа.	Наплавка под слоем флюса
износ шлицев по ширине	Наплавка под слоем флюса. Наплавка в среде углекислого газа.	Наплавка под слоем флюса
износ шлицевых впадин по глубине	Наплавка под слоем флюса.Наплавка в среде углекислого газа	Наплавка под слоем флюса

Для устранения дефектов и восстановления детали используется наплавка под слоем флюса.

Технологический процесс устранения дефектов представлен в таблице 1.6.

Таблица 1.6 - Технологический процесс устранения дефекта зубчатого колеса

№ операции	Наименование, содержание операции	Оборудование	Приспособление, инструмент
1	2	3	4
005	Слесарной - в подготовке зубчатого колеса к наплавке.	Верстак	Фольга, асбест ткань,
010	Наплавочной - наплавке шлицев и зубьев.	Наплавочная головка А-580М	Проволока СВ30ХГСА
015	Фрезерной - нарезание шлицев.	Вертикальный зубофрезерный станок 5М324	Однозаходная червячная фреза 2510-4
020	Протяжной - протяжке зубьев.	Наплавочный аппарат А-580	Протяжка 2405- 1166
025	Термической - провести какой-либо вид закалки.	Электропечь камерная СНЗ-5,0.10.3,2/10	Термопара ХА ГОСТ 6616-81
030	Шлифовальной - шлифовки мест механической обработки.	Шлифовальный станок 3160А	ПП ГОСТ 2424-67
035	заключительный контроль размеров.	Зубомерный микрометр МЗ	ГОСТ 6507-78

В дипломном проекте рассматривается восстановление полумуфты, имеющей дефекты, представленные в таблице 1.7.

Таблица 1.7 - Дефекты полумуфты

Наименование дефекта	Возможный способ устранения	Принятый способ устранения
1	2	3
Износ посадочного отверстия	Наплавка под слоем флюса. Наплавка в среде углекислого газа.	Наплавка под слоем флюса
Износ шпоночного паза	Наплавка под слоем флюса. Наплавка в среде углекислого газа.	Наплавка под слоем флюса
Износ резьбы креплений полумуфты	Наплавка под слоем флюса. Наплавка в среде углекислого газа	Наплавка под слоем флюса

Для устранения дефектов и восстановления детали используется наплавка под слоем флюса, накатка зубчатым роликом на токарном станке.

Технологический процесс устранения дефектов представлен в таблице 1.8.

Таблица 1.9 - Технологический процесс устранения дефекта полумуфты

№	Наименование, содержание операции	Оборудование	Приспособление, инструмент
1	2	3	4
010	Заготовительная	Фрезерно-отрезной	Режущий инструмент
015	Слесарная	Гидравлический пресс	Индикаторная стойка с индикатором
020	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 16К20	Резец подрезной Сверло 2301 - 0087
025	Вертикально-фрезерная	Вертикально-фрезерный 6Н12	Фреза торцевая
030	Горизонтально- фрезерная	Горизонтально-фрезерный 6Н82	Фреза дисковая
035	Слесарная	Гидравлический пресс	Индикаторная стойка с индикатором
040	Вертикально-сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Сверло Метчик
045	Долбежная	Долбежный станок	Резец долбежный
050	Слесарная	-	-
055	Плоскошлифовальная	Шлифовальный станок	Шлифовальный круг
060	Покрытие	-	-
065	Маркировочная	-	-

2. Специальная часть

2.1 Обзор конструкций, механизмов подъема груза

Механизм подъема крана состоит из полиспастной системы и лебедки. В зависимости от их взаимного расположения на барабан лебедки навивается ветвь каната, сбегающая с блока неподвижной (стреловые краны) или подвижной (мостовые краны) обоймы. Подвижная обойма оборудуется грузозахватным органом - крюком - для подвешивания к нему штучных грузов непосредственно или при помощи специальных грузозахватных устройств.

Соединение валов механизмов рекомендуется выполнять с помощью зубчатых муфт. Допускается также применение упругих втулочно-пальцевых муфт. Соединение двигателя с редуктором часто выполняется с применением вала-вставки, позволяющей создать наиболее удобное расположение элементов механизма на металлоконструкции грузовой тележки. У механизмов подъема, имеющих неразмыкаемую кинематическую связь барабана с двигателем, в качестве тормозного шкива можно использовать одну из полумуфт соединения двигателя с редуктором. Если эта муфта является упругой (втулочно-пальцевая, пружинная и т.п.), то по правилам Госгорпромнадзора в качестве тормозного шкива можно использовать только полумуфту, находящуюся на валу редуктора. При этом упругие элементы муфты при торможении не нагружены и срок службы их увеличивается.

Муфты подбираются по каталогам и справочникам.

У механизмов с фрикционными или кулачковыми включаемыми муфтами (обычно, если от одного двигателя приводится несколько механизмов, например в автомобильных кранах и т.д.) тормозной шкив должен быть неподвижно скреплен с барабаном или установлен на валу, имеющем жесткую кинематическую связь с барабанном.

Согласно правилам Госгорпромнадзора, механизмы подъема груза и изменения вылета стрелы выполняют так, что опускание груза или стрелы возможно только двигателем. Механизмы грузоподъемных машин, оборудованные кулачковыми, фрикционными муфтами или другими приспособлениями для переключения диапазонов скоростей рабочих движений, проектируют так, что самопроизвольное включение или расцепление муфт невозможно. У лебедки подъема груза и стрелы, кроме того, исключается возможность переключения скорости под нагрузкой, а также отключение механизма лебедки без предварительного наложения тормоза. Применение фрикционных и кулачковых муфт в механизмах, предназначенных для подъема людей, расплавленного или раскаленного металла, ядовитых или взрывчатых веществ, не допускается.

Особенности соединения канатного барабана с редуктором оказывают существенное влияние на конструктивные и эксплуатационные качества механизма подъема. Существует несколько вариантов конструктивного исполнения этого узла. Первым вариантом является схема с установкой вала барабана на двух самостоятельных опорах и соединением вала барабана с валом редуктора посредством муфты. Так как опоры барабана независимы от редуктора, то при сборке возможно возникновение некоторых погрешностей. Поэтому соединительная муфта является компенсирующей. Весьма удобно применение для этой цели удлиненной зубчатой муфты, допускающей значительное относительное смещение соединяемых валов, что упрощает процесс монтажа механизма. Соединения, выполненные по данной схеме, отличаются надежностью в работе, удобством монтажа и обслуживания механизма, но имеют относительно большие габариты.

Одним из способов уменьшения габаритов является применение двух- и трехопорных валов механизма подъема, в которых вал барабана является одновременно выходным валом редуктора. Двуопорный вал получается весьма тяжелым. Кроме того, неточность установки опор барабана приводит к нарушению точности зацепления в редукторе. Трехопорный вал очень чувствителен к неточностям монтажа. В обоих случаях становится невозможной сборка отдельно редуктора и нарушается принцип блочности конструкции, в связи с чем эти две схемы не получили широкого применения.

В некоторых конструкциях крутящий момент на барабан передается при помощи открытой зубчатой пары. В этом случае зубчатое колесо можно закрепить на валу барабана или установить непосредственно на барабане, при этом ось барабана будет работать только на изгиб. Так как обычно зубчатые передачи для повышения их надежности и износоустойчивости помещают в закрытые корпуса, то эти схемы не находят широкого применения и используются только в ручных и специальных механизмах (например, в двухбарабанных приводах литейных кранов).

Для получения статической определимости валов и создания блочной и компактной конструкции наиболее рациональна установка одной из опор оси барабана внутри консоли выходного вала редуктора. Конец выходного вала редуктора в этом случае выполняют в виде половины зубчатой муфты; вторая половина муфты укреплена на барабане.

В кранах, оборудованных грузовым электромагнитом, механизм подъема должен иметь еще специальный барабан для гибкого кабеля, подающего электроэнергию к магниту. Кабельный барабан располагается на отдельном валу и приводится в движение от вала грузового барабана с помощью цепной или зубчатой передачи. От электросети ток подается к вращающемуся барабану через кольцевой токосъемник со скользящими контактами.

Механизмы подъема кранов штабелеров выполняются с использованием канатных или цепных грузовых элементов. Наибольшее применение получают канатные механизмы подъема, в которых широко используются нормализованные узлы и элементы других рудоподъемных машин. Часто в качестве механизма подъема используются электрические тали с микроприводом, что обеспечивает точную установку груза в ячейках стеллажей. При малых высотах подъема груза применяют цепные механизмы подъема со скоростным полиспастом, оборудованные гидроцилиндрами, как в механизмах подъема погрузчиков. В этом случае гидроцилиндр располагается вертикально на колонне крана, и плунжер цилиндра, поднимающийся вверх, оборудован двумя подвижными блоками, через которые перекинуты две грузовые пластинчатые цепи, прикрепленные к грузовой каретке.

Грейферные лебедки двухканатных грейферов имеют два барабана - один для подъемного, другой для замыкающего каната. При этом барабаны должны вращаться независимо друг от друга. Так, при зачерпывании груза на барабан наматывается замыкающий канат, а подъемный канат имеет слабину даже при заглублении грейфера. При подъеме и опускании грейфера оба барабана вращаются совместно. При раскрытии висящего грейфера барабан подъемного каната неподвижен, а барабан замыкающего каната вращается на спуск. При раскрытии поднимающегося или опускающегося грейфера необходимо, чтобы вращались оба барабана, но с различной частотой вращения. Наибольшее применение имеют грейферные лебедки, состоящие из двух однотипных однобарабанных лебедок с независимыми электродвигателями. Такие лебедки весьма просты по устройству и несложны в эксплуатации.

Во многих случаях в механизмах подъема грузоподъемных машин необходимо изменить скорость подъема и опускания груза в зависимости от характера выполняемой операции и от массы груза. Эта необходимость вызвала появление многоскоростных грузовых подъемных механизмов. Так, в механизме подъема мостового крана две скорости получают благодаря применению двух приводных двигателей и планетарной муфты.

Механизм подъема крюка состоит из грузовой лебедки, грузового полиспаста и ленточного тормоза. Механизм подъема крюка изображен на рисунке 2.1.

Грузовая лебедка состоит из двух чугунных литых корпусов 1 и 8, стянутых тремя соединительными шпильками 9. В расточках корпусов на конических подшипниках уставлен вал 2 канатного барабана 3. Барабан соединен с валом штифтом. Подшипники закрыты крышками 4.

Для регулировки зазора в конических подшипниках и для регулировки червячного зацепления при сборке и в процессе эксплуатации под фланцами крышек установлены регулировочные прокладки. Для подачи смазки к подшипникам в крышках 4 установлены масленки.

В ступице барабана 3 имеется паз, в котором с помощью клина закреплен конец каната грузового полиспаста. К барабану прикреплено червячное колесо 6, находящееся в зацеплении с червяком 7. Червячное зацепление смазывается маслом, залитым в картер корпуса 8. Для проверки уровня масла служит масломер. Уровень масла при полностью ввернутом масломере должен совпадать с риской масломера.

Червяк 7 вращается на конических подшипниках, установленных в корпусе 8. Подшипники червяка смазываются маслом, залитым в картер корпуса. В верхней части корпуса 8 имеется люк для осмотра червячного колеса.

1, 8 - корпуса; 2 - вал; 3 - барабан; 4, 11-крышки; 5, 12, 20-болты; 6-червячное колесо; 7-червяк; 9 -шпилька; 10, 13 - уплотнения; 14-штифт; 15-кольцо; 16 - манжета, 17-поводок; 18 - кулачок; 19- винт; 21 - подшипник; 22-прокладка; 23-выключатель.

Рисунок 2.1 - Грузовая лебедка

Основной грузовой полиспаст - трехкратный, состоит из грузовою каната, двух блоков, установленных в головке стрелы, и одного подвижного блока крюковой обоймы.

Запасовка грузового полиспаста показана на рисунке 2.2. Один конец каната с помощью клина закреплен на барабане. Другой конец каната с помощью клиновой втулки и клина или с помощью трех зажимов и коуша закреплены на оси крюковой обоймы при работе с основной стрелой или к головке стрелы (гуська) при работе со вставкой или гуськом. Двукратная запасовка грузового полиспаста используется в основном при работе с удлиненной стрелой и с гуськом.

При креплении каната с помощью зажимов зажимы должны быть установлены так, чтобы планки находились со стороны основной ветки каната, а скобы накладывались со стороны свободного конца.

а) грузового при К-3; б) грузового при работе с основной и удлиненной стрелами при К-2; в) грузового при работе с гуськом при К-2; г) стрелового

Рисунок 2.2 - Схема запасовки канатов

В связи с тем, что ширина коуша меньше, чем ширина клиновой втулки, на ось крюковой обоймы дополнительно устанавливаются распорные втулки. При работе со вставкой или гуськом распорные втулки устанавливаются в головке стрелы или гуська.

Механизм подъема стрелы (рисунок 2.3) состоит из стреловой лебедки, стрелового полиспаста и ленточного тормоза. Лебедка состоит из двух чугунных литых корпусов 1 и 12, стянутых тремя соединительными шпильками 11. Червяк 2 установлен на конических роликовых подшипниках в расточках корпуса 1. От червяка движение передается червячному колесу 7, закрепленному на барабане 9. На поверхности барабана имеется винтовая канавка для улучшения укладки стрелового каната на барабане. Барабан установлен на валу 3 вращающимся на конических роликоподшипниках в расточках корпусов 1 и 12. Подшипники закрыты крышками 4.

1, 12 - корпуса; 2 - червяк, 3-вал, 4, 8-крышки, 5-масленка; 6-подшипник; 7-червячное колесо; 9 - барабан; 10 - штифт; 11-шпилька

Рисунок 2.3 - Стреловая лебедка

2.2 Расчета механизма подъема груза

Общий расчет механизма подъема груза включает в себя выбор крюка с подвеской, полиспаста, двигателя, редуктора, выбор и расчет каната, расчет барабана.

Для расчетов каната и барабана механизма подъема необходимо определить максимальную силу, действующую на канат.

Силу Н в канате, набегающем на барабан при подъеме груза, находят по формуле:

Smax = Q / Z ·u ·зп, (2.1)

где Q - номинальная грузоподъемность крана, кг;

Z - число полиспастов в системе;

u - кратность полиспаста;

зп - общий КПД полиспаста и обводных блоков.

Общий КПД полиспаста и обводных блоков рассчитывают следующим образом:

зп = зпол · зоб, (2.2)

где зпол - КПД полиспаста;

зоб - КПД обводных блоков (выбирают по таблице 2.1).

Таблица 2.1 - Коэффициент полезного действия блоков

Тип подшипника	Условия работы	Коэффициент полезного действия блока
Скольжения	Плохая смазка, высокая температура	0,94	0,884	0,83	0,782	0,74	6,69	0,65	0,61
	Нормальная смазка	0,96	0,922	0,885	0,85	0,815	0,785	0,75	0,72
Качения	Плохая смазка, высокая температура	0,97	0,941	0,913	0,886	0,86	0,835	0,81	0,785
	Нормальная смазка	0,98	0,96	0,942	0,922	0,905	0,885	0,87	0,85

Кратность полиспастов механизмов подъема груза выбирают взависимостиоттипаполиспаста игрузоподъемностимеханизма таблица 2.2.

Таблица 2.2 - Рекомендуемая кратность полиспастов

Сдвоенный полиспаст	Обычный полиспаст
Грузоподъемность, т	Кратность одного полиспаста	Грузоподъемность, т	Кратность одного полиспаста
До 8	2	До 1	1…2
10…16	2…3	1,25…6,3	2…3
20…32	3…4	8…16	3…4
40…50	4…5	20…32	5…6

Расчет стальных канатов на прочность производится согласно правилам Ростехнадзора. Расчетноеразрывноеусилиеканатаопределяетсяпоформуле:

Sразр . k· Smax, (2.3)

где Sразр - наибольшее натяжение в канате (без учета динамических на-грузок), Н;

k - минимальный коэффициент использования каната (коэффициент запаса прочности).

Таблица 2.3 - Коэффициента запаса прочности k

Группа классификации механизма по ИСО 4301/1	Коэффициент k
	Подвижные канаты	Неподвижные канаты
М1	3,15	2,50
М2	3,35	2,50
М3	3,55	3,00
М4	4,00	3,50
М5	4,50	4,00
М6	5,60	4,50
М7	7,10	5,00
М8	9,00	5,00

Признаки стальных канатов приведены в таблице 3.4. Кроме того, канаты различаются по диаметру, маркировочной группе (для подъемно-транспортных машин 1372, 1470, 1568, 1666, 1764, 1862, 1960, 2156, 2254, 2352 МПа), количеству проволок в прядях и количеству прядей в канате, материалу сердечника (пеньковый, асбестовый, стальной) и другие.

Если отсутствует обозначение какого-нибудь признака каната, то в записи характеристики каната условное обозначение этого признака опускается.

Рекомендуемые для грузоподъемных машин стальные канаты указаны в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Канаты, рекомендуемые для грузоподъемных машин

ГОСТ	Диаметр каната, мм
	для кранов	для лифтов	для талей
2688-80	8,3…42	-	4,1…1,5
3069-80	-	-	3,7…5,9
3077-80	-	11,5…25,4	-
3079-80	35…62	-	-
7665-80	8,1…45	11,5…25,5	8,1…16
7668-80	18…46,5	-	-
7670-80	8,3…34	-	-

Допускаемый диаметр блока и барабана по средней линии навитого стального каната определяется по формуле:

Dб . d · e, (2.4)

где d - диаметр каната;

е - коэффициент выбора диаметров

Таблица 2.5 - Минимальные коэффициенты выбора диаметров барабана (h1), блока (h2) и уравнительного блока (h3)

Группа классификации механизма по ИСО 4301/1	Коэффициенты выбора диаметров e
	h1	h2	h3
Мl	11,2	12,5	11,2
М2	12,5	14,0	12,5
М3	14,0	16,0	12,5
М4	16,0	18,0	14,0
М5	18,0	20,0	14,0
М6	20,0	22,4	16,0
М7	22,4	25,0	16,0
М8	25,0	28,0	18,0

Допускается принимать диаметры: барабанов - 0,85D; уравнительных блоков всех грузоподъемных машин, кроме электроталей и стреловых кранов, - 0,8D; уравнительных блоков электроталей и стреловых самоходных кранов - 0,6D.

Длина каната, навиваемого на барабан с одного полиспаста, рассчитывается следующим образом:

Lк = H · u + рD(Z1 + Z2), (2.5)

где H - высота подъема груза; u - кратность полиспаста;

D - диаметр барабана по средней линии навитого каната;

Z1 - число запасных (неиспользуемых) витков на барабане до места крепления (Z = 1,5…2);

Z2 - число витков каната, находящихся под зажимным устройством на барабане (Z2 = 3…4).

Рабочая длина барабана для каната, свиваемого с одного полиспаста, определяется по формуле:

, (2.6)

где Lк - длина каната, навиваемого на барабан;

t - шаг витка;

т - число слоев навивки;

d - диаметр каната;

Dср - диаметр барабана по средней линии навитого каната;

ц - коэффициент не плотности навивки; для гладких барабанов ц = 0,9…0,95, для нарезных барабанов ц = 1,0.

При навивке каната в несколько слоев барабан делается гладким, при навивке в один слой - нарезным. Размеры профиля канавок барабанов определяются по табл. 2.6.

Таблица 2.6 - Размеры профиля канавок барабанов, мм

Диаметр каната d	Радиус r	Глубина h	Шаг t	Диаметр каната d	Радиус r	Глубина h	Шаг t
1	2	3	4	5	6	7	8
7,4…8	4,5	2,5	9	21,5…23	12,5	7	26
8…9	5	2,5	10	23…24,5	13,5	7,5	28
9…10	5,5	3	11	24,5…26	14	8	29
10…11	6	3,5	12,5	26…27,5	15	8,5	32
11…12	6,5	3,5	13,5	27,5…29	16	9	34
12…13	7	4	15	29…31	17	9,5	36
13…14	7,5	4,5	16	31…33	18	10	38
14…15	8,5	4,5	17	33…35	19	10,5	40
15…16	9	5	18	35…37,5	21	11,5	42
16…17	9,5	5,5	19	37,5…40	22	12	44
17…18	10	5,5	20	40…42,5	23	13	48
18…19	10,5	6	22	42,5…45,5	25	14	50
19…20	11	6	23	45,5…47,5	26	14,5	52

Линейная скорость движения каната при наматывании на барабан рассчитывается по формуле:

Vкан = Vгр ? u, (2.7)

где Vгр - номинальная скорость движения груза.

Отсюда угловая скорость барабана

щб = Vкан / (D / 2), (2.8)

Выбор полиспаста. По таблице 2.2 принимаем сдвоенный двукратный полиспаст грузоподъемностью 100 кН.

Коэффициент полезного действия полиспаста при условии отсутствия дополнительных отводных блоков определяется по формуле

Выбор каната. Максимальное усилие в канате, набегающем на барабан, рассчитывается следующим образом:

Smax = Q / Z ? зп = 100000 / 4 = 25000 Н

Расчетное разрывное усилие каната с учетом коэффициента запаса прочности при k = 5,6 определяется по формуле:

Sразр= k ? Smax, (2.9)

Sразр= 5,6 ? 25000 = 140000 Н

По ГОСТ 2688-80 (таблица 3.4) выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6 Ч 19(1 + 6 + 6 / 6) + 1о.с. диаметром 16,5 мм, имеющий при маркировочной группе проволок 1960 МПа разрывное усилиеSразр= 166000 Н.

Обозначение: Канат-16,5-Г-I-Н-1960 ГОСТ 2688-80 (канат грузовой, первой марки из проволоки без покрытия, правой крестовой свивки, нераскручивающийся).

Определяем фактический коэффициент запаса прочности:

kф = 166000 / 25000 = 6,64 > 5,6.

Выбор барабана, блоков и крюковой подвески. Требуемый диаметр блока при e = 22,4 (смотреть таблица 2.7) рассчитывается по формуле:

Dб = d · e, (2.10)

Dб =16,5 · 22,4 = 369,6

Исходя из грузоподъемности, режима работы и диаметра каната, выбираем крюковую подвеску типа I грузоподъемностью 12,5 т, имеющую блоки диаметром D = 450 мм, с расстоянием между блоками b = 266 мм.

Требуемый диаметр барабана определяется по формуле:

D=0,85 d · e, (2.11)

е = 20,0 (смотреть таблицу 2.5).

D=0,85 · 16,5 · 20 = 280,5 мм

Учитывая, что диаметр каната составляет d = 16,5 мм, выбираем барабан типа БК 400 с диаметром D = 400 мм.

Таблица 2.7 - Канат двойной свивки типа ЛК-Р

Диаметр каната, мм	Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната, кг	Разрывное усилие каната в целом, Н, не менее, для маркировочной группы, МПа
		1372	1568	1764	1960
1	2	3	4	5	6
8,3	256	-	34800	38150	41600
9,1	305	-	41550	45450	49600
9,9	356,6	-	48850	53450	58350
14	728	86700	98950	108000	118000
15	744	100000	114500	125500	137000
16,5	1025	121500	139000	152000	166000

Длина каната, навиваемого на барабан с одного полиспаста, при Z1 = 2 (число обязательных запасных витков) и Z2 = 3 (число витков под зажимом) составляет

Lк = H · u + рD(Z1 + Z2) = 16 · 2 + 3,14 · 0,4 (2 + 3) = 38,3 м

Рабочая длина барабана для навивки каната с одного полиспаста при t = 19 мм, где t - шаг витка, принимаемый при числе слоев m = 1 и коэффициенте ц = 1 по таблице 2.6, равна

Принимаем расстояние между правой и левой нарезками на барабане (длину не нарезанной части) равным расстоянию между ручьями блоков в крюковой обойме, т. е. l = b = 0,26 м.

Находим полную длину барабана (расчетную, но не конструктивную):

L = 2Lб + l = 2 ? 0,55 + 0,26 = 1,36 м

Выбор двигателя и редуктора. Статическая мощность двигателя равна:

Nc = Q ? Vгр / 1000 ? зп = 100000 ? 0,2 / 1000 ? 0,8 = 20000 / 800 = 25 кВт

Выбираем электродвигатель 4A250S10У3 мощностью 30 кВт и частотой вращения 600 об/мин.

Определяем линейную скорость каната, навиваемого на барабан:

Vкан = Vгр ? и = 0,2 ? 2 = 0,4 м/с

Вычисляем угловую скорость барабана:

щб = Vкан / (D / 2) = 0,4 / (0,4 / 2) = 2 с-1

Определяем скорость барабана:

nб ? 10 щб = 20 об/мин

Находим передаточное число редуктора:

uред = nдв / nб = 600 / 20 = 30

Выбираем редуктор трехступенчатый, крановый, типоразмера ВК-475, исполнения 3, частотой вращения на быстроходном валу nбыстр = 600 об/мин и передаточным числом uред = 29,06.

Проверка скорости механизма подъема груза.

щб = р nб / 30 = Vкан / (D / 2), (2.12)

Vкан = р nб D / 30 · 2, тогда скорость подъема вычисляется по следующей формуле:

Vгр = рnдв · D / (60 · и · иред) = 3,14 · 600 · 0,4 / (60 · 2 · 29,06) ? 0,216 м/с

3. Организация предприятия

3.1 Режим работы предприятия

Режим работы предприятия представляет одну из важных сторон организации производства, оказывает существенное влияние на использовании во времени основных производственных фондов, особенно их активной части, а также на производительность труда рабочих.

Под режимом работы предприятия понимается установленная продолжительность и порядок производственной деятельности предприятия.

Он определяет число рабочих и нерабочих дней и часов в году, число рабочих смен в сутки и продолжительность рабочей смены. Годовой режим работы предприятия может быть прерывным и непрерывным.

Под непрерывным понимают такой режим работы, при котором работы производится в течение всего года без общих выходных дней. Непрерывный годовой режим работы обуславливается технологией производства. При этом режиме сложно организовать техническое обслуживание и ремонт оборудования, появляется необходимость подмены постоянного состава рабочих, увеличивается их списочная численность, создаются трудности в организации отдыха рабочих. Для проведения капитальных и текущих ремонтов оборудования выделяется специальное время.

При прерывном режиме предприятие имеет общие выходные и праздничные дни. Прерывный годовой режим работы имеет следующие положительные стороны:

- создаются нормальные условия для проведения планово-предупредительных ремонтов;

- общие выходные дни;

- повышается надежность и увеличивается срок службы оборудования без существенных изменений его технических характеристик;

- обеспечивается постоянный состав рабочих.

Недостатком прерывного режима работы является уменьшение планового фонда рабочего времени, что может привести к ухудшению использования основных производственных фондов.

Эффективным принято считать такой режим работы, при котором обеспечивается максимально возможное использование основных фондов и повышение производительности труда, а также создаются нормальные условия для труда и отдыха работающих.

Основные виды и их особенности:

-Односменный график

По обычному или односменному графику трудится большинство работающих граждан. Это самый распространённый рабочий режим.

-Ненормированный график

Под ненормированным графиком подразумевают трудовую деятельность, выходящую за пределы стандартного графика, принятого на предприятии.

-Гибкий график работы. Устанавливается только для определённых категорий работников (например, беременных или имеющих детей сотрудниц, лиц, присматривающих за инвалидами, и так далее).

-Сменный график. Посменная работа или сменный график также достаточно распространённая трудовая практика, позволяющая обеспечить беспрерывную деятельность юридического лица.

-Вахтовый график. Работа вахтовым методом также относится к сменному виду трудовой деятельности. Сотрудник обязан трудиться вне места своего постоянного проживания, и при этом не может вернуться домой на ночь или в выходные дни.

Раздробленный рабочий график. Раздробленный рабочий день устанавливается в зависимости от характера производственной деятельности.

Если в течение дня или смены наблюдается снижение интенсивности работ, они могут быть разделены на части (раздроблены).

Таблица 3.1-Прерывный график выходов одно - сменный, одно - бригадный

Смена	Дни месяца
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
1	8	8	8	8	8			8	8	8	8	8			8	8	8	8	8			8	8	8	8	8			8	8

Таблица 3.2- Баланс рабочего времени одного среднесписочного рабочего

Наименование	Количество дней, (непрерывный режим работы)	Количество дней, (прерывный режим работы)
1	2	3
Календарный фонд рабочего времени	365	365
Праздничные и выходные	154	119
Номинальный фонд рабочего времени	211	246
Невыходы и неявки В том числе: -отпуск -болезни -государственные обязанности -прочее	32 22 5 2 3	41 24 8 5 4
Плановый фонд рабочего времени	179	201
Коэффициент списочного состава	2,04	1,22

Коэффициент списочного состава.

1) Непрерывный режим работы по формуле 3.1

Ксп = КФРВ / ...