Диплом: Портальный кран «Кондор»
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
Портальный кран «Кондор»ВведениеЗа последнее десятилетие практически полностью прекратились поставки новых портальных кранов в морские порты России.Порты России в настоящее время располагают около 900 рельсовыми портальными кранами, из которых 80% имеют возраст более 12 лет и около 40% – более 20 лет. В этой связи задача продления эксплутационного ресурса портальных кранов в современных условиях заключается в поиске оригинальных нестандартных решений, обеспечивающих снижение затрат на восстановление, ремонт и техническое обслуживание основных узлов и систем. Тема заданного дипломного проекта посвящена модернизации портального крана «Кондор», эксплуатируемого в ОАО «Новороссийский морской торговый порт». 1. Технология перегрузочных работТранспортно - экономические характеристики порта НовороссийскГород Новороссийск расположен в северной части побережья Черного моря на берегу Цемесской бухты. Длина бухты 15 км, ширина у входа 9 км, глубина 21-27м. В городе Новороссийск имеются три основных предприятия специализирующихся на переработке грузовых потоков – это торговый порт, лесной порт, рыбный порт. Важнейшую роль в обработке грузопотоков занимает ОАО «Новороссийский морской торговый порт». Технические мощности данного предприятия позволяют охватить весь спектр грузовых операций по перевалке грузов с данного вида транспорта на другой. Порт располагает тремя грузовыми районами – западный, центральный, восточный специализирующихся на перевалке сухих грузов и нефтегавань для переработки наливных грузов. Для нормальной обработки грузопотока в порту имеется н6еоюходимое количество складских площадей, ремонтного и монтажного оборудования, перегрузочной техники большой и малой механизации. В состав перегрузочного оборудования входят портальные краны: Альбатрос – 10т, Альбрехт – 10т, Сокол – 32т, Атлант – 40т, Ганц – 5т, пневмомобильные краны «Готвальд» грузоподъемностью 63т и 100т. В состав П.О. входит техника малой механизации – погрузчики, тягачи, ричстакеры и т.д. Годовой грузооборот порта Новороссийск в 2001г составил 58 млн. т. Расчетный грузооборот причала Суточный расчетный грузооборот причала:   tнр = 1 сут. – количество нерабочих по метеоусловиям. Месячный расчетный грузооборот  Кн = 1,2 – коэффициент месячной неравномерности грузопотока Продолжительность навигации  тогда Qн = 40000 контейнеров – новигационный грузооборот Транспортные средства, их характеристика, режим поступления под обработку Выбор типа судна т/х “Кишинев” Длина наибольшая 123,5м Ширина судна 15м Количество: палуб, трюмов, люков ….. 1/4/4 Чистая грузоподъемность ….. 3850т Осадка судна: порожнем . 1,65м в грузу ….. 4,5м Трюм
 Dr = 3850т – чистая грузоподъемноть  Fтр= 16,4·15+3(18,4·15)=955м2 Количество груза загружаемого в трюмы Трюм № 1 По длине  По ширине  По высоте  nобщ= 2·2·6 = 24 Нагрузка на пайол от груза  - удовлетворяет.Трюм № 2, 3, 4 По длине 2 шт По ширине 6 шт По высоте 2 ш Nобщ = 24 шт Нагрузка на пайол трюма q=2т/м2  [q] – удовлетворяет.Погрузка на люки принимаем 60 шт Фактическая грузоподъемность Dф = 4·24+60=156шт=3120т Среднее количество судов, поступающих под обработку в порт в течение суток  Qн = 40 тыс. шт. – навигационный грузооборот Кн=1,2 - коэффициент неравномерности грузопотока Dф= 156 шт загруженность судна Тн =328сут – период навигации  Средний интервал между судами  выбор типа вагона Платформа (модель 13-401) Грузоподъемность 63 Длина внутри кузова 13300 мм Ширина внутри кузова 2770 мм Высота бортов 500 мм Высота до уровня пола 1302 мм Загруженность вагона По длине  По ширине и по высоте 1шт. nобщ = 2шт. число вагонов подаваемых на причал под обработку  Qн = 40000шт – навигационный грузооборот Кн = 1,2 – коэффициент неравномерности груза потока Тн = 328сут – навигационный период, тогда  Количество подач сутки  Средний интервал между подачами вагонов  расчет складов Емкость причала склада Е=КслQс+ ℓ3 Qс = 3120т = 152шт – кол-во груза на судне Ксл = 1,3 – коэффициент сложности исходящего из порта на море грузопотока ℓ3= нормативный запас емкости на возможное несовпадение режимов обработки морских судов [ℓ3]= 1,5·152=228шт Запас емкости рассчитывается  τ = 2 сут. - норма запаса Кмес = 1,2 – коэффициент месячной неравномерности Тн = 328 сут – период навигации, тогда  - выполняетсяплощадь склад рассчитывается  k = 0,75 – коэффициент использования полезной площади q = 10 т/м2 – нагрузка на площадь занятую грузом, тогда Е = 1,3·152+228шт= 425шт. F =  Длина склада равна Lскл =1,2Lс=1,2·123,5=148м Ширина склада Вскл=  Расчет производительности технологической линии а) Схема механизации с использованием мягких контейнеров Расчет производительности портального крана Р=  G = 4т – вес подъема Время цикла Тц = 2(t1 + t2 + t3)+ t8 + t9 + t10 + t11 + t12 Время подъема t1 =  Нп = 8м - высота подъема груза Vп = 63м/мин – скорость подъема груза  - время разгона и торможения механизма подъема кранаt1 =  время опускания груза t2 =  Но = 6м – высота опускания груза Vо = 93м/мин - скорость опускания t2=  Время поворота стелы t3 =  α = 90˚ - угол поворота груза пвр =1,5об/мин скорость поворота  , тогдаt3 =  t8 = 80с – время подачи груза на судно t10 = 50с – время застропки груза t11 = 50с – время установки и отстропки груза Тц = 2(11,5 + 7 + 14) + 80 + 50 · 2 = 255с  потребность в грузовых причалах  Qмес = 444 шт – месячный грузооборот Кмес = 0,9 – коэффициент, учитывающий метеоусловия Кзан = 0,75 – коэффициент занятости причала Nпр =  причал.Определение оптимального количества Т.Л. на морском грузовом фронте  qпр = 252шт – расчетный суточный грузооборот Qс = 3120 – кол-во груза на судне tэф = 21ч – продолжительность причала в сутки tвсп = 6ч – продолжительность вспомогательных операций. N=  Проектные показатели Комплексная норма выработки КНВ = Ртхч · 7 = 98т/см Норма выработки НВ =  Комплексная норма времени КНВр =  Норма времени НВр =  План график грузовой обработки судна Учитываются следующие перерывы в перегрузочном процессе: три обеда по 40мин = 2ч за сутки; две пересменки по 30 мин = 1ч за сутки; затраты времени на смену ГЗУ 0,5ч; время на перестановку крана с трюм на трюм 20мин = 0,33ч Расчет времени загрузки каждого трюма Трюм № 1, 2, 3, 4. tгр =  загрузка палубы судна tгр=  фактическое время загрузки судна tф = 2 · 1,72 + 2,14 + 2 · 0,33 = 4,2ч. 2. Конструктивно-техническое и технИКо-экономическое обоснование параметров перегрузочного комплекса 2.1. Технико-эксплуатационные характеристики портального крана «Кондор» Назначение и технические характеристики крана «Кондор» Кран «Кондор» спроектирован и изготовлен на заводе «VЕВ Кгаnbau Eberswalde» в Германской Демократической Республике. Кран предназначен для перегрузки контейнеров международного стандарта, штучных и навалочных грузов. Преимущественное применение крана для перегрузки контейнеров и штучных грузов определяет его конструктивные особенности. Технические данные крана: Тип крана портальный электрический Тип стреловой системы шарнирно-сочлененная стрела с прямым хоботом и жесткой оттяжкой Грузоподъемность крана, т:
- до центра зева крюка крюковой подвески 28,5 - до днища контейнера типа 1С (20-футового) 19,2 - до днища контейнера типа 1А (40-футового) 16,8 до рабочей поверхности грузоподъемного электромагнита: при вылете стрелы 12м;- 21,0 при вылете стрелы 32 м 12,0 до режущей кромки челюстей раскрытого грейфера 15,5 Наибольшая глубина опускания о/г головки рельса кранового пути, м: до центра зева крюка крюковой подвески 13,0 до днища контейнера типа 1С (20-футового) 12,8 до днища контейнера типа 1А (40-футового) 15,2 до рабочей поверхности грузоподъемного электромагнита 10,0 до режущей кромки челюстей раскрытого грейфера 10,0 Скорость, м/мин: подъема груза 40 спуска груза 47 изменении вылета стрелы 40 передвижения крана 20 Частота вращения, об/мин: поворотной части крана 1,0 траверсы грузоподъемного электромагнита 1,0 Наибольший угол разворота траверсы грузоподъемного электромагнита, град 120 Колея портала, 10,5 или 15,3 База портала, м 10,5 Наибольший задний габарит поворотной части, м 7,5 Общая высота крана со стрелой на минимальном вылете, м 51,5 число ходовых колес: общее 32 в том числе приводных 16 Наибольшее вертикальное давление ходового колеса на рельс, кН (тс): в рабочем состоянии 255(25,5) в нерабочем состоянии 229(22,9) Наибольшее горизонтальное давление ходового колеса на рельс, кН (тс): в рабочем состоянии вдоль рельса 91 (9,1) в рабочем состоянии поперек рельса 280(28,0) в нерабочем состоянии вдоль рельса 220(22,0) в нерабочем состоянии поперек рельса 358(35,8) Масса крана при работе с крюковой подвеской, т 371 Энергопитание: род тока Переменный трехфазный частота, Гц 50 Напряжение, В: ввода на кран 380 электродвигателей основных механизмов 380 цепей управления 220 сетей освещения и отопления 220 Режим работы механизмов крана, оборудованного различными грузозахватными органами, приводится в таблице 2.1. Таблица 2.1. Режим работы механизмов крана
Работа крана допускается: при температуре воздуха t от – 40 до + 40°С, при скорости ветра не более 20 м/с. Наибольшая скорость ветра, при которой разрешается перегрузка краном различных видов грузов, устанавливается Правилами безопасности труда в морских портах и не превышает 20 м/с. Состав, устройство и работа кранаДвухпутный четырехопорный портал опирается на 16 двухколесных ходовых тележек, 8 из которых имеют привод (рис. 2.1).Поворотная часть крана крепится на поворотной колонне, которая опирается на портал с помощью подпятника и опорных катков. На поворотной колонне установлены: машинное помещение с механизмом подъема, кабина управления, механизм поворота, механизм изменения вылета и шарнирно-сочлененная стреловая система. Стреловая система состоит из стрелы, хобота, жесткой оттяжки и коромысла, к которому крепится противовес. Электропривод механизма изменения вылета стрелы и каждой лебедки механизма подъема состоит из двух электродвигателей, один из которых работает в приводном режиме, другой — в режиме динамического торможения. Механизм поворота имеет 2 приводных электродвигателя, подключенных параллельно. При нажатии кнопки и педали или только педали осуществляется динамическое торможение одним или двумя электродвигателями. В режиме динамического торможения электродвигатели питаются постоянным током от выпрямителей. В приводе механизма передвижения установлены 8 электродвигателей. Каждый из 16 тормозов механизмов имеет электрогидравлический толкатель. Пуск электродвигателей основных механизмов осуществляется автоматически в функции времени с помощью контакторно-релейной аппаратуры и пускорегулировочных резисторов. Частота вращения электродвигателей определяется положением рукоятки командоконтроллера. У электродвигателей механизмов подъема, поворота и изменения вылета стрелы пускорегулировочные резисторы включены в цепь ротора, у электродвигателей механизма передвижения — в их общую статорную цепь. На кране применена индивидуальная компенсация реактивной мощности; параллельно приводным электродвигателям основных механизмов подключены конденсаторные установки. Электропитание крана осуществляется от электрической колонки с помощью четырехжильного шлангового кабеля сечением 3×185+1×95 мм2. Кабельный барабан имеет грузовой привод. Подключением вспомогательного кабеля сечением 4×25 мм2 обеспечивается возможность перегона крана на расстояние до 100 м в обе стороны от электрической колонки. Установленная суммарная мощность приводных электродвигателей (при ПВ 40%) всех механизмов составляет 377 кВт. Средний ток, потребляемый электродвигателями механизмов при различных совмещениях рабочих движений крана, не превышает 740 А. Пиковый ток, потребляемый электродвигателями в момент их пуска при различных совмещениях рабочих движений крана, не превышает 1100А. Среднее значение 0,80—0,85 коэффициента мощности (соs φ) для крана в целом достигается только при работе с грузом не менее 16 т и колебании напряжения питания в пределах 351,5—380В. В комплект поставляемых с краном грузозахватных органов входят: крюковая подвеска, поворотная подвеска с грузоподъемным электромагнитом, 2 спредера для перегрузки контейнеров типа 1С (20-футовых) и 1А (40-футовых). Кроме грузозахватных органов, в комплект крана входят: инструмент, сменно-запасные части, вспомогательные устройства для перевода крана на перпендикулярные пути, техническая документация. В табл. 2.2 приводятся модификации крана «Кондор» 1974— 1984 гг. постройки и вводятся условные обозначения этих модификаций. При составлении настоящей Инструкции за базовую принимается конструкция крана «Кондор» 1982 г. постройки — модификация К9. Таблица 2.2. Условные обозначения модификаций портального крана «Кондор»
2.2. Ремонтный цикл портального крана «Кондор»Наименьший повторяющийся период эксплуатации изделия, в течение которого в определенной последовательности осуществляется установленные виды технического обслуживания и ремонта, предусмотренные нормативной документацией, называется ремонтным циклам.Продолжительность ремонтного цикла для каждой группы машин определяется в соответствии с конструкцией машины, окружающей средой и равна времени (или наработке машины) между капитальными ремонтами (или между вводом в эксплуатацию и её первым капитальным ремонтом). Следует отметить, что нет еще научно – обоснованных данных, определяющих длительность ремонтных циклов. Поэтому при составлении графиков ППР, исходит из нормативов, выполненных главным образом опытно – статистическим путем. Эти нормативы отражают действительный износ с достаточной точностью приближения. Время работы подъемно – транспортной машины между очередными одноименными ремонтами, называется межремонтным периодом. Количество, периодичность и наименование ремонтов и технических обслуживаний за межремонтный цикл, называется структурой ремонтного цикла. Периодичность ремонта крана определяется наработкой в тоннах перерабатываемых грузов или в машино-часах. Допускается выполнение капитального ремонта агрегатным методом, при наличии парка запасных агрегатов. Замена механизмов должна выполнятся одновременно, после чего машина должна пройти полное техническое освидетельствование записью результатов в паспорте. Наработка для портального крана при перегрузке навалочного груза составляет для текущих ремонтов – 2400маш/час, а капитальных 14400 маш/час, Ремонт ПТМ производят с выводом их из эксплуатации в плановом порядке. Периодичность вывода машины на ремонте определяется по указанным настоящего раздела. Объем ремонтных работ определяется фактическим износом сборных единиц и деталей машин. Ремонт должен обеспечить надежную и безотказную работу машин до очередного планового ремонта. Вывод ПТМ на ремонт должен производиться в соответствии с графиком ремонта. Ремонт ПТМ силами предприятия осуществляют ремонтные бригады. Рабочие по технологическому обслуживанию и ремонту ПТМ могут привлекаться к производству ремонтных работ. Плановые ремонты ПТМ всех видов ведутся по соответствующим ремонтным и дефективным ведомостям, составленным на основании актов периодических осмотров. Ремонтные и дефективные ведомости подготавливаются до начала ремонта в следующие сроки: - текущего ремонта – за 1месяц; - капитального ремонта – за 3 месяца. Перед постановкой на плановый ремонт перегрузочные машины должны быть подвергнуты периодическим осмотрам для уточнения состава и объема работ. Результаты периодических осмотров оформляют актом. Уточнение составов и объема работ производиться в процессе демонтажа, разборки и выбраковки деталей и сборных единиц машины. Если при наступлении календарного срока очередного ремонта техническое состояние перегрузочной машины допускает ее дальнейшую эксплуатацию, планируемый ремонт может быть отсрочен. Отсрочка ремонта производиться на основании акта периодического осмотра с соответствующим заключением. Выполнение ремонтных работ, выбраковка изношенных деталей, подлежащих замене или восстановлению, а также выбор способа восстановления производится в соответствии с документацией завода -изготовителя, а в случае ее отсутствия – по техническим требованиям. Ориентировочная продолжительность текущего – 30 суток и капитального ремонта – 90 суток. 2.3. Показатели эксплутационной надежности портального крана «Кондор»Численные значения показателей эксплутационной надежности одних и тех же кранов в различных условиях эксплуатации могут различаться в несколько раз. Это обстоятельство приводит некоторых исследований к мысли о принципиально невозможности нормировать и контролировать надежность, как составляющую технического уровня и качества.Разброс, однако, существенно уменьшается, если оговорить определенные номинальные условия и рассматривать соответствующие им номинальные показатели. Такие показатели могут быть использованы для оценки надежности, а также для обобщенных технико-экономических расчетов. Оговорим основные условия, при которых определяются номинальные показатели. 1. Режим работы крана и его механизмов соответствуют паспортным по продолжительности и частное включение, а также по использованию по грузоподъемности. Состояние окружающей атмосферы и подкрановых путей находится в пределах норм, принятых для кранов данного типа. 2. Полностью исключаются отказы, связанные с грубым нарушением норм эксплуатации, а также с качественным ремонтом. 3. Принятым при расчете стоимостных показателей процент накладных расходов соответствует некоторому среднему для характерных мест использования кранов. Для кранов общего назначения его можно принять порядка 300%. 4. Методы организации и уровень механизации ремонтных работ соответствуют оптимальным, достигнутым на предприятиях, являющихся наиболее квалифицированным потребителями данного типа кранов. Для большинства практических приложений достаточного определить три основных показателях: - параметр потока внезапных отказов; - ωвн (или обратную ему величину); - наработку на внезапный отказ Товн; - удельную оперативную трудоемкость технических обслуживаний Sуто. Для портального крана»Кондор»грузоподъемностью 40т режима работы 6к в условиях ОАО «Новороссийский Морской Торговый Порт» эксплуатируемого на причале №16 имеем, ωвн = 0,005 1/ч Sур= 0,09 ч/ч Sуто=0,07 ч/ч Тогда удельная продолжительность устранения внезапных отказов. Тувн=ωвн∙Тввн=0,005∙0,8=0,004 ч/ч Продолжительность всех ремонтов, а  Удельная стоимость ремонтов Сур= 0,09∙8=0,72д/ч Удельная стоимость (ремонтов) обслуживания Суто = 0,07∙2,5=0,125 д/ч Вероятность безотказной работы крана в течение любого времени ± в предложении экспоненциального заказа распределения наработки между отказами может быть получена по формуле:  При восьмичасовой смене, например  Коэффициент готовности  Коэффициент технического использования  3. Спецчасть. модернизация портального крана «кондор» для перегрузки контейнеров в условиях оао «новороссийский морской торговый порт»3.1. Методика расчета металлоконструкции шарнирно-сочлененных стреловых системСуммарное напряжение в поясе балочной стрелы будет: где Fn – площадь пояса Поперечную стойку в месте крепления к поясу следует проверить на изгиб от действия К. Расчетный случай, учитывающий неустановившееся движения механизма изменения вылета в настоящей методике не рассматривается. На прямую уравновешенную стрелу действуют следующие нагрузки: Q-вес груза с грузозахватным устройством;  Где Sny – усилие в сравнительном полиспасте, обеспечивающем горизонтальное движение груза при изменении вылета стрелы(m¢-кратность уравнительного полиспаста, принимаются при m=1, m¢=3 и при m=2, m¢=5). Pb, Py, Pk, G, T¢u, T-силы, аналогичные ранее рассмотренные для прямой неуравновешенной стрелы. Расчетная схема стрелы в плоскости качения ее может быть использована как для не уравновешенной стрелы, но в качестве поры А следует рассматривать шарнир С крепления рейки к стреле. Ход расчета этой стрелы ничем не отличаются рассмотренного ранее. Проверка сечений на усталостную прочность проводиться по нагрузкам для расчетных случаев 1а и 2в, при этом ход расчета сохраняется таким же, как и для случаев 2а и 2в. В шарнирно-сочлененных стреловых системах на стрелу действуют следующие нагрузки. Q – вес груза с грузозахватным устройством; Sny – усилие в сравнительном полиспасте, обеспечивающем горизон-тальное движение груза при изменении вылета стрелы(m¢ – кратность уравнительного полиспаста, принимается при m=1, m=3 и при m=2, m¢=5). Pb, Py, Pk, G, T¢u, T – силы, аналогичные ранее рассмотренные для прямой неуравновешенной стрелы. Расчетная схема стрелы в плоскости ее может быть использована как для неуравновешенной стрелы, но в качестве опоры А следует рассматривать шарнир С крепления рейки к стреле. Ход расчета этой стрелы ничем не отличаются рассмотренного ранее. Проверка сечений на усталостную прочность проводится по нагрузкам для расчетных случаев 1а и 1в, при этом ход расчета сохраняется таким же, как и для случаев 2а и 2в. В шарнирно-сочлененных стреловых системах на стрелу действуют следующие нагрузки. Q – вес груза с грузозахватным устройством;  и  Т¢ и Т – силы, вызванные отклонением грузовых канатов от вертикали соответственно в плоскости и из плоскости качения стрелы; Gc, Gx, Go – вес стрелы, хобота и оттяжки. Pв – ветровая нагрузка; Рс,Рк – центробежная и касательная силы инерции; S1 – усилие в стреловой тяги соединяющей коромысло противовеса со стрелой; Рр – усилие в рейке. При действии груза Q на стреловое устройство к хоботу приложено три силы: вес груза «Q» и две реакции в шарнирах соединения хобота со стрелой и оттяжкой. Так как хобот находится в равновесии и силы непараллельны, то они должны пересечься в одной точке. Продолжим ось оттяжки до пересечения с направлением силы Q, в эту же точку должна идти третья реакция, действующая на стрелу. Перенесем силу Q в точку О, и ...
|
|
Простая ссылка на эту работу:
Ссылка для размещения на форуме:
HTML-гиперссылка:
|
Добавлено: 2010.10.21 Просмотров: 2974 |
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
