Модернизация крана-штабелера (конструкторский раздел дипломного проекта)

Содержание

Введение 5
1 Аналитический обзор конструкций кранов-штабелеров 
1.1 Область применения 7
1.2 Общее устройство крана-штабелера 10
1.3 Металлоконструкция кранов-штабелеров 15
1.4 Описание предлагаемой конструкции крана-штабелера 20
1.5 Управление краном-штабелером 26
1.5 Обоснование темы проекта 28
2 Исследовательский раздел 29
3 Проектные расчеты механизмов крана 31
3.1 Расчет механизма подъема 31
3.2 Расчет механизма передвижения крана 40
3.3 Расчет гидропривода механизма передвижения крана 
3.4 Прочностные расчеты 60
3.5 Эксплуатация и техническое обслуживание крана-штабелера 64
4 Безопасность жизнедеятельности на производстве 72
5 Организационно – экономическая часть 80
5.1 Расчёт продолжительности технологического цикла 
5.4 Расчет стоимости крана 82
5.5 Расчет годовых отчислений на амортизацию 83
5.6 Показатели системы ТО и Р крана 84
5.7 Расчет продолжительности межремонтного периода крана 84
5.8 Расчет затрат на электроэнергию 87
5.9 Смета затрат на содержание и эксплуатацию крана 
Выводы и предложения 93
Приложения 98



1.4 Описание предлагаемой конструкции крана-штабелера

Стеллажный кран-штабелер, грузоподъемностью 2 т., предназначен для складирования сотовых телефонов в таре на металлических или деревянных поддонах в многоярусные стеллажи. Мостовой кран - штабелер установлен в закрытом складском помещении. Конструктивная схема крана показана на рисунке 1.1.
Кран-штабелер передвигается по опорному рельсу (крановый путь 1) между стеллажами. Нижняя опорная тележка 2 воспринимает основную нагрузку крана, при этом не нужны подвесные массивные пролеты как у мостовых кранов. На опорной тележке располагается механизм передвижения. В верхней части крана находится поддерживающая тележка 5, которая передвигается по подвесным крановым путям. Между тележками установлена колонна 3, на которой установлена грузовая тележка с механизмом перемещения телескопического стола и механизм подъема грузовой тележки.

Рисунок 1.1 - Конструктивная схема мостового крана - штабелера: 1 - крановый путь; 2 – тележка опорная; 3 - колонна; 4 - грузовая тележка; 5 – тележка поддерживающая

Техническая характеристика.
Грузоподъемность, т 2
Габариты груза, мм.
- длина 1125
- ширина 125
- высота 818

Механизм подъема:
- Редуктор РЧС-160-23.5-II
- Электродвигатель МТКF 410-4/24
- мощность, кВт 7/0,8
- число оборотов, об/мин 1370/200
Скорость подъема, м/мин
- транспортная 9,7
- установочная 3
Механизм передвижения
- Редуктор РЧН-80
- Редуктор РЧН-120
- Электродвигатель МТКF 410-4/24
- мощность, кВт 0,8
- число оборотов, об/мин 200
- Электродвигатель 4АА50В4У3
- мощность, кВт 0,09
- число оборотов, об/мин 1500
Стол телескопический
- ход, мм 975
- привод гидравлический
База штабелера, мм 3200
Максимальная высота штабелирования, мм 9700
Масса штабелера, т 5

Стеллажный кран-штабелер состоит из следующих основных узлов:
- Механизм подъема
- Механизм передвижения
- Стол телескопический
- Клеть
- Тележка опорная
- Кабина
- Ловильное устройство
- Тележка поддерживающая
- Ограничитель скорости
- Гидростанция
- Ограничитель грузоподъемности
- Электропривод

Механизм подъема.
Механизм подъема служит для подъема клети с грузом и кабины с оператором. Он состоит из электродвигателя двухскоростного МТКF 410-4/24, тормоза ТКТ-200, редуктора РЧС-160, открытой зубчатой передачи и барабана. Кинематическая схема механизма показана на рисунке 1.2.

Рисунок1.2 - Кинематическая схема механизма подъема: 1 – двигатель, 2 – муфта с тормозом, 3 – редуктор, 4 – зубчатая передача, 5 – барабан

Механизм передвижения.
Служит для перемещения штабелера вдоль стеллажных секций. Он состоит из двух электродвигателей, двух редукторов, муфты электромагнитной и тормоза. При быстром передвижении движение передается от электродвигателя МТКF 410-4/24, через редуктор РЧН-80 на приводное колесо. Электромагнитная муфта отключена.
При медленном перемещении вращение передается от электродвигателя 4АА50В4У3, через редуктор РЧН-120, электромагнитную муфту, редуктор РЧН-80 на приводное колесо. Кинематическая схема показана на рисунке 1.3.

Рисунок 3 - Кинематическая схема механизма передвижения:
1 – двигатель, 2 – редуктор, 3 – муфта, 4 – тормоз, 5 – ходовое колесо.

Стол телескопический.
Стол служит для размещения на нем груза и для подачи груза в соответствующую ячейку стеллажной секции. Стол телескопический состоит из приемного стола, промежуточного стола, двух направляющих, привода и рамы. Привод стола гидравлический от отдельной стоящей гидростанции.
Клеть.
Клеть предназначена для размещения на ней телескопического стола и кабины с оператором. Состоит клеть из сварной рамы коробчатого сечения, каретки, с помощью которой кабина перемещается относительно клети, четырех опор, с помощью которых клеть перемещается относительно колонны. На клети установлен также отклоняющий блок для грузового троса и ловильное устройство.
Тележка опорная.
Тележка опорная предназначена для крепления к ней механизма передвижения и колонны. Она состоит из балки коробчатого сечения, двух опор с приводным и поддерживающим колесами и двух буферных устройств.
Кабина.
Кабина служит для размещения в ней элементов управления краном. Она состоит из каркаса, обшитого листовой сталью сидения для оператора и входной двери. Кабина по отношению к клети может перемещаться в вертикальном направлении. Если клеть движется от самого нижнего положения вверх, то кабина остается на месте до тех пор, пока клеть не поднимется на высоту 880 мм. от своего нижнего положения, только тогда кабина начинает свое движение вверх вместе с клетью. Относительное движение кабины предусмотрено для максимального использования высоты штабелирования.
Ловильное устройство.
Служит для предотвращения падения клети с грузом и кабины с оператором при обрыве или ослаблении грузового троса. Крепится ловильное устройство к подвижной клети и перемещается с ней в вертикальном направлении. При обрыве троса срабатывает ограничитель скорости и через вспомогательный трос приводит в действии рычаги заклинивающего устройства, которое удерживает клеть от падения.
Тележка поддерживающая.
Тележка поддерживающая служит для поддерживания колонны штабелера в вертикальном положении. Она состоит из корпуса, сваренного из листовой стали, двух отклоняющих блоков, устройства против ослабления троса и двух поддерживающих катков.
Ограничитель скорости.
С целью повышения надежности и безопасности работы крана-штабелера к тележке опорной, с помощью болтов, крепиться ограничитель скорости. Работает он на центробежном принципе и блокирует движение крана-штабелера при случайном превышении скорости подъема или опускания груза. Другая задача ограничителя скорости ввести в действие ловильное устройство при обрыве троса.
Гидростанция.
Гидростанция крепиться к верхней части подвижной клети и служит для передвижения телескопического стола влево и вправо. Гидравлический привод обеспечивает передвижение телескопического стола в влево и вправо. Пластинчатый насос «НП» подает масло к гидрораспределителю «Р». Насос разгружен на бак через распредилитель «Р» при выключенных электромагнитах. Рабочее давление в гидросистеме настраивается предохранительным клапаном «КП» и контролируется манометром «М». При включении электромагнита «ЭМ 1» , распредилителя «Р» масло от насоса поступает в правую полость гидроцилиндра «Ц», а из левой полости вытесняется на слив. При этом происходит движение стола влево. При включении электромагнита «ЭМ 2» , масло от насоса поступает в левую полость гидроцилиндра, а из правой – на слив, движение стола в право.
Ограничитель грузоподъемности.
Ограничитель грузоподъемности служит для отключения механизма подъема при превышении веса груза больше допустимого. Крепиться ограничитель к поддерживающей тележке механизма ослабления каната.
1.5 Управление краном-штабелером
Управление краном-штабелером осуществляется из кабины оператором. В кабине расположено два пульта управления. Правый предназначен для включения механизма передвижения, а левый для механизма подъема клети с грузом. С целью обеспечения безопасной работы оператора в рукоятках пультов управления находятся кнопки «занятости рук». При включении пульта на передвижение (при выключенной кнопке «занятости рук» левой руки), включается двигатель малой скорости и тормоз ТКТ-300, а затем с помощью реле времени, включается двигатель большой (транспортной) скорости. При включении левого пульта управления (при выключенной кнопке «занятости рук» правой руки) включается малая скорость двигателя подъема клети и тормоз ТКТ-200, а затем с помощью реле времени, включается большая скорость двигателя.
Крайнее положение подъемного механизма фиксируется конечным выключателем. В кабине расположено 11 тумблеров с помощью которых, оператор задает необходимый ряд в стеллажной секции по вертикали, а на колоне штабелера расположено 11 лампочек, с шагом равным шагу ячеек в стеллажной секции по вертикали. На клети установлено фотореле, которое отключает привод механизма подъема при подходе к заданному ряду.
В зоне загрузки штабелера, на неподвижном пульте, расположено 29 тумблеров, с помощью которых оператор задает необходимый ряд по горизонтали. На раме опорной тележки установлено два фотореле в линию. При подходе к заданной ячейке срабатывает первое фотореле (вдоль стеллажной секции у каждой ячейки установлена лампочка), тем самым оно отключает большую скорость механизма передвижения и переключает его на малую скорость. При срабатывании второго фотореле отключается малая скорость, штабелер останавливается. Управление движениями телескопического стола влево или вправо осуществляется кнопками. Крайнее положение стола контролируются конечными выключателями. Опускание тары на полозья ячейки производится за счет малой скорости механизма подъема. После того как тару установили в ячейку, кнопкой включается обратный ход телескопического стола. Стол занимает среднее положение, что фиксируется конечным выключателем среднего положения.

Выводы и предложения

Целью дипломного проекта является модернизация крана-штабелера с целью расширения функциональности погрузочно-разгрузочных работ на складе сотовых телефонов, снижения их трудоемкости.
Внедрение предлагаемой конструкции позволяет уменьшить нагрузки на строительные конструкции здания, отказаться от подвесных крановых путей, улучшить условия труда обслуживающего персонала.
Для организации передвижения крана-штабелера используются напольный крановый путь (опорный рельс) и подвесной рельс, установленный на металлоконструкцию стеллажей.
Спроектированный привод крана-штабелера отличается от базового варианта меньшей потребляемой мощностью, высокой надежностью и безопасностью при работе крана.
Разработанные мероприятия повышения безопасности жизнедеятельности позволят уменьшить отрицательные воздействия на природу и человека.
Проведенные расчеты технико-экономической эффективности показали, что затраты на модернизированный вариант меньше, чем на базовый (на 16500 руб.), это говорит об экономической эффективности данной модернизации.
Таким образом, внедрение настоящего дипломного проекта является целесообразным и экономически эффективным.