1590

Система диагностирования автомобильных кранов с автоматизированной обработкой результатов на примере Калужской области

ID: 210602
Дата закачки: 19 Мая 2020
Продавец: Shloma (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
Дипломный проект

Дипломная работа выполнена на 15-и листах формата А1, пояснительная записка в объеме 108 листов формата А4 в соответствии с заданием.
 Разработана система диагностирования автомобильных кранов. Проработана конструкция автомобильного крана грузоподъемностью 16т. Содержание графической части соответствует выбранной тематике.
 Выполнены расчеты основных механизмов и элементов крана.
В технологической части разработан процесс ремонта неповоротной платформы в зависимости от вида дефекта. Разработано приспособление для проведения сварочных работ.
 Проведен анализ дефектов, возникающих на автомобильных кранах, эксплуатирующихся в Калужской области. Разработана система классификации и кодирования дефектов автомобильных кранов.
 Дано экономическое обоснование эффективности применения данного крана по сравнению с соответствующим краном предыдущего поколения.
 Проведен подробный анализ влияния различных промышленно-экологических факторов на крановщика и предложены способы снижения негативных воздействий этих факторов. Произведен расчет искусственного освещения кабины крановщика и расчет глушителя ДВС.



ОГЛАВЛЕНИЕ


1. Введение
2. Механизация
3. Конструкторская часть
4. Технологическая часть
5. Расчет гидравлической системы
6. Исследовательская часть
7. Приборы безопасности
8. Организационно-экономическая часть
9. Производственная и экологическая безопасность
10. Литературы
11. Приложения

Автомобильный кран, предназначен для выполнения погрузочно-разгрузочных и строительно-монтажных работ с обычными и разрядными грузами на рассредоточенных объектах. Максимальная грузоподъемность крана 16 т. В связи с этим, целесообразно применение крана при работе с грузами весом свыше 10 т. Например, при строительстве цехов заводов, при строительстве мостов, при работе с крупно габаритными грузами.
При работе крана, обслуживающему персоналу необходимо учитывать опасные зоны (зоны возможного падения и отскока груза).
Также перед работой необходимо правильно установить кран на строительной площадке.
Правильная установка крана на строительной площадке имеет важное значение для безопасного производства работ. Строительную площадку пе-ред установкой крана необходимо очистить от мусора и строительных отходов, поверхность спланировать, выровнять ямы, канавы и выбоины засыпать землей и утрамбовать. В зимнее время площадку необходимо очистить от снега до грунта и посыпать песком или щебнем.
Стреловые самоходные краны следует устанавливать на строительной площадке после проверки несущей способности грунтового основания, кото-рая должна соответствовать максимальному опорному давлению крана при наибольшей нагрузке. Другим важным критерием допустимости установки крана на строительной площадке служит угол осадки крана. Значительная деформация грунта не так опасна, если она происходит равномерно. Основ-ное влияние на устойчивость кранов оказывает угол наклона крана из-за неравномерной осадки грунта в связи с различными значениями давления опор крана на грунт. Работа крана на свеженасыпанном грунте запрещается. Такая работа может быть разрешена только при использовании инвентарных подстилающих устройств (шпал, плит, щитов). Надежнее для этих целей применять инвентарные подкрановые щиты из металлического проката различных профилей (труб, швеллеров).
Автомобильные, пневмоколесные и гусеничные краны разрешается устанавливать на краю траншеи или котлована при условии соблюдения расстояний, приведенных в таблице 2.1. При невозможности соблюдения этих расстояний откос должен быть укреплен.
Установка на строительной площадке стреловых самоходных кранов производится так, чтобы при работе расстояние между поворотной частью крана (при любом его положении) и строениями, штабелями грузов, колоннами было не менее 1 м. Кран нужно устанавливать на все имеющиеся дополнительные опоры.
Табл.2.1. Допустимые расстояния от основания
котлована (траншеи) до опоры крана.
Глубина
котлована
Нк, м Расстояние от основания откоса до ближайшей опоры
крана при ненасыпном грунте, м
 песчаном и
гравийном супесчаном суглинистом глинистом лессовом
сухом
1 1,5 1,25 1 1 1
2 3 2,4 2 1,5 2
3 4 3,6 3,25 1,75 2,5
4 5 4,4 4 3 3
5 6 5,3 4,74 3,5 3,5

 Под опоры следует подкладывать прочные и устойчивые подкладки. Кран нужно установит так, чтобы можно было с одного места выполнить максимум операций по подъемы и перемещению грузов. При этом безопас-нее выполнять работу с минимальными вылетами крюка и углами поворота платформы. Установка кранов должна производиться в соответствие с проек-том производства работ и инструкцией по эксплуатации крана, разработан-ной заводом-изготовителем.
 Установка грузоподъемных кранов на строительной площадке, размещение участков работ, рабочих мест, проездов транспортных средств и проходов для людей должны выполняться с учетом выделения опасных для пребывания людей зон, в пределах которых производиться подъем и перемещение грузов кранами.
 Зоны постоянно действующих опасных производственных факторов во избежание доступа посторонних лиц должны быть ограждены защитными ограждениями, удовлетворяющими требованиям ГОСТ 23407-78.
 Граница опасной зоны грузоподъемного крана определяется с учетом отлета (падения) груза, перемещаемого краном на наибольшем вылете стре-лы.
 Границы опасных зон стреловых самоходных кранов определяются исходя из следующих условий:
• установка крана для монтажа устойчивых элементов;
• установка крана для монтажа высоких неустойчивых элементов;
• установка крана вблизи штабеля складирования (здания и т.д.);
• установка крана вблизи котлована (траншеи);
• установка крана вблизи линии электропередач.
Границу опасной зоны при работе крана по монтажу устойчивых элемен-тов можно определить по формуле:
, (2.1)
где - радиус опасной зоны;
  - максимальный вылет крюка крана;
  - длина детали;
  - расстояние от вылета крюка до места возможного падения груза.
Расстояние должно быть не менее, м:
Табл.2.2
Высота подъема груза
Н, м Расстояние , м не менее

до 20 7
от 20 до 70 10



Рис. 2.1. Границы опасной зоны при работе крана по монтажу устойчивых элементов.
Например, определим границу опасной зоны, когда автомобильным краном КС – 4572 будет производиться монтаж плит.
Известно:
Наибольший вылет 18,4 м, длина плиты 5 м, наибольшая высота подъ-ема 21,7 м.
Согласно табл. 2 м. Подставим данные значения в формулу, получим:
 Границу опасной зоны при монтаже краном неустойчивых элементов можно определить по формуле:
, (2.2)
где   - радиус опасной зоны (вылет крюка);
  - рабочий радиус крана;
  - высота подъема груза;
Например, определим границу опасной зоны, при монтаже колонны автомобильным краном КС – 4572.
Известно:
Вылет 10 м, высота подъема груза 10 м.
Согласно табл. 2 м. Подставим данные значения в формулу, полу-чим:


Рис. 2.2. Границы опасной зоны при работе крана по монтажу неустойчивых элементов.
 Граница опасной зоны между штабелем конструкций (стеной здания, колонной) и поворотной частью крана может быть подсчитана по форму-ле:
, (2.3)
где   - габарит поворотной части крана;
  - радиус опасной зоны вращения крана;
  - расстояние между штабелем и краном не менее 1 м.
Например, определим границу опасной зоны между штабелем конструкций (стеной здания, колонной) и поворотной частью крана КС – 4572.
Известно:
Габарит поворотной части крана 2,95 м, расстояние между штабелем и краном принимаем 3 м.
Подставим данные значения в формулу, получим:


 Рис. 2.3. Границы опасной зоны между штабелем конструкций и пово-ротной частью крана.

Производство всех работ и пребывание людей в опасной зоне вращения крана строго запрещается.

Конструкторская часть.

Расчёт грузовой лебёдки.
Расчет будем вести по методическим указаниям [3].
 Задача расчёта.
Спроектировать механизм подъёма груза автомобильного крана.
 Исходные данные.
грузоподъёмность mг = 16000 кг;
высота подъёма H = 21,7 м.
скорость подъёма V = 0,14 м/с.
кратность полиспаста а = 4.
масса крюковой подвески mкр = 150 кг.
 3.1. Выбор каната и барабана.
 3.1.1. Находим грузоподъёмную силу по формуле
(3.1)
где g = 9,81 м/с - ускорение свободного падения.
Получим .
 3.1.2. Определяем КПД полиспаста по следующей формуле:
= , (3.2)
где = 0,98 – КПД блока на подшипниках качения;
к = 1 – число обводных блоков.
Получим
= = 0,95
 3.1.3. Рассчитываем наибольшее натяжение ветви каната, набегающей на барабан при подъёме груза по формуле:
, (3.3)
где = 1 – число полиспастов.
Получим F =
 3.1.4. Разрывное усилие каната в целом определяется по формуле:
, (3.4)
где - минимальный коэффициент использования каната;
  - символ, означающий смещение по таблице [3 стр.25] соответствия групп классификации и коэффициентов использования каната и выбора диа-метра. (Допускается изменение коэффициента выбора диаметра барабана , но не более чем на два шага по группе классификации в большую или мень-шую сторону, с соответствующей компенсацией, путём изменения величины на то же число шагов в меньшую или большую сторону), поэтому введём ряд смещений:
 Тогда получим ряд значений:
Имеем
Разрывное усилие каната ( ), для кратности , для основного и добавочных значений получим по формуле (4):

 3.1.5. Выбираем тип каната. Для автомобильного крана, работающего на открытом воздухе, при наличии пыли и влаги следует выбирать канат типа
ЛК – Р 6 19+1 о.с., ГОСТ 2688-80 с малым количеством проволок большого
диаметра. Этот канат обладает высокой абразивной и коррозионной износо-стойкостью.
 По найденным значениям находим значения диаметров каната и маркировочную группу, соответствующую условию прочности каната:
, (3.5)
где - разрывное усилие каната в целом (по каталогу).
Имеем следующие значения диаметров каната (в скобках указаны маркировочные группы (МПА) и разрывные усилия ( )):

  3.1.6. Минимальный диаметр барабана определяется по формуле
, (3.6)
где - коэффициент выбора диаметра барабана.
По таблице [3 стр.25], для заданной группы классификации механиз-мов, получают основное значение . При смещении по этой таблице вверх и вниз на два шага, находят значения , где
При определении минимального диаметра барабана получим основное
значение . При смещении по этой таблице вверх и вниз на два шага, имеем:
По формуле (3.6) получим:

  3.1.7. Расчётный диаметр барабана , принимают из ряда Ra20.
Имеем
ГОСТ 3241 – 80 «Канаты стальные. Технические условия» приводит ограничение: «Диаметр шейки барабана должен быть не менее 15 номиналь-ных диаметров каната». Следовательно, отбрасываем барабаны с .
 3.1.8. Длина барабана с односторонней нарезкой определяется по формуле:
(3.7)
где - шаг нарезки; - кратность полиспаста; - необходимая
длина каната на барабане ( =50м.) (условно).
Получим

 Как видно из расчётов, вариант с канатом диаметром 16,5мм даёт больший диаметр барабана при меньшей его длине.
Ради запаса примем:
диаметр барабана D = 450мм.
длина барабана L = 605 мм.
диаметр каната d = 16.5 мм.
На автомобильных кранах допустима навивка каната на барабан в не-сколько слоёв, следовательно, запаса каната на выбранном барабане будет достаточно.
3.1.9. Определим угловую скорость барабана по формуле:
, (3.8)
Получим
 3.2. Выбор гидромотора [4].
 3.2.1. Находим статическую мощность гидромотора по формуле:
, (3.9)
где =
= 0,9 – КПД механизма с цилиндрическим редуктором.
= 0,965 – КПД гидромотора.
Получим Вт. ( кВт).
 3.2.2. Крутящий момент создаваемый гидромотором:
, (3.10)
где - угловая скорость гидромотора.
,
=31,5 передаточное число редуктора (взято максимальное среди двухсту-пенчатых редукторов).
Получим .
 3.2.3. Потребный рабочий объём гидромотора:
, (3.11)
где = 16 МПА – перепад давлений на гидромоторе (выбираем ориентировочно [4 стр.22]).
=0,94 – механический КПД гидромотора в первом приближении.
Получим

По [4 стр.22] выбираем аксиально-поршневой регулируемый гидромо-тор 223.25.
Техническая характеристика гидромотора:
потребный рабочий объём гидромотора =214
перепад давлений на гидромоторе 16 МПА.
номинальная подача 4,840
частота вращения вала гидромотора 1400
(Регулировать на частоту 750 )

 3.3. Выбор редуктора.
Выбираем редуктор, оснащённый зубчатым венцом на выходном валу,
выберем универсальный двухступенчатый редуктор Ц2У – 250.
3.4. Выбор тормоза.
 3.4.1. Грузовой момент на барабане определяется по формуле:
, (3.12)
где =
Получим

 3.4.2. Статический момент на входном валу редуктора при торможении
определяют по формуле:
, (3.13)
где - КПД механизма, который можно принять равным КПД редук-тора.
Получим

 3.4.3. Тормозной момент, на который регулируют тормоз, определяют по формуле:
, (3.14)
где 2 – коэффициент запаса торможения.
Получим
=
Выбираем ленточный тормоз (при одинаковом тормозном моменте, по сравнению с колодочным и дисковым тормозами, он имеет меньшие разме-ры, что важно на автомобильных кранах).
При тормозном шкиве диаметром 180 мм, тормозной момент 800 Н м.

 3.5. Расчёт шпоночного соединения.
Для проверки работоспособности спроектированной конструкции сле-дует проверить надёжность шпоночного соединения тихоходный вал редуктора - зубчатый венец. Расчёт будет вестись по методике предложенной [6].
Выбранная шпонка: «Шпонка 22 14 90 ГОСТ 23360 – 78» (Шпонка призматическая).
Основным расчётом для призматических шпонок является условный расчёт на смятие.
 Условие прочности выбранной шпонки на смятие:
,
где
9585 Нм - вращающий момент (принимается равным грузовому моменту на барабане).
77 мм – диаметр вала, на который посажена шпонка.
90 мм – рабочая длина шпонки.
5,6 мм – глубина врезания шпонки в ступицу.
600 МПа – допускаемое напряжение смятия.
Получим:
490 МПа,
следовательно, неравенство выполняется.
Шпонка выбрана, верно.
Итоги расчёта:
Выбраны:
- редуктор Ц2У – 250.
- гидромотор 223.25.
- барабан диаметр 450 мм.
длина 605 мм.
- диаметр каната 16,5 мм.




Расчёт механизма поворота.
Расчёт будем вести по методическим указаниям [8].
Задача расчёта:
Спроектировать механизм поворота для поворотной части автомобильного крана.
Исходные данные.
грузоподъёмность (масса груза) 16000 кг.
длина стрелы (при максимальной грузоподъёмности) 9,7м.
вылет (при максимальной грузоподъёмности) 3,75 м.
угловая скорость поворотной части 0,18
масса крюковой подвески 150 кг.
3.6. Вес стрелы.
Стрела состоит из трёх секций: 9,7 м.; 15,7 м.; 21,7 м. (выдвижение сек-ций по 6 метров, то есть ход поршней 6 метров). Для расчёта нужно учиты-вать также и вес двух гидроцилиндров.
 Вес стрелы вычисляют из эмпирической зависимости:
, (3.15)
где 0,066 – коэффициент веса стрелы (мал потому, что стрела при подъё-ме груза расположена наклонно).
15,84 10 - грузоподъёмная сила.
3,75 .- вылет.
Получим
0,066 15,84 10 3,75 3,92 10
Плечо силы тяжести стрелы = 1,75м. (взято из геометрических соотно-шений между: длиной стрелы, точкой подвеса стрелы и вылетом груза).
 3.7. Момент сопротивления повороту поворотной части в период пуска:
, (3.16)
где - момент сил трения;
- момент динамический.
Момент сил трения:
0,5 , (3.17)
где =0,015 – приведенный коэффициент трения в подшипниках;
реакция упорного подшипника:
, (3.18)
15,84 10 - грузоподъёмная сила.
3,92 10 - вес стрелы.
9,81 , (3.19)
1300 кг – масса поворотной платформы (принята конструктивно с запа-сом).
Подставив в (3.19) , получим:
1300 9,81=1,3 10 .
Подставим в (3.18) , получим:
(15,84+3,924+1,3) 10 =21,1 10 .
Упорный подшипник выбирается по статической грузоподъёмности из условия . Этому условию удовлетворяет подшипник шариковый упорный 8314 . Его внутренний диаметр [7. стр. 20] d = 70 мм; d = 70.2 мм; наружный диаметр D =125 мм; высота h =40 мм; статическая грузоподъёмность С = 29 10 .
Расстояние между радиальными подшипниками равным 0,7 м.
Момент, изгибающий колонну:
М =3,75F +1,75F -0,75F , (3.20)
Получим
М = ( 3,75 15,84+1,75 3,92+0,75 1,3 ) 10 =65,3 10 .
Напряжение изгиба самой колонны
=М W [ ] = /(n k ) , (3.21)
где n = 1,4 – коэффициент запаса прочности;
k =1,3 – коэффициент безопасности;
= 314 10 Па – предел текучести (Сталь 35 ГОСТ 8731-72) (нормализа-ция).
W =n k М / , (3.22)
Получим
W = 1,4 1,3 65,3 10 /314 10 =37,8 10 м .
Реакции радиальных подшипников
F =M /0,7, (3.23)
Получим
F =65,3 10 /0,7=93,3 10 .
В качестве подшипников выберем два подшипника серии 2556 – роликоподшипник с короткими цилиндрическими роликами (ГОСТ 8328 – 57)
С = 187 10 ;
d = 280 мм. – диаметр внутреннего кольца.
D = 500 мм. – диаметр наружного кольца.
Подставим полученные соотношения в формулу для момента сил тре-ния, получим
Т =0,5 0,015(21,2 10 70 10 +93,3 10 2 280 10 )=4029 .
Динамический момент равен
Т =I Е , (3.24)
где I – момент инерции поворотной части крана вместе с грузом;
Е – угловое ускорение.
Е = а / , (3.25)
а = 0,15 м/c - минимальное угловое ускорение груза.
Получим Е = 0,15/3,75 = 0,04 .
Момент инерции
I = ( 1,75 + 3,75 + 3,75 + 0,75 ) , (3.26)
где = 1,3 – коэффициент, учитывающий инерционность поворотной части;
= 1,05 – коэффициент, учитывающий инерционность механизма
поворота;
= 4000 кг – масса стрелы;
= 150 кг – масса крюковой подвески;
= 16000 кг – масса поднимаемого груза;
= 1300 кг – масса поворотной части;
Подставив, получим
I = 1,3 1,05(4000 3,0625+150 14,0625+16000 14,0625+1300 0,5625) =
=32,8 10 кг м .
Полученные соотношения подставляются в (3.24):
Т =32,8 10 0,04 = 1,312 10 (13120 Н м).
Суммарный момент сопротивления повороту:
Т = 4029+13120 = 17149 Н м.
 3.8. Мощность гидромотора в период пуска.
Мощность гидромотора определится по формуле:
P = T / , (3.27)
где =0,18 . – угловая скорость поворотной части;
- КПД механизма поворота с цилиндрическим редуктором.
, (3.28)
= 0,96 – КПД двухступенчатого цилиндрического редуктора;
= 0,95 – КПД открытой зубчатой передачи;
Подставив, получим:
= 0,96 0,95= 0,912 ,
отсюда мощность гидромотора в период пуска:
Р = 17149 0,18/0,912 = 3385 Вт. (3,39 кВт.).
 Передаточное число редуктора U =48,67 (взято из стандартного ряда передаточных чисел для вертикальных двухступенчатых редукторов).
 Выбираем гидромотор 210.20В, нерегулируемый однопоточный, диа-метр поршня 20 мм; В – модификация корпуса из алюминиевого сплава; n =1500 об/мин. – частота вращения вала;
Следовательно, угловая скорость вала гидромотора
= = 157 .
Номинальный крутящий момент гидромотора
Т =P / = 157 Hм.
 3.9. Общее передаточное число.
U= , (3.29)
Получим
U=157/0,18 = 872
(Механизм поворота содержит: гидромотор, редуктор и открытую зубчатую передачу).
Следовательно:
U=U U , (3.30)
где U - передаточное число открытой зубчатой передачи.
Откуда
U =U/U , (3.31)
Получим
U = 872/48,67 = 17,9
 3.10. Расчётный крутящий момент на тихоходном валу редуктора в мо-мент пуска:
Т = Т U , (3.32)
Получим:
Т =157 48,67 0,96 = 7336 Нм.
 3.11. Расчет процесса пуска.
Максимальное время пуска при условии минимального ускорения груза:
t = , (3.33)

Получим: t = 0,18/0,04 = 4,5 c. (т.е. t = 1 … 4,5 c.)
Условие пуска:
Т , (3.34)
Имеем:
157 ,
т.е. условие пуска выполняется.
 3.12. Расчёт процесса торможения.
 Целесообразно принять время торможения меньшим или равным вре-мени пуска, т.к. трение в подшипниках и потери в механизме поворота способствуют торможению.
Примем время торможения равным 4с.
Т , (3.35)
где - момент инерции масс на первичном валу. Очень мал и им пренебре-гаем.
Получим равенство:
Т 10,98 Нм.
Укажем на чертеже механизма поворота техническое требование –
«тормоз отрегулировать на момент 11,5 Нм».
3.13. Расчёт открытой зубчатой передачи.
 Примем диаметр делительной окружности подвенцовой шестерни
d = 120 мм. (минимальное число зубьев шестерни: Z =17 … 25).
Модуль зубчатого зацепления:
m = d /Z , (3.36)
Получим:
m = 120/25 – 120/17 = 4.8 … 7.1 мм.
Примем m = 6; тогда Z = 120/6 = 20
Диаметр делительный подвенцовой шестерни:
d = 6 20 = 120 мм.
Число зубьев зубчатого венца:
Z = Z U = 20 17,9 = 358
Диаметр делительной окружности зубчатого венца:
d = m Z = 6 358 = 2148 мм.
Межосевое расстояние:
а = (d +d )/2 = (120+2148)/2 = 1134 мм.
Ширина зубчатого венца:
b = a ,
где = 0,1 … 0.4 - коэффициент ширины зубчатых колёс (примем =0,12)
Получим
b=0,12 1134 = 136,1 мм. (примем b = 140 мм.)

Расчёт стрелы телескопической.
 Задача расчёта состоит в определении прогиба стрелы при максималь-ной её нагрузке.
Условия расчёта:
 Расчёт телескопической стрелы и отдельных её элементов производится по максимальным нагрузкам, возникающим при различных случаях нагружения
её и различных положениях выдвижных секций.
Расчётная схема.
 Телескопическая стрела состоит из основания, средней и верхней сек-ций. Средняя и верхняя секции перемещаются по плитам относительно осно-вания. Максимальная длина каждого гидроцилиндра составляет шесть мет-ров. Длина стрелы в собранном состоянии составляет 9,7 м, при выдвижении средней секции - 15,7 м, при выдвижении верхней секции – 21,7 м.
На стрелу действуют:
- вес поднимаемого груза.
- собственный вес.
- усилие в грузовом канате.
- усилия в гидроцилиндрах подъёма стрелы и выдвижения стрелы.
- боковая нагрузка на оголовке стрелы.
Исходные данные.
21,7м. – максимальная длина стрелы (выдвинуты обе секции);
= 9,7м. – длина собранной стрелы;
15,7м. – длина стрелы (выдвинута средняя секция);
Составные части сечения стрелы подбирается таким образом, чтобы прогиб стрелы, при максимальном её нагружении, не превышал 2% от длины стрелы. Для проектируемого крана расчёт прогиба не ведётся из-за сложности проверки правильности расчёта. Следовательно, применяем стрелу с уже существующего крана аналогичной конструкции.

Технологическая часть.
Назначение детали в узле:
Неповоротная часть (платформа) крана представляет собой жесткую сварную раму с выносными опорами и механизмом блокировки задней подвески шасси. Неповоротная рама устанавливается на раме автомобильного шасси, с которой она соединена при помощи болтов или заклепок. В верхней части неповоротной рамы имеется опорно-поворотное устройство, на подвижной части которого закреплена поворотная часть грузоподъемной установки крана.
Неповоротная платформа является одним из основных элементов металлоконструкции крана.
В процессе эксплуатации крана, особенно в период интенсивной эксплуатации (в зимнее время, при тяжелых условиях работы), существует вероятность появления дефектов на кране, в частности на неповоротной платформе. Характерными дефектами металлоконструкции неповоротной части крана являются:
• дефекты сварных соединений;
• деформации и трещины в листовых элементах неповоротной рамы.
Существует несколько методов обнаружения дефектов металлоконструкции. Начиная от визуального осмотра, позволяющего выявить дефекты, представляющие явную опасность возможного хрупкого разрушения, и заканчивая применением неразрушающих методов контроля с высокой разрешающей способностью при обнаружении дефектов (ультразвуковой, рентгеновский, электромагнитный и другие методы).

Ремонт неповоротной платформы в случае обнаружения трещины в сварном шве.

Предлагаемый технологический процесс проведения ремонта.
Маршрут проведения ремонта металлоконструкции:
 Подготовка под сварку:
Операция 005 – зачистка.
Операция 010 – дефектация.
Операция 015 – термическая кислородная резка.
Операция 020 – зачистка.
Операция 025 – слесарная.
Операция 030 – зачистка.
Операция 035 – контроль внешнего вида.
 Заготовка деталей:
Операция 040 – разметка.
Операция 045 – термическая кислородная резка.
Операция 050 – зачистка.
Операция 055 – правка.
Операция 060 – контроль внешнего вида.
Операция 065 – контроль линейных размеров.
 Ремонт:
Операция 070 – сварка.
Операция 075 – зачистка.
Операция 080 – контроль внешнего вида.
Операция 085 – сварка.
Операция 090 – зачистка.
Операция 095 – контроль внешнего вида.
Операция 100 – контроль линейных размеров.
Операция 105 – сварка.
Операция 110 – зачистка.
Операция 115 – контроль внешнего вида.

При обнаружении трещины в сварном шве металлоконструкции неповоротной рамы (см. рис.4.1) выполняются следующие основные действия:
Подготовка под сварку:
Операция 010 – дефектация.
Эта операция необходима для обнаружения действительных размеров трещины. Для этого необходимы: керосин, мел и кисть маховая. Место предполагаемой трещины зачищают до блеска, смачивают его керосином и вытирают
Рис.4.1 Трещина в сварном шве неповоротной платформы.
насухо. Затем поверхность покрывают слоем мела. Трещина проявляется при обработке поверхности кистью.
Операция 015 – термическая кислородная резка.
После обнаружения трещины необходимо удалить сварной шов на длину дефектного места плюс 10 мм в оба конца. Повторная заварка без вырубки дефектного места недопустима. Для данной операции необходимы: резак, кислород газообразный и пропанобутановая смесь.
Заготовка деталей:
Необходимо разметить на листе 6-10 мм деталь, чертеж которой пока-зан на рис. 4.2, в количестве 2-х штук.

Рис. 4.2 Косынка.
Затем с помощью резака вырезать их по размерам.
 Ремонт:
Необходимо с помощью ручной дуговой сварки заварить вырубленные сварные швы; усилить полученный сварной шов 2-мя косынками рис.4.3.

Рис. 4.3 Произведен ремонт неповоротной платформы.
Перед проведением всех сварочных работ необходимо производить зачистку обрабатываемых поверхностей. После сварочных работ необходимо зачистить сварные швы от шлака, а околошовные места от брызг металла.

Ремонт неповоротной платформы в случае обнаружения трещины в листовых элементах.
Предлагаемый технологический процесс проведения ремонта.
Маршрут проведения ремонта металлоконструкции:
 Подготовка под сварку:
Операция 005 – зачистка.
Операция 010 – дефектация.
Операция 015 – сверлильная.
Операция 020 – слесарная.
Операция 025 – зачистка.
Операция 030 – контроль внешнего вида.
 Заготовка деталей:
Операция 035 – разметка.
Операция 040 – термическая кислородная резка.
Операция 045 – зачистка.
Операция 050 – правка.
Операция 055 – контроль внешнего вида.
Операция 060 – контроль линейных размеров.
 Ремонт:
Операция 065 – сварка.
Операция 070 – зачистка.
Операция 075 – контроль внешнего вида.
Операция 080 – сборка.
Операция 085 – сварка.
Операция 090 – зачистка.
Операция 095 – контроль внешнего вида.
При обнаружении трещины в листовых элементах металлоконструкции неповоротной рамы (см. рис.4.4) выполняются следующие основные дейст-вия:

Рис. 4.4 Трещина в листовом элементе металлоконструкции неповорот-ной платформы.
Подготовка под сварку:
Аналогично предыдущему технологическому процессу. Только необходимо сделать следующие операции:
Операция 015 – сверлильная.
Просверлить 2 отверстия 10 мм в целом металле с центром на расстоянии 10 мм от видимого конца трещины в сторону ее распространения. Это необходимо, чтобы исключить дальнейшее распространение трещины.
Операция 020 – слесарная.
 Произвести разделку кромок рис. 4.5. глубина и вид разделки зависят от толщины свариваемого металла.

Рис. 4.5 Разделка трещины под сварку.
Заготовка деталей:
Необходимо разметить на листе 6-10 мм деталь, чертеж которой пока-зан на рис. 4.6.

Рис. 4.6 Деталь.
Затем с помощью резака вырезать ее по размерам.
Ремонт:
Необходимо с помощью ручной дуговой сварки приварить полученную деталь.
Разработка приспособления для ремонта металлоконструкций.
В рассмотренных методах ремонта металлоконструкций не применялось специальное механическое сварочное оборудование. В случае если необходим значительный ремонт металлоконструкции, а также в случае возникновения дефектов в трудно доступных местах производится разборка крана с последующим его ремонтом. В этих случаях необходимо применение специального сварочного оборудования.
Кантователи служат для поворота изделия в положение удобное для сварки. Наибольшее распространение получили кантователи цепные рис. 4.7.

Рис. 4.7 Цепной кантователь.
Цепные кантователи предназначены для сварки симметричных изделий, имеющих треугольное, квадратное или прямоугольное, приближающееся к квадратному, сечение. Для цепных кантователей не требуется применение специальных крепежных рам, кроме того, время установки изделия в кантователь – минимальное. Изделие в кантователе не крепится. Цепные кантователи применяют при ручной и полуавтоматической сварке.
Привод цепного кантователя состоит из электродвигателя (1) и редук-тора. Крутящий момент от электродвигателя, через редуктор, с помощью приводных валов, передается на приводные звездочки (4), расположенные в нижней части стойки (3). Приводные звездочки связаны с помощью цепью (2) со звездочками (4) расположенными в верхней части стойки (цепь замкнута по круговому маршруту). При повороте приводной звездочки, деталь (5) свободно лежащая на цепи, также поворачивается на определенный угол.

Расчет гидравлической системы.
Устройство гидравлической системы крана.

Гидравлический привод механизмов крана выполнен по открытой двухнасосной гидравлической схеме.
Особенностью гидравлической схемы крана является применение регу-лируемого гидромотора для привода грузовой лебёдки и наличие гидравлического привода выдвижения балок опор. Эти особенности позволяют эффективнее использовать кран на строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работах в стеснённых условиях.
 Применение в гидроприводе двухнасосной схемы и гидрораспредели-теля со специальной промежуточной секцией позволяет следующее совмещение рабочих операций:
- подъём (опускание) стрелы без груза с вращением поворотной части;
- подъём (опускание) груза с телескопированием секций стрелы;
- подъём (опускание) стрелы с подъёмом (опусканием) груза;
- подъём (опускание) стрелы с телескопированием секций стрелы;
- вращение поворотной части с подъёмом (опусканием) груза;
 В качестве источника рабочего давления применены два аксиальнопоршневых насоса типа 210.26 и 210.10. Насос меньшей производительности служит для привода гидроопор и блокировки рессор задней тележки шасси, а также группы рабочих механизмов: вращение поворотной части; подъём (опускание) и телескопирование секций стрелы.
Насос большей производительности служит для привода главной лебёдки. Ручной насос предназначен для приведения крана из рабочего в транспортное положение, в случае выхода из строя привода основных насосов.
Привод насосов предназначен для передачи крутящего момента от коробки передач шасси к насосам крановой установки. Привод осуществлён посредством коробки отбора мощности смонтированной непосредственно
вместе с трансмиссией автомобиля.
Органы управления основными операциями крана находятся в кабине.
Установка крана на выносные опоры и управление механизмом блокировки рессор производится с пульта.

Описание гидравлической схемы крана.

В открытой двухнасосной гидравлической схеме (рис. 5.1) ис¬точником рабочего давления являются два аксиально-поршневых насоса НА1 и НА2 типа 210.26 и 210.20 соответственно.
От насоса НА1 работают гидроцилиндры выносных опор и меха¬низма блокировки задней подвески шасси, подъема и выдвижения стрелы, а также механизм вращения поворотной части. От насоса НА2 рабочая жидкость по-дается через вращающиеся соединения к гидромотору грузовой и вспомогательной лебедок. Для главного и вспомогательного подъемов, вращения поворотной рамы уста¬новлены аксиально-поршневые гидромоторы 209.25 и 210.20.13. Переключением двухпозиционного крана Р2 рабочая жидкость от одного из насосов подается или к гидрораспределителям Р1 и Р4 для привода гидроцилиндров Ц1 — Ц8 выносных опор и гидроци¬линдров Ц9, Ц10 механизма блокировки подвески шасси, или через вращающееся соединение СВ к гидрораспределителю Р9 для привода гидроцилиндра Ц19 механизма подъема стрелы, гидро¬мотора Д1 механизма поворота и гидроцилиндров Ц11, Ц12 теле¬скопа стрелы. От другого насоса рабочая жидкость через вращающееся соединение подается к гидромоторам главной и вспомога¬тельной лебедок. Давление рабочей жидкости в системе привода выносных опор и механизма блокировки подвески шасси огра¬ничивается первичными предохранительными клапанами КП2 и КП8, встроенными в напорные секции гидрораспре-делителей Р1 и Р4. Ограничение давления рабочей жидкости в приводе подъема стрелы, поворота и телескопирования производится клапаном КПЗ, а в приводах главной и вспомогательной лебедок — клапа¬ном КП6, встроенным в напорные секции гидрораспределителей Р9 и Р10; контроль давления — по манометрам МН2 и МНЗ. Кла¬пан КП7 служит для сброса пиковых давлений рабочей жидкости. Разгрузочные дроссели ДР1 — ДР4 предотвращают самопроизволь¬ное перемещение штоков гидроцилиндров Ц11, Ц12 и Ц19 из-за перетечек рабочей жидкости в гидрораспределителе Р9.


Рис.5.1. Принципиальная гидравлическая схема крана КС-4572.
Привод датчика усилий ограничителя грузоподъемности осуществлен с помощью гидротолкателя, поршневая полость кото¬рого сообщается с поршневой полостью гидроцилиндра подъема стрелы, штоковая полость соединена со штоковой полостью того же гидроцилиндра. При срабатывании приборов безопасности (ог¬раничителя грузоподъемности и высоты подъема крана) обесто¬чиваются электромагниты гидрораспределителей Р5, Р8 с электрическим управлением. При этом обеспечивается слив рабочей жидкости в гидробак Б и замыкание тормозов лебедок и меха¬низма поворота.
Контроль засоренности фильтра Ф производится по показани¬ям манометра МН4. Давление не должно превышать 0,35 МПа (3,5 кгс/см2), за исключением показаний в моменты совмещения операций опускания стрелы с втягиванием секций стрелы. Конт¬роль нагрева рабочей жидкости осуществляется по указателю тем¬пературы УТ; максимальная температура +750 С.
При выключении задней подвески и установке крана на вы¬носные опо-ры двухпозиционный кран Р2 должен находиться в изображенном на ПГС правом положении, вентиль ВН2 закрыт.
Рабочая жидкость от насоса НА1 поступает в напорные магистрали гидрораспределителей Р1 и Р4. При нейтральном положении золотников ра-бочая жидкость направляется через фильтр Ф на слив в гидробак Б. Для включения задней подвески шасси (блокировки рессор) крайний правый золотник гидрораспределителя Р1 должен быть установлен в нижнее по ПГС положение. При этом рабо¬чая жидкость от насоса через секции гидрораспределителя Р1, гидрозамки ЗМЗ и ЗМ4 поступает в поршневые полости гидроци¬линдров Ц9 и Ц10. Выключение задней подвески производится тем же золотником, когда он установлен в верхнее по ПГС поло¬жение.
Для установки крана на выносные опоры соответствующие зо¬лотники гидрораспределитслей Р1 и Р4 управления гидроцилиндрами Ц1 — Ц4 уста-навливают в нижнее по ПГС положение. Рабо¬чая жидкость поступает в поршневые полости гидроцилиндров — происходит выдвижение опорных балок. Выдвижение штоков гид¬роцилиндров Ц5—Ц8 обеспечивается установкой соответствую¬щих золотников гидрораспределителей Р1, Р4 в нижнее по ПГС положение. Горизонтирование крана на опорах производится дви¬жениями соответствующих золотников, при которых рабочая жид¬кость от гидрораспределитслей поступает в поршневые или штоковые полости гидроцилиндров Ц5—Ц8, обеспечивая движение штоков в нужном направлении. При приведении крана в транс¬портное положение золотники управления гидроцилиндрами вы¬движения опорных балок и горизонтирования должны быть уста¬новлены в верхнее по ПГС положение, что соответствует втягива¬нию штоков гидроцилиндров опор и опорных балок. Наибольшее давление в системе при блокировке подвески шасси и установке крана на выносные опоры ограничивается предохранительными клапанами КП2 и КП8, настройка которых производится при ми¬нимальных оборотах двигателя, и не должно превышать 14 МПа (140 кгс/см2). Телескопирование секций стрелы выполняется гид¬роцилиндрами Ц11 и Ц12. Раздельное выдвижение и втягивание секций стрелы в определенной по-следовательности обеспечивает¬ся применением в гидропередаче клапанного блока БК и размыка¬телей Ц13, Ц14, управляемых гидрораспределителем с электри¬ческим управлением Р6. Для выполнения операций выдвижения секций стрелы крайний слева золотник гидрораспределителя Р9 должен быть установлен в нижнее по ПГС положение.
Рабочая жидкость от насоса НА1 через вращающееся соедине¬ние СВ, гидрораспределитель Р9, тормозной клапан КТ1, гидроза¬мок ЗМ8 поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц11 — происходит выдвижение второй секции, которая в конце хода автоматически фиксируется с основанием стрелы размыкателями Ц13, Ц14, после чего рабочая жидкость преодолевает давление настройки клапанного блока БК и через гидрозамок ЗМ7 поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц12 — происходит вы-движение третьей секции стрелы. Втягивание секций стрелы про¬исходит в обратной последовательности: втягивается первоначально третья секция, затем вторая. Для выполнения операций втягива¬ния секций тот же золотник гидрораспределителя Р9 должен быть установлен в верхнее по ПГС положение. При этом рабочая жид¬кость от гидрораспределителя через штоковую полость гидроци¬линдра Ц11, поршень которого неподвижен в связи с зафиксиро¬ванным положением второй секции стрелы, поступает в штоко¬вую полость гидроцилиндра Ц12 и одновременно в линии управления гидрозамков ЗМ7, ЗМ8 и тормозного клапана КТ1, которые открываются, пропуская рабочую жидкость из поршневой полости гидроцилиндра Ц12, — происходит втягивание третьей секции стрелы.
Для втягивания второй секции стрелы принудительно обесто¬чивается гидрораспределитель с электрическим управлением Р6 для отвода размыкателей Ц13 и Ц14 и расфиксации второй сек¬ции с основанием стрелы, и рабочая жидкость поступает в што¬ковую полость гидроцилиндра Ц11.
Управление гидромотором механизма вращения осуществляет¬ся передним золотником гидрораспределителя Р9. Для вращении поворотной части он устанавливается в зависимости от направления движения в верхнее или нижнее по ПГС положение, и рабочая жид¬кость поступает к гидромотору Д1.
Одновременно рабочая жидкость подается к размыкателю Ц15 тормоза, который размыкается, и вал гидромотора начинает вра¬щаться. Пиковые давления, возникающие при резком изменении скорости поворота и остановке поворотной платформы, гасятся перезапускными клапанами КП4 и КП5. Вентиль ВНЗ предназна¬чен для соединения напорной и сливной магистралей при приве¬дении платформы в транспортное положение и в случае отказа в работе гидропривода крана или двигателя шасси.
Подъем стрелы осуществляется переводом в верхнее по ПГС положение крайнего справа золотника гидрораспределителя Р9. При этом рабочая жидкость через обратный клапан тормозного клапана КТ2 и гидрозамок ЗМ9 поступает в поршневую полость гидроцилиндра Ц19 подъема стрелы. Для опускания стрелы золотник переводится в нижнее положение, рабочая жидкость посту¬пает в штоковую полость гидроцилиндра и одновременно — в ли¬нию управления тормозного клапана КТ2, гидрозамка ЗМ9, ко¬торые открываются, пропуская рабочую жидкость из поршневой полости на слив и обеспечивая стабильный режим скорости опус¬кании стрелы. Наибольшее давление в системе при телескопировании секций стрелы, вращении поворотной части, подъеме (опус¬кании) стрелы ограничивается предохранительным клапаном КПЗ, настройка которого не должна превышать 17,5 МПа (175 кгс/см2).
Включение подъема (опускания) груза на обеих лебедках производится золотниками гидрораспределителя Р10. При подъеме груза главной лебедкой левый золотник гидрораспределителя Р10 должен быть установлен в верхнее положение. Рабочая жидкость от насоса НА2 через вращающееся соединение СВ, гидрораспре¬делитель Р10, обратный клапан тормозного клапана КТ3 поступа¬ет в гидромотор Д3 и одновременно в размыкатели Ц16, Ц17 — тормоз размыкается, и вал гидромотора вращается.
Опускание груза происходит при переводе золотника гидрораспределителя Р10 в нижнее положение. При этом гидромотор Д3 вращается в противоположную сторону. Тормозной клапан обес¬печивает стабильную скорость опускания груза. Работа вспомога¬тельной лебедки аналогична описанной работе главной лебедки. Регулируемый гидромотор Д3 главной лебедки позволяет произ¬водить ускоренный польем (опускание) груза. Для уменьшения угла наклона блока цилиндров гидромотора и выполнения уско¬ренного перемещения крюка необходимо включить электричес¬кое управление гидрораспределителя Р7, что соответствует верх-нему положению, и плавно включить золотник гидрораспределителя Р10 на выполнение операции. При этом рабочая жидкость от напорной магистрали через гидрораспределитель Р7 поступает к золотнику сервоуправления гидромотора, который соединяет поршневую полость гидроцилиндра управления гидромотором с напорной магистралью. При выдвижении поршня связанный с ним блок цилиндров устанавливается на минимальный угол наклона, уменьшая тем самым потребный объем рабочей жидкости и уве¬личивая частоту вращения вала гидромотора.
При выключенном электромагните гидрораспределителя Р7 (нижнее положение) блок цилиндров гидромотора устанавлива¬ется на максимальный угол наклона. Наибольшее давление в сис¬теме при подъеме (опускании) груза ограничивается предохрани¬тельным клапаном КП6, настройка которого не должна превы¬шать 17,5 МПа (175 кгс/см2). Вентили ВН4 и ВН5 предназначены для соединения напорной и сливной магистралей при проверке тормоза грузовой лебедки и для опускания груза при выходе из строя привода грузовой лебедки и двигателя шасси.
Двухнасосная гидравлическая схема позволяет производить со-вмещение рабочих операций путем одновременного включения золотников гидрораспределителей Р9 и Р10.


1. Расчёт приводов грузовой лебёдки и механизма поворота показан вы-ше.
2. Расчёт гидроцилиндра подъёма стрелы.
Расчёт производится по методике представленной в [4].

Исходные данные.
Нагрузка на штоке гидроцилиндра R=450000 Н.
Номинальное давление насоса =16 МПа.
Ход поршня .
Расчёт сводится к определению геометрических размеров поршня и штока;
Нагрузка на штоке:
, (5.1)
где - площадь поршня в рабочей полости гидроцилиндра;
0,9 – механический КПД гидроцилиндра;
Имеем:
0,03125 .
Диаметр поршня:
= 0,199 м.

Диаметр штока: 0,8D=0.159 м.
Стандартные значения диаметров:
диаметр поршня = 200мм.
диаметр штока = 160мм.

Расчёт давления.
Давление для преодоления полезной нагрузки:
= 14 МПа.
Давление для преодоления потерь на трение:
, (5.2)
где - сила трения в гидроцилиндре (в предположении резиновые уп-лотнения);
0,08 – коэффициент пропорциональности;
Подставим:
1,15 МПа.
Суммарное давление, подведённое в рабочую полость гидроцилиндра:
(5.3)
0 – давление слива рабочей жидкости;

Получим: 14+1,15 = 15,15 МПа.

Вывод: гидроцилиндр совместно с выбранным ранее гидромотором 210.20
сможет обеспечить нормальный подъём стрелы с грузом.




Размер файла: 11,8 Мбайт
Фаил: (.rar)
-------------------
Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

        Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

Проект модернизации автомобильного кран 16т на шасси KamA3-53213
Система диагностирования автомобильных кранов с автоматизированной обработкой результатов на примере Калужской области
Система диагностирования автомобильных кранов с автоматизированной обработкой результатов на примере Калужской области
Ещё искать по базе с такими же ключевыми словами.