Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги / Расчеты металлургических кранов

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

12.11.2023

Размер:

10.63 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 272 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

К основным руководящим документам по проектированию и технической эксплуатации металлургических кранов и агрегатов, входящих в их состав, относятся: 1) Правила устройства и безо пасной эксплуатации грузоподъемных кранов; 2) Правила тех нической эксплуатации и безопасного обслуживания электроуста новок промышленных предприятий; 3) Правила устройства и бе зопасной эксплуатации паровых котлов; 4) Правила устройства и безопасной эксплуатаций сосудов, работающих под давлением; 5) Технические условия на проектирование мостовых электриче ских кранов.

Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъем ных кранов содержат обязательные нормы, которым должны удовлетворять все вновь изготовленные и реконструированные краны [30]. Этим документом регламентируется также круг во просов проектирования, изготовления и эксплуатации кранового оборудования, съемных грузозахватных приспособлений и тары. Правила устанавливают организацию контроля за исправностью указанных устройств и ответственность должностных лиц за их безопасную эксплуатацию.

В соответствии с Правилами подлежат регистрации в Госгор технадзоре практически все металлургические краны, за исклю чением напольных завалочных и посадочных машин. Правила рас пространяются также на сменные грузозахватные приспособления (грейферы, грузоподъемные электромагниты), на съемные грузо захватные приспособления (стропы, клещи, траверсы, тару), наве шиваемые на крюк крана.

Разрешение на изготовление кранов

Изготовление кранов металлургического производства, как наиболее сложных и ответственных, сосредоточено на специализи рованных заводах, которые имеют опытные кадры и необходимые условия для производства работ и средства контроля за каче ством исполнения. Для получения разрешения на серийный вы пуск кранов специализированный завод-изготовитель представляет чертежи общего вида крана и его основных узлов, акт приемоч ных испытаний опытно-промышленного образца, технические усло вия на изготовление, паспорт установленной формы и инструкцию по монтажу и эксплуатации.

Для неспециализированных заводов разрешение на изготовле ние кранов выдается управлением округа Госгортехнадзора инди видуально для каждой машины. В этом случае завод-изготовитель обязан представить чертежи общего вида крана и его основных узлов, технические условия на изготовление и справку о наличии сварщиков, допущенных к выполнению работ при изготовлении объектов, подконтрольных Госгортехнадзору. Если кран изготав ливается по проекту неспециализированной организации, то до полнительно требуется заключение компетентной организации по проекту и техническим, условиям.

При комплектовании крана из узлов и деталей, изготовлен ных различными заводами, паспорт крана составляется комплек тующим предприятием. Последнее несет ответственность за ка чество изготовления и соответствие машины в целом действующим правилам.

Технические условия на проектирование

Высокая степень специализации металлургических кранов на определенных производственных операциях привела к существен ным отличиям в конструктивном исполнении механизмов, отдель ных узлов, деталей и металлоконструкций этих кранов. Для удо влетворения условиям обслуживаемых технологических процессов потребовалось, кроме того, введение специальных механизмов и грузозахватных устройств. Сложность компоновки и конструкций кранов металлургического производства часто усугубляется огра ниченностью пространства, в котором должна работать машина. Большое число конструктивных разновидностей кранов одного типа усложняет их эксплуатацию, выявление наиболее удачных и работоспособных конструкций. Единая техническая политика в области металлургического краностроения необходима, кроме того, ввиду постоянного совершенствования производственных процессов и модернизации основных металлургических агрегатов. Поэтому наличие апробированных рекомендаций крайне необ ходимо.

Выполненные с этой целью научно-исследовательские работы (ВНИИПТМАШ, Ленинградский и Уральский политехнические институты, Ленинградский завод ПТО им. С. М. Кирова, завод

Сибтяжмаш и др.) были направлены	на повышение надежности
и совершенствование методов расчета	кранового	оборудования,
в том числе металлургического. В разработанных		на их основе

«Технических условиях на проектирование мостовых электриче ских кранов» изложены основные требования и принципы проекти рования кранов и содержатся рекомендации по проектированию крановых механизмов, металлоконструкций и электрооборудо вания.

Материалы деталей крановых механизмов

В целях внутриотраслевой унификации применяемых материа лов для изготовления деталей механизмов «Техническими усло виями на проектирование мостовых электрических кранов» ре комендуется ограничивать ассортимент применяемых сталей. Все материалы должны соответствовать Техническим условиям и

ГОСТам.

Применение серого чугуна СЧ 12-28 по ГОСТу 1412—54 раз решается только для тормозных колодок, башмаков токоприемни ков и противовесов. Барабаны, корпусы редукторов и подшипни ков, блоки механизмов подъема с режимом работы до тяжелого включительно могут изготавливаться из модифицированного чу гуна МСЧ 32-52 или другой марки, качеством не ниже чугуна

СЧ 15-32. Для кранов, транспортирующих жидкий или раскален ный металл (независимо от режима работы), для грейферных кра нов, а также для крановых механизмов с весьма тяжелым режи мом работы, материалом для штампованных блоков служит сталь качеством не ниже стали ВСтЗ (ГОСТ 380—60), а для литых блоков — сталь качеством не ниже стали 25Л (ГОСТ 977—65). Барабаны кранов с аналогичными условиями работы изготавли ваются: литые— из сталей качеством не ниже стали 25Л, свар ные ■— из сталей качеством не ниже стали ВСтЗ. Сварка эле ментов барабанов должна производиться электродами Э-42 или электродами более высокого качества, причем приварка ступиц к оси запрещается. Корпусы и крышки редукторов кранов весьма тяжелого режима работы и металлургических кранов изготавли вают из стали.

В табл. 3 приведены стали, рекомендуемые для изготовления деталей механизмов.

Таблица 3

Стали для изготовления деталей механизмов

	Д иа	Предел		Предел
Марка стали	метр					Детали
	заго	прочности		текучести
	товки	в кгс/см*		в кгс/см2
	в мм
45	_		61	36	Шестерни,		рычаги,		червяки
40Г	—		61	36	Валы, крепежные детали
20Х	15		80	65	Червяки,		детали		простои
12ХН2	15	.	80	60	конструкции					ше
					Ответственные детали,
20ХФ	15		80	60	стерни,	валы'
					Некрупные датали с после
					дующей	цементацией,				ше
20ХН	15		80	65	стерни,	оси,		пальцы
					Шестерни, валики, шпонки,
12ХНЗА	25		95	70	крепежные детали
					Шестерни			муфты
40ХНМА	50		ПО	90	Валы, оси,					де
ЗОХГНА	25		ПО	85	Валы, оси,			крепежные
30Х2ГН2	25		120	100	тали
					Валы, шестерни и другие от
ЗОХГТ		^	150	^ 130	ветственные детали
	—				Тяжело нагруженные детали
18X2, Н4ВА	120	^120		^ 100	Валы, зубчатые колеса, ше-
					лтлпии
40ХН	100	^ 8 5		^>60	стерни					ше
					Валы, зубчатые колеса,
					стерни и другие ответственные
38ХН, ЗВА	25	^110		^>100	детали
					Муфты, валы, детали редук
					торов
П р и м с ч	а й н е .	Термическая обработка деталей из сталей 45 и 40Г (пер-
пые две строки	таблицы) — нормализация, для				деталей	из других сталей — за

калка с отпуском.

Материалы для сварных крановых металлоконструкций

Для изготовления сварных металлических конструкций кра нов применяют мартеновские углеродистые стали по ГОСТу 380—60 и низколегированные стали. Использование высокопроч ных сталей с сгт ,= 45 ч-75 кгс/см2 для крановых конструкций, где возможны явления усталости, не разрешается [10].

Расчетные элементы стальных конструкций кранов тяжелого и весьма тяжелого режимов работы изготавливают из мартенов ской стали спокойной плавки ВСтЗ с дополнительными ограниче ниями по ГОСТу 380—60. Расчетные элементы крановых мостов грузоподъемностью свыше 75 тс изготавливают из низколегиро ванных сталей 10Г2СД и 15ХСНД, применение которых дает сни жение веса металлоконструкций мостов соответственно не менее, чем на 10 и 17% по сравнению с мостами из стали СтЗ.

Соединение элементов стальных конструкций, как правило, производится сваркой. Расчетные сопротивления для сварных швов приведены в табл. 4.

							Таблица 4
Расчетные сопротивления для сварных швов в кгс/см2
					Электроды
				Э42 и Э42А		\|	Э50
	Вид сварных швов и род				Свариваемые стали
	напряжения
				ВСтЗ, СтЗ,			15ХСНД
				ВСтЗкп	10Г2СД		15ХСНД
	Швы встык
Сжатие R£в				1900	2400		2600
Растяжение R™ при			автоматиче
ской	сварке			1900	2400		2600
Растяжение R£в при		автоматичес
кой	ручной сварке	с	контролем
качества шва:				1900	2400		2600
	повышенной точности			1900	2400		2600
	обычной	»		1600	2000		2200
Срез /?«				1150	1400		1550
	Швы угловые
Сжатие, растяжение		и	срез R™	1150	1400		1550

Монтажные стыки и соединения, обеспечивающие высокую точность геометрических осей элементов металлоконструкций, вы полняются на заклепках и высокопрочных болтах. Расчетные со противления для заклепок и болтов приведены в табл. 5.

					Таблица 5
Р асч етн ы е соп р оти в л ен и я для заклепок		и бол тов	в к гс/см 2
			..	. конструкции
			Марка	ста'ли----------—--------
	Вид			заклепок
Заклепки	Вид
Заклепки	сопротивления	Ст2,	СтЗ	СтЗ	09 Г2
	сопротивления

		СтЗ		10Г2СД	15ХСНД
З а в о д ск и е	С рез	1500		1900	2100
	С мятие	380 0		4800	5200
М он таж н ы е	С рез	1300		1700	1800
	С м ятие	32 0 0		4100	4400

В расчетах принимаются следующие значения показателей физико-механических свойств сталей для деталей механизмов и элементов сварных конструкций кранов: модуль продольной уп ругости Е = 2,1 • 10е кгс/см2; модуль сдвига G = 0,81 • 106 кгс/см2; коэффициент поперечной деформации р = 0,3; коэффициент ли нейного расширения а = 0,000012 1/град; объемная масса v = = 7850 кг/м3.

Прочностные свойства материалов определяются параметрами:

пределом прочности при	растяжении	сгв, пределом прочности
при изгибе аи, пределом	текучести а5,	относительным удлине

нием б, ударной вязкостью ак, твердостью НВ и RC (по Бринелю и Роквеллу) и пределами выносливости. Зависимости пределов выносливости от сгв приведены в табл. 6 [11].

П ределы вы н осли вости				Таблица 6
П ределы вы н осли вости
В ид деформаци	Симметричный цикл		Пульсирующий ЦИКЛ
И зг и б	а . ь и ^ 0 ,4 3 а в		а 0, и	0 ,6 6 а в
Р а с т я ж е н и е — сж ати е	G _jt р	0,38сги	а 0( р ^	0 ,5 8 а в
К р уч ен и е	к	0 ,2 2 а в	TQ, к ^	0 ,3 4 а в

С м а з к а м е х а н и з м о в

Поскольку краны металлургического производства работают часто в условиях высокой запыленности и резких перепадов тем ператур, подача смазки к сопряженным деталям механизмов должна быть надежной. Выбор смазочного материала произво дится с учетом конкретных условий работы крана [3].

Для кранов тяжелого и весьма тяжелого режимов работы ре комендуется устанавливать централизованные системы смазки с ручными станциями густой смазки (тип СРГ) и питатели (типа ПАГ). Смазка отдаленных узлов (блоки подвесок, траверс и др.) осуществляется ниппельными масленками с питанием от ручного пресс-насоса.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ КРАНОВЫХ МЕХАНИЗМОВ И УСЛОВИЯ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Регламентация режимов работы крана и его механизмов яв ляется основой для последующих расчетов на прочность и вы носливость. Параметры, характеризующие режим работы, опре деляются рядом показателей и устанавливаются нормами Госгор технадзора.

1. Коэффициент использования крана по грузоподъемности

У_ Qcp

КгР~ П 9

чном

где Qcp — средняя величина поднимаемого груза за смену; QHOM — номинальная грузоподъемность.

» Точность определения средневзвешенного груза в пределах 5—1096 обеспечивает достоверность коэффициента кгр. Для кра нов металлургического производства, работающих обычно с опре деленными грузами, расчет krp особой сложности не представ

ляет.	Коэффициент использования механизма в течение года
2.	Коэффициент использования механизма в течение года
	k -	—
	Кг ~	365 ’
где h — число рабочих дней в		году.
I 3.	Коэффициент использования механизма в течение суток
	k __ —
	«с -	24 ’

где h — число рабочих часов в сутки.

4. Относительная продолжительность включения механизма

ПВ = 4 м 00%,

1и

где /р — время работы механизма в течение цикла; Гц — полное время цикла.

Для электрооборудования продолжительность включения рас считывается для промежутка времени не более 10 мин, а для механизмов — не более 1 ч. Если за время Т (например, 1 ч)

механизм включается п раз, то в предварительных расчетах ПВ может быть вычислена по формуле

	П
где	st- — путь рабочего органа механизма за одно вклю
	чение;
	vt — скорость рабочего органа;
	tn и tT— время неустановившегося движения механизма со
	ответственно при пуске и торможении.

Существенные погрешности в расчетах продолжительности «включения вызываются конкретными условиями работы крана. Пути рабочего органа неодинаковы в различных циклах, поэтому установить средний путь можно только при известном положении мест и уровней захвата и разгрузки грузов. Время пуска и, осо бенно, торможения во многом зависит от квалификации маши ниста и организации производственных мест на участке работы крана. Наиболее достоверные результаты по расчету продолжи тельности включения могут быть получены хронометрированием работающих кранов и введением поправок на новые условия ра боты проектируемого крана.

Ориентировочные данные о средних рабочих путях механиз мов кранов приведены в табл. 7 [32]. Отношение времени пуска

к среднему времени рабочей операции						имеет следующие зна-
чения:
М ехан и зм ы	п одъ ем а	к р ю ковы х, м агнитны х и грейф ерны х					к р анов , р або -
таю щ и х в	ц е х а х и	на с к л а д а х					0,1
М ехан и зм ы	п ер ед в и ж е н и я		к р ан ов ,	р аботаю щ их	в	ц ех а х	0 ,2
М ехан и зм ы	п ер ед в и ж ен и я		к р ан ов ,	работаю щ и х	на	ск л а д а х	(п ер ебр оск а
гр у зо в на	бол ь ш и е	р асстоя н и я )					0,1

Правилами Госгортехнадзора [30] для кранов с машинным приводом установлены режимы работы: легкий — Л, средний — С, тяжелый — Т и весьма тяжелый — ВТ. Режим работы каждого механизма определяется в отдельности для каждого типа крана (табл. 8).

5. Число включений механизмов в час и температура окружа ющей среды. Эти дополнительные характеристики необходимы для определения номинальных режимов электропривода крановых ме ханизмов и расчета аппаратуры управления электроприводом.

Для электропривода крановых механизмов, работающих в весьма тяжелом режиме, число включений в час принимается либо по технологическому графику, либо равным 300, если ап паратура управления приводом имеет системы точной остановки механизмов. Если для точной остановки механизма необходимо производить несколько включений аппаратуры, то за расчетное ‘Число принимается 600 включений в час.

Таблица Т

Средние рабочие пути

Механизмы

Краны

подъема

передвиже

пово-

•

ния крана

ния тележки

рота

■

Т р ан сп ор тн ы е

Д л я

тр ан сп ор ти р ов ан и я

г о

товой п р одук ц и и (ск л ад ск и е

—

0 ,7 5 L K

крю ковы е,

м агн итны е

т . п .)

0 ,5 #

0 ,5 /- т

9 0 °

(в

ср ед н ем

6 м)

Д л я

ш ихтовы х

д вор ов

0 , 7 5 #

0 ,5 L K

0 ,5 1 т

—

(м агнитны е, грейф ерны е)

(в

ср ед н ем

(в

ср ед н ем

9 м)

2 0

м)

Р аботаю щ и е

с подви ж н ы м

составом

(грей ф ерны е,

маг-ч

0 , 5 #

0 ,5 L K

0,5Z .T

9 0 °

нитны е)

(в

ср ед н ем

(в

ср ед н ем

6 м)

2 0

м)

Т ехнол оги ч еск и е

Л и тей ны е и

разл ивочн ы е

2 — 3

5 — 8 м

0,25L,<

К овочны е

2 — 3

0.5Z.K

—

М и ксерны е

0 ,7 5 L K

—

К лещ евы е (колодцевы е)

5 — 6

0 ,5 L 4

9 0 °

П р и м е ч а н и е .

Я — высота подъема груза;

Ьк — зона крана;

7-т —

колея тележки.

Номинальная мощность электродвигателя (Рн) может бытьреализована при условии работы его при номинальной темпера туре (40° С) и номинальном перегреве (тн). При изменении темпе ратуры окружающей среды меняется и мощность двигателя, ис ходя из условия перегрева (т*). Мощность в новых температурных; условиях приближенно будет [32]

Формула пригодна, если постоянные и переменные потери в дви гателе при номинальной его нагрузке равны.

Учет температуры окружающей среды необходим также при расчетах на прочность деталей механизмов и элементов металло конструкций. В неотапливаемых цехах возможны отрицательные температуры, величины которых берутся в соответствии с картой районирования СССР по расчетным зимним температурам. Влия ние отрицательных температур на состояние металла (хрупкость,, чувствительность к концентраторам напряжений) резко повы-

Таблица 8

Режимы работы механизмов крана

Режим работы механизма

	аз	£
	55	£
	о	о
	Й	Л
Краны	о	Ч
Краны	с	0)
	о	н
	о	та	та
	U	и	та
	о	о я
	X	о	£.
	03	о	£.
	4	с	g
	а

передвиже
1ния тележки
главной магнитной	вспомога тельной, грейферной	передвижениз крана	поворота

;М остовы е:

	крю ковы е т я ж е л о го реж и м а			с
	работы		т	с	С	—	Т	—
	грейф ерн ы е		В Т	В Т	В Т	—	В Т	—
•	м агнитны е,	в том числе	со
'	съем ны м	м оторны м грей -		—
1	ф ер ом		т	—	Т	—	Т	—
[■	м агн итно -грей ф ерны е		В Т	В Т	В Т	В Т	В Т	—
;	с л ап ам и		В Т	—	В Т	— В Т		В Т

гМ агнитны е:

\	с	ж ест к о й	тр авер сой	В Т	—	В Т	—	В Т	—
\	с	ги бк ой тр ав ер сой		В Т	—	В Т £	—	В Т	—
\	м агнитн ы е		ш и хтовы х,
		ск р ап н ы х д в о р о в , а т а к ж е
‘		к оп р ов ы х		В Т	—	В Т	—	В Т	—
f	м у л ь д о -м а гн и т н ы е1			В Т	В Т	В Т	— В Т		—
	Л и тей ны е			т	с	с	с	т	—
	Д л я р а зд ев а н и я сл и тк ов			В Т	т	ВТ — ВТ —
« К о л о д ц е в ы е 2				ВТ	с	ВТ	—	ВТ ВТ
г	К овочны е			т	т	т	с	т	—
	З а к а л о ч н ы е			т	с	ВТ	—	т	—
f З а в а л о ч н ы е 3				т	с	ВТ	с	ВТ	ВТ
1	К озл ов ы е грейф ерн ы е			т	т	т	—	т	—
. П е р е г р у ж а т е л и				ВТ	ВТ	ВТ	—	л	—
	П ор тал ь н ы е		п ер егр узоч н ы е	ВТ	ВТ	—	—	л	т
	грейф ерн ы е 4 .................................			ВТ	ВТ	—	—	л	т
	П р и м е ч а н и я : 1. Механизмы подъема грейфера						и магнита		считать
	главными подъемами, механизмы подъема мульды и замыкания грейфера — вспо-
	могательными		подъемами.
1	2. При наличии на кране одной тележки следует руководствоваться данными
	по главной тележке.
<	1	Режим работы механизма управления С.
<	2 Режим		работы механизма	управления	Т.
	9 Режим работы механизмов изменения вылета стрелы и вращения ВТ.
	4 Режим		работы механизма	изменения	вылетаi	стрелы[	Т.

шается при температурах —20° С и ниже. Если место установки крана при проектировании неизвестно, то при выборе сталей сле дует ориентироваться на температуру —40° С.

Режимы работы электрооборудования крановых механизмов приведены в табл. 9 [30]. Электропривод, отнесенный к одному из режимов (С, Т, ВТ), должен быть работоспособен при всех вариантах нагрузок, предусмотренных для данного режима. Ре-

Реж им ы работы электрооб орудован ия
		Коэффициент
грузопо	подъемности	использования		течениев сутокkc	вПВ%
		Агр	течениев годакр
Режим

Легкий Л	1	1	Нерегулярная
	0,75	J	редкая	работа	15
	0,5		0,25	0,33	15
	0,25		0,5	0,67	15
	0,1		1	1	25
Средний С	1		1	0,67	15
	0,75		0,5	0,33	25
	0,5		0,5	0,67	25
	0,25		1	1	40
	0,1		1	1	60
Тяжелый Т	1		1	0,65	25
	1		1	0,33	40
	0,75		0,75	0,67	40
	0,5		1	1	40
	0,25		1	1	60
Весьма тяжелый ВТ	1,0		1	1	40
	0,75		1	1	60
	0,5		1	1	60
	0,25		1	1	60
	0,1		1	1	60

Таблица 9

Число включений в час (среднее за смену)	Температура окру жающей среды в °С
'
60	25

120 25

24025

- 300—600 45 45 45

П р и м е ч а н и е . Электрооборудование :может быть от несено к тому или иному режиму работы, если оно удовлетворяет всем показателям соответствующего режима; если по отдельным показателям[ имеется превышение, то данное электрооборудование должно быть отнесено к группе более тяжелого режима работы.

жим работы крана в целом назначают по режиму работы меха низма главного подъема. По этому же режиму рассчитывают ме таллоконструкции крана.

В табл. 10 приведены сведения о фактических режимах работы ряда металлургических кранов в зависимости от места их уста новки и выполняемых технологических операций. Однако пока затели по среднему использованию грузоподъемности, продолжи тельности включения и числу включений в час приводятся в ши

роких пределах.

В ряде случаев имеет место завышение числа включений при больших величинах ПВ. Эти показатели режимов работы ну ждаются в уточнениях, исходя из конкретных условий работы проектируемых кранов.

2 0

<<< < Предыдущая 12 / 272 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги

#
12.11.202316.97 Mб0Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций..pdf
#
12.11.202311.7 Mб10Расчёты в добыче нефти.-1.pdf
#
12.11.202311.21 Mб1Расчеты в добыче нефти..pdf
#
12.11.20238.98 Mб12Расчёты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов..pdf
#
12.11.202310.67 Mб0Расчёты крепления нефтяных и газовых скважин..pdf
#
12.11.202310.63 Mб5Расчеты металлургических кранов..pdf
#
12.11.202313.76 Mб1Расчеты металлургических процессов на ЭВМ..pdf
#
12.11.202310.81 Mб0Расчеты по физической химии (адсорбция, кинетика, электрохимия)..pdf
#
19.11.202328.51 Mб17Расчеты химико-технологических процессов..pdf
#
12.11.20238.01 Mб2Расшифровка и анализ записей регистраторов параметров шахтных подъемных установок..pdf
#
12.11.20232.93 Mб21Реализация решения задач механики контактного взаимодействия в прикладном пакете ANSYS..pdf