В качестве раскоса выбираем два уголка 50х50х5 ГОСТ 8509-93, материал уголка сталь Ст3сп5 ГОСТ 535-2005 со следующими характеристиками:

- предел текучести;

- временное сопротивление разрыву.

- площадь поперечного сечения, ;

- радиус инерции.

Допускаемое напряжение при растяжении:

(44)

где: - предел текучести, МПа;

- коэффициент запаса прочности, (ПОТ Р М-012-2001 п.2.2.15).

.

.

Условие прочности выполняется

Проверим раскос на гибкость:

(45)

где: - допускаемая гибкость растянутого стрежня, ;

- расчетная длина стрежня, ;

- радиус инерции, .

.

Условие выполняется.

В данной части было подобрано оборудование, произведен расчет траверсы и основных её узлов на прочность, определены размеры всех её элементов, проверен кронштейн проходных галерей после установки шкафов с аккумуляторами и произведено его усиление.

3. Расчет методом конечных элементов

3.1 Основные положения метода конечных элементов

Наиболее распространённым и универсальным численным методом, используемым в CAE-системах, является метод конечных элементов (МКЭ).

Метод конечных элементов работает на основе расщепления геометрии объекта на большое число (тысячи или десятки тысяч) элементов (например, тетраэдров, параллелепипедов). Эти элементы образуют ячейки сети с узлами в точках соединений. Поведение каждого малого элемента стандартной формы быстро рассчитывается на основе математических уравнений. Суммирование поведения отдельных элементов дает ожидаемое поведение объекта в целом.

Основная идея метода конечных элементов состоит в том, что любую непрерывную величину (перемещение, температуру, давление и т. п.) можно аппроксимировать моделью, состоящей из отдельных элементов (участков). На каждом из этих элементов исследуемая непрерывная величина аппроксимируется кусочно-непрерывной функцией, которая строится на значениях исследуемой непрерывной величины в конечном числе точек рассматриваемого элемента.

Кусочно-непрерывные функции, описывающие изменение моделируемой величины в пределах каждого конечного элемента, могут быть как линейными, так и нелинейными, а размеры и форма элементов могут быть самыми различными.

Чаще всего при построении дискретной модели непрерывной величины поступают следующим образом:

1. Область определения непрерывной величины разбивают на конечное число подобластей, называемых элементами. Эти элементы имеют общие узловые точки и в совокупности аппроксимируют форму области.

2. В рассматриваемой области фиксируют конечное число точек. Эти точки называются узловыми точками или просто узлами.

3. Значение непрерывной величины в каждой узловой точке первоначально считается известным, однако необходимо помнить, что эти значения в действительности еще предстоит определить путем наложения на них дополнительных ограничений в зависимости от физической сущности задачи.

4. Используя значения исследуемой непрерывной величины в узловых точках и ту или иную аппроксимирующую функцию, определяют значение исследуемой величины внутри области.

3.2 Реализации МКЭ в системах инженерного анализа

В системах инженерного анализа МКЭ реализуется в виде трех основных этапов: начальной подготовки (препроцессор), получения решений (решатель) и обработки результатов моделирования (постпроцессор).

Этап препроцессорной подготовки включает в себя следующие стадии:

1. Идеализация задачи;

2. Создание геометрии модели, задание свойств материала;

3. Создание конечно-элементной модели;

4. Приложение к модели граничных условий (закреплений и нагрузки).

Второй этап конечно-элементного анализа может производиться автоматически с помощью компьютерной программы, называемой процессором или решателем. С помощью МКЭ-процессора автоматически формируются матрицы жесткостей для всех элементов и собираются в глобальную матрицу жесткости конструкции.

Решается система линейных алгебраических уравнений (СЛАУ), в результате чего определяются неизвестные перемещения для всех узлов модели. Перемещения в других точках элемента вычисляются интерполяцией.

Третий этап постпроцессор - заключается в обработке и визуализации результатов расчетов конечно-элементной модели и является не самым затратным по вычислениям и трудоемкости, но самым ответственным, и в значительной мере чисто человеческим этапом инженерного анализа. На данном этапе широко используются средства интерактивной компьютерной графики, которая при обработке результатов расчетов выступает в роли главного инструмента, поскольку автоматизирует создание разнообразных графических картин, необходимых специалисту для принятия итоговых выводов и проектных решений.

Только обоснованные выводы и профессиональные инженерные решения, принятые на данном этапе, могут как технически, так и экономически оправдать все многочисленные затраты на моделирование.

3.3 Расчет траверсы МКЭ

Расчет производим в программном комплексе САПР Solidworks.

Для расчета была создана 3dмодель траверсы (рис. 32).

Всем компонентам (деталям сборки), установлен контакт - связанные. Тип контакта «связанные» означает, что выбранные компоненты и тела ведут себя так, как будто они были сварены во время моделирования.

Выберем в качестве материала -Ст3 ГОСТ 535-88.

Произведем статический анализ в модуле SoliworksSimulation.

Задаем тип крепления верхних проушин - жесткий шарнир, а также ограничиваем движение по оси «z» (рис. 33).



Рис. 32. 3dмодель рассчитываемой траверсы.

Рис. 33. Схема креплений.

Прикладываем к нижним проушинам расчетные нагрузки (второй случай):

- - нагрузка от навесного оборудования и перемещаемого груза;

- - нагрузка от веса магнита.

Нагрузку рассматриваем как удаленную (рис. 34).

Рис. 34. Схема приложения расчетных нагрузок.

Далее создаем сетку конечных элементов и запускаем расчет. Результаты расчета представлены на (рис. 35) и (рис. 36).

Рис. 35. Сетка конечных элементов.



Рис. 36. Распределение эквивалентных напряжений

3.4 Анализ полученных результатов

Сравним полученные значения действующих напряжений с результатом ручных расчетов:

(46)

где: - максимальный изгибающий момент в опасном сечении;

- момент сопротивления сечения.

.

Напряжение в опасном сечении полученное МКЭ равно .

Определим погрешность:

(47)

где: - максимальное напряжение в опасном сечении полученное МКЭ, МПа;

- расчетное максимальное напряжение в опасном сечении, МПа.

.

Погрешность результата в 14,34% связана со следующими допущениями: различная плотность сетки конечных элементов повышает/понижает напряжения на остроконечных гранях; при расчете «ручным» способом не учитывалось действие касательных напряжений, в отличие от МКЭ, где рассчитываются эквивалентные напряжения.

4. Экономическая часть

Темой выпускной квалификационной работы является «Проект перевода электромостового крана № 14558 в режим работы с электромагнитом на г/п 8,0 т. и разработкой траверсы». Поскольку фактически расчет производительности на данном участке невозможен, в качестве исходных данных будет производиться сравнение затрат на ручной труд и затрат на проектирование, внедрение и эксплуатацию проектного оборудования.

4.1 Расчет капитальных вложений при проектировании нового оборудования

Капитальные вложения могут быть определены по формуле:

(48)

где: - капитальные вложения в оборудования, руб.;

- оптовая цена нового оборудования, изготовленного по проекту, руб.;

- транспортно-заготовочные затраты, руб., (5-6%);

- затраты на монтаж, руб., (12-15%);

- затраты на демонтаж существующего оборудования (траверсы, настила и т.д.), руб., (3-5%).

Цена машины определяется исходя из массы оборудования и стоимости одного килограмма оборудования:

(49)

где: - масса проектируемого оборудования, кг;

- стоимость 1 кг массы оборудования, руб.;

- стоимость комплектующих изделий, руб.

Стоимость комплектующих изделий:

(50)

где: - оптовая цена одного покупного изделий, руб.;

- количество изделий одного типа, шт;

- число типов изделий, шт.

Расчет затрат на покупные изделия представлены в таблице 10.

Таблица 10- Затраты на покупные изделия

№ п/п	Наименование изделия	Тип изделия	Количество, шт.	Цена, руб./ед.	Сумма, руб.
1	Грузоподъемный электромагнит	ДКМ120Л/М-У1	3	369000	1107000
2	Преобразователь напряжения	ПНС600	1	65000	65000
3	Источник бесперебойного питания	ИБП150	1	445000	445000
4	Коммутатор нагрузки	-	1	25000	25000
5	Кабельный барабан	ДКБ12-5-63	2	85000	170000
Итого:	1812000

Тогда капитальные вложения:

4.2 Расчет затрат на эксплуатацию оборудования

Данная комплексная статья включает в себя:

- амортизационные отчисления;

- затраты на текущий ремонт оборудования.

Сумма годовых амортизационных отчислений определяется от инвентарно-расчетной (балансовой) стоимости оборудования по действующим нормам:

(51)

где: - балансовая стоимость оборудования, руб.;

- полная норма амортизации (на реновацию и капитальный ремонт), .

Затраты на текущий ремонт методом ремонтной сложности:

(52)

где: - категория ремонтной сложности механической части оборудования, ;

- категория ремонтной сложности электрической части оборудования, ;

- норматив затрат на единицу ремонтной сложности на 1 машино-час, , ;

- действительный годовой фонд времени ремонта, ч.

4.3 Расчет и стоимость силовой электроэнергии

Затраты на силовую электроэнергию определяются по формуле:

(53)

где: - календарный фонд времени работы машины, ч;

- коэффициент использования по грузоподъемности;

- коэффициент годового использования;

- коэффициент суточного использования;

- цена 1 кВт/ч электроэнергии, руб.;

- установленная мощность, кВт;

- коэффициент полезного действия установленного оборудования.

Расход электроэнергии на освещение:

(54)

где: - площадь помещения, м2;

- норма освещения на 1 м2 площади, Вт;

- коэффициент потерь.

.

Приведенная мощность освещения:

(55)

.

где: - дни работы в году;

- часы освещения в сутки;

- коэффициент использования светильников.

Тогда сумма расхода электричества на освещение:

(56)

4.4 Расчет фонда заработной платы

При расчете заработной платы рабочих необходимо определить условия труда на данном участке, выбрать формы и системы оплаты труда, порядок и условия премирования.

Исходные данные: условия труда - вредные 1 степени 3 класса, система оплаты труда-повременно-премиальная, процент премиальной доплаты- 7%. Научасткев2сменыработают3бригадыпо3человека.

Определяем тарифную часть заработка при повременно-премиальной форме оплаты труда:

 (57)

где: - средняя часовая тарифная ставка, руб./час;

- действующий фонд времени среднесписочного рабочего, ч;

- списочное число рабочих.

Размер премии устанавливается согласно положению о премировании рабочих на предприятии:

(58)

где: - процент премиальной доплаты.

Размер доплат за работу в ночное время:

(59)

где: - количество рабочих часов в ночное время;

- процент надбавки за работу в ночное время;

- количество рабочих в ночное время.

Доплата по районному коэффициенту:

 (60)

где: - процент доплаты по районному коэффициенту.

Процент дополнительного фонда заработной платы определяется:

(61)

где: - продолжительность отпуска, дни;

- действительный фонд времени, дни.

.

Основной фонд заработной платы определяется:

(62)

где: - тарифная часть, руб.;

- размер премии, руб.;

- размер доплат за работу в ночное время, руб.;

- доплата по районному коэффициенту, руб..

Дополнительная заработная плата:

 (63)

Годовой фонд заработной платы составляет:

(64)

Отчисления на обязательное страхование (данный вид затрат составляет 39% от заработной платы):

(65)

4.5 Расчет прибыли

Прибыль внедряемого проекта основана на экономии фонда заработной платы высвобождаемого рабочего персонала, вытесняемого механизированным трудом. По исходным данным на участке работают 9 человек, после переоборудования крана число рабочих сократилось до трех человек.

Чистая прибыль вычисляется от суммы экономии фонда заработной платы высвобождаемых рабочих мест за вычетом амортизационных отчислений, затрат на эксплуатацию и прочих затрат, связанных с внедрением проектного оборудования:

 (66)

где: - общая сумма, выделяемая на содержание рабочих, ;

- сумма амортизационных отчислений, ;

- затраты на эксплуатацию и прочие расходы, ;

- общая сумма, выделяемая на содержание оставшихся рабочих, руб..

Определяем тарифную часть заработка по (57):

Размер премии определяем по (58):

Размер доплат за работу в ночное время по (59):

Доплата по районному коэффициенту по (60):

Процент дополнительного фонда заработной платы по (61):

.

Основной фонд заработной платы по (62):

Дополнительная заработная плата по (63):

Годовой фонд заработной платы по (64) составляет:

Отчисления на обязательное страхование по (65):

Тогда общая сумма, выделяемая на содержание оставшихся рабочих:

(67)

Чиста прибыль от экономии фонда заработной платы составит:

4.6 Определение экономической эффективности проектных разработок

Эффективность выявляется сравнением экономических и технических показателей по варианту проектной разработки с вариантом, принятым за эталон или базу для сравнения. Для определения экономической эффективности новой машины в зависимости от ее назначения и возможного масштаба применения за базу выбирают либо заменяемую технику (ручной труд), либо действующую наиболее распространенную технику. Эффект в денежной форме выражается через суммарную экономию затрат, формирующих себестоимость и капиталоемкость единицы работ, единицы конечной продукции.

За базовый вариант сравнения взяты затраты на заработную плату девяти рабочих мест, который сравнивается с проектным решением, в результате которого проектное оборудование высвобождает шесть рабочих мест, заменяя ручной труд полностью механизированным и автоматизированным (затраты на зарплату крановщика). Сравнение базового и проектного вариантов приведено в табл. 11.

Определение экономической эффективности проектных разработок сводится к расчету срока окупаемости, коэффициента эффективности капитальных вложений, и сравнение их с нормами.

Срок окупаемости внедренного проекта, высвобождающего рабочие места:

(68)

где: - капиталовложения в проектируемое оборудование, руб./год;

- чистая прибыль от внедрения проекта, руб./год.

.

Коэффициент эффективности капитальных вложений:

(69)

где: - коэффициент эффективности капитальных вложений;

- нормативный коэффициент капитальных вложений, .

.

Таблица 11 - Сравнение затрат по базовому и проектному вариантам

№ п/п	Статьи расходов	Базовый вариант, руб	Проектный вариант, руб
1	Заработная плата основных производственных рабочих	3792517	1264172
2	Отчисления на обязательное страхование	1479082	493027
3	Амортизационные отчисления (реновация и капитальный ремонт)	-	207866
4	Расход электроэнергии	-	161728
5	Текущий ремонт оборудования	-	273560
ИТОГО	5271599	2400353

Таким образом, можно сделать вывод о том, что проектное решение является экономически целесообразным, имеет коэффициент эффективности капиталовложений больше нормативного и срок окупаемости 0,9 лет, что приемлемо для внедрения данного проекта на производство.

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Общие требования безопасности при работе электромостового крана

Эксплуатация электромостового крана должна производиться в соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности (далее -ФНП) «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения», утвержденные приказом Ростехнадзора от 12 ноября 2013 г. № 533.

Для предотвращения или минимизации последствий аварий, с учетом возможной потери жизни и/или здоровья людей, должны выполняться следующие общие требования безопасности при работе электромостово крана:

- поддерживать эксплуатируемое подъемное средство в работоспособном состоянии, соблюдая графики выполнения технических освидетельствований, технического обслуживания и планово-предупредительных ремонтов, а также не превышать срок службы (период безопасной эксплуатации), заявленный изготовителем в паспорте крана без наличия заключения экспертизы промышленной безопасности о возможности его продления;

- не превышать грузоподъемность и группу классификации режима работы, указанные в паспорте крана;

- не использовать неработоспособные и несоответствующие технологии выполняемых работ грузозахватные приспособления и тару;

- не эксплуатировать кран с неработоспособными ограничителями, указателями и регистраторами;

- начинать подъем груза предварительно на высоту не более 200 - 300 ммспоследующейостановкойдляпроверкиправильностистроповкиинадежностидействиятормоза;

- не перемещать груз при нахождении под ним людей. Нахождение стропальщика возле груза во время его подъема или опускания, возможно только если груз поднят на высоту не более 1000 мм от уровня площадки;

- не начинать подъем груза, масса которого неизвестна;

- при длительном перерыве или по окончанию работ груз не должен находится в подвешенном состоянии. По окончанию работ кран должен быть приведен в безопасное положение в нерабочее состояние согласно требований руководства (инструкции) по эксплуатации;

- выходы на галереи мостовых кранов, находящихся в работе, должны быть закрыты;

- для каждого цеха (пролета), не оборудованного проходными галереями вдоль рельсового пути, где работают мостовые краны, разрабатываются мероприятия по безопасному спуску крановщиков из кабины при вынужденной остановке крана не у посадочной площадки;

- в зоне работы электромостового крана, оснащенного управляемым захватом, грейфером или магнитом, нахождение людей не допускается. Рабочие, обслуживающие такие краны, допускаются к выполнению своих обязанностей только во время перерывов в работе крана, при этом напряжение с магнита должно быть снято.

- места производства работ кранами с управляемым захватом, грейфером или магнитом должны быть ограждены и обозначены предупредительными знаками.

В процессе выполнения работ с применением электромостового крана не разрешается:

- перемещение груза, находящегося в неустойчивом положении;

- выравнивание перемещаемого груза руками, а также изменение положения стропов на подвешенном грузе;

- использование ограничителей (концевых выключателей) в качестве рабочих органов для автоматической остановки механизмов, кроме случая, когда мостовой кран подходит к посадочной площадке, устроенной в торце здания;

- перемещать людей или груз с находящимися на нем людьми.

5.2 Требования безопасности при производстве ремонтных работ

При ремонте мостовых кранов и выполнении работ с выходом на крановые пути и переходные галереи должен оформляться наряд-допуск на производство работ в соответствии с требованиями Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.

Ремонтные работы проводят инженерно-технические работники, ответственные за содержание грузоподъемных машин в исправном состоянии, и лица, ответственные за безопасное производство работ кранами.

Мостовые краны общего назначения при ремонте необходимо останавливать около посадочной площадки. Это требование исключит возможность нахождения ремонтного персонала на подкрановых путях.

После остановки крана на ремонт необходимо с обеих сторон установить упоры. Днем вывешиваются флажки красного цвета, ночью -лампочки красного цвета. Под краном устанавливается ограждение и знак «Проход запрещен. Ведутся ремонтные работы».

Необходимо обесточить кран путем съема главных токоприемников электриком цеха. При этом нужно закоротить концы проводки и занулить их.

Зона ремонта должна быть освещена переносными лампами с напряжением не более 12 В.

При проведении газорезных работ необходимо баллоны размещать на расстоянии 10-15 метров от места проведения работ. При этом леса закрывать асбестовыми или металлическими листами.

Работы продолжительностью до трех часов должны выполняться с применением бирочной системы.

Работники, выполняющие работу на высоте, находящиеся в опасной зоне падения с высоты или падения на них предметов сверху, должны быть в касках.

Не допускается производить сварочные работы, работы с применением электрифицированного, пневматического, пиротехнического инструмента с приставных переносных лестниц и стремянок. Выполнение таких работ следует производить с лесов строительных и стальных подмостей, стремянок с верхними площадками, имеющими перильное ограждение, с люлек, вышек, подъемников.

При электромонтажных работах, когда работнику не представляется возможным закрепить строп предохранительного пояса за конструкцию, опору и т.п., следует пользоваться страховочным канатом, верхолазным предохранительным устройством.

При работе на конструкциях, под которыми расположены находящиеся под напряжением токоведущие части, приспособления и инструмент, применяемые при работе, во избежание их падения необходимо привязывать.

5.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов при работе электромостового крана

Исследуем основные операции (узлы, единицы оборудования), создающие опасные и вредные производственные факторы, проведем их анализ и определим их воздействие на жизнедеятельность человека.

Для более точного определения фактических величин показателей вредных производственных факторов воспользуемся результатами аттестации рабочего места по основной специальности (инструкция по охране труда рабочего места для ЦГП-1). Результаты анализа приведены в таблицах 12 и 13.

Таблица 12 - Анализ опасных производственных факторов.

Наименование операций (оборудования), создающих опасность	Характеристика и вид опасного фактора	Вид воздействия на человека	Мероприятия и средства защиты
1	2	3	4
Работа на высоте	Падение	Механическая травма	Соблюдение правил ТБ, использование страховочных средств, установка блокираторов опускания
Оборудование ГПМ	Движущиеся части ГПМ	Механическая травма	Соблюдение правил ТБ, организация ТОиР (наряд-допуск, ключ бирка)
Острые кромки, заусеницы, шероховатости	Рабочий инструмент, диски колёс, детали	Травмы рук и тела	Соблюдение правил ТБ, использование СИЗ
Электропривод	Нарушение изолирующих слоёв	Электрическая травма	Своевременное обслуживание и ремонт, заземление
Оборудование ГПМ	Повышенная температура поверхностей оборудования (более 450)	Термическая травма	Использование СИЗ, соблюдение ТБ

Анализ данных, приведенных в таблице 12, показывает, что наибольшую опасность при работе электромостового крана представляют движущиеся части механизмов.

Запрещается прикасаться головой, руками, ногами или одеждой к вращающимся и движущимся частям механизма, агрегата, передачам, и т.д. во избежание захвата их вращающимися частями механизмов. Находится непосредственно в зоне работы крана. Запрещается совершать какие-либо операции по ремонту узлов и агрегатов при включённом электроприводе.

Таблица 13 - Анализ вредных производственных факторов.

Наименование фактора	Величина показателя	Влияние на человека	Мероприятия и средства защиты
	По нормам	фактическая
1	2	3	4	5
Температура воздуха в рабочей зоне, С0(*)	19-21	29	Нарушение терморегуляции в организме, нарушение водно-солевого баланса., хронические заболевания кожи, вегето-сосудистая дистония	Установка кондиционеров, питьевых точек
Общая вибрация при частоте 30-50 Гц, А мм (**)	0,007-0,009	0,016-0,05	Заболевание артерий, хронические заболевания периферической нервной системы, близорукость	Применение СИЗ (обувь на виброгасящей подошве, виброгасящие перчатки или рукавицы)
Производственный шум, Дб	25 (в изоляционной кабине)	98	Снижение остроты слуха и зрения, повышение кровеносного давления, утомление центральной нервной системы	Применение СИЗ, использование шумоподавляющих материалов в помещениях
Освещённость на рабочем месте, лк	200	220	Работая при освещении плохого качества или низких уровней, люди могут ощущать усталость глаз и переутомление, что приводит к снижению работоспособности	Не требуется

* - оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений взяты из нормативного документа СанПиН 2.2.4.548-9.

** - допустимые нормы вибрации в рабочей зоне производственных помещений взяты из нормативного документа СН 2.2.4/2.1.8.566-96.

Анализ данных таблицы 13 показывает то, что все работники обязаны носить полагающуюся им спецодежду и пользоваться положенными по условиям работы дополнительными средствами индивидуальной защиты (очки, резиновые перчатки, обувь на виброгасящей подошве, респираторы противопылевые) согласно, Техническому регламенту о безопасности средств индивидуальной защиты, Федеральный Закон № 1213-Ф3 от 24 декабря 2009 г. с изменениями от 8 декабря 2010 г.

5.4 Расчет искусственного освещения

Искусственное освещение, осуществляемое газоразрядными и электрическими лампами, по конструктивному исполнению может быть двух систем - общее освещение и комбинированное (общее и местное). Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения. Общее освещение подразделяется на общее равномерное, общее локализованное. Применение одного местного освещения внутри зданий не допускается.

В соответствии соСП 52.13330.2011 для освещения подкрановых зон следует предусматривать газоразрядные лампы (люминесцентные, натриевые и т.д.). В случае невозможности применения газоразрядных источников света допускается использование ламп накаливания.

Газоразрядные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют преимущества: по спектральному составу света они близки к естественному освещению, обладают более высоким КПД, повышенной светоотдачей и большим сроком службы (до 8 - 12 тыс. часов).

Искусственное освещение нормируется исходя из характеристики работ, при этом задаются как количественные (минимальная освещенность, допустимая яркость), так и качественные характеристики (показатель ослепленности, коэффициент пульсации освещенности, спектр излучения).

Минимальная освещенность устанавливается согласно условиям зрительной работы, которые определяются наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном (большой, средний, малый) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).

Произведем расчет искусственного освещения подкрановой зоны по методу коэффициента использования светового потока.

Количество светильников, обеспечивающих в данном помещении заданное значение освещенности можно определить по формуле:

(70)

где: - минимальная нормируемая освещенность, [36];

- коэффициент запаса, зависящий от степени износа лампы и загрязненности воздуха, ;

- площадь площадки, ;

- коэффициент минимальной освещенности, для ламп разрядных высокого давления;

- количество светильников, ;

- число ламп в светильнике, ;

- световой поток, для лампы ДРЛ-250 ;

- коэффициент использования светового потока, зависящий от геометрических параметров помещения и отражательной способности потолка и стен.

Индекс помещения определяем по формуле:

 (71)

где: - длина площадки, ;

- ширина площадки, ;

- высота подвеса светильников, .

.

Тогда коэффициент использования светового потока.

.

Принимаем для освещения участка работы электромостового крана 62 штуки ламп ДРЛ-250, которые размещены по периметру участка. Это позволит улучшить параметры производственного освещения и приведёт к значительному снижению зрительной нагрузки на машиниста.

5.5 Электробезопасность мостового крана

Электрооборудование рассматриваемого мостового крана получает питание от промышленной сети трехфазного тока частотой 50 Гц и напряжением 380В.

На кране установлены крановые асинхронные электродвигатели с фазовым ротором, электрогидравлические тормоза, шкафы с аккумуляторами для предотвращения падения груза при аварийном отключении электропитания. Кроме того, на кране имеются троллеи, через которые осуществляется питание крана, ящики с сопротивлениями и другое электрооборудование.

Осмотр и ремонт электрооборудования разрешается только электрикам, прошедшим обучение и имеющим удостоверение на право обслуживания и ремонт крана.

Не допускается прикасаться без применения электрозащитных средств к изоляторам, изолирующим частям оборудования, находящегося под напряжение.

С целью предупреждения рабочих об опасности поражения электрическим током должны использоваться плакаты и знаки безопасности. В зависимости от назначения плакаты и знаки делятся на:

- предупреждающие («Стой! Напряжение», «Невлезай - убьет!»);

- запрещающие («Не включать, работают люди»идр.);

- предписывающие («Работать здесь» и др.);

- указательные («Заземлено»идр.).

Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная двойная); оградительные устройства; предупредительная сигнализация, блокировка, знаки безопасности; расположение на безопасной высоте; малое напряжение; защитное заземление, зануление и защитное отключение; выравнивание потенциалов; электрическое разделение сетей; средства защиты и предохранительные приспособления.

Исправная изоляция является основным условием, обеспечивающим безопасность эксплуатации электроустановок.

Состояние изоляции проверяется перед вводом электроустановки в эксплуатацию, после ее ремонта, а также после длительного ее пребывания в нерабочем положении. Кроме того, проводится профилактический контроль изоляции с помощью специальных приборов: омметров и мегомметров. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей предписывают проводить такой контроль в электроустановках до 1000 В но реже 1 раза в три года. В тех случаях, когда силовые или осветительные проводки имеют пониженное против норм сопротивление изоляции, необходимо принимать немедленные меры к восстановлению изоляции до нормы или к полной, или частичной замене проводки.

Неисправности в электроустановках и электроаппаратуре, которые могут вызвать искрение, короткое замыкание, перегрев горючей изоляции кабелей и проводов, должны немедленно устраняться дежурным персоналом.

5.6 Пожарная безопасность

Основными причинами, способствующими возникновению и развитию пожаров, являются: нарушение правил применения и эксплуатации приборов и оборудования с низкой противопожарной защитой; использование при монтаже в ряде случаев материалов, не отвечающим требованиям пожарной безопасности; отсутствие на многих объектах народного хозяйства и в подразделениях пожарной охраны эффективных средств борьбы с огнем.

Пожарная безопасность предусматривает комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также создание условий для успешного тушения пожара.

Ответственным лицом за пожарную безопасность является начальник ЦГП-1, ответственность за пожарную безопасность, обеспечение установленного противопожарного режима на участке отгрузки несет руководитель участка или лицо, его замещающее.

Технологическое оборудование при нормальных режимах работы должно быть пожаробезопасным, а на случай опасных неисправностей или аварий необходимо предусмотреть защитные меры, ограничивающие масштаб и последствия пожара.

Механизмы управления при обслуживании несовместимых операций должны быть сблокированы так, чтобы исключить возможность создания аварийных ситуаций.

Запрещается применять в производственных процессах и хранить вещества и материалы с неизученными параметрами по пожарной и взрывной опасности.

Запрещается выполнять производственные операции на оборудовании, установках и станках с неисправностями, которые могут привести к возгоранию и пожарам, а также при отключении контрольно измерительных приборов, по которым определяются заданные режимы температуры, давления концентрации газов и другие технологические параметры.

На случай пожара участок оборудован средства первичного пожаротушения: внутренние пожарные краны с пожарными рукавами и стволами, воздушно-пенные, пенные, углекислотные и порошковые огнетушители, ящики с песком, асбестовое полотно.

На случай иных чрезвычайных ситуаций на стене размещается план экстренной эвакуации соответствующий техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности, Федеральный Закон № 123-ФЗ.

Кран мостовой относится к категории Д по пожарной безопасности в соответствии со СП 56.13330.2011.

Кран работает в помещении. Пожар может возникнуть от воздействия электрического тока в результате неисправности предохранительных пробок, короткозамкнутых проводов, из-за плохого контакта проводов электродвигателей и сопротивлений, в следствии несоблюдения правил техники безопасности при работах по сварке.

Для предотвращения пожара следует принять меры: предотвращение недогрузок или перегрузок, предотвращение нагрева трущихся деталей до температуры выше допустимой.

Кран должен быть укомплектован средствами пожаротушения.

Для обеспечения пожарной безопасности применяются следующие мероприятия.

Во всех производственных, административных, складских и вспомогательных помещениях на видных местах вывешены таблички с указанием номера телефона вызова пожарной охраны.

Приказом по цеху установлен соответствующий их пожарной опасности противопожарный режим, в том числе:

- определены и оборудованы места для курения;

- определены места и допустимое количество единовременно находящихся в помещениях сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

- установлен порядок уборки горючих отходов и пыли, хранения промасленной спецодежды;

- определен порядок обесточивания электрооборудования в случае - пожара и по окончании рабочего дня;

- регламентированы: порядок проведения временных огневых и других пожароопасных работ; порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы; действия работников при обнаружении пожара;

- определен порядок и сроки прохождения противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму, а также назначены ответственные за их проведение.

На всех мостовых кранах цеха в целях противопожарной безопасности предусмотрено наличие двух огнетушителей ОУ-8 -один находится в кабине машиниста, а другой - на мосту крана.

5.7 Анализ и оценка возможных аварийных ситуаций

Перечень возможных аварийных ситуаций, причины, их вызывающие, действия работника при возникновении аварийных ситуаций приведены в таблице 14.

Таблица 14 - Анализ и оценка возможных аварийных ситуаций

Отклонение параметров. Возникновение аварийных ситуаций	Травма человека	Летальный исход	Постоянное вредное воздействие	Отказ оборудования	Срыв задания работ	Материальный ущерб	Ущерб окружающей среде	Действия
Пожар	Да	Да	Да	Да	Да	Да	Нет	Пожарная профилактика
Обрыв каната	Да	Да	Нет	Да	Да	Да	Нет	Контроль за тех. состоянием
Отключение электрической энергии	Нет	Нет	Нет	Да	Да	Нет	Нет	Наличие авт. ген. станции
Отказ редуктора	Да	Да	Нет	Да	Да	Да	Нет	Контроль за тех. состоянием
Повреждение М.К. крана	Да	Да	Нет	Да	Да	Да	Нет	Установка ограничителя г/п.

При соблюдении работающими правил техники безопасности и следованиям технологическим инструкциям, воздействия опасных производственных факторов может быть сведено до минимума. Соблюдения правил и требований, изложенных в инструкции по технике безопасности, обеспечивает нормальное течение производственного процесса и безаварийную работу оборудования.

5.8 Выводы по разделу «Безопасность жизнедеятельности»

В разделе безопасность жизнедеятельности были рассмотрены основные требования безопасности при работе и ремонте электромостового крана, которые призваны предотвратить и/или исключить возникновение аварий, повлекших нанесению вреда здоровью человека. Проведен анализ опасных и вредных производственных факторов, в результате которого можно сделать вывод, что в данном цехе присутствует большое количество ВПФ и ОПФ, причем большинство из них приближается или выше установленных предельно допустимых норм. Чтобы снизить влияние внешних вредных и опасных производственных факторов каждому работнику ЦГП-1 выдаётся комплект СИЗ.

Анализ возможных аварийных ситуаций показывает, что большинство из них являются следствием халатности. Безопасная работа и отсутствие аварий на участке возможна только при полном соблюдении правил техники безопасности всеми работниками участка.

Достаточная освещенность рабочей площадки реализуется преимущественно за счет искусственного освещения.

В целом все рассмотренные вопросы отражены в инструкции по охране труда для машинистов мостового крана ЦГП-1.

Заключение

Целью выпускной квалификационной работы был проект перевода электромостового крана № 14558 в режим работы с электромагнитом на г/п 8,0 тонн и разработкой траверсы.

Структурная характеристика предприятия и описание участка, а также аналитический обзор научно-технической литературы приведены в разделе аналитический обзор.

В расчетной части произведены проектные и проверочные расчеты металлоконструкции траверсы, выполнено усиление проходной галереи крана, подобрано необходимое оборудование.

Раздел безопасности жизнедеятельности представлен общей характеристикой промышленной безопасности на участке, проведен анализ вредных и опасных производственных факторов при работе проектируемого оборудования.

Технико-экономическое обоснование проекта представлено расчетом капиталовложений в проектируемый объект и расчетом прибыли по сравнению с базовым вариантом. Экономический расчет показывает, что внедрение данного проекта является целесообразным решением. Так же в текстовой части приводится пример компьютерного моделирования и расчет конечно-элементной модели с использованием CAD/CAE-систем.

Список литературы

Основная

1. Абрамович, И.И. Грузоподъемные краны промышленных предприятий [Текст]: справочник. - М.: Машиностроение, 1989.- 360с.: ил.

2. Александров, М.П. Подъемно-транспортные машины [Текст]: Учеб.для машиностроит. спец. вузов. - 6-е изд., перераб. - М.: Высшая школа, 1985. - 520 с., ил.

3. Алямовский, А.А. Инженерные расчеты в SolidWorksSimulation[Текст]: - М.: ДМК Пресс, 2010. - 464 с., ил.

4. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов/ П.П. Кукин, В.А. Лапин, Е.А. Подгорных и др. [Текст]: - М.: Высшая школа, 2005. - 317 с.

5. Воронцов, А.В. Выбор грузоподъемного электромагнита [Текст] / MetalRussia. - 2012. - № 10. - С. 10-13.

6. Дарков, А. В. Строительная механика [Текст]: Учеб. для строит. спец. вузов. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1986. - 607 с.: ил.

7. Девисилов, А. В. Охрана труда [Текст]: Учебник. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: ФОРУМ, 2009. - 496 с.: ил.

8. Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учеб. пособие для студентов машиностр. спец. вузов/ С.А. Казак, В.Е. Дусье, Е.С. Кузнецов и др. [Текст]: - М.: Высшая школа, 1989. - 319 с.: ил.

9. Матвеев, В.В. Примеры расчета такелажной оснастки [Текст]: Учеб. пособие для техникумов. - 4-е изд., перераб. и доп. - Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. - 320 с., ил.

10. Панасенко, Н.Н. Современные технологии использования грузозахватных устройств [Текст] / Вестник тульского государственного университета. - 2013. - № 12. - С. 78-80.

11. Пат. 2255893 Российская Федерация, МПК В 66 С 1/06. Грузоподъемный электромагнит [Текст] / Трегубов Д. А.; заявитель и патентообладатель ООО «ДимАл». - № 2003133348/11; заявл. 17.11.2003; опубл. 10.07.2005, Бюл. № 19.

12. Пат. 2111160 Российская Федерация, МПК В 66 С 1/06. Грузозахватный магнит [Текст] / Красноперова Р. А., Федорова В. И.; заявитель и патентообладатель Красноперова Р. А., Федорова В. И. - № 95117756/09; заявл. 18.10.1995; опубл. 20.05.1998.

13. Пат. 2243142 Российская Федерация, МПК В 66 С 1/06. Круглый грузоподъемный электромагнит [Текст] / Зайцев А. А., Камардин О. В., Мирнов А. Ю., Новиков И. В., Остров С. К., Ряснов Ю. А., Сливинский Е. В.; заявитель и патентообладатель Елецкий государственный университет им. И. А. Бунина. - № 2003108542/11; заявл. 27.03.2003; опубл. 27.12.2004.

14. Пат. 673587 СССР, МПК В 66 С 1/48. Эксцентриковый захват для листового материала [Текст] / Виноградов В. М., Шинтьяков В. Е.; заявитель и патентообладатель Виноградов В. М., Шинтьяков В. Е. - № 2521034/29-11; заявл. 12.09.77; опубл. 15.07.79, Бюл. № 26.

15. Пат. WO2013179126 США, МПК В 66 С 1/66. Грузоподъемный магнит [Текст] / MORTON, David.; заявитель и патентообладатель MAGSWITCH TECHNOLOGY INC. - № PCT/IB2013/001102; заявл. 31.05.2013; опубл. 05.12.2013.

16. Пат. 2336218 Российская Федерация, МПК В 66 С 1/12. Строп Леухина Н.Н. [Текст] / Леухин Н.Н.; заявитель и патентообладатель Леухин Н.Н. - № 2007103662/11; заявл. 30.01.2007; опубл. 20.10.2008, Бюл. № 29.

17. Пат. 2437825 Российская Федерация, МПК В 66 С 1/06. Электромагнитная траверса [Текст] / Крюков И. В.; заявитель и патентообладатель ЗАО «Конструкторско-технологическое бюро Технорос». - № 2010127889/11; заявл. 06.07.2010; опубл. 27.12.2011 Бюл. № 36.

18. Пат. 2293055 Российская Федерация, МПК В 66 С 1/04. Грузостраховочное приспособление для электромагнитной траверсы[Текст] / Braun Manfred, Daniel Schneider; заявитель и патентообладатель DauRafik - № 2005121245/11; заявл. 07.07.2005; опубл. 10.02.2007 Бюл. № 4.

19. Полевой, А.Д. Фавориты среди грузоподъемного оборудования [Текст] / Промышленные страницы Сибири. - 2011. - № 9. - С. 22-24.

20. Практические работы по курсу «Аттестация рабочих мест»: Учебное пособие / С. В. Егоренкова, П. М. Быков, Л. Г.Софронова, А. В. Клинов[Текст]: Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2011. - 105 с.

21. Соколов, С.А. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин [Текст]: Учеб. пособие. - СПб.: Политехника, 2005. - 423 с.: ил.

22. Специальные краны: Учеб. пособие для машиностроит. вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование»/ П.З. Петухов, Г.П. Ксюнин, Л.Г. Серлин [Текст]: - М.: Машиностроение, 1985.- 248 с., ил.

23. Шаповалов, В.Е. Самые популярные стропы [Текст] / Основные средства. - 2004. - № 6. - С. 8-14.

24. Экономика труда: Учебник2-е изд., перераб. и доп. / Под ред. Проф. П.Э. Шлендера и проф. Ю.П. Кокина. [Текст]: М.: Магистр, 2010.- 686 с.

Нормативная

25. ГОСТ 14637-89. Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. Взамен ГОСТ 14637-79, ГОСТ 380-71; введ. 1991-01-01. [Текст] - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 9 с.

26. ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. Взамен ГОСТ 5264-69; введ. 1981-06-30. [Текст] - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 33 с.

27. ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. Взамен 14771-69; введ. 1977-07-01. [Текст] - М.: Изд-во стандартов, 1977. - 37 с.

28. ГОСТ 9467-75. Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы. Взамен ГОСТ 9467-60; введ. 1977-01-01. [Текст] - М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1977. - 6 с.

29. ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия. Взамен ГОСТ 8479-57; введ. 1971-01-01. [Текст] - М.: Межгосстандарт: Изд-во стандартов, 1971. - 9 с.

30. ПОТ Р М-012-2000Межотраслевые правила по охране труда при работе на высоте. [Текст] Утв. постановлением Министерства труда и социального развития РФ от 4 октября 2000 г. № 68.

31. ГОСТ 8509-93. Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент. Взамен ГОСТ 8509-86; введ. 1997-01-01. [Текст] - М.: Изд-во стандартов, 1997. - 5 с.

32. ГОСТ 535-2005. Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия. Взамен ГОСТ 535-88; введ. 2008-01-01. [Текст] - М.: Стандартинформ, 2008. - 12 с.

33. РД 24.090.52-90Подъемно-транспортные машины. Материалы для сварных металлических конструкций. [Текст] (утв. Министерством тяжелого машиностроения СССР 01.10.1990 г. № 04-002-1-9254).

34. СН 2.2.4/2.1.8.566-96Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Санитарные нормы. [Текст] (утв. Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 31 октября 1996 г. № 40).

35. СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. Санитарные правила и нормы. [Текст] (утв. ПостановлениемГоскомсанэпиднадзора России от 1 октября 1996 г., № 21).

36. СП 52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*. [Текст] Взамен СНиП 23-05-95; введ. 2011-05-20. - М.: ОАО ЦПП, 2011. 68 с.

37. СП 56.13330.2011. Производственные здания. Актуализированная редакция СНиП 31-03-2001. [Текст]Взамен СНиП 2.09.02-85; введ. 2011-05-20. - М.: ОАО ЦПП, 2011. 17 с.

38. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения. [Текст] - М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2013. 90 с.

Вспомогательная

39. Библиотека ГОСТов и нормативных документов. [Электронный ресурс] - режим доступа: http://libgost.ru.

40. Кировский завод электромагнитов «Димал». [Электронный ресурс] - режим доступа: http://dimalmag.ru.

41. Системы автоматизированного проектирования САПР CAD/CAM/CAE. [Электронный ресурс] - режим доступа: http://sapr-cad.ru.

42. Череповецкий металлургический комбинат. [Электронный ресурс] - режим доступа:http://chermk.severstal.com.

Размещено на Allbest.ru