Модернизация крана-манипулятора для перегрузки песчано-гравийной смеси

==/3=18000/3=6000 кг;

где - масса передней части стрелы с хоботом;

>1.15.

7.1.2 Второй расчётный случай

При условиях рассмотренного первого случая грузовой устойчивости крана, но при стреле, расположенной под углом 45° к ребру опрокидывания проверяется запас устойчивости крана с учётом касательной силы инерции FИ.К. и центробежной силы FИ.Ц. при торможении или пуске механизма вращения крана.

Рисунок 7.2. - Расчётная схема грузовой устойчивости крана (второй случай)

Коэффициент , запаса устойчивости определяется по формуле:

где t4=5 с - время пуска (торможения) механизма вращения поворотной платформы;

Остальные обозначения приведены выше, при рассмотрении первого расчётного случая грузовой устойчивости.

> 1,5

7.1.3 Третий расчётный случай

Расчётная схема соответствует рисунку 10.1.1. Коэффициент , грузовой устойчивости определяется при отсутствии воздействия сил инерции и ветра:

>1.4

7.1.4 Грузовая устойчивость крана при передвижении с грузом

Во время передвижения крана с грузом все другие механизмы заблокированы и не могут включиться в работу. До начала передвижения стрела с подвешенным грузом устанавливается перпендикулярно пути движения. При передвижении крана с грузом со стрелой, расположенной вдоль пути передвижения заведомо не обеспечивается устойчивость крана независимо от вылета стрелы, так как при передвижении расчётная опорная база ходовых тележек составит четыре метра.

По приведённой расчётной схеме устойчивость крана проверяется относительно ребра «С».

Удерживающий момент, создаваемый весом крана и груза уменьшается от влияния наклона территории

Опрокидывающий момент в сторону передвижения создаётся ветровой нагрузкой рабочего состояния и действием сил инерции, возникающих при движении крана.

Коэффициент запаса устойчивости при передвижении определяется по формуле:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7.3. Расчётная схема грузовой устойчивости крана при передвижении с грузом

Где ?=3° - Угол наклона подкранового основания к горизонту;

V2=0,5 м/с - скорость передвижения крана;

t2=1 с - время пуска (торможения) механизма передвижения;

mК=172000 кг - масса крана;

Остальные обозначения приведены в выше рассмотренных случаях.

>1,15

7.2 Собственная устойчивость крана

Расчёт собственной устойчивости крана выполнен при его опирании только на ходовые приводные тележки. Гидродомкраты выносных опор и дополнительные опорные колёса подняты.

Устойчивость крана проверяется относительно ребра «Д» при возможном опрокидывании от действия ветровой нагрузки нерабочего состояния в сторону противовеса, при этом противовес полностью выдвинут в сторону опрокидывания.

Удерживающий момент, создаваемый весом частей крана, уменьшается от влияния наклона крана.

Коэффициент собственной устойчивости определяется по формуле:

Где G1=860000 Н - вес портала;

G2=228000 Н - вес поворотной платформы;

G3=380800 Н - вес противовеса с хвостовой частью стрелы;

G4=230000 Н - вес передней части стрелы с оборудованием;

G5=26700 Н - вес хобота;

l1=4 м; l2=1,42 м; l3=6,58 м; l4=7,1 м; l5=14,1 м; H1=5 м; H2=12 м; H3=9,5 м; H4=18 м;

H5=18,2 м; - плечи сил.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7.4. Расчётная схема для определения собственной устойчивости крана

?=3° - угол наклона подкранового основания к горизонту;

Pb1=SK*p1 - давление ветра на кран в нерабочем положении;

SK=194 - расчётная наветренная площадь крана;

p1=400 Па - динамическое давление ветра на кран в нерабочем положении;

Pb1=194*400=77600 Н.



=1,73 > 1,15

7.3 Заключение по результатам расчёта устойчивости крана - манипулятора

Методическое выполнение расчётов устойчивости крана проверено по рекомендациям, изложенным в «Справочнике по кранам» (изд. «Машиностроение» 1988 г. 184 стр.)

В соответствии с требованиями Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов (ПБ 10-382-00) выполнен расчёт грузовой и собственной устойчивости крана - манипулятора.

Грузовая устойчивость крана рассматривается для четырёх основных случаев.

Выполненные расчёты подтвердили, что грузовая устойчивость крана обеспечивается со следующими значениями коэффициентов запаса устойчивости:

1. Коэффициент грузовой устойчивости при учёте всех действующих нагрузок рабочего состояния (без передвижения крана) =1,86 при нормативном минимальном значении этого коэффициента, равном 1,15.

2. Коэффициент грузовой устойчивости, рассчитанный с учётом воздействия составляющей касательной силы инерции и центробежной силы при торможении или пуске механизма вращения =2,31 при нормативном значении, равным 1,5.

3. Коэффициент грузовой устойчивости без учёта воздействия сил инерции и ветра =2,52 при нормативном значении, равном 1,4.

4. Четвёртый расчётный случай грузовой устойчивости крана рассчитан при его передвижении с грузом при отсутствии совмещения других рабочих движений крана. Коэффициент грузовой устойчивости для этого случая =1,68 при нормативном значении, равном 1,15.

Проведённый расчёт собственной устойчивости крана показал, что она также соответствует нормам - коэффициент собственной устойчивости =1,73 при нормативном значении, равном 1,15.

Для повышения надёжности устойчивости крана при возникновении не предусмотренных ситуаций на кран установлены дополнительные выносные опорные колёса, которые при расчёте устойчивости крана не учитывались.

8. Расчет технико-экономических показателей

Полученные в проекте значения технико-эксплуатационных показателей позволяют обеспечивать высокую техническую и эксплуатационную производительность. При перегрузке навалочных грузов она будет составлять 330 т/час, а на перегрузке крупнотоннажных контейнеров - 30 ед/час.

Сравнительные технические характеристики предлагаемого крана-манипулятора и портального крана «Абус 10-32-10.5» представлены в таблице.

Таблица 8.1 - Технические характеристики кранов

№ п/п	Наименование показателя	«Абус 10-32-10.5»	КММ 10/16
1	Грузоподъёмность, т.	10	10/16
2	Вылет стрелы, м.	32	32
3	Высота подъёма грейфера над головкой подкранового рельса, м.	20	22
4	Глубина опускания грейфера ниже головкой подкранового рельса, м.	10	15.8
5	Размер колеи портала, м.	10.5	10.5
6	Скорость подъёма, м/с.	1.08	1.5
7	Скорость изменения вылета, м/с.	1.6	1.5
8	Скорость вращения, об/мин.	1.88	1.9
9	Скорость передвижения, м/с.	1.8	0.5
10	Общая масса крана, т.	185.9	171.9

Предварительный экономический эффект нового крана-манипулятора может быть рассчитан по формуле:

,

где Ц1 и Ц2 - стоимость крана соответственно базового и нового

? - коэффициент роста объёмов работ, выполняемых новым краном в сравнении с

базовым.

,

где ПТ1 и ПТ2 - техническая производительность базового и нового крана на соответственных вариантах работ;

КИП1 и КИП2 - коэффициенты использования технической производительности соответственно базового и нового крана;

КИВ1 и КИВ2 - коэффициенты использования по времени соответственно базового и нового крана;

Расчёт технической производительности нового крана-манипулятора в сравнении с базовым портальным краном «Абус 10-32-10.5» на перегрузке навалочных грузов.

Производительность крана-манипулятора равна:

,

где qп - масса перемещаемого груза, т.;

- продолжительность цикла крана, с.;

,

где tз - время закрытия грейфера с,

tпод - время подъёма груза, с.;

tпов - время поворота крана с грузом, с., tпов =16 с, (см. таблицу 12);

с

где: lш - длинна штока, м.

V - скорость выдвижения штока гидроцилиндра, м/с.

tр - время на разгон (торможение) механизма.

с,

где Нп(о) - высота подъёма (опускания) груза, м.;

Vп(о) - скорость подъёма (опускания) груза, м/с.;

3 - время на разгон (торможение) механизма подъёма (опускания) стрелы, с;

с,

т/ч.

Производительность крана «Абус 10-32-10.5» равна:

,

где qп - масса перемещаемого груза, т.;

- продолжительность цикла крана, с.;

,

где tз - время закрытия грейфера с,

tпод - время подъёма груза, с.;

tпов - время поворота крана с грузом, с., tпов =20 с, (см. таблицу 12);

с

где: lш - длина замыкающего каната, м.

V - скорость подъёма грейфера, м/с.

tр - время на разгон (торможение) механизма.

с,

где Нп(о) - высота подъёма (опускания) груза, м.;

Vп(о) - скорость подъёма (опускания) груза, м/с.;

3 - время на разгон (торможение) механизма подъёма (опускания) стрелы, с;

с,

т/ч.

Соотношение технической производительности нового крана-манипулятора в сравнении с базовым портальным краном Абус 10-32-10.5 составит: Коэффициент использования по времени крана равен:

Для крана «Абус 10-32-10.5»:

где tсм - продолжительность смены с вычетом времени на: перерывы, обслуживание рабочего места, перерывы обусловленные технологией и организацией производства, отдых и личные надобности. tсм = 5,83 ч.

tн - продолжительность навигации, tн ? 200 сут.

т*нав.

Для крана «КММ 16/36»:

т*нав.

Следовательно соотношение коэффициентов использования по времени соответственно базового и нового крана равно:

Использование в кране принципа «манипулятора» без гибкой тросовой подвески большой длины, как у портальных кранов, и наличие поворотной управляемой головки для позиционирования грузозахватных органов и груза позволяют ожидать увеличение коэффициента использования технической производительности нового крана-манипулятора в сравнении с базовым портальным краном не менее, чем на 5%, то есть

КИП2/КИП1=1,05

Следовательно:

Строительная стоимость перегрузочных машин определяется по формуле:

Kс = Pi-ni, руб.

где Р, - масса отдельных узлов, механизмов и оборудования перегрузочной машины, кг.

ni, укрупненный норматив стоимости I кг узлов, механизмов и оборудования, руб. /кг,

i ⁼ 1,2… m - число групп разбивки перегрузочной машина на отдельные узлы, механизмы и оборудование.

Установление массы отдельных узлов, механизмов и оборудования перегрузочной машины производятся студентами ориентировочно на основе аналогов типовых серийных машин, технической документации, паспортных данных, справочных материалов и другой технической, технологической и экономической документации проектных институтов, производственных организации, а также по указанию преподавателя-консультанта.

При этом необходимо соблюдать условие, что суммарная масса всех узлов, механизмов и оборудования должна быть равна общей массе перегрузочной машины.

Р_м = Pi = Р1+Р₂+Рз+Р₄ +… +Р_т, кг.

Расчёт строительной стоимости портального крана КММ 10/32 методом укрупненных нормативов (по укрупнённым группам разбивки)

Укрупнённые группы разбивки перегрузочной машины	Масса перегрузочной машины	Укрупненные нормативы стоимости ni, руб./ кг	Строительная стоимость Кс, руб. Кс = Рi* ni
	Масса в% от массы крана	Масса в тоннах Рi, тонн
1. Металлоконструкция 1.1. Простая 1.2. Сложная	55 17	94,6 29,3	19.2 35.7	1816320 1046010
2. Механизмы	22	38	184,2	6999600
3. Электрооборудование	6	10,1	199.4	2013940

Расчёт строительной стоимости портального крана КММ 10/32 по сборочным единицам масс методом укрупненных нормативов (по укрупнённым сборочным единицам)

Сборочная единица	Распределение в % от массы крана	Распределение общей массы крана по сборочным единицам, тонн	Укрупнённые нормативы стоимости	Стоимость изготовления сборочной единицы, руб.
1. Портал 2. Платформа 3. Каркас 4. Стрела 5. Хобот 6. Противовес 7. Гидроцилиндры подъёма 8. Механизм поворота 9. Механизм изм. вылета 10. Механизм передвижения 11. Опорно-поворотное устройство 12. Кабина управления 13. Кабина машинная 14. Лестницы, площадки 15. Установка электрооборудования 16. Токопровод с кабельным барабаном	18,9 13,1 6,5 6,4 2.8 15,1 6,6 2,3 3,7 7,6 1,3 0.9 6,8 2.9 4.5 0.6	32,5 22,5 11,18 11,9 4,81 25,9 11,32 3,95 6,36 12,38 2,23 1,54 11,69 4,98 7,74 1,03	14 14 26 14 14 14 105 105 105 94 50 26 26 14 145 50	455000 315000 290680 166600 67340 362600 1188600 414750 667800 11637,2 111500 40040 303940 69720 1122300 51500

Расчёт строительной стоимости портального крана КММ 10/32 методом постатейных расходов (калькуляционный метод)

Данный метод позволяет более точно и экономически правильно рассчитать строительную стоимость вновь проектируемых и реконструируемых перегрузочных машин и определить затраты на модернизацию эксплуатируемых и отслуживших, установленный нормативом срок эксплуатации подъемно-транспортных машин.

Исходными данными расчета строительной стоимости и затрат на модернизацию являются:

* весовая нагрузка отдельных сборочных единиц, узлов, механизмов и устройств перегрузочной машины. Для проектируемых машин и механизмов весовая нагрузка устанавливается на стадии разработки технической части дипломного проекта:

* цены на комплектующее оборудование и покупные изделия;

* измерители стоимости 1 тонны чистого веса;

* нормативы транспортно-заготовительных расходов;

* норматив плановых накоплений.

Расчёт стоимости сырья, материалов и трудоёмкости изготовления портального крана КММ 10/32

Наименование расчётной единицы	Материалы и сырьё	Выработка li, кг/ч	Трудоёмкость, Тi, нормо-час
	Чистый вес q, тонн	Измеритель 1 тонны чистого веса тыс. руб.	Сумма Сс.м., тыс. руб.
Раздел А Понтон Нет
Раздел Б Металлоконструкция Портал Стрела Кабина Корпус маш. отделения	37,8 12,8 1,8 13,6	4.6 3.5 3,2 3.6	173,88 44,8 5,76 48,96	10 10 6 8,5	3780 1280 300 1600
Итого по металлоконструкции:	273,4		6960
Раздел В Механизмы Механизм подъёма Механизм поворота Механизм изменения вылета Механизм передвижения	13,2 4,6 7,4 15,2	40,25 37,95 36,8 39,1	531,3 174,57 272,32 594,32	4 4,5 5 4,8	3300 1022 1480 3167
Итого по механизмам:	1572,51		8978
Раздел Г Система и оборудование Нет
Раздел Д Электрооборудование	1.2	50	60	3,3	363
Всего: с учётом к =1.15	2225,72		16301

Итого полная цена крана КММ 10/32 составляет 11'347'700 рублей

Цена базового крана «Абус 10-32-10.5» составляет $300000, то есть 8'119'560 рублей на 30.05.2006 (стоимость базового крана взята из Интернета с сайта http://www.messageboards.ru/b13t335m6753.html)

Принимаем цены с учетом инфляции на 30,05,2007, составляющей 12%.

Тогда предварительный экономический эффект нового крана-манипулятора равен:

рублей

№ п/п	Наименование показателя	Размерность	Аналог	Расчётный
1	Название крана.		«Абус 10-32-10.5»	КММ 10/16-32/25-10,5
2	Грузоподъёмность.	т	10	10/16
3	Вылет стрелы.	м	32	32
4.	Размер колеи портала.	м	10,5	10,5
5	Строительная стоимость крана.	руб.	9989907,2	12739664
6	Производительность крана.	т/ч	290,2	321,5
7	Коэффициент использования крана по времени.		1,1	1,1
8	Общая масса крана.	т	185,9	172
9	Экономическая эффективность.	руб.	Э=Ц1*?-Ц1=77657,2

Заключение

Выполненный эскизный проект мобильного крана-манипулятора КММ - 10/32 подтвердил техническую возможность и экономическую целесообразность создания

такого крана.

Принятые принципиальные технические решения по крану соответствуют мировым тенденциям развития подъемно-транспортной техники.

В дипломном проекте с необходимой подробностью определены конструктивные решения, весовые и энергетические показатели по всем основным узлам и по крану в целом. Установлена возможность использования отечественной стали и других материалов, подобрана дизельная электростанция отечественного производства также комплектации крана-манипулятора электрооборудованием.

Полученная технико-эксплуатационная характеристика крана-манипулятора по большинству основных показателей подтверждает его преимущество перед отечественными аналогами, применяемыми на перегрузочных работах в портах.

Наиболее существенными достоинствами разработанного мобильного крана-манипулятора, которые определяют эффективность его применения в сравнении с портальными кранами являются: мобильность и универсальность, использование принципа «манипулятора» без грузовых канатов и лебедок, наличие управляемой поворотной головки для позиционирования захватов и груза, более высокие скоростные характеристики.

Применение новых мобильных кранов-манипуляторов позволит:

· повысить интенсивность перегрузочных работ, ускорить обработку транспортных средств (судов, вагонов, авто);

· использование крана в меж навигационный период принесет значительную выгоду и существенно повысит экономический эффект

· повысить производительность труда обслуживающего персонала;

· повысить уровень автоматизации управления, улучшить условия и культуру труда при эксплуатации и ремонте кранов, уменьшить затраты времени и средств на выполнение ремонтных работ, повысить интенсивность и эффективность использования перегрузочных средств и их фондоотдачу, сократить парк перегрузочных средств, сэкономить капиталовложения на техническое перевооружение и развитие портов и других предприятий.

Список литературы

1. ЗАО «МОПЕКО». Эскизный проект - Кран-манипулятор мобильный универсальный. М., 1997, 120 с.

2. Казак С.А., Дусье В.Е., Кузецов. С. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. М., Высш. шк., 1989, 319 с.

3. Гохберг М.М. Справочник по кранам. Л., Машиностроение, 1988. Т.1-336 с., Т.2-559 с.

4. Шерле З.П., Каракулин Г.Г. Справочник механизатора речного порта. М., Транспорт, 1980, 391 с.

5. Александров М.П. Подъёмно-транспортные машины. М., Выс. шк., 1979, 558 с.

6. Мягков В.Д. Краткий справочник конструктора. Л., Машиностроение, 1975, 816 с.

7. Скороходов Е.А. Общетехнический справочник. М., Машиностроение, 1982, 415 с.

8. Спивковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. М., Машиностроение, 1983, 487 с.

9. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчётам механизмов подъёмно-транспортных машин. М., Высш. шк., 1983, 350 с.

10. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов. СПб., Деан, 2005, 272 с.

11. Гаранин Н.П., Брауде В.И., Артемьев П.П. Грузоподъёмные машины на речном транспорте. М., Транспорт, 1991, 319 с.

Размещено на Allbest.ru