Глава 1. Анализ конструкции табельного железнодорожного крана

Стр 1 из 6Следующая ⇒

ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ

Оглавление

Введение. 3

Глава 1. Анализ конструкции табельного железнодорожного крана. 6

1.1 Анализ возможностей повышения грузоподъемности табельного железнодорожного крана. 6

1.2 Анализ возможностей повышения безопасности табельного железнодорожного крана. 13

1.3 Разработка требований к проектируемому оборудованию.. 18

1.4 Постановка цели и задач дипломного проекта. 21

Глава 2. Обоснование конструкции разрабатываемого оборудования. 22

2.1 Описание конструктивной схемы установки разрабатываемого оборудования 22

2.2 Расчет основных параметров разрабатываемого оборудования. 24

2.3 Разработка системы управления устойчивостью крана в период действия высоких ветровых нагрузок. 34

Глава 3. Технология проведения ремонта модернизированного железнодорожного крана 39

3.1 Технологический процесс выполнения среднего ремонта железнодорожного крана 39

3.2 Проведение испытаний крана и правила приемки крана после ремонта. 46

3.3 Техника безопасности при выполнении ремонтных работ железнодорожного крана 51

Заключение. 55

Список используемой литературы.. 57

Введение

Железнодорожные войска – специализированный род войск, являющийся структурной частью Сухопутных войск и предназначенный для строительства, восстановления и прикрытия железнодорожных путей сообщения в реальной боевой обстановке. С помощью железнодорожного транспорта происходит передислокация войск, подвозятся к линии фронта резервы, вооружение и боевая техника, боеприпасы и продовольствие.

Именно от функционирования этого вида транспорта во многом зависит успех крупных военных кампаний и полномасштабных войн.

Цель совершенствования Железнодорожных войск до 2020 года – придание им инновационного облика, удовлетворяющего потребностям обеспечения вооруженной защиты национальных интересов государства, соответствующего его экономическим и мобилизационным возможностям, в общей структуре военной организации государства.

Основными направлениями развития Железнодорожных войск на среднесрочную перспективу являются [39]:

- оптимизация организационно-штатной структуры органов управления, соединений и воинских частей;

- развитие базы мобилизационного развертывания и инфраструктуры;

- совершенствование системы комплектования войск, системы социального обеспечения военного строительства в интересах войск;

- повышение интенсивности и качества оперативной, боевой и мобилизационной подготовки органов управления, соединений и частей;

- решение задач модернизации вооружения, военной и специальной техники, создание научно-технического, конструкторского и производственного задела, выполнение НИ и ОКР работ, направленных на создание новой, унифицированной, стандартизированной, высокоэффективной системы вооружения и восстановительной техники для переоснащения соединений и воинских частей.

Модернизация техники железнодорожных войск в общем, и грузоподъемных кранов на железнодорожном ходу в частности, является одним из наиболее перспективных направлений развития Железнодорожных войск.

Всего существует три группы кранов. Основными критериями классификации выступают: форма остова, тип движения, вид конструкции [9].

Первая группа – стреловые поворотные. Сюда относятся краны на гусеничном, автомобильном или железнодорожном ходу. Также существуют мачтово-стреловые краны. Здесь же плавучие, полупортальные и портальные механизмы. Вторая группа – мостовой тип. Сюда относятся мостовые, козловые и перегрузочные мосты. За счёт этой техники груз перемещается по определённой территории вокруг строящегося сооружения. Как правило, траектория движения – прямоугольник. Третья группа – кабельные краны. Они могут передвигать объекты по линии или по прямоугольнику. Всё зависит от типа концевых башен: они бывают передвижными и стационарными [7].

Классификация стреловых кранов следующая: различают неполноповоротные и полноповоротные краны. Главное отличие заключается в том, что полноповоротные перемещают объект по окружности, а неполноповоротные по площади сектора. Также следует отметить, что если стреловый кран передвигается по рельсовым путям, то груз перемещается лишь в пределах площади, находящейся непосредственно у путей, а если ход автомобильный, то площадь может иметь любую конфигурацию.

На сегодняшний день широкое распространение получила техника с дизель-электрическим приводом. Принцип работы заключается в том, что дизель приводит в действие генератор, за счёт которого током обеспечиваются двигатели каждого компонента крана [1].

Целью представленного дипломного проекта является разработка проекта повышения грузоподъемности (путем разработки конструкции противовеса крана) и безопасности (путем разработки системы управления устойчивостью крана в период действия высоких ветровых нагрузок) табельной грузоподъемной техники на железнодорожном ходу на примере крана КЖ-461.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ возможностей повышения грузоподъемности табельного железнодорожного крана;

- провести анализ возможностей повышения безопасности табельного железнодорожного крана;

- разработать требования к проектируемому оборудованию;

- дать описание конструктивной схемы установки разрабатываемого оборудования;

- произвести расчет основных параметров разрабатываемого оборудования;

- разработать систему управления устойчивостью крана в период действия высоких ветровых нагрузок;

- разработать технологический процесс выполнения среднего ремонта железнодорожного крана;

- описать процесс испытаний крана и правила его приемки после ремонта;

- рассмотреть вопросы обеспечения техники безопасности при выполнении ремонтных работ железнодорожного крана.

Объектом исследования является конструкция крана КЖ-461.

Предметом исследования является конструкция противовеса крана, а также система управления устойчивостью крана в период действия высоких ветровых нагрузок.

В качестве теоретико-методологической базы выступают следующие методы исследования:

- изучение, систематизация и анализ литературы по исследуемой теме;

- анализ нормативной документации.

Представленная выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и четырех листов графического материала.

Глава 1. Анализ конструкции табельного железнодорожного крана

Анализ возможностей повышения грузоподъемности табельного железнодорожного крана

Постановка цели и задач дипломного проекта

Целью представленного дипломного проекта является разработка проекта повышения грузоподъемности и безопасности табельной грузоподъемной техники на железнодорожном ходу на примере крана КЖ-461.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- дать описание конструктивной схемы установки разрабатываемого оборудования;

- произвести расчет основных параметров разрабатываемого оборудования;

- разработать технологический процесс монтажа оборудования на железнодорожный кран;

- разработать технологический процесс выполнения среднего ремонта железнодорожного крана;

- описать процесс испытаний крана и правила его приемки после ремонта;

Глава 2. Обоснование конструкции разрабатываемого оборудования

Расчет основных параметров разрабатываемого оборудования

Произведем расчет механизма подъёма железнодорожного крана.

Определение размеров блоков

Диаметр блоков принимается равным диаметру барабана .

Подвижный блок устанавливается на радиальных однорядных шарикоподшипниках.

Эквивалентная динамическая нагрузка для каждого из них:

где: z = 2 – число блоков;

= 1, 5 – коэффициент запаса тормозного момента [3].

Долговечность подшипника по числу оборотов:

где: L_h = 10⁴ ч. – минимальная долговечность подшипника по времени.

Расчётная динамическая грузоподъёмность подшипника:

Блок устанавливается на четырёх радиальных однорядных шарикоподшипниках (по два в каждой опоре) тяжёлой серии 414 ГОСТ 8338 – 75 с динамической грузоподъёмностью С = 143 кН.

Динамическая грузоподъёмность каждой опоры 2С = 286 кН, что больше расчётной динамической грузоподъёмности.

Геометрические размеры подшипника 414:

- диаметр внутреннего кольца, d = 70 мм;

- диаметр наружного кольца: D = 180 мм;

- ширина: В = 42 мм.

Геометрические размеры блока:

- радиус канавки под канат:

мм;

- высота канавки:

;

- ширина канавки:

;

- ширина ступицы блока:

Расчёт и выбор муфт

Для соединения валов двигателя и барабана с валами редуктора используются упругие втулочно-пальцевые муфты. Для соединения вала гидравлического двигателя с быстроходным валом редуктора выбирается упругая втулочно-пальцевая муфта МУВП 500 – 42 – 2 ГОСТ 21424 – 93:

- диаметр соединяемых валов: d = 42 мм;

- диаметр ступиц муфты: d₁ = 80 мм;

- диаметр фланцев муфты: D = 170 мм;

- длина муфты: L = 170 мм;

- длина полумуфт: l₁ = l₂ = 82 мм;

- диаметр пальцев: d₂ = 18 мм;

- количество пальцев: n = 6;

- номинальный крутящий момент: [М_кр] = 500 Н · м.

Момент, передаваемый муфтой, равен моменту, развиваемому двигателем:

М_кр = М_ДВ = 410 Н · м.

Для соединения тихоходного вала редуктора с валом барабана выбирается упругая втулочно-пальцевая муфта МУВП 16000 – 130 – 1 ГОСТ 21424 – 93:

- диаметр соединяемых валов: d = 120 мм;

- диаметр ступиц муфты: d₁ = 160 мм;

- диаметр фланцев муфты: D = 500 мм;

- длина муфты: L = 515 мм;

- длина полумуфт: l₁ = l₂ = 250 мм;

- диаметр пальцев: d₂ = 35 мм;

- количество пальцев: n = 6;

- номинальный крутящий момент: [М_кр] = 16 · 10³ Н · м.

Крутящий момент, развиваемый тихоходным валом редуктора:

8. Выбор шпонок и проверка их на смятие

Полумуфты соединяются с валами при помощи шпонок. Шпонки работают на смятие. Допускаемое напряжение смятия для шпонки, изготовленной из качественной углеродистой конструкционной стали, [σ _c_м] = 100 МПа.

Валы гидравлического двигателя и быстроходного вала редуктора d_ДВ = d_В₁ = 42 мм соединяются с полумуфтами при помощи призматических шпонок 12х8х75 ГОСТ 23360 – 78 со следующими характеристиками:

- ширина шпонки: b = 12 мм;

- высота шпонки: h = 8 мм;

- длина шпонки: L = 75 мм;

- глубина паза на валу: t₁ = 5 мм.

МПа < [σ ]_см = 100 МПа.

Валы тихоходного вала редуктора и барабана d₃ = d_Б = 120 ммсоединяются с полумуфтами при помощи призматических шпонок 32х18х200 ГОСТ 23360 – 78 со следующими характеристиками:

- ширина шпонки: b = 32 мм;

- высота шпонки: h = 18 мм;

- длина шпонки: L = 240 мм;

- глубина паза на валу: t₁ = 11 мм.

Напряжение смятия в шпоночном соединении:

МПа < [σ ]_см = 100 МПа.

Расчёт и выбор тормоза

Для обеспечения наибольших размеров тормоз устанавливается на валу с наименьшим крутящим моментом, т.е. на валу гидравлического двигателя. Двухколодочная конструкция тормоза обеспечивает разгрузку вала тормозного шкива от радиальной нагрузки.

Наибольший момент тормоз должен развивать при опускании груза:

где: k_Т = 2, 0 – коэффициент запаса тормозного момента [3].

Расчётному тормозному моменту соответствует двухколодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем ТКТГ – 300 [3]:

- наибольший тормозной момент: М_Т_max= 1500 Н · м;

- длины рычагов: l = 525 мм; l₁ = 250 мм;

- ширина колодки: В_к = 180 мм;

- диаметр тормозного шкива: D_Т = 400 мм.

Усилие прижатие колодок к тормозному шкиву:

где: f = 0, 35 – коэффициент трения между контактными поверхностями шкива и колодок;

2 – число колодок.

Давление между колодкой и тормозным шкивом:

Расчётное давление р_см = 0, 07 МПа не превышает допускаемого [р_см] = 0, 3 МПа, надёжность работы тормоза обеспечивается.

Ходовые тележки

При осмотре ходовых тележек необходимо обратить особое внимание на целостность элементов рамы тележки, шкворневой балки, рессорного подвешивания, подвески рамы механизма передвижения, крепления тяговых двигателей и надежность шплинтовки рычажной передачи.

Трещины в боковинах тележек не допускаются.

Подкатывать под краны колесные пары, не прошедшие полного освидетельствования и контроля дефектоскопом, а также не имеющие установленных клейм формирования, запрещается.

У ведущих колесных пар крана разница в диаметрах колес по кругу катания допускается не более 2 мм.

Разность диаметров колесных пар у одной тележки допускается не более 10 мм, у смежных тележек – не более 20 мм.

Ревизия и ремонт букс должны производиться в соответствии с Инструктивными указаниями по эксплуатации и ремонту вагонных букс с роликовыми подшипниками.

Ремонту подлежат пружины тележки с дефектами.

Запрещается комплектация тележки пружинами, имеющими в свободном состоянии разность по высоте более 5 мм. Неперпендикулярность опорных плоскостей оси пружины допускается не более 2% ее свободной высоты.

При уменьшении высоты пружины тележки в свободном состоянии более 2 мм от номинального размера она подлежит правке в горячем состоянии с последующей термообработкой в соответствии с требованиями ГОСТ 1452.

Отремонтированные пружины подлежат испытанию в соответствии с требованиями ГОСТ 1452.

Ходовая платформа

Перед проверкой состояния ходовой платформы верхние листы карманов для грузов срезать сваркой, карманы освободить от грузов.

Затем произвести дефектацию металлоконструкции ходовой платформы железнодорожного крана.

При ремонте автосцепного оборудования все установочные размеры должны соответствовать норме. Высота оси автосцепки от головки рельса должна быть в нерабочем состоянии 1000...1080 мм.

У винтовых выносных опор снять фиксаторы и оси аутригеров, аутригеры разобрать на детали, промыть и проверить техническое состояние деталей.

Кронштейны и опорные башмаки, имеющие трещины, подлежат замене.

При сборке винтовых опор резьбу обильно смазать пресс-солидолом.

Детали рельсовых захватов, имеющие изломы и трещины, заменить; погнутые части выправить; сработавшиеся болты, гайки, валики заменить новыми; места для валиков проверить, а овальность отверстий устранить.

Рельсовый захват должен плотно охватывать головки всех типов рельсов и надежно обеспечивать сжим клещевых губок захвата замыкающим кольцом.

Ремонт металлоконструкций

Ремонт металлоконструкций элементов крана состоит из этапов:

- проверка технического состояния и ремонт поворотной рамы;

- проверка технического состояния и ремонт портала;

- проверка технического состояния и ремонт стрелы;

- проверка технического состояния и ремонт крюка;

- проверка технического состояния и ремонт кузова.

Ремонт механизмов крана

При ремонте зубчатых передач подлежат устранению дефекты:

- износ зубьев по толщине;

- разрушение зубьев;

- износ отверстий ступиц, шлицев, шпоночных пазов;

- трещины обода и ступиц;

- нарушение соединений зубчатых венцов со ступицами.

Зубчатые колеса грузовой и стреловой лебедок при наличии указанных дефектов подлежат замене новыми.

При наличии трещин и обломов барабан заменяют. Допускается увеличение глубины ручья на барабане вследствие износа до 2 мм. Нормальный профиль ручьев восстанавливают проточкой. Уменьшение толщины станки барабана по впадинам ручьев допускается до 15% от поминальной величины.

Разрешается наплавлять предельно изношенные стальные барабаны с последующей механической обработкой по размерам чертежа.

Трещины в корпусах и крышках редукторов разрешается заваривать. При наличии обломов корпуса и крышки детали заменить.

При износе посадочных поверхностей в стальных корпусах и крышках редукторов разрешается наплавка с последующей механической обработкой по размерам технической документации.

При этом обработку гнезд под подшипники производить в корпусе в сборе с крышкой, установленной на контрольных штифтах, и с прокладкой, если последняя предусмотрена в конструкции.

На заключительном этапе производится проверка технического состояния и ремонт грузовой и стреловой лебедок, механизмов поворота и передвижения.

Заключение

В качестве объекта исследования представленного дипломного проекта выступала конструкция крана железнодорожного дизель-электрического КЖ-461, а в качестве предмета исследования – конструкция противовеса крана, а также система управления устойчивостью крана в период действия высоких ветровых нагрузок.

В результате выполнения выпускной квалификационной работы был создан проект повышения грузоподъемности (путем разработки конструкции противовеса крана) и безопасности (путем разработки системы управления устойчивостью крана в период действия высоких ветровых нагрузок) табельной грузоподъемной техники на железнодорожном ходу на примере крана КЖ-461.

В ходе выполнения работы были решены следующие задачи:

- проведен анализ возможностей повышения грузоподъемности табельного железнодорожного крана;

- проведен анализ возможностей повышения безопасности табельного железнодорожного крана;

- разработаны требования к проектируемому оборудованию;

- дано описание конструктивной схемы установки разрабатываемого оборудования;

- произведен расчет основных параметров разрабатываемого оборудования;

- разработана система управления устойчивостью крана в период действия высоких ветровых нагрузок;

- разработан технологический процесс выполнения среднего ремонта железнодорожного крана;

- описаны процесс испытаний крана и правила его приемки после ремонта;

- рассмотрены вопросы обеспечения техники безопасности при выполнении ремонтных работ железнодорожного крана.

Список используемой литературы

1. Призмазонов А.М. Технология железнодорожного строительства: учеб. для вузов / Э.С. Спиридонов, А.М. Призмазонов, А.Ф. Аккуратов, Т.В. Шепитько; Под ред. А.М. Призмазонова, Э.С. Спиридонова. – М.: Желдориздат. – 2002. – 631 с.

2. Першин С.П. и др. Железнодорожное строительство. Технология и механизация. – М.: «Транспорт». – 1982. – 341 с.

3. Туранов Х.Т., Корнеев М.В. Транспортно-грузовые системы на железнодорожном транспорте: Учеб. пособие для вузов железнодорожного транспорта. – Екатеринбург: УрГУПС. – 2008. – 422 с.

4. Бойко Н.И., Чередниченко С.П. Погрузочно-разгрузочные работы и склады на железнодорожном транспорте. – М: ФГОУ «Учебно-методический центр по оборудованию на железнодорожном транспорте». – 2011. – 292 с.

5. Комплексная механизация путевых работ: Учебник для студентов вузов ж/д трансп./ В.Л. Уралов, Г.И. Михайловский, Э.В. Воробьев и др. Под ред. В.Л. Уралова. – М.: Маршрут. – 2014. – 382 с.

6. Комплексная механизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ. Учебник для вузов / А.А. Тимошин, Н.И. Мачульский, В.А. Голутвин и др. М.: Маршрут. – 2003. – 400с.

7. Мачульский Н.Н. Погрузочно-разгрузочные машины. – М.: Желдориздат. – 2000. – 392 с.

8. Киреев В.С. Подъемно-транспортные и погрузочно-разгрузочные машины на ж.д. транспорте. – М.: «Транспорт». – 1989. – 369 с.

9. Шестопалов К.К. Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование. – М.: Академия. – 2014. – 320 с.

10. Зуев Ф.Г. Подъемно-транспортные установки: учебник для вузов. – М.: Колос. – 2007. – 471 с.

11. Автоматизация и механизация работ на транспортном строительстве: Учебник для техникумов транспортного строительства / К.С. Исаев, Ю.М. Бляхман, Л.В. Лебедь, О.К. Исаев / Под ред. К.С. Исаева. – М.: Транспорт. – 1989. – 264 с.

12. Домбровский Н.Г., Гальперин М.И., Картвелишвили Ю.Л. Строительные машины. Ч 1. – М.: Машиностроение. – 1976.

13. Домбровский Н.Г., Гальперин М.И., Картвелишвили Ю.Л. Строительные машины. Ч 2. – М.: Машиностроение. – 1976.

14. Строительные и путевые машины: учеб. Пособие / А.А. Пиотрович, Г.Л. Шалягин, В.Н. Полоз – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. – 2008. – 128 с.

15. Волков Д.П. Строительные машины и средства малой механизации / Д.П. Блоков, В.Я. Крикун – М.: Издательский центр «Академия». – 2002. – 480 с.

16. Добронравов С.С. Строительные машины и оборудование: Справочник / С.С. Добронравов, М.С. Добронравов. 2-е изд., перераб и доп. – М.: Высш. шк. – 2006. – 445 с.

17. Дроздов Н.Е., Фейгин Л.А., Заленский В.С. Строительные машины и оборудование. Курсовое и дипломное проектирование. – М.: Стройиздат. – 1988.

18. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. Учебное пособие под ред. Казак С.А. – М: «Высшая школа». – 1989 – 319 с.

19. Савицкий В.П. Грузоподъёмные машины. Курсовое проектирование – Минск: «Вышейшая школа». – 1981 – 160 с.

20. Додонов Б.П., Лифанов В.А. Грузоподъёмные и транспортные устройства – М: «Машиностроение». – 1990 – 248 с.

21. Справочник по кранам. Под ред. М.М. Гохберга, Т.1. – М.: Машиностроение. – 1988

22. Справочник по кранам. Под ред. М.М. Гохберга, Т.2. – М.: Машиностроение. – 1988

23. Курсовое проектирование деталей машин. Учебное пособие под общ. ред. Чернавского С. А. – М: «Машиностроение». – 1979. – 351с.

24. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование – Минск: «Технопринт». – 2002. – 297 с.

25. Вайнсон А.А., Андреев А.Ф. Крановые грузозахватные устройства: Справочник. – М.: Машиностроение. – 1992. – 304 с.

26. Каракулев А.В., Кирилов В.Н. Организация технического обслуживания и ремонта машин. – М.: «Транспорт». – 1998. – 168 с.

27. Правила текущего ремонта, ухода и содержания грузоподъемных кранов на железнодорожном ходу. – М.: «Транспорт». – 1998. – 167 с.

28. Пятнадцатитонный кран на железнодорожном ходу. Устройство и уход. Практическое руководство. – М.: Трансжелдориздат. – 1996. – 107 с.

29. Ашако С.М., Клауз П.Л., Соколов К.А. Ремонт строительных, путевых и погрузочно-разгрузочных машин. – М.: «Транспорт». – 1998. – 244 с.

30. Абгафоров В.А., Сатановский В.Г. Эксплуатация и ремонт погрузочно-разгрузочных машин. – М.: «Транспорт». – 1996. – 158 с.

31. Эксплуатация строительных, путевых и погрузочно-разгрузочных машин. – М.: «Транспорт». – 1999. – 67 с.

32. Веденеев А.Г. Техническое обслуживание и ремонт грузоподъемных кранов и съемных грузозахватных приспособлений. – М.: Лесн. пром-сть, 1996. – 240 с.

33. Гранквист В.В., Жданов П.А., Михайличенко Н.Г. Охрана труда на железнодорожном транспорте. – М.: «Транспорт». – 1997. – 382 с.

34. Андриенко Н.Н., Корень В.Л., Пошкурлат П.И. Безопасность стреловых кранов. – Одесса: Астропринт. – 2008. – 144 с.

35. Федосеев В.Н. Приборы и устройства безопасности грузоподъемных машин: Справочник. – М.: Машиностроение. – 1997. – 320 с.

36. Инструкция по безопасному ведению работ для стропальщиков, обслуживающих грузоподъемные краны. – М.: «Транспорт». – 1975. – 16 с.

37. Инструкция по безопасному ведению работ для машинистов (крановщиков) стреловых кранов. – М.: «Транспорт». – 1975. – 32 с.

38. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. – М.: «Транспорт». – 1976. – 144 с.

39. Косенков О.И. Состояние и перспективы развития Железнодорожных войск [Электронный ресурс] – Режим доступа: http: //federalbook.ru/files/OPK/Soderjanie/OPK-10/III/Kosenkov.pdf