Проектирование и монтаж привода механизма подъема мостового крана грузоподъемностью 10 т

       Введение 

      Рождение  Череповецкого металлургического  комбината совпало с тем временем, когда в металлургии внедрялось множество технических новинок: повышенное давление газа под колошником, высокая температура дутья, офлюсованный агломерат, природный газ и кислород. Эти могучие союзники прогресса позволили Череповецкому металлургическому комбинату за короткое время достичь высоких технико-экономических показателей. Технический прогресс в сочетании с грамотной организацией производства за четыре десятилетия превратил ОАО «Северсталь» в крупный металлургический комбинат.

      Стратегия развития ОАО «Северсталь» базируется на квалифицированном руководстве  предприятием, инженерно-технической  культуре, современном уровне технического обеспечения производства, высокой  квалификации работников.

      ОАО «Северсталь» не замыкается на решении  внутренних проблем. Интересы коллектива шире границ предприятия. Среди общенациональных проектов, в которых участвует  предприятие – освоение производства специальных сталей для сооружения ледостойких платформ по добыче нефти и газа на шельфе северных морей. Создание современной спутниковой связей между крупнейшими потребителями металла. В данное время на заводе разрабатывается бизнес-план и разработана и осуществляется долговременная инвестиционная программа, которая предусматривает:

• Улучшение экологической обстановки на комбинате и в городе;
• Расширение сортамента, увеличение выпуска рентабельной продукции, имеющей спрос на внутреннем и мировом рынках;
• Обеспечение качества выпускаемой продукции в соответствии с

 

•  требованиями  международных стандартов и достижения  ее 
• конкурентоспособности на мировом рынке;
• Снижение затрат на сырье, материалы и энергоресурсы;

• Создание  новых рабочих мест за счет расширения производства товаров народного  потребления и платных услуг, развитие системы социально-бытового обслуживания и укрепления строительных подразделений.

      ОАО «Северсталь» представляет собой комбинат с полным циклом металлургического  производства, входят семь основных цехов: обжимной, сортопрокатный, производство холоднокатаного листа, цеха гнутых профилей, трех листопрокатных цехов горячей прокатки.

      В дипломном проекте представлено проектирование и монтаж привода механизма подъема мостового крана грузоподъемностью 10 т в цехе Локомотивное Депо ОАО «Северсталь». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       1    Общая часть

1.1 Перспективы развития  предприятия и  цеха

      В настоящее время ОАО «Северсталь» является крупнейшим  производителем стального проката и одним  из крупнейших экспортеров черных металлов на мировом рынке. Это обусловлено тем, что на Магнитку, «Северсталь» и НЛМК приходится примерно 56% суммарного российского экспорта металлопродукции и 97% экспорта листового проката.

      Особых  перспектив развития для производства холоднокатаного листа не существует, поскольку ПХЛ во многом зависит от обжимного цеха, а на комбинате планируется установка машин разливки квадратной заготовки требуемых сечений, и использование стана 730/530 будет прекращено. Коллектив цеха ПХЛ постоянно проводит мероприятия по совершенствованию технологии и оборудования. Так в цехе отделки металла (ЦОМ) проводятся постоянные реконструкции  агрегатов продольной резки (АПР) с целью улучшения качества и увеличения сортамента производимого холоднокатаного листа.

      ОАО «Северсталь» - крупнейший производитель  Холоднокатаного проката. Продукция выпускается на современном высокопроизводительном оборудовании. ПХЛ оснащено 4-х клетьевым станом «1700» непрерывной прокатки, агрегатами непрерывного аллюмирования, агрегатами для производства динамной стали, мощностями для термообработки резки и упаковки рулонов и листов.

      Основным  видом производимой продукции является холоднокатаный прокат различного назначения в листах и рулонах толщиной от 0,5 до 2,0 мм. И шириной до 1500мм., динамная сталь, а также термообработанный  и оцинкованный метал.

      Вес заготовки может достигать до 15тонн. Лист изготавливается из углеродистых, низколегированных, легированных, коррозионостойких  и нержавеющих марок стали.

      Потребители металла, особенно такие отрасли, как  энергетика, химия, авиация, ракетостроение, машиностроение, радиоэлектроника непрерывно ужесточают требования к геометрическим формам продукции из металла, размерам и допускам, а также физическим, химическим и прочностным свойствам. Высокие температуры, давления, скорости, режимы нагрузок, а также условия агрессивных сред предъявляют новые требования к качеству

      материалов; сосудов, работающих под давлением; в судостроении; для изготовления гнутых профилей и другого. В части сортамента прокат должен соответствовать требованиям ГОСТ 19903, в котором оговариваются размеры проката, предельные отклонения по толщине, ширине, длине; отклонения от планшетности и другие. Шероховатость поверхности определяется на основании ГОСТ 2789-73.  

1.2 Назначение цеха, характеристика основного оборудования цеха

^{Транспортный  цех(УЖДТ) предназначен для транспортировки  различных грузов и перевозки готовой  продукции  железо дорожным и автомобильным  транспортом бесперебойной  работы цехов, ремонт оборудования и поддержания  его в работоспособном  состоянии, устранение неполадок –дефектов. Локомотивное депо состоит из цеха ТР1(технический ремонт 1), ТО3(техническое обслуживание 3),БПР(Большей периодический ремонт), КР(капитальный  ремонт) ,вагонное депо, цех промывки.} 

^{В состав Локомотивного  Депо входит: Грузоподъемные электрические мостовые краны ( грузоподъемностью от  Q= 10 до 30 т), домкраты ( Q=40т, Q=10т), токарные станки.}

^{Грузоподъемный  электрический мостовой кран 10т:}

^{Max грузоподъемность, т -10т.}

^{Максимальная  рабочая высота подъема, м -12м.}

^{Максимальная  глубина опускания, м - 0м.}

^{Скорость  подъема, м/сек. – 15(0,25) м/сек.}

^{Скорость  опускания, м/сек  – 15(0,25) м/сек.}

^{Пролет, м – 10,5м.}

^{Скорость  передвижения крана  – 96(1,6) м/мин. (м/сек.).} 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      

        
 
 
 
 
 
 
 

       2    Специальная часть

1. Обоснование выбора темы

 

      В данном курсовом проекте предлагается произвести монтаж механизма подъема мостового крана в цехе УЖДТ Локомотивное Депо. В итоге предлагается произвести расчет нового оборудования для механизма подъема для повышения надежности и снижения затрат на ремонты.

      Реконструкция привода механизма подъема мостового  крана предусматривает:

• Повышения надёжности данного механизма:
• Уменьшении времени ремонта.
• Уменьшении простоев  оборудования.

 

2.2 Назначение, устройство, принцип работы механизма подъема крана 

 

       1. Электродвигатель

       2. Муфта упругая втулочно-пальцевая

       3. Тормоз ТКТГ-400

       4. Редуктор цилиндрический двухступенчатый горизонтальный

       5. Барабан механизма подъема

     Рисунок 1 – Кинематическая схема привода  механизма подъема

Принцип работы механизма подъема следующий: редуктор служит для передачи вращения и изменяющегося крутящего момента от электродвигателя к исполнительному механизму – подъемному барабану Электродвигатель 1 посредством муфты 2 передает крутящий момент на быстроходный вал , установленный в корпусе редуктора на подшипниках . Быстроходный вал имеет зубчатый венец (шестерня), которая зацепляется с зубчатым колесом , установленным посредством шпоночного соединения с промежуточным валом , установленным также на подшипниках качения. На промежуточном валу имеется также зубчатый венец (промежуточный вал может быть выполнен в виде вал-шестерни), которое зацепляется с зубчатым колесом , установленным посредством шпоночного соединения на тихоходном валу, установленном также в корпусе редуктора на подшипниках качения. Выходной конец тихоходного вала посредством шпоночного соединения и муфты соединен с валом барабана механизма подъема.

      Условно назовем зубчатую передачу быстроходной ступенью и зубчатую передачу тихоходной ступенью редуктора. Крутящий момент передается: с вала электродвигателя на быстроходную ступень, далее на промежуточном валу на участке на тихоходную ступень, далее на муфту  и на вал подъемного барабана .

 
2.3    Расчетная часть

2.3.1 Определение мощности электродвигателя и его выбор 

       Определяем  требуемую мощность электродвигателя: 

,       (1)

    где  N_и.м – мощность на тихоходном валу привода, в кВт;

          - общий КПД привода. 

       Определяем  КПД: 

     

,     (2)

    где - КПД соединительных муфт; = 0,98 [ 9; с.43]

          - КПД закрытой передачи; = 0,96 [ 9; с.43]

          - КПД подшипниковой пар;. = 0,995 [ 9; с.43] 
 

      Выбираем  стандартный электродвигатель с  номинальной мощностью, которая  соответствует условию:

[9; с.42] 

      Выбираем  электродвигатель путем сравнения  передаточного числа I, которое дает каждый двигатель с передаточным которое может обеспечивать передача привода

      Для определения передаточного числа  привода необходимо найти частоту  вращения его выходного вала по формуле

,      (3)

    где - частота вращения выходного вала привода, об/мин;

           - угловая скорость быстроходного вала рабочей машины, .

     

       Определяем  передаточное число:

        

                          (4)

    где i – передаточное число привода;

          - частота вращения вала электродвигателя, об/мин

          - частота вращения выходного  вала привода, об/мин.

                              

Выбираем  электродвигатель марки MTB-512-8 с частотой вращения 715об/мин, мощностью 37 кВт, диаметр выходного вала d=70 мм. 

       2.3.2 Кинематический расчет привода 

       Определяем  угловую скорость, :

,       (5)

    где - угловая скорость

     

       Определяем вращающий момент, Н*м:

,       (6)

    где, - номинальная мощность электродвигателя.

     

,