Портальный кран «Кондор»
Введение
За последнее десятилетие практически полностью прекратились поставки новых портальных кранов в морские порты России.
Порты России в настоящее время располагают около 900 рельсовыми портальными кранами, из которых 80% имеют возраст более 12 лет и около 40% – более 20 лет.
В этой связи задача продления эксплутационного ресурса портальных кранов в современных условиях заключается в поиске оригинальных нестандартных решений, обеспечивающих снижение затрат на восстановление, ремонт и техническое обслуживание основных узлов и систем.
Тема заданного дипломного проекта посвящена модернизации портального крана «Кондор», эксплуатируемого в ОАО «Новороссийский морской торговый порт».
1. Технология перегрузочных работ
Транспортно - экономические характеристики порта Новороссийск
Город Новороссийск расположен в северной части побережья Черного моря на берегу Цемесской бухты. Длина бухты 15 км, ширина у входа 9 км, глубина 21-27м.
В городе Новороссийск имеются три основных предприятия специализирующихся на переработке грузовых потоков – это торговый порт, лесной порт, рыбный порт.
Важнейшую роль в обработке грузопотоков занимает ОАО «Новороссийский морской торговый порт». Технические мощности данного предприятия позволяют охватить весь спектр грузовых операций по перевалке грузов с данного вида транспорта на другой.
Порт располагает тремя грузовыми районами – западный, центральный, восточный специализирующихся на перевалке сухих грузов и нефтегавань для переработки наливных грузов. Для нормальной обработки грузопотока в порту имеется н6еоюходимое количество складских площадей, ремонтного и монтажного оборудования, перегрузочной техники большой и малой механизации.
В состав перегрузочного оборудования входят портальные краны: Альбатрос – 10т, Альбрехт – 10т, Сокол – 32т, Атлант – 40т, Ганц – 5т, пневмомобильные краны «Готвальд» грузоподъемностью 63т и 100т.
В состав П.О. входит техника малой механизации – погрузчики, тягачи, ричстакеры и т.д.
Годовой грузооборот порта Новороссийск в 2001г составил 58 млн. т.
Расчетный грузооборот причала
Суточный расчетный грузооборот причала:
tнр = 1 сут. – количество нерабочих по метеоусловиям.
Месячный расчетный грузооборот
Кн = 1,2 – коэффициент месячной неравномерности грузопотока
Продолжительность навигации
тогда
Qн = 40000 контейнеров – новигационный грузооборот
Транспортные средства, их характеристика, режим поступления под обработку
Выбор типа судна т/х “Кишинев”
Длина наибольшая ………………………… 123,5м
Ширина судна ……………………………… 15м
Количество: палуб, трюмов, люков ……….. 1/4/4
Чистая грузоподъемность ………………….. 3850т
Осадка судна:
порожнем ……………………………………. 1,65м
в грузу ……………………………………….. 4,5м
Трюм
№
пп
Длина
Ширина
Высота
1
16,4
15
6
2
16,4
15
5,6
3
16,4
15
5,6
4
16,4
15
5,6
Грузовые люки
№
пп
Длина
Ширина
1
12
8,35
2
12
8,35
3
13,8
8,35
4
13,8
8,35
Удельная нагрузка на пайол судна
Dr = 3850т – чистая грузоподъемноть
Fтр= 16,4·15+3(18,4·15)=955м2
Количество груза загружаемого в трюмы
Трюм № 1
По длине
По ширине
По высоте
nобщ= 2·2·6 = 24
Нагрузка на пайол от груза
- удовлетворяет.
Трюм № 2, 3, 4
По длине 2 шт
По ширине 6 шт
По высоте 2 ш
Nобщ = 24 шт
Нагрузка на пайол трюма
q=2т/м2 [q] – удовлетворяет.
Погрузка на люки принимаем 60 шт
Фактическая грузоподъемность
Dф = 4·24+60=156шт=3120т
Среднее количество судов, поступающих под обработку в порт в течение суток
Qн = 40 тыс. шт. – навигационный грузооборот
Кн=1,2 - коэффициент неравномерности грузопотока
Dф= 156 шт загруженность судна
Тн =328сут – период навигации
Средний интервал между судами
выбор типа вагона
Платформа (модель 13-401)
Грузоподъемность 63
Длина внутри кузова 13300 мм
Ширина внутри кузова 2770 мм
Высота бортов 500 мм
Высота до уровня пола 1302 мм
Загруженность вагона
По длине
По ширине и по высоте 1шт.
nобщ = 2шт.
число вагонов подаваемых на причал под обработку
Qн = 40000шт – навигационный грузооборот
Кн = 1,2 – коэффициент неравномерности груза потока
Тн = 328сут – навигационный период, тогда
Количество подач сутки
Средний интервал между подачами вагонов
расчет складов
Емкость причала склада
Е=КслQс+ ℓ3
Qс = 3120т = 152шт – кол-во груза на судне
Ксл = 1,3 – коэффициент сложности исходящего из порта на море грузопотока
ℓ3= нормативный запас емкости на возможное несовпадение режимов обработки морских судов
[ℓ3]= 1,5·152=228шт
Запас емкости рассчитывается
τ = 2 сут. - норма запаса
Кмес = 1,2 – коэффициент месячной неравномерности
Тн = 328 сут – период навигации, тогда
- выполняется
площадь склад рассчитывается
k = 0,75 – коэффициент использования полезной площади
q = 10 т/м2 – нагрузка на площадь занятую грузом, тогда
Е = 1,3·152+228шт= 425шт.
F =
Длина склада равна
Lскл =1,2Lс=1,2·123,5=148м
Ширина склада
Вскл=
Расчет производительности технологической линии
а) Схема механизации с использованием мягких контейнеров
Расчет производительности портального крана
Р=
G = 4т – вес подъема
Время цикла
Тц = 2(t1 + t2 + t3)+ t8 + t9 + t10 + t11 + t12
Время подъема
t1 =
Нп = 8м - высота подъема груза
Vп = 63м/мин – скорость подъема груза
- время разгона и торможения механизма подъема крана
t1 =
время опускания груза
t2 =
Но = 6м – высота опускания груза
Vо = 93м/мин - скорость опускания
t2=
Время поворота стелы
t3 =
α = 90˚ - угол поворота груза
пвр =1,5об/мин скорость поворота
, тогда
t3 =
t8 = 80с – время подачи груза на судно
t10 = 50с – время застропки груза
t11 = 50с – время установки и отстропки груза
Тц = 2(11,5 + 7 + 14) + 80 + 50 · 2 = 255с
потребность в грузовых причалах
Qмес = 444 шт – месячный грузооборот
Кмес = 0,9 – коэффициент, учитывающий метеоусловия
Кзан = 0,75 – коэффициент занятости причала
Nпр = причал.
Определение оптимального количества Т.Л. на морском грузовом фронте
qпр = 252шт – расчетный суточный грузооборот
Qс = 3120 – кол-во груза на судне
tэф = 21ч – продолжительность причала в сутки
tвсп = 6ч – продолжительность вспомогательных операций.
N=
Проектные показатели
Комплексная норма выработки
КНВ = Ртхч · 7 = 98т/см
Норма выработки
НВ =
Комплексная норма времени
КНВр =
Норма времени
НВр =
План график грузовой обработки судна
Учитываются следующие перерывы в перегрузочном процессе:
три обеда по 40мин = 2ч за сутки;
две пересменки по 30 мин = 1ч за сутки;
затраты времени на смену ГЗУ 0,5ч;
время на перестановку крана с трюм на трюм 20мин = 0,33ч
Расчет времени загрузки каждого трюма
Трюм № 1, 2, 3, 4.
tгр =
загрузка палубы судна
tгр=
фактическое время загрузки судна
tф = 2 · 1,72 + 2,14 + 2 · 0,33 = 4,2ч.
2. Конструктивно-техническое и технИКо-экономическое обоснование параметров перегрузочного комплекса
2.1. Технико-эксплуатационные характеристики портального крана «Кондор»
Назначение и технические характеристики крана «Кондор»
Кран «Кондор» спроектирован и изготовлен на заводе «VЕВ Кгаnbau Eberswalde» в Германской Демократической Республике.
Кран предназначен для перегрузки контейнеров международного стандарта, штучных и навалочных грузов. Преимущественное применение крана для перегрузки контейнеров и штучных грузов определяет его конструктивные особенности.
Технические данные крана:
Тип крана портальный электрический
Тип стреловой системы шарнирно-сочлененная стрела с прямым хоботом и жесткой оттяжкой
Грузоподъемность крана, т:
при работе со спредером для контейнеров типа 1С
на вылетах стрелы 8—32 м
32
при работе со спредером для контейнеров типа 1А
на вылетах стрелы 8—25 м
40
при работе с крюковой подвес кой
на вылетах стрелы 8—32 м
на вылетах стрелы 8—25 м
32
40
при работе с грузоподъемным, электромагнитом
на вылетах стрелы 12—32 м
16
при работе с грейфером
на вылетах стрелы 8—32 м
16
Наибольшая высота подъема от головки рельса кранового пути, м:
- до центра зева крюка крюковой подвески 28,5 - до днища контейнера типа 1С (20-футового) 19,2 - до днища контейнера типа 1А (40-футового) 16,8 до рабочей поверхности грузоподъемного электромагнита:
при вылете стрелы 12м;- 21,0 при вылете стрелы 32 м 12,0
до режущей кромки челюстей раскрытого грейфера 15,5
Наибольшая глубина опускания о/г головки рельса кранового пути, м:
до центра зева крюка крюковой подвески 13,0 до днища контейнера типа 1С (20-футового) 12,8
до днища контейнера типа 1А (40-футового) 15,2
до рабочей поверхности грузоподъемного электромагнита 10,0
до режущей кромки челюстей раскрытого грейфера 10,0
Скорость, м/мин:
подъема груза 40
спуска груза 47
изменении вылета стрелы 40
передвижения крана 20
Частота вращения, об/мин:
поворотной части крана 1,0 траверсы грузоподъемного электромагнита 1,0
Наибольший угол разворота траверсы грузоподъемного
электромагнита, град 120
Колея портала, 10,5 или 15,3
База портала, м 10,5
Наибольший задний габарит поворотной части, м 7,5
Общая высота крана со стрелой на минимальном вылете, м 51,5
число ходовых колес:
общее 32
в том числе приводных 16
Наибольшее вертикальное давление ходового колеса на рельс, кН (тс):
в рабочем состоянии 255(25,5) в нерабочем состоянии 229(22,9)
Наибольшее горизонтальное давление ходового колеса на рельс, кН (тс):
в рабочем состоянии вдоль рельса 91 (9,1)
в рабочем состоянии поперек рельса 280(28,0)
в нерабочем состоянии вдоль рельса 220(22,0)
в нерабочем состоянии поперек рельса 358(35,8)
Масса крана при работе с крюковой подвеской, т 371
Энергопитание:
род тока Переменный трехфазный
частота, Гц 50
Напряжение, В:
ввода на кран 380
электродвигателей основных механизмов 380
цепей управления 220
сетей освещения и отопления 220
Режим работы механизмов крана, оборудованного различными грузозахватными органами, приводится в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
Режим работы механизмов крана
Механизм
При работе крана
С грейфером
С крюковой подвеской в режиме грузоподъемности (т)
Со спередером для контейнеров типа
С грузоподъемным электромагнитом
32
40
1С
1А
Подъема
ВТ
С
Л
С
Л
Т
Поворота
Т
Т
С
С
С
Т
Изменения вылета стрелы
Т
Т
С
С
С
Т
Передвижения
Л
Л
Л
Л
Л
Л
Наибольшее расстояние от питающей электроколонки, на которое может перемещаться кран без переключения питающего кабеля, 50 м.
Работа крана допускается:
при температуре воздуха t от – 40 до + 40°С,
при скорости ветра не более 20 м/с.
Наибольшая скорость ветра, при которой разрешается перегрузка краном различных видов грузов, устанавливается Правилами безопасности труда в морских портах и не превышает 20 м/с.
Состав, устройство и работа крана
Двухпутный четырехопорный портал опирается на 16 двухколесных ходовых тележек, 8 из которых имеют привод (рис. 2.1).
Поворотная часть крана крепится на поворотной колонне, которая опирается на портал с помощью подпятника и опорных катков. На поворотной колонне установлены: машинное помещение с механизмом подъема, кабина управления, механизм поворота, механизм изменения вылета и шарнирно-сочлененная стреловая система.
Стреловая система состоит из стрелы, хобота, жесткой оттяжки и коромысла, к которому крепится противовес.
Электропривод механизма изменения вылета стрелы и каждой лебедки механизма подъема состоит из двух электродвигателей, один из которых работает в приводном режиме, другой — в режиме динамического торможения.
Механизм поворота имеет 2 приводных электродвигателя, подключенных параллельно. При нажатии кнопки и педали или только педали осуществляется динамическое торможение одним или двумя электродвигателями.
В режиме динамического торможения электродвигатели питаются постоянным током от выпрямителей.
В приводе механизма передвижения установлены 8 электродвигателей.
Каждый из 16 тормозов механизмов имеет электрогидравлический толкатель.
Пуск электродвигателей основных механизмов осуществляется автоматически в функции времени с помощью контакторно-релейной аппаратуры и пускорегулировочных резисторов. Частота вращения электродвигателей определяется положением рукоятки командоконтроллера.
У электродвигателей механизмов подъема, поворота и изменения вылета стрелы пускорегулировочные резисторы включены в цепь ротора, у электродвигателей механизма передвижения — в их общую статорную цепь.
На кране применена индивидуальная компенсация реактивной мощности; параллельно приводным электродвигателям основных механизмов подключены конденсаторные установки.
Электропитание крана осуществляется от электрической колонки с помощью четырехжильного шлангового кабеля сечением 3×185+1×95 мм2. Кабельный барабан имеет грузовой привод.
Подключением вспомогательного кабеля сечением 4×25 мм2 обеспечивается возможность перегона крана на расстояние до 100 м в обе стороны от электрической колонки.
Установленная суммарная мощность приводных электродвигателей (при ПВ 40%) всех механизмов составляет 377 кВт.
Средний ток, потребляемый электродвигателями механизмов при различных совмещениях рабочих движений крана, не превышает 740 А.
Пиковый ток, потребляемый электродвигателями в момент их пуска при различных совмещениях рабочих движений крана, не превышает 1100А.
Среднее значение 0,80—0,85 коэффициента мощности (соs φ) для крана в целом достигается только при работе с грузом не менее 16 т и колебании напряжения питания в пределах 351,5—380В.
В комплект поставляемых с краном грузозахватных органов входят: крюковая подвеска, поворотная подвеска с грузоподъемным электромагнитом, 2 спредера для перегрузки контейнеров типа 1С (20-футовых) и 1А (40-футовых).
Кроме грузозахватных органов, в комплект крана входят: инструмент, сменно-запасные части, вспомогательные устройства для перевода крана на перпендикулярные пути, техническая документация.
В табл. 2.2 приводятся модификации крана «Кондор» 1974— 1984 гг. постройки и вводятся условные обозначения этих модификаций. При составлении настоящей Инструкции за базовую принимается конструкция крана «Кондор» 1982 г. постройки — модификация К9.
Таблица 2.2.
Условные обозначения модификаций портального крана «Кондор»
Год постройки
Номер чертежа общего вида
Условное обозначение
Примечание
1974
60.684.291
К1
1975
60.684.325
К2
1976
60.684.325
К2
1977
60.684.353
К3
1978
60/2.148.0000.000/0/0
К4
60/2.150.0000.000/0/0
К5
1979
60/2.167.0000.000/0/0
К6
1980
60/2.171.0000.000/0/0
К7
60/2.175.0000.000/0/0
К8
1982
60/2.194.0000.000/0/0
К9
Базовая
60/2.221.0000.000/0/0
К10
1983
60/2.257.0000.000/0/0
К11
1984
60/2.271.0000.000/0/0
К12
2.2. Ремонтный цикл портального крана «Кондор»
Наименьший повторяющийся период эксплуатации изделия, в течение которого в определенной последовательности осуществляется установленные виды технического обслуживания и ремонта, предусмотренные нормативной документацией, называется ремонтным циклам.
Продолжительность ремонтного цикла для каждой группы машин определяется в соответствии с конструкцией машины, окружающей средой и равна времени (или наработке машины) между капитальными ремонтами (или между вводом в эксплуатацию и её первым капитальным ремонтом). Следует отметить, что нет еще научно – обоснованных данных, определяющих длительность ремонтных циклов. Поэтому при составлении графиков ППР, исходит из нормативов, выполненных главным образом опытно – статистическим путем. Эти нормативы отражают действительный износ с достаточной точностью приближения.
Время работы подъемно – транспортной машины между очередными одноименными ремонтами, называется межремонтным периодом. Количество, периодичность и наименование ремонтов и технических обслуживаний за межремонтный цикл, называется структурой ремонтного цикла.
Периодичность ремонта крана определяется наработкой в тоннах перерабатываемых грузов или в машино-часах. Допускается выполнение капитального ремонта агрегатным методом, при наличии парка запасных агрегатов. Замена механизмов должна выполнятся одновременно, после чего машина должна пройти полное техническое освидетельствование записью результатов в паспорте. Наработка для портального крана при перегрузке навалочного груза составляет для текущих ремонтов – 2400маш/час, а капитальных 14400 маш/час,
Ремонт ПТМ производят с выводом их из эксплуатации в плановом порядке. Периодичность вывода машины на ремонте определяется по указанным настоящего раздела. Объем ремонтных работ определяется фактическим износом сборных единиц и деталей машин. Ремонт должен обеспечить надежную и безотказную работу машин до очередного планового ремонта. Вывод ПТМ на ремонт должен производиться в соответствии с графиком ремонта.
Ремонт ПТМ силами предприятия осуществляют ремонтные бригады. Рабочие по технологическому обслуживанию и ремонту ПТМ могут привлекаться к производству ремонтных работ.
Плановые ремонты ПТМ всех видов ведутся по соответствующим ремонтным и дефективным ведомостям, составленным на основании актов периодических осмотров. Ремонтные и дефективные ведомости подготавливаются до начала ремонта в следующие сроки:
- текущего ремонта – за 1месяц;
- капитального ремонта – за 3 месяца.
Перед постановкой на плановый ремонт перегрузочные машины должны быть подвергнуты периодическим осмотрам для уточнения состава и объема работ. Результаты периодических осмотров оформляют актом. Уточнение составов и объема работ производиться в процессе демонтажа, разборки и выбраковки деталей и сборных единиц машины.
Если при наступлении календарного срока очередного ремонта техническое состояние перегрузочной машины допускает ее дальнейшую эксплуатацию, планируемый ремонт может быть отсрочен. Отсрочка ремонта производиться на основании акта периодического осмотра с соответствующим заключением.
Выполнение ремонтных работ, выбраковка изношенных деталей, подлежащих замене или восстановлению, а также выбор способа восстановления производится в соответствии с документацией завода -изготовителя, а в случае ее отсутствия – по техническим требованиям. Ориентировочная продолжительность текущего – 30 суток и капитального ремонта – 90 суток.
2.3. Показатели эксплутационной надежности портального крана «Кондор»
Численные значения показателей эксплутационной надежности одних и тех же кранов в различных условиях эксплуатации могут различаться в несколько раз. Это обстоятельство приводит некоторых исследований к мысли о принципиально невозможности нормировать и контролировать надежность, как составляющую технического уровня и качества.
Разброс, однако, существенно уменьшается, если оговорить определенные номинальные условия и рассматривать соответствующие им номинальные показатели. Такие показатели могут быть использованы для оценки надежности, а также для обобщенных технико-экономических расчетов. Оговорим основные условия, при которых определяются номинальные показатели.
1. Режим работы крана и его механизмов соответствуют паспортным по продолжительности и частное включение, а также по использованию по грузоподъемности. Состояние окружающей атмосферы и подкрановых путей находится в пределах норм, принятых для кранов данного типа.
2. Полностью исключаются отказы, связанные с грубым нарушением норм эксплуатации, а также с качественным ремонтом.
3. Принятым при расчете стоимостных показателей процент накладных расходов соответствует некоторому среднему для характерных мест использования кранов. Для кранов общего назначения его можно принять порядка 300%.
4. Методы организации и уровень механизации ремонтных работ соответствуют оптимальным, достигнутым на предприятиях, являющихся наиболее квалифицированным потребителями данного типа кранов.
Для большинства практических приложений достаточного определить три основных показателях:
- параметр потока внезапных отказов;
- ωвн (или обратную ему величину);
- наработку на внезапный отказ Товн;
- удельную оперативную трудоемкость технических обслуживаний Sуто.
Для портального крана»Кондор»грузоподъемностью 40т режима работы 6к в условиях ОАО «Новороссийский Морской Торговый Порт» эксплуатируемого на причале №16 имеем,
ωвн = 0,005 1/ч
Sур= 0,09 ч/ч
Sуто=0,07 ч/ч
Тогда удельная продолжительность устранения внезапных отказов.
Тувн=ωвн∙Тввн=0,005∙0,8=0,004 ч/ч
Продолжительность всех ремонтов, а
Удельная стоимость ремонтов
Сур= 0,09∙8=0,72д/ч
Удельная стоимость (ремонтов) обслуживания
Суто = 0,07∙2,5=0,125 д/ч
Вероятность безотказной работы крана в течение любого времени ± в предложении экспоненциального заказа распределения наработки между отказами может быть получена по формуле:
При восьмичасовой смене, например
Коэффициент готовности
Коэффициент технического использования
3. Спецчасть. модернизация портального крана «кондор» для перегрузки контейнеров в условиях оао «новороссийский морской торговый порт»
3.1. Методика расчета металлоконструкции шарнирно-сочлененных стреловых систем
Суммарное напряжение в поясе балочной стрелы будет:
где Fn – площадь пояса
Поперечную стойку в месте крепления к поясу следует проверить на изгиб от действия К.
Расчетный случай, учитывающий неустановившееся движения механизма изменения вылета в настоящей методике не рассматривается.
На прямую уравновешенную стрелу действуют следующие нагрузки:
Q-вес груза с грузозахватным устройством;
Где Sny – усилие в сравнительном полиспасте, обеспечивающем горизонтальное движение груза при изменении вылета стрелы(m¢-кратность уравнительного полиспаста, принимаются при m=1, m¢=3 и при m=2, m¢=5).
Pb, Py, Pk, G, T¢u, T-силы, аналогичные ранее рассмотренные для прямой неуравновешенной стрелы.
Расчетная схема стрелы в плоскости качения ее может быть использована как для не уравновешенной стрелы, но в качестве поры А следует рассматривать шарнир С крепления рейки к стреле. Ход расчета этой стрелы ничем не отличаются рассмотренного ранее.
Проверка сечений на усталостную прочность проводиться по нагрузкам для расчетных случаев 1а и 2в, при этом ход расчета сохраняется таким же, как и для случаев 2а и 2в.
В шарнирно-сочлененных стреловых системах на стрелу действуют следующие нагрузки.
Q – вес груза с грузозахватным устройством;
Sny – усилие в сравнительном полиспасте, обеспечивающем горизон-тальное движение груза при изменении вылета стрелы(m¢ – кратность уравнительного полиспаста, принимается при m=1, m=3 и при m=2, m¢=5).
Pb, Py, Pk, G, T¢u, T – силы, аналогичные ранее рассмотренные для прямой неуравновешенной стрелы.
Расчетная схема стрелы в плоскости ее может быть использована как для неуравновешенной стрелы, но в качестве опоры А следует рассматривать шарнир С крепления рейки к стреле. Ход расчета этой стрелы ничем не отличаются рассмотренного ранее.
Проверка сечений на усталостную прочность проводится по нагрузкам для расчетных случаев 1а и 1в, при этом ход расчета сохраняется таким же, как и для случаев 2а и 2в.
В шарнирно-сочлененных стреловых системах на стрелу действуют следующие нагрузки.
Q – вес груза с грузозахватным устройством;
и
Т¢ и Т – силы, вызванные отклонением грузовых канатов от вертикали соответственно в плоскости и из плоскости качения стрелы;
Gc, Gx, Go – вес стрелы, хобота и оттяжки.
Pв – ветровая нагрузка;
Рс,Рк – центробежная и касательная силы инерции;
S1 – усилие в стреловой тяги соединяющей коромысло противовеса со стрелой;
Рр – усилие в рейке.
При действии груза Q на стреловое устройство к хоботу приложено три силы: вес груза «Q» и две реакции в шарнирах соединения хобота со стрелой и оттяжкой. Так как хобот находится в равновесии и силы непараллельны, то они должны пересечься в одной точке. Продолжим ось оттяжки до пересечения с направлением силы Q, в эту же точку должна идти третья реакция, действующая на стрелу. Перенесем силу Q в точку О, и посмотрим параллелограмм. Его диагональ –сила R относительно точки О создает момент Rв, который должен уравновешиваться усилием в тяге Sт. При этом
Вес хобота GX и вес стрелы Gc уравновешиваются усилием в тяге S¢T, при этом
Вес оттяжки G0 разнесем по концам оттяжки, в точку О¢ усилие G0 /2 момента не дает, а при вершине оттяжки разложим величину 0,5 G0 на направления осей оттяжки и хобота R0, первая составляющая относительно точки О создает момент Rов, при этом в стреловой тяге появляется усилие
Определив усилие в рейке от сил Т1; Рв, можно придти к расчетной схеме стрелы, аналогичной расчетным схемам, рассмотренным для прямых стрел. Ход расчета остается незаменным.
3.2. Технология ремонта
3.2.1. Материалы применяемые при ремонте портального крана
Все материалы, применяемые для ремонта металлоконструкций, по своим механическим и качественным характеристикам должны отвечать требованиям в соответствующих стандартов, технических условий, указанных в рабочих чертежах завода-изготовителя или в ремонтных чертежах, а также для кранов мостового типа РТМ 24.090.-85 и стреловых РД 22-16-93.
Соответствие материалов подтверждается сертификатами заводов-поставщиков или данными дополнительных лабораторных испытаний.
Применение материалов без проверки их на соответствие требованиям указанных документов путем проведения входного контроля качества не допускается службой технического контроля ремонтного подразделения.
Стальной прокат, поступивший на склад, хранится в условиях не допускающих снижения его качества. На поверхности проката не допускается наличия трещин, расслоений, неметаллических включений закатов. Дефекты устраняются пологой вырубкой или зачисткой с шириной вырубки или зачистки не менее пятикратной глубины дефектов.
Запрещается заварка или заделка указанных дефектов.
На поверхности стального проката допускается: тонкий слой окалины или коррозии, не препятствующий выявлению поверхностных дефектов, отдельные раковины, риски волосовины, вмятины, рябизна и пр.
Марки сталей для ремонта основных и вспомогательных элементов металлоконструкций кранов всех типов (в том числе кранов северного исполнения и зарубежного производства) должны соответствовать или быть равноценными маркам. Замена марки осуществляется только по согласованию с разработчиком проекта с оформлением соответствующего документа.
Под толщиной проката следует понимать:
для листов – толщину листа;
для уголков, швеллеров двутавров – толщину полки;
для труб – толщину стенки трубы;
для прутка – диаметр прутка.
Листовая сталь и стальной сортовой прокат, предназначенный для ремонта металлоконструкций, должны быть очищены от пыли, коррозии, масла, снега, влаги и высушены.
Химический состав прокатных малоуглеродистых сталей, предназначенных для ремонта металлоконструкций, по содержанию примесей должен соответствовать требованиям стандартов на эти стали. Верхний предел углерода не должен превышать 0,22%.
Содержание марганца может быть в пределах 0,5 – 0,8%, кремния 0,1–0,2%, серы и фосфора 0,04 – 0,45%, суммарное содержание хрома, никеля и меди не более 0,3%, а азота не более 0,008%.
Для несущих сварных металлоконструкций, эксплуатируемых при температуре ниже – 20°С, применяются низколегированные стали.
В случае сильноагрессивной атмосферы следует применять более коррозионно-стойкую сталь марок 10ХСНД, 15ХСНД.
В сварных соединениях несущих элементов металлоконструкций кранов различных типов допускается применять сочетание углеродистых сталей с низколегированными, эксплуатация кранов должна производиться при температурах, соответствующих углеродистым сталям.
В некоторых случаях при ремонте допускается изготовление элементов металлоконструкции из алюминиевых сплавов и других материалов, обеспечивающих необходимые прочностные, качественные характеристики, надежность и долговечность в эксплуатации по согласованию Госгортехнадзором.
При заказе сталей для ремонта несущих элементов металлоконструкции в заказе-наряде должно быть оговорено требование поставки с перспективными характеристиками по прочности, выносливости и ударной вязкости.
При выборе марки стали для ремонта следует учитывать экономическую и производственную целесообразность её применение:
- углеродистую сталь ВСт3пс5 следует применять в листовом, фасонном и широкополосном прокате толщиной до 10мм включительно и в сортовом
- до 16мм включительно для кранов общего назначения при температурах эксплуатации до -30°С,
- сталь ВСт3сп5 следует применять в листовом, фасонном и широкополосном прокате толщиной более 10мм и в сортовом – более 16мм при температуре эксплуатации ответственных крановых конструкций до -40°С;
- в листовом и широкополосном прокате рекомендуется, применять стали марок 18Г2Афпс и 18Г2АФДпс вместо сталей типа 10ХСНД и других низколегированных сталей, имеющихся более низкие прочностные характеристики;
- профильный и листовой прокат из сталей ВСт3сп, ВСт3пс толщиной до 10мм рекомендуется для применения в крановых конструкциях, эксплуатируемых до температуры - 40°С;
- недопустимо применение в сварных конструкциях кипящей стали ВСт3кп; указания сталь может быть применена в малонагруженных сварных элементах, не участвующих в работе конструкций (настилы, ограждения, лестницы, кожухи, обшивки кабины и пр.);
- допускается применения низколегированных талей (09Г2, 09Г2С, 14Г2) для ремонта сварных конструкций, изготовленных из Ст3, которую
не рекомендуется использовать для ремонта сварных конструкций, изготовленных из Ст3, которую не рекомендуется использовать для сварных конструкций из низкоуглеродистых сталей.
3.2.2. Сборка и подготовка к сварке элементов металлоконструкций
Прежде всего, необходимо проверить соответствие предельных размеров, отклонений формы деталей и зазоров чертежам с требованиями ГОСТ 5264-80.
Свариваемые кромки и прилегающие к ним зоны металла шириной не менее 20мм должны быть очищены от ржавчины, грязи, масла, влаги.
В стыковых соединениях должны быть предусмотрены выводные планки, размеры которых: длина – не менее толщины сварных элементов.
Принудительная прогонка деталей к элементам, нарушающим конструктивные формы, предусмотренные чертежами, запрещается.
При сборке деталей под сварку допускаются следующие отклонения от проектного расположения деталей:
а) в стыковых соединениях:
- смещение свариваемых кромок относительно друг друга при толщине стыкуемых деталей не более 4мм – 0,5 мм, при толщине от 4 до 10мм.
- до 1мм, при толщине свыше 10мм – 0,1 толщины стыкуемых деталей, но не более 3мм;
- уступ кромок в плоскости соединения для полок, элементов и свободных по ширине деталей –не более 3мм для деталей шириной от 400 мм и более;
- уступ кромок в соединениях замкнутого контура – не более 2мм по всему периметру;
б) в шаровых соединениях отклонения полки от заданного по чертежу положения – не более 1:100.
Собранные на стендах или в приспособлениях детали металлоконструкций после проверки их положения закрепляют при помощи прихваток, струбцин, скоб, пневматических или гидравлических зажимов длина прихваток должна быть не менее 30мм. Допускается размер прихваток по высоте не менее 0,75к (к – катет шва или толщина элементов, свариваемых встык). Для прихваток применяют те же сварочные материалы, что и для сварки швов. Прихватка несущих элементов металлоконструкций выполняется сварщиком, аттестованным в соответствии с «Правилами аттестации сварщиков Госгортехнадзора».
Дефектные элементы (участки) удаляют разделительной резкой или механическим путем. При удалении дефектного участка рез должен проходить по телу удаляемого элемента без захвата основного металла. Место реза должно быть зачищено.
Трещины, проходящие по телу элементов металлоконструкций, разделываются, в конце их выполняется засверловка диаметром не менее 15мм для ограничения границ трещины, затем они завариваются. Отверстия, ограничивающие трещину, не завариваются.
При ремонте, связанном с применением сварки металлоконструкции кранов, разгружаются от собственного веса.
3.2.3. Сварка элементов металлоконструкций
Сварка металлоконструкций проводится в соответствии с требованиями технологического процесса, утверждённого специализированной организацией.
К сварке расчетных несущих металлоконструкций и их элементов допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с правилами аттестации сварщиков, утвержденными Госгортехнадзором.
В удостоверениях сварщиков выполняющих сварку в различных пространственных положениях, должна иметься соответствующая отметка.
Сварные соединения несущих элементов металлоконструкций должны иметь клеймо.
Сварочные работы выполняются согласно требованиям техники безопасности действующим на предприятии, картам технологического процесса и ГОСТ12.3.003-86.
Перед сваркой сварочную проволоку отчищают от грязи и ржавчины. Электроды и флюс просушивают, прокаливают согласно режимам, указанным в паспортах на эти материалы.
Сварка металлоконструкций преимущественно выполняется высокопроизводительными способами (автоматическая и полуавтоматическая под флюсом в среде углеродистого газа, порошковой проволокой).
Во избежание создания в металлоконструкциях при сварке реактивных напряжений выполняют в свободном состоянии стыковые швы, расположенные перпендикулярно силовому потоку, затем остальные стыковые швы и в последнюю очередь - угловые и тавровые швы. Положения свариваемых металлоконструкций должны обеспечивать наиболее удобные и безопасные условия для работы сварщика и получения швов высокого качества.
Ручную электродуговую сварку вертикальных