курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных Реферат

Выбор элементов крюковой подвески

Крюки применяются в грузоподъемных механизмах как универсальное грузозахватное приспособление. Крюки, предназначенные для непосредственного или с помощью чалочных стропов подвешивания грузов, делятся по конструкции на однорогие (ГОСТ 6627-74) и двурогие. Изготовляют крюки ковкой или штамповкой из стали 20 с последующим отжигом.

Стандартные крюки подбирают по грузоподъемности с учетом группы режима работы по ИСО 4301/1 без проверочного расчета (таблица П.4). Грузоподъемность у выбранного крюка должна быть больше заданной.

Геометрические параметры барабана и блоков полиспаста

Назначение блока – поддержание и изменение направления движения каната диаметром dк. Блоки подразделяют на подвижные, оси которых перемещаются в пространстве, и неподвижные. Разновидностью неподвижных блоков является уравнительный блок, который при подъеме и опускании груза не вращается, а служит для уравнивания длины неравномерно вытягивающихся ветвей каната в сдвоенном полиспасте.

Блоки для канатов изготовляют из стали литьем, сваркой или штамповкой. Для литых блоков применяют сталь с механическими свойствами не хуже, чем у стали 45Л-11, для штампованных – не хуже, чем у стали 45, и для сварных – не хуже, чем у стали Ст 3.

Минимальные диаметры грузового барабана, блоков полиспаста и уравнительных блоков, определяют по формулам:

D1 h1 dк ; D2 h2 dк ; D3 h3 dк , (5.9)

где D1 , D2 , D3 – диаметры соответственно барабана, блока полиспаста и уравнительного блока по центру навитого каната; h1 , h2 , h3 – коэффициенты выбора диаметров, соответственно: барабана, блока полиспаста и уравнительного блока (принимаются по таблице 5.5).

Полученные расчетным путем диаметры D1 , D2 , D3 должны быть округлены в большую сторону до ближайшего стандартного значения из ряда: 260; 300; 335; 400; 500; 510; 600; 630 мм.

Таблица 5.5 – Коэффициент выбора диаметра: барабана ( h 1 ), блока полиспаста ( h 2 ) и уравнительного блока ( h 3 )

Группа классификации (режима)

механизма

Классификация выбора диаметра

по ИСО 4301/1 по ГОСТ 25835-83h1h2h3
M1 1M 11,2 12,5 11,2
M2 1M 12,5 14,0 12,5
M3 1M 14,0 16,0 12,5
M4 2M 16,0 18,0 14,0
M5 3M 18,0 20,0 14,0
M6 4M 20,0 22,4 16,0
M7 5M 22,4 25,0 16,0
M8 6M 25,0 28,0 18,0

Поверхность барабана может быть гладкой или желобчатой. В грузоподъемных механизмах с машинным приводом применяется однослойная навивка каната на барабан в желобки, нарезанные по винтовой линии.

Конструкция барабана зависит от типа полиспаста и определяется с учетом числа ветвей канатов, навиваемых на барабан.

На рисунке 5.7 показана расчетная схема барабана для одинарного полиспаста.

Рисунок 5.7 – Расчетная схема барабана одинарного полиспаста

Значение шага навивки каната р t принимают из приближенного соотношения (большее значение для малых диаметров каната):

Полученная величина р t должна быть кратной 0,5 мм.

Также шаг навивки, с учетом изображения на рисунке 5.8, может быть определен по таблице 5.6.

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Рисунок 5.8 – Профиль нарезки канавок на барабане

Таблица 5.6 – Размеры профиля канавок барабана, мм

Диаметр
каната, d к
Радиус
R
Глубина
h
Шаг,
pt
Диаметр
каната, d к
Радиус
R
Глубина
h
Шаг,
pt
8,1…9 5 2,5 10 21,6…23 12,5 7 26
9,1…10 5,5 3 11 23,1…24,5 13,5 7,5 28
10,1…11 6 3,5 12,5 24,6…26 14 8 29
11,1…12 6,5 3,5 13,5 26,1…27,5 15 8,5 32
12,1…13 7 4 15 27,6…29 16 9 34
13,1…14 7,5 4,5 16 29,1…31 17 9,5 36
14,1…15 8,5 4,5 17 31,1…33 18 10 38
15,1…16 9 5 18 33,1…35 19 10,5 40
16,1…17 9,5 5,5 19 35,1..37,5 21 11,5 42
17,1…18 10 5,5 20 37,6…40 22 12 44
18,1…19 10,5 6 22 40,1…42,5 23 13 48
19,1…20 11 6 23 42,6…45,5 25 14 50
20,1…21.5 12 6,5 24 45,6…47,5 26 14,5 52

Длина барабана определяется по зависимости

где l 1 – длина барабана, используемая для крепления каната; l – расстояние от оси крайнего витка до края барабана; l н – длина нарезки между осями крайних витков каната.

Длина участков барабана, используемая для крепления витков каната l 1 = (3…4 pt); расстояние от края барабана – l = 2 pt.

Длина нарезки барабана

где z 1 = 1,5…2 – число неприкосновенных по Правилам Росгортехнадзора витков каната; zк  – число витков каната, навиваемых на барабан при подъеме груза на расчетную высоту подъема

где D 1– расчетный диаметр барабана; L к – длина каната, навиваемого на барабан (канатоемкость):

где Н – высота подъема груза.

С учетом рекомендуемых значений полная длина барабана для одинарного полиспаста находится по выражению

На рисунке 5.9 показана расчетная схема барабана для сдвоенного полиспаста (натуральный вид этого барабана показан на рисунке 5.2).

Рисунок 5.9 – Расчетная схема барабана сдвоенного полиспаста

Барабан состоит из двух нарезных участков 1, а также двух крайних участков 2. В средней части барабана располагается не нарезной участок 3.

Общая длина барабана

С учетом выражений (5.12), (5.13), (5.14), а также рекомендуемых значений  l 1 = (3…4) pt; l = 2 pt, z 1= 1,5…2 витка, длина барабана определяется по выражению  

 Длина не нарезного участка предварительно может быть принята равной 150…200 мм или определена по выражению

где В3– расстояние между осями наружных блоков крюковой подвески (принимается по таблице П.5); hmin – минимальное расстояние между осью барабана и осью блоков крюковой обоймы (предварительно можно принимать hmin ≈ 3D1); α – максимально допустимый угол отклонения канатов от нормали к оси барабана; принимается α ≤ 6º.

Толщина стенки барабана δ определяется из условия прочности на сжатие и из технологических условий изготовления.

Напряжения кручения и изгиба в стенке барабана незначительны по сравнению с напряжением сжатия, поэтому они учитываются только при отношении длины барабана к его диаметру более 3…4.

Толщина стенки барабана из условия прочности на сжатие

 где [σсж] – допускаемое напряжение сжатия для материала барабана (принимается по таблице 5.7).

Таблица 5.7 – Допускаемые напряжения [σсж] материала стенок

Барабана

Материал барабана

Допускаемые напряжения [σсж], МПа

Группа режима работы механизма

М1…М5 (1М…3М) М6, М7 (4М, 5М) М8

Сталь

ВСт3сп 150 130 110
сталь 20 160 140 120
09Г2С 195 165 140
сталь 35Л 170 140 120
сталь 55Л 200 165 140

Чугун

СЧ15 90
СЧ18 100 90
СЧ24 130 115 100

По технологическим условиям изготовления барабана, связанным с особенностями литейного производства, толщина стенки:

чугунного барабана

и стального барабана  

Из полученных значений δ, δ’ и δ» принимается большее значение с округлением в большую сторону до целого числа.

Пример выполнения задания

Выполнить расчет и подбор элементов полиспаста консольно-козлового крана.

Исходные данные: тип крана – консольно-козловой; грузоподъемность – Q  = 12,5 т; скорость подъема груза – v гр = 0,25 м/с; высота подъема – H = 10 м; группа режима работы по ИСО 4301/1 – М6.

Согласно изложенным рекомендациям для крана этого типа принимаем: схему запасовки каната консольно-козлового крана, показанную на рисунке 5.3 и 5.10; тип полиспаста – сдвоенный, а = 2; кратность полиспаста – uп = 2;  КПД полиспаста – ηп = 0,99 (таблица 5.3); число направляющих блоков – n = 6.

Рисунок 5.10 – Схема запасовки каната

Решение

а ) выбор каната и грузозахватного органа

Определим по выражению (5.4) максимальное усилие в тяговой ветви каната при подъеме груза

где FQ – сила тяжести груза и крюковой подвески, определяемая по формуле (5.5)

ηо – общий КПД полиспаста и обводных блоков, определяемый по формуле (5.6)

где ηп = 0,99 – КПД полиспаста при u п= 2 (таблица 5.3); ηб = 0,98КПД блока при установке на подшипниках качения и нормальной смазке (таблица 5.2); n = 6 – количество направляющих (обводных) блоков в схеме запасовки каната.

Расчетное разрывное усилие каната находим по выражению (5.7)

где zp = 5,6 – коэффициент использования каната при режиме М6 (таблица 5.4).

В таблице П.1 выбираем по ГОСТ 2688-80 канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 61×9 1 о.с. диаметром d = 21 мм,имеющий при маркировочной группе проволок σв =1568 МПа минимальное разрывное усилие F = 222 кН.

Определяем по выражению (5.8) действительный коэффициент использования (запаса прочности) каната

Канат диаметром 21 мм, грузовой (Г), первой марки (I), из проволоки без покрытия (-), нераскручивающийся (Н) обозначается как:

Канат-21-Г-Н-1568 ГОСТ 2688-80.

По заданной грузоподъемности Q = 12,5 т и группе режима работы М6 выбираем по таблице П.4 заготовку крюка № 17.

б ) определение диаметров блоков и размеров барабана.

Минимальные диаметры по центру наматываемого каната находим по выражениям (5.9) с учетом группы режима работы М6 (таблица 5.5):

барабана

принимаем D 1 = 500 мм;

блоков полиспаста

принимаем D 2 = 500 мм;

уравнительного блока

принимаем D 3 = 400 мм.

Шаг навивки каната на барабан при d к = 21 мм принимаем по таблице 5.6 – pt = 24 мм.

Общая длина барабана для сдвоенного полиспаста определяется по выражению (5.17)

где b = 150…180 мм – ширина не нарезного участка барабана.

Принимаем l б = 1150 мм.

Толщину стенки барабана из условия прочности на сжатие, определяем по выражению (5.19)

где [σсж] = 90 МПа для материала барабана чугун СЧ18 и группы режима работы М6 (таблица 5.7).

По выражению (5.20) уточняем толщину стенки чугунного барабана по технологическим условиям изготовления

Окончательно принимаем толщину стенки барабана δ = 17 мм.

Контрольные задания

1. Изучить теоретический материал.

2. Привести краткое описание назначения, конструкции и принципа действия механизмов подъема кранов. 

3. Из таблицы 5.8 выбрать исходные данные для расчета элементов крана в соответствии с личным вариантом.

Таблица 5.8 – Исходные данные

Параметры

Вариант**

1 2 3 4 5 6 7 8 9
Тип крана* I II III IV I II III IV I
Грузоподъ —
емность, т
2 8 10 12,5 3,6 25 12 20 1,6
Скорость подъема груза, м/с  
0,32
 
0,27
 
0,2
 
0,32
 
0,25
 
0,16
 
0,25
 
0,32
 
0,27
Высота подъема груза, м  
8
 
10
 
12
 
14
 
10
 
8
 
14
 
12
 
9
Режим работы механизма  
М4
 
М5
 
М6
 
М7
 
М6
 
М5
 
М4
 
М7
 
М8
Схема запасовки каната Рису-
нок
5.6, б
Рису-
нок 5.6, л
Рису-
нок 5.6, е
Рису-
нок 5.6, ж
Рису-
нок 5.6, г
Рису-
нок 5.6, н
Рису-
нок 5.6, e
Рису-
нок 5.6, и
Рису-
нок 5.6, б
Тип полиспаста, а  
1
 
2
 
2
 
2
 
1
 
2
 
2
 
2
 
1
Кратность полиспаста, u п  
2
 
2
 
2
 
3
 
2
 
4
 
2
 
3
 
2
Число направляющих блоков, n  
1
 
 
2
 
4
 
2
 
 
2
 
4
 
1

Параметры

Вариант**

10 11 12 13 14 15 16 17 18
Тип крана* I II III IV I II III IV I
Грузоподъ —
емность, т
1,6 3 10 26 1,8 22 18 2,6 2,0
Скорость подъема груза, м/с  
0,30
 
0,25
 
0,23
 
0,34
 
0,23
 
0,20
 
0,26
 
0,28
 
0,25
Высота подъема груза, м  
8
 
10
 
12
 
14
 
10
 
8
 
14
 
12
 
9
Режим работы механизма  
М5
 
М4
 
М7
 
М6
 
М5
 
М6
 
М4
 
М7
 
М8
Схема запасовки каната Рису-
нок
5.6, в
Рису-
нок 5.6, к
Рису-
нок 5.6, е
Рису-
нок 5.6, ж
Рису-
нок 5.6, г
Рису-
нок 5.6, м
Рису-
нок 5.6, и
Рису-
нок 5.6, д
Рису-
нок 5.6, г
Тип полиспаста, а  
1
 
2
 
2
 
2
 
1
 
2
 
2
 
2
 
1
Кратность полиспаста, u п  
2
 
1
 
2
 
3
 
2
 
3
 
3
 
1
 
2
Число направляющих блоков, n  
3
 
 
2
 
4
 
2
 
 
4
 
2
 
2

*Обозначение типа крана: I – стреловой; II – мостовой; III – консольно-козловой; IV – бесконсольно-козловой.

**Вариант задания выбирается по номеру студента в списке группы.

4. Выполнить расчет заданного механизма подъема в последовательности, рассмотренной в разделе 5.4 и подобрать элементы полиспаста.

5. По результатам расчета выполнить схему барабана в масштабе уменьшения (1:2, 1:2,5, 1:4).

6. Дать ответы на приведенные ниже вопросы.

Вопросы:

1. Как определяют передаточное отношение механизма подъёма груза?

2. Как рассчитывают грузовой момент на валу барабана?

3. Как определяют статическую мощность электродвигателя механизма

подъёма?

4. Каков порядок выбора электродвигателя механизма подъёма?

5. Как подбирают передаточный механизм?

6. Как устроены барабаны и из каких материалов их изготавливают?

7. Как определяют детальные размеры барабана?

Содержание отчета

1. Тема, название и цель работы.

2. Краткие теоретические сведения о назначении, конструкции и принципе действия механизмов подъема кранов.

3. Изложение результатов выполнения практического задания по разделу 5.5.

Список литературы

1. Александров, М. П. Грузоподъемные машины: учеб. для вузов / М. П. Александров, Л. Н. Колобов, Н. А. Лобков и др.– М. : Машиностроение, 1986. – 400 с.

2. Гайдамака, В. Ф. Грузоподъемные машины: учебник / В. Ф. Гайдамака. – К.: Выща школа, 1989. – 328 с.

3. Степыгин, В. И. Проектирование подъемно-транспортных установок: учебное пособие. / В. И. Степыгин, Е. Д. Чертов, С. А. Елфимов – М.: Машиностроение, 2005. – 288 с.

4. Кузьмин, А. В. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. / А. В. Кузьмин, Ф. Л. Марон. – 2-е изд. перераб. и доп. – Минск: Вышэйшая школа, 1983. – 350 с.

Практическая работа № 6

§

Цель работы

Изучение методики расчета и подбора основных элементов крановой лебедки (электродвигателя, редуктора, соединительной муфты, тормоза).

Формируемые компетенции

ПК-4: готовность к разработке проектной и технологической документации по ремонту, модернизации и модификации ТиТТМ различного назначения и ТО, разработке проектной документации по строительству и реконструкции транспортных предприятий, с использованием методов расчетного обоснования, в том числе с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов и систем автоматизированного проектирования.

ПК-31: готовность к использованию знания рабочих процессов, принципов и особенностей работы транспортных и ТиТТМ отрасли и применяемого при технической эксплуатации и сервисном обслуживании оборудования.

ПК-32: готовность к использованию знания организационно-правовых основ управленческой и предпринимательской деятельности.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В состав механизма подъем крана, помимо полиспаста, включающего систему подвижных и неподвижных блоков, барабана, связанных общей гибкой связью (канатом), входит дополнительный механизм – грузовая лебедка. На рисунке 6.1 показана конструкция и основные элементы лебедки мостового крана.

В этой связи в задачу расчета механизма подъема входит определение параметров и выбор стандартного электродвигателя, редуктора, соединительных муфт и тормоза.

Рисунок 6.1  – Грузовая лебедка мостового крана:

1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – колодочный тормоз; 4 – соединительная муфта; 5 – барабан

Выбор электродвигателя

Для электродвигателей в качестве характеристики режима работы используется величина относительной продолжительности включений ПВ % (частота включений в единицу времени).

В таблице 6.1 показано соответствие групп режима работы механизма по ГОСТ 25835-85 и ИСО 4301/1 и относительной продолжительностью включения электрооборудования.

Таблица 6.1 – Соответствие групп режимов работы механизмов и ПВ %

ПВ=15% ПВ=25% ПВ=40% ПВ=60%
М1…М5(1М…3М) М6 (4М) М7 (5М) М8 (6М)

Статическая мощность Рс электродвигателя механизма подъема определяется по формуле

где ηм – КПД механизма подъема груза, ориентировочно принимается ηм = 0,8…0,85.

С учетом полученного значения подбирается стандартный крановый электродвигатель номинальной мощностью равной или на 30…35 % меньше Рс. Наиболее распространенными для механизма подъема груза являются крановые электродвигатели с фазным ротором серии MTF, основные характеристики и размеры которых приведены в таблице П.6.

Выбор редуктора

Основными характеристиками редуктора являются: передаточное число, допускаемый вращающий момент или мощность на тихоходном валу и частота вращения быстроходного вала.

Частота вращения барабана определяется по выражению

Требуемое передаточное число редуктора

где n дв – частота вращения вала электродвигателя.

Ориентировочная величина требуемого вращающего момента на тихоходном валу (без учета потерь на трение в редукторе)

Для механизмов подъема груза используются в основном двух-ступенчатые цилиндрические горизонтальные редукторы типа Ц2, Ц2У, Ц2Н и реже трехступенчатые редукторы типа Ц3 (если требуется иметь большое передаточное число). Основные характеристики редукторов типа Ц2 приведены в таблице П.7.

Выбор соединительных муфт

Соединение вала электродвигателя и быстроходного вала редуктора осуществляется упругой втулочно-пальцевой муфтой, одна из полумуфт которой выполнена в виде тормозного шкива (рисунок П.8). Эта полумуфта крепится на быстроходный вал редуктора, что обеспечивает жесткую связь тормоза с барабаном через редуктор.

Для выбора муфты определяется момент статического сопротивления вращению в период пуска: 

где up – передаточное число выбранного редуктора; ηб – КПД барабана (принимается ηб = 0,94…0,96); ηр – КПД редуктора: принимается для двухступенчатого редуктора ηр = 0,96; для трехступенчатого ηр = 0,94.

Выбор типа муфты производится по величине расчетного вращающего момента Тм:

где k 1 = 1,4 – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма подъема; k2 – коэффициент, учитывающий группу режима работы механизма, который определяется по таблице 6.2.

Таблица 6.2 – Значения коэффициента k 2

Группа режима работы механизма М1…М5
(1М…3М)
М6
(4М)
М7
(5М)
М8
(6М)
Коэффициент k 2 1,1 1,2 1,3 1,5

Табличное значение момента Т (таблица П.8) выбранной муфты должно быть больше расчетного Тм, кроме того, следует согласовать размеры отверстий в полумуфтах под валы с диаметрами валов электродвигателя и редуктора.

Тихоходный вал редуктора соединяется с барабаном зубчатой муфтой, причем выходной конец вала редуктора, обычно выполняется в виде зубчатой полумуфты. Такое конструктивное решение обеспечивает компактность грузовой лебедки.

Рисунок 6.2 – Компоновки грузовой лебедки по развернутой схеме (а)

и с трансмиссионным валом (б): 1 – электродвигатель; 2 – муфта с тормозным шкивом; 3 – тормоз; 4 – редуктор; 5 – зубчатая муфта; 6 – барабан; 7 – трансмиссионный вал

При недостаточном межосевом расстоянии редуктора (корпуса электродвигателя и барабана перекрывают друг друга) следует выполнить компоновку лебедки по развернутой схеме (рисунок 6.2, а) или соединить редуктор с барабаном трансмиссионным валом и двумя муфтами (рисунок 6.2, б).

Выбор тормоза

Для стопорения и удержания груза на весу устанавливают нормально замкнутые тормоза, автоматически размыкающиеся при включении привода механизма. Тормоза обычно устанавливаются на быстроходный вал механизма, где действует наименьший крутящий момент (чаще всего на одной из полумуфт соединения двигателя с редуктором). Выбирается тормоз по величине расчетного тормозного момента. Для этого определяется момент статического сопротивления на валу электродвигателя при торможении механизма

где kT – коэффициент запаса торможения, определяемый по таблице 5.3.

Таблица 6.3 – Значения коэффициента запаса торможения k Т

Группа режима работы механизма М1…М5
(1М…3М)
М6
(4М)
М7
(5М)
М8
(6М)
Коэффициент k Т 1,5 1,75 2,0 2,5

Необходимый расчетный момент, развиваемый тормозом находится по выражению

Для механизмов подъема груза используются в основном колодочные тормоза переменного (типа ТКТ) и постоянного тока (типа ТКП), а также электрогидравлические тормоза (типа ТКГ). Основные характеристики тормозов последнего типа приведены в таблице П.9.

При недостатке справочных данных при подборе элементов механизма подъема, следует воспользоваться литературными источниками [3, 4] или выполнить поиск в Интернете.

§

Грузоподъемной лебедки

а ) проверка электродвигателя по времени пуска при подъеме груза

Электродвигатель должен разгонять механизм за достаточно короткое время, иначе уменьшится производительность крана. Но при очень малом времени пуска разгон будет сопровождаться большим ускорением, что уменьшит прочность элементов, устойчивость груза и т.д.

Время пуска (разгона) электродвигателя должно быть в пределах 1…2 с и определяется по формуле

где δ = 1,1…1,2 – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода, кроме муфты с тормозным шкивом и ротора электродвигателя; I – суммарный момент инерции ротора и муфты с тормозным шкивом, кг·м2

Тср.п – среднепусковой момент электродвигателя

где Тном – номинальный момент на валу электродвигателя, Н·м

Ψ max – максимальная кратность пускового момента электродвигателя

Ψ min – минимальная кратность пускового момента электродвигателя; Ψ min = 1,1…1,4.

Ускорение при пуске электродвигателя

Полученные значения t п и a необходимо сравнить с допускаемыми значениями. Допускаемое время пуска [t п] = 1…2 с.

Допускаемое ускорение груза при разгоне на подъем: [a] = 0,6 м/с2 – для мостовых кранов; [ a ] = 0,8 м/с2 – для козловых и башенных кранов с грейферами, [ a ] = 0,35 м/с2 с крюковыми подвесками.

Если tп < [ tп ], то необходимо выбрать двигатель с меньшей мощностью.  Если tп > [ tп ], то необходимо выбрать двигатель с большей мощностью той же относительной продолжительности включения (ПВ %) и той же или близкой частотой вращения.

б ) проверка тормоза по времени торможения

Время торможения при опускании груза (при подъеме груза это время будет меньше, так как в этом случае момент от массы груза и тормозной момент действуют в одном направлении):

Наибольшая допускаемая длина пути торможения

где ks – коэффициент пути торможения, определяемый по таблице 6.4.

Таблица 6.4 – Значения коэффициента пути торможения ks

Группа режима работы механизма М1…М5
(1М…3М)
М6
(4М)
М7, М8
(5М, 6М)
Коэффициент ks 2,0 1,7 2,0

Максимальное время торможения при опускании груза

при этом должно быть соблюдено условие

Замедление груза при торможении

Замедление груза при торможении должно быть меньше или равно допускаемой величине aТ ≤ [ a ].

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

По результатам, полученным при выполнении практической работы № 5, подобрать элементы грузовой лебедки.

а ) выбор электродвигателя.

Статическую мощность электродвигателя определяем по выражению (6.1)

По значению Рс выбираем электродвигатель ближайшей меньшей или равноймощности. Из таблицы П.6 выбираем электродвигатель с фазным ротором серии MTF 412-28 исполнения IM 1001 на лапах, ГОСТ 185-70. Номинальная мощность этого двигателя составляет 26 кВт, что меньше статической мощности на

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

что соответствует рекомендуемым значениям (30…35 %).

§

Тип электродвигателя MTF 412-8
Мощность на валу при ПВ25 %,  Рдв, кВт 26
Частота вращения, n дв , мин-1 715
Максимальный момент Т max , Н·м 883
Момент инерции ротора Ip , кг·м2 0,75
Масса m, кг 345
Диаметр вала d1 , мм 65
Длина вала l1 , мм 140

б ) выбор редуктора.

Частоту вращения барабана определяем по выражению (6.2)

Находим по формуле (6.3) требуемое передаточное число редуктора

Требуемый вращающий момент на тихоходном валу редуктора определяем по зависимости (6.4)

По величине вращающего момента и с учетом требуемого передаточного числа выбираем из таблицы П.7 для группы режима работы М6 и частоты вращения быстроходного вала n дв = 715 мин-1 = 11,9 с-1 редуктор типа  Ц2-500.

Основные параметры редуктора

Тип редуктора Ц2-500
Передаточное число up 40
Вращающий момент на тихоходном валу редуктора ТТ, кН·м 20
Диаметр быстроходного вала d , мм 60
Длина вала ( l l 1 ) , мм 140

С учетом полученных результатов фактическая частота вращения барабана

Фактическая скорость подъема груза

Отличие фактической скорости подъема груза от заданного значения составляет

что меньше допустимого значения в 10 %.

в ) выбор соединительной муфты.

Определяем момент статического сопротивления вращению муфты в период пуска электродвигателя по выражению (6.5)

где up – передаточное число выбранного редуктора; ηб = 0,95 – КПД барабана;  ηр = 0,96 – КПД двухступенчатого редуктора.

Величину расчетного вращающего момента находим по зависимости (6.6)

где значение коэффициента k 1 =1,4; коэффициент k 2 принимаем по таблице 6.2 при группе режима работы М6.

По значению Тм выбираем из таблицы П.8 упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом и номинальным моментом 1000 Нм.

Основные параметры муфты упругой

Втулочно-пальцевой с тормозным шкивом

Номинальный вращающий момент Т, Н·м 1000
Диаметры посадочных отверстий в полумуфтах, мм  
d 60…70
d1 50…70
Диаметр тормозного шкива DT, мм 300
Момент инерции муфты I м, кг·м2 1,5

г ) выбор тормоза

Определяем момент статического сопротивления на валу электродвигателя при торможении по выражению (6.7)

Находим величину расчетного тормозного момента по зависимости (6.8)

 где k Т= 1,75 – коэффициент запаса торможения при группе режима работы

М6 (таблица 6.3).

Выбираем из таблицы П.9 тормоз ТКГ-300 с приводом от электрогидравлического толкателя.

Основные параметры тормоза ТКГ-300

Тормозной момент Т, Н·м 800
Тип толкателя ТГМ-50
Диаметр тормозного шкива D, мм 300

д ) проверка электродвигателя по времени пуска при подъеме груза

Номинальный момент на валу электродвигателя определяем по выражению (6.12)

Максимальную кратность пускового момента электродвигателя находим по выражению (6.13)

Среднепусковой момент электродвигателя определяем по формуле (6.11)

Суммарный момент инерции ротора и муфты с тормозным шкивом по зависимости (6.10)

Время пуска электродвигателя находим по выражению (6.9)

Полученное время пуска находится в пределах допускаемых значений

1 с < 1,19 < 2 с.

Ускорение при пуске электродвигателя находим по выражению (6.14)

что меньше допускаемого значения ускорения [a] = 0,35 м/с2.

е ) проверка тормоза по времени торможения

Время торможения при опускании груза определяем по выражению (6.15)

Наибольшую допускаемую длину пути торможения при опускании груза определяем по выражению (6.16)

где ks = 1,7 – коэффициент пути торможения, при группе режима работы

М6 (таблица 6.4).

Максимальное время торможения при опускании груза находим по зависимости (6.17)

Замедление груза при торможении определяем по формуле (6.19)

Таким образом, замедление груза не превышает допустимой величины [a] = 0,8 м/с2.

Выполнение схемы лебедки

По результатам расчета и подбора элементов лебедки выполнить ее чертеж в масштабе уменьшения: 1:2, 1:2,5 или 1:4. На схеме лебедки следует указать основные размеры и перечислить основные элементы. Пример выполнения схемы лебедки показан на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3 – Кинематическая схема лебедки: 1– электродвигатель; 2 – муфта; 3 – электрогидравлический тормоз; 4 – редуктор; 5 – барабан

При выполнении схемы лебедки рекомендуется воспользоваться справочными данными, приведенными в Приложениях литературных источников [3, 4]. В этих приложениях указаны основные технические характеристики и размеры крановых электродвигателей, редукторов, муфт и тормозных устройств.

Контрольные задания

1. Изучить теоретический материал.

2. Привести краткое описание назначения, конструкции и принципа действия элементов, входящих в состав грузовой лебедки. 

Рефераты:  Презентация как особая форма деловой коммуникации

3. По результатам, полученным при выполнении практической работы № 5, выполнить расчет и подбор элементов механизма подъема в последовательности, рассмотренной в разделе 6.4.

4. По результатам расчета выполнить схему грузовой лебедки в масштабе уменьшения.

5. Дать ответы на приведенные ниже вопросы.

Вопросы:

1. Как определяют передаточное отношение механизма подъёма груза?

2. Как рассчитывают грузовой момент на валу барабана?

3. Как определяют статическую мощность электродвигателя механизма

подъёма?

4. Каков порядок выбора электродвигателя механизма подъёма?

5. Как подбирают передаточный механизм?

6. Как подбирают муфту и тормозное устройство?

Содержание отчета

1. Тема, название и цель работы.

2. Краткие теоретические сведения о назначении, конструкции и принципе действия элементов грузовой лебедки.

3. Изложение результатов выполнения практического задания по разделу 6.6.

Список литературы

1. Александров, М. П. Грузоподъемные машины: учеб. для вузов / М. П. Александров, Л. Н. Колобов, Н. А. Лобков и др.– М. : Машиностроение, 1986. – 400 с.

2. Гайдамака, В. Ф. Грузоподъемные машины: учебник / В. Ф. Гайдамака. – К.: Выща школа, 1989. – 328 с.

3. Степыгин, В. И. Проектирование подъемно-транспортных установок: учебное пособие. / В. И. Степыгин, Е. Д. Чертов, С. А. Елфимов – М.: Машиностроение, 2005. – 288 с.

4. Кузьмин, А. В. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. / А. В. Кузьмин, Ф. Л. Марон. – 2-е изд. перераб. и доп. – Минск: Вышэйшая школа, 1983. – 350 с.

Практическая работа № 7

§

Цель работы

Ознакомление с конструктивными особенностями и изучение принципа действия ленточных конвейеров. Приобретение практических навыков в  расчете и подборе элементов ленточного конвейера.

Формируемые компетенции

ПК-4: готовность к разработке проектной и технологической документации по ремонту, модернизации и модификации ТиТТМ различного назначения и ТО, разработке проектной документации по строительству и реконструкции транспортных предприятий, с использованием методов расчетного обоснования, в том числе с использованием универсальных и специализированных программно-вычислительных комплексов и систем автоматизированного проектирования.

ПК-31: готовность к использованию знания рабочих процессов, принципов и особенностей работы транспортных и ТиТТМ отрасли и применяемого при технической эксплуатации и сервисном обслуживании оборудования.

ПК-32: готовность к использованию знания организационно-правовых основ управленческой и предпринимательской деятельности.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Ведущее место среди подъемно-транспортных средств различного назначения занимают транспортирующие машины. Характерной особенностью этих машин является то, что их загрузка и разгрузка происходят без остановки при непрерывном движении рабочего органа. Машины непрерывного транспорта являются основой комплексной механизации погрузочно-разгрузочных и производственных процессов, повышающих производительность труда и эффективность производства. Среди транспортирующих машин большую группу составляют ленточные конвейеры (рисунок 7.1), получившие большое распространение во всех отраслях промышленности.

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Рисунок 7.1 – Транспортирование груза ленточным конвейером

Ленточные конвейеры предназначены для транспортирования насыпных (порошкообразных, мелко – и среднекусковых материалов), а также мелких штучных грузов в горизонтальном или близком к нему направлении. Ленточные конвейеры характеризуются простотой конструкции, малым собственным весом, высокой надежностью работы и простотой эксплуатации, обеспечивая низкую себестоимость перемещения груза. Некоторым недостатком этих машин является относительно высокая стоимость прорезиненной ленты, которая наиболее широко распространена; она составляет почти 50 % общей стоимости машины.

Движение ленты в ленточных конвейерах (рисунок 7.2) происходит благодаря силам трения, возникающим между поверхностью ленты и поверхностью приводного барабана. Необходимое прижатие ленты к барабану обеспечивается предварительным натяжением ленты. Последнее является одним из условий нормальной работы конвейера. Кроме того, такими условиями являются правильный выбор ширины ленты, скорости ее движения, размеров приводного и натяжного барабанов, мощности двигателя и др.

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Рисунок 7.2 – Ленточный конвейер: 1 – приводной барабан; 2 – натяжной барабан; 3 – рабочие роликоопоры; 4 – холостые роликоопоры; 5 – металлоконструкция; 6 – натяжное устройство; 7 – лента; 8 – приводная станция; 9 – электродвигатель; 10 – колодочный тормоз; 11 – редуктор

Приведенные в данных методических указаниях сведения по проектировочному расчету ленточных конвейеров способствуют подготовке специалистов широкого профиля на базе овладения фундаментальными знаниями, усиления творческой инициативы и самостоятельности студентов в приобретении знаний.

§

Для проектирования транспортирующий машины необходимо знать вид транспортируемого груза и его физико-механические характеристики.

Транспортируемые грузы делятся на сыпучие и штучные. Штучные грузы характеризуются габаритными размерами, формой, массой, а также хрупкостью, температурой и т.п. По габаритным размерам штучных грузов определяются размеры несущих элементов конвейера, расстояние между ними и возможность прохода груза на поворотах и перегибах конвейера. Вес груза определяет грузоподъемность несущего и прочность тягового элемента.

К насыпным грузам относятся кусковые, зернистые, порошкообразные и пылевидные материалы, перемещаемые сплошным потоком. Насыпные грузы характеризуются размером и формой частиц, кусковатостью, плотностью, углом естественного откоса, абразивностью, влажностью и прочими свойствами.

Кусковатостью называется количественное распределение частиц груза по их крупности. Этот параметр характеризуется коэффициентом однородности размеров частиц груза

где amax и amin – соответственно наибольший и наименьший размер куска.

При ko > 2,5 груз считается рядовым, при ko< 2,5 груз считается сортированным.

Насыпные грузы также характеризуются размером а ¢ типичного куска груза. Для сортированных грузов за типичный принимается средний по размерам кусок:

для рядовых грузов

По значению аmax (мм) насыпные грузы делятся на следующие группы:

особо крупнокусковые (камни, валуны)                        > 500 мм;

крупнокусковые (руда)                                                   200…500 мм;

среднекусковые (уголь)                                                   61…199 мм;

мелкокусковые (щебень)                                                  10…60 мм;

зернистые (зерно)                                                             0,5…9 мм;

порошкообразные (мелкий песок)                                   0,05…0,09 мм;

пылевидные (цемент)                                                         < 0,05 мм.

По плотности (т/м3) насыпные грузы делятся на следующие группы:

легкие (торф, кокс, мука)                                                      £ 0,6;

средние (зерно, каменный уголь, шлак)                              0,6…1,6;

тяжелые (гравий, щебень)                                                     1,6…2,0;

особо тяжелые (руда, камень)                                               2,0…4,0.

Углом естественного откоса насыпного груза называется угол между поверхностью откоса насыпного груза и горизонтальной плоскостью. Различают углы естественного откоса насыпного груза в состоянии покоя (φо) и в состоянии движения (φд). Обычно этот угол составляет (0,5…0,7) φо.

Истирающей способностью (абразивностью) насыпной грузов называют свойство их частиц изнашивать во время движения соприкасающиеся с ними поверхности. По степени абразивности насыпные грузы делятся на группы:

А – неабразивные (зола, зерно, овощи, мука, опилки и др.);

В – малоабразивные (уголь, глина, гравий, и др.);

С – среднеабразивные (антрацит, земля, песок, известняк и др.);

Д – высокоабразивные (железная руда, агломерат, кварцит, кокс, щебень и др.).

Значения важнейших характеристик транспортируемых материалов приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 – Физико-механические характеристики насыпных грузов

Грузы

Абразивность

Насыпная

плотность, т/м3

Угол естественного откоса груза, град.

Коэффициент трения груза в состоянии покоя, f

Размеры частиц

(кусков) а, мм

в покое, jо в движении, jд по стали по резине  
amin
 
amax
Антрацит
мелкокус.
С 0,92…0,98 45 27 0,84 0,61 13 25
Агломерат жел. руды Д 1,46…1,9 45 38 1,0 0,9 5 100
Апатит сухой В 0,4…0,6 35 28 0,58 0,63 0,5
Гипс кусковой В 1,43…1,6 35 30 0,78 0,61 10 150
Глина сухая В 1,1…1,6 50 40 0,75 0,8
Гравий рядовой В 1,5…1,85 45 30 0,8 0,9 10 80
Зерно кукурузы А 0,75…0,8 35 20 0,42 0,58 6 10
Зерно пшеницы А 0,7…0,8 35 26 0,6 0,7 5 8
Зерно ячменя А 0,6…0,72 35 27 0,58 0,6 5 8
Земля формов. С 0,8…1,3 45 32 0,7 0,6 1,0
Зола сухая А 0,6…0,9 42 30 0,65 0,75
Известняк мелкокус. С 1,3…1,6 45 30 0,56 0,7 40 70
Кокс каменноуг. Д 0,45…0,50 43 32 0,90 0,8 40 80
Клинкер В 1,7…1,85 45 36 0,86 0,9 5 60
Мука пшенич. А 0,45…0,7 52 46 0,57 0,67
Опилки древесн. А 0,2…0,3 39 34 0,39 0,51
Песок сухой С 1,4…1,65 45 30 0,32 0,46
Руда железная Д 2,2…2,5 40 35 1,2 1,0 10 120
Рожь А 0,65…0,79 35 25 0,58 0,72 5 8
Соль техничес. В 1,30…1,35 40 35 0,82 0,63 3 20
Уголь каменный В 0,8…0,95 36 28 0,42 0,55 50 100
Цемент В 1,0…1,5 40 35 0,65 0,64
Шлак гранулир. Д 0,4…0,7 42 36 0,8 0,56 250
Щебень гранитный Д 1,45…1,55 45 35 0,74 0,6 10 20
Щебень сланцевый Д 1,2…1,3 45 35 0,70 0,63 12 25

§

Тяговым и одновременно несущим элементом этих конвейеров является бесконечная лента. В ленточных конвейерах применяю преимущественно ленты из прорезиненных тканей. Выбор типа ленты зависит от условий эксплуатации конвейера, вида транспортируемого груза и т.д.

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Рисунок 7.3 – Лента конвейерная резинотканевая

Резинотканевая лента (рисунок 7.3) состоит из тканевых прокладок 1, которые играют роль тягового элемента и изготавливаются из особо прочной хлопчатобумажной ткани (бельтинга), уточно-шнуровой ткани, капрона, анида, нейлона, лавсана и других синтетических тканей. Общее число прокладок зависит от ширины ленты и составляет 3…10 слоев, толщина каждой прокладки 1,25…2 мм. Между прокладками располагаются резиновые прослойки 4.

На рабочей стороне лента покрыта резиновой обкладкой 2 толщиной

δ1 = 1…10 мм, на холостой стороне – обкладкой 3 толщиной δ2 = 1…3.5 мм. Обкладки предназначены для защиты ленты от влияния влаги и механических повреждений (износа).

В настоящее время в основном применяются ленты конвейерные прорезиненные (ГОСТ 20-85), которые делятся на ленты типа 1, 2 и 3. Ленты типа 1 используются в тяжелых и весьма тяжелых условиях работы; ленты типа 2 – в средних условиях; ленты типа 3 – в легких условиях. Тяжелые условия создаются материалами с высокой и средней абразивностью ( группы С и Д), средние условия – малоабразивными грузами (группа В), а легкие условия (А) – неабразивными грузами.

Таблица 7.2 – Типы конструкций резинотканевых конвейерных лент

Тип Наименование и характеристики Область применения
1 Ленты послойные с усиленным бортом и двусторонней резиновой обкладкой Транспортирование сильноистирающих крупнокусковых материалов (материалы группы С и Д)
2 Ленты послойные с двусторонней резиновой обкладкой Транспортирование средне- и мелкокусковых и сыпучих материалов (материалы группы С и В)
Ленты послойные с двусторонней резиновой обкладкой и брекером Транспортирование сильноистирающих среднекусковых материалов в горнорудной промышленности (материалы группы В)
Ленты послойные с двусторонней резиновой обкладкой и с тканевой обкладкой бортов Транспортирование рядового угля (материалы группы В)
3 Ленты послойные с односторонней резиновой обкладкой Транспортирование мелкокусковых, сыпучих и штучных материалов в условиях отсутствия влаги и атмосферного воздействия (материалы группы А)

Прокладки ленты выполняются из высокопрочной хлопчатобумажной ткани – бельтинга ОПБ-5, ОПБ-12, Б-820, уточно-шнуровой ткани УШТ (таблица 7.3).

Таблица 7.3 – Ширина резинотканевой ленты и число прокладок

Ширина ленты, мм

Число прокладок в зависимости от типа ленты и применяемой ткани

тип 1

тип 2, 2Р, 2У

тип 3
ОПБ-5, ОПБ-12, УШТ Б-820 УШТ Б-820
300 3…4 3…4
400 3…5 3…4
500 3…6 3…4
650 3…5 3…7 3…5 3…5
800 3…6 4…8 3…6 3…5
1000 4…8 5…10 4…8 3…6
1200 5…9 6…10 5…9
1400 6…10 7…10 6…10
1600 7…10 7…10
1800 8…12 8…12
2000 9…12 9…12

Для лент типа 1 применяются прокладки с пределом прочности 200…400 Н/мм, для лент типа 2 – 55…300 Н/мм и лент типа 3 – 55…100 Н/мм.

В таблице 7.4 приведены характеристики прокладок резинотканевых лент.

Таблица 7.4– Параметры прокладок резинотканевых лент

Материал
прокладок
Толщина прокладок, мм Предел прочности, kp, Н/мм Плотность материала, γ, кг/м3
Бельтинг ОПБ-5 Бельтинг ОПБ-12
Бельтинг Б-820
Ткань УШТ
Брекерная ткань
2,3
2,3
1,5
2,3
1,25
115
115
55
119
1100
1000
1100
1100
1000

Для защиты от внешних воздействий лента покрывается резиновыми обкладками. В таблице 7.5 приведены параметры резиновых обкладок на рабочей и нерабочей стороне ленты.

Таблица 7.5 – Расчетная толщина обкладок резинотканевых лент

Тип

ленты

Толщина обкладки, мм

Рабочая сторона, δ1 Нерабочая сторона, δ2
123 6
3
4
3
2
2
1
2
1,5

В) предварительный расчет конвейера

Ширину ленты (мм) при транспортировании насыпных грузов находят по формуле

где Q – производительность конвейера, т/ч; v – скорость транспортирования, м/с; g – насыпная масса груза, т/м3; k b – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера (таблица 7.6); k  – коэффициент, зависящий от формы ленты, угла наклона боковых роликов и угла естественного откоса груза в движении (таблица 7.7).

Таблица 7.6 – Значения коэффициента k b

Угол наклона
конвейера b, град
 
до 10
 
12
 
14
 
16
 
18
 
20
 Коэффициент k b 1 0,97 0,95 0,92 0,89 0,85

Таблица 7.7 – Значения коэффициента k

Форма ленты

Угол наклона

боковых роликов, град

Угол j от *

15º 20º
Плоская 240 235
Желобчатая двухроликовая 15 450 535
 
Желобчатая трехроликовая
20
30
36
470
550
585
550
625
655

*j от – угол откоса насыпного груза на ленте. Принимается примерно равным половине угла естественного откоса груза в движении – 0,5j д (см. таблицу 7.1).

Ширину ленты уточняют по выражениям:

для рядового груза

для сортированного груза

где а’ – размер типичного куска груза, мм.

Определенные по формулам (7.4), (7.5) или (7.6) значения ширины ленты согласуют со стандартными значениями В: 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500, 3000 мм. По таблице 7.2 и 7.3 принимают тип ленты и число прокладок i п. Число прокладок принимается тем больше, чем длиннее конвейер и сложнее его трасса. Толщина прокладок и обкладок принимается по таблицам 7.4 и 7.5.

По результатам расчета уточняют скорость транспортирования, м/с

Для проведения тягового расчета определяют распределенную массу транспортируемого груза, Н/м:

где g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

Распределенная масса ленты, Н/м

где g – плотность материала ленты, кг/м3  (таблица 7.5); В – принятая ширина ленты, мм; d л – толщина ленты, мм:

где i п – принятое число прокладок ленты; d п – толщина прокладки, мм (таблица 7.4); d 1и d 2 – толщина резиновой обкладки на рабочей и нерабочей стороне ленты, мм (таблица 7.5).

Распределенная масса от вращающихся частей роликоопор на рабочей и холостой ветвях конвейера, Н/м

где mp и m х – масса вращающихся частей роликоопор на рабочей и холостой ветви, кг (таблица 7.8); l р и l х – расстояние между роликоопорами, м (таблица 7.9).

Расстояние между роликоопорами на холостой ветви принимается равным l х= 2…3,5 м. На выпуклых криволинейных участках конвейеров шаг роликов l р вып= 0,5×l р и l х вып = 0,5×l х.

Распределенная масса от движущихся частей конвейера, Н/м

Таблица 7.8 – Ориентировочная масса вращающихся частей роликоопор

Ширина

ленты,

мм

Желобчатая роликоопора

Прямая

роликоопора

в нормальном исполнении

в тяжелом исполнении

диаметр, мм масса,
кг
диаметр, мм масса,
 кг
диаметр,
мм
масса,
кг
400
500
650
800
1000
1200
1400
1600
2000
102
102
102
127
127
127
159

10
11,5
12,5
22
25
29
50




159
159
159
194
194
219



45
50
57
108
116
194
102
102
102
127
127
127
150

6
7,5
10,5
19
21,5
26
40

Таблица 7.9 – Предельные расстояния между роликоопорами рабочей ветви

Насыпная

плотность груза, т/м3

Предельные расстояния (м) при ширине ленты

400…500 650…800 1000…1200 > 1400
до 1,0
от 1,0 до 2,0
более 2,0
1,5
1,4
1,3
1,4
1,3
1,2
1,3
1,2
1,1
1,2
1,1
1,0

Тяговую силу конвейера (Н) предварительно определяют по формуле

где q гр и q к – распределенные массы (знак плюс при подъеме груза, знак минус – при опускании груза), Н/м (см. выше); L г – суммарная горизонтальная проекция конвейера, м; Н – высота подъема (опускания) груза, м; w – коэффициент сопротивления движению (таблица 7.10); W п.р. – сопротивление разгрузчика, Н; m – коэффициент.

Таблица 7.10 – Коэффициент сопротивления движению ленты

Условия

работы

Коэффициент сопротивления w для роликоопор

прямых желобчатых
Хорошие
Средние
Тяжелые (летом)
Тяжелые (зимой)
0,048
0,022
0,03
0,04
0,02
0,025
0,03 — 0,04
0,04 — 0,06

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Рисунок 7.4 – Схемы конвейеров: а – горизонтально-наклонный; б – наклонно-горизонтальный

Согласно схеме на рисунке 7.4 горизонтальная проекция

а высота подъема

Сопротивление плужкового разгрузчика, Н

где q гр  принимают в Н/м, В – в метрах.

Коэффициент m определяют как произведение

где значения отдельных коэффициентов приведены в таблице 7.11.

Таблица 7.11  – Значения частных коэффициентов для конвейеров с барабанами, установленными на подшипниках качения

Коэффициент Отличительные признаки конвейера Значение коэффициента
m 1
 
Длина конвейера  до 15 м
                               15…30 м
                                 30…150 м
                              более 150 м
1,5…1,2
2,1…1,2
1,1…1,05
1,05
m 2
 
 
Конвейер прямолинейный или имеющий изгиб трассы выпуклостью вниз
Конвейер имеет перегиб трассы выпуклостью вверх:
в головной части
в средней части
в хвостовой части
 
1,0
 
 
1,06
1,04
1,02
m3 Привод головной
Привод промежуточный или хвостовой
1,0
1,05…1,08
m 4
 
Натяжная станция хвостовая
Натяжная станция промежуточная, имеющая барабан
1,0
 
1,0…1,02
m 5 С разгрузкой через головной барабан
С моторной разгрузочной тележкой при однобарабанном приводе конвейера
1,0
 
1,3

Максимальное статическое натяжение ленты, Н

где ks – коэффициент, принимаемый по таблице 7.12.

Таблица 7.12 – Значения коэффициента ks

Коэффициент сцепления барабана с лентой μ

Значения ks при угле обхвата барабана лентой

180° 200° 225°
0,15
0,25
0,35
1,5
1,85
2,65
1,42
1,73
2,46
1,35
1,61
2,26

Уточненное число прокладок ленты

где kp – предел прочности прокладок, Н/мм (см. таблицу 7.4); В – ширина ленты, мм; s о = 9,5…10 – коэффициент запаса прочности.

При значительном несовпадении предварительно принятого и определенного по формуле (7.20) числа прокладок следует уточнить распределенную массу ленты по формуле (7.9), а также уточнить значения q к, Wo,, Fmax и число прокладок.

Диаметр приводного барабана, мм

где i – уточненное число прокладок; а – коэффициент (таблица 7.13).

Диаметр приводного барабана согласуют со стандартным рядом (ГОСТ 22644-77): 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 и 2500мм.

Таблица 7.13 – Значение коэффициента а

Наименование ткани прокладок прорезиненной
 ленты
Коэффициент
а
Бельтинг Б-820
Бельтинг ОПБ
Уточная шнуровая ткань (УШТ)
125…130
150…160
170…180

Диаметры концевых и натяжных барабанов принимают равными D нат» (0,8…1)D п.б., а отклоняющих – D откл. » 0,65D п.б.  Эти значения также согласу­ют с ГОСТ 22644-77.

Длину барабана (мм) определяют по выражению

где коэффициент С = 100 мм для лент шириной до 650 мм, С = 150 мм для лент шириной 800…1000 мм и С = 200 мм для лент шириной 1200 мм и более.

Барабаны чаще изготавливают из стали методом сварки, реже – литьем из чу­гуна. Для увеличения коэффициента трения рабочую поверхность барабана футе­руют деревом или резиной. Конструкции барабанов рассмотрены в  [3, 4].

§

Для выполнения уточненного тягового расчета необходимо знать трассу конвейера с размерами характерных участков и местами расположения сосредоточенных сил сопротивления. В настоящее время применяют два способа расчета – по известной величине тягового коэффициента e fa и по величине минимального натяжения холостой или рабочей ветви, исходя из условия допустимого провиса ленты [4]. Наибольшее распространение получил первый способ.

Рассмотрим детально порядок тягового расчета на примере конвейера, изображенного на рисунке 7.5.

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Рисунок 7.5 – Схема к расчету ленточного конвейера: 1 – приводной барабан; 2 – натяжной барабан; 3 – отклоняющий барабан; 4 – лента; 5 – роликоопора рабочая; 6 – роликоопора холостая; 7 – очистное устройство; 8 – загрузочный лоток; 9 – плужковый разгрузчик; 10 – батарея роликоопор.

Разобьем трассу конвейера на отдельные участки, пронумеровав их границы. Обход трассы начинаем с точки схода ленты с приводного барабана (точка 1). Обозначим неизвестное натяжение ленты в этой точке как Fcб = F 1.

 Натяжение ленты в точке 2

где W пов – сопротивление на отклоняющем барабане; W оч – сопротивление на очистном устройстве.

Сопротивление на отклоняющем барабане

где k п – коэффициент увеличения натяжения ленты.

При угле обхвата лентой барабана a = 90° коэффициент k п= 1,03…1,05, а при угле a = 180° –  k п= 1,05…1,07.

Для отклоняющих барабанов чаще принимают a = 90°.

Сопротивление на очистном устройстве

где В – ширина ленты, м; w оч – коэффициент сопротивления (для скребков и плужков w оч = 294…490 Н/м, для вращающихся щеток w оч = 147…245 Н/м).

Натяжение ленты в точке 3

где W 2-3= (q л q х)× L 2 × w – сопротивление перемещению ленты на участке 2–3 (значения параметров q л,   q х, w приведены выше).

Натяжение ленты в точке 4

где W 3-4– сопротивление на участке 3–4.

Сопротивление перемещению ленты на этом участке вызвано выпуклостью ленты на батарее роликоопор и определяется по выражению

где k – коэффициент увеличения натяжения ленты

где w – принятый ранее коэффициент сопротивления; a – центральный угол криволинейного участка в радианах (обычно a = 1,06…1,08 рад); е = 2,718 – основание натурального логарифма.

При вогнутости ленты аналогичное сопротивление равно нулю.

Натяжение ленты в точке 5

где W 4-5 = (q л q х)× L 1 × w – q л · Н – сопротивление на участке 4–5 (здесь L 1 – горизонтальная проекция конвейера, Н – высота подъема груза, м).

Натяжение ленты в точке 6

где W пов– сопротивление на натяжном барабане (определяется по формуле (7.24) при a = 180°).

Натяжение ленты в точке 7

где W погр – сопротивление на загрузочном пункте, Н; W л – сопротивление от направляющих бортов загрузочного лотка, Н.

Эти составляющие определяют по формулам:

где Q – производительность конвейера, т/ч; v ут – уточненная скорость транспортировки, м/с;

где l – длина загрузочного лотка (обычно l = 2 м).

Натяжение в точке 8

где W 7-8 = (q л q гр q р)× L 1 × w (q л q гр)· Н – сопротивление перемещению ленты на участке 7–8.

Натяжение в точке 9

где W8-9 – сопротивление на выпуклой батарее роликоопор (определяют                  по выражению (7.28)).

Натяжение в точке 10

где W 9-10 = (q л q гр q р)× L 2 × w – сопротивление перемещению ленты на участке 9–10.

Натяжение в точке 11 (при наличии разгрузочного устройства)

где W п.р. –  сопротивление плужкового разгрузчика, определяемое по формуле (7.17).

В результате определения натяжения ленты в каждой точке трассы конвейера будет получено итоговое уравнение:

где F1 и F11– сбегающее и набегающее усилия на приводном барабане; а и b – численные значения, полученные в результате расчета.

В это уравнение входит две неизвестные величины – F1 и F11, поэтому необходимо дополнительное уравнение. В качестве этого уравнения используют уравнение Эйлера, которое связывает усилия F1 и F11

где eμα – тяговый фактор; е = 2,718 – основание натурального логарифма;  μ – коэффициент сцепления ленты с барабаном (см. выше); α – угол обхвата лентой барабана, выраженный в радианах

Величину eμα можно определить по таблице 7.14 при заданных значениях μ и α.

Таблица 7.14 – Значения тягового фактора e μα

Материал рабочей

поверхности

барабана

Состояние

атмосферы

Коэффи-

циент сцепления μ

еμα для углов обхвата (градусах / радианах)

180° 210° 240° 300° 360° 400° 450° 480°
3,14 3,66 4,19 5,24 6,28 7,0 7,85 8,38

Чугун или

сталь

влажная 0,20 1,87 2,08 2,31 2,85 3,51 4,04 4,84 5,34
сухая 0,30 2,56 3,00 3,51 4,81 6,58 8,17 10,5 12,35

Деревянная

футеровка

влажная 0,25 2,18 2,49 2,83 3,70 4,81 5,75 7,05 8,17
сухая 0,35 3,00 3,61 4,33 6,27 9,02 11,62 15,6 18,78

Резиновая

футеровка

влажная 0,25 2,18 2,49 2,83 3,70 4,81 5,75 7,05 8,17
сухая 0,40 3,51 4,33 5,34 8,12 12,35 16,41 23,0 28,56

Путем совместного решения уравнений (7.39) и (7.40) находят значения F 1 и F 11.

По выражениям (7.23) – (7.37) находят численные значения натяжений ленты в остальных точках конвейера.

Фактическое минимальное натяжение ленты должно обеспечить требуемое минимальное натяжение из условия допустимого провиса ленты. Это усилие находят по формуле

где l р – расстояние между роликоопорами груженой ветви конвейера, м.

При невыполнении этого условия надо уменьшить l р или увеличить натяжение ленты.

По формуле (7.20) при уточненном значении Fmax = F11 определяют требуемое число прокладок и сравнивают с ранее полученным значением i.

Проверяют правильность выбора диаметра барабана по давлению ленты на барабан

где a – принятый угол обхвата лентой барабана, град; Fo = F 11F 1 – уточненное значение тягового усилия, Н; μ – принятый ранее коэффициент сцепления; [p] = 106Н/м2 – допускаемое давление между лентой и барабаном; В – ширина ленты, м.

§

Требуемая мощность на приводном валу конвейера, кВт

где F о – тяговое усилие конвейера, Н; v ут – уточненная скорость ленты, м/с; k = 1,1…1, 35 – коэффициент запаса; h п = 0,94…0,97 – к.п.д. передаточного механизма; h бар – к.п.д. приводного барабана.

К.п.д. барабана определяют по формуле

где w б = 0,03…0,05 – коэффициент сопротивления барабана; ks – коэффициент (таблица 7.12).

По требуемой мощности подбирают из каталога стандартный асинхронный электродвигатель с частотой вращения вала n синх = 750, 1000 или 1500 мин-1.

Частота вращения приводного барабана, мин-1

Требуемое передаточное число привода

По требуемой мощности и передаточному числу подбирают серийный двухступенчатый или трехступенчатый редуктор типа Ц2, РЦД или КЦ для весьма тяжелых условий работы. При необходимости в состав приводной станции включают открытую механическую передачу (ременную или цепную).

Для выбора соединительной муфты между электродвигателем и редуктором, определяют номинальный крутящий момент двигателя

С учетом коэффициента кратности максимального момента двигателя находят расчетный момент муфты

Из справочных таблиц выбирают упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом с наибольшим передаваемым крутящим моментом Тм, превышающим расчетный момент муфты.

Пример выполнения задания

Рассчитать наклонный ленточный конвейер (рисунок 7.6) производительностью Q = 200 т/ч, предназначенный для транспортировки несортированного мелкокускового известняка со скоростью v = 1,6 м/с. Длина конвейера составляет L = 52 м, угол наклона к горизонту – β = 12, а угол обхвата приводного барабана лентой – α = 210о.

Рефераты:  Приближенное вычисление значений определенного интеграла. Курсовая работа (т). Информационное обеспечение, программирование. 2010-01-02

Решение.

А) предварительный расчет

По таблице 7.1 определяем свойства транспортируемого материала: абразивность – С (средняя); насыпная плотность – γ = 1,6 т/м3; угол естественного откоса груза в покое φо = 45о и в движении – φд = 30о; коэффициент трения груза по стали – fст = 0,56; максимальный размер куска – amax = 70 мм.

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Рисунок 7.6 – Расчетная схема конвейера

Определим размер типичного куска рядового груза по формуле (7.3)

По таблице 7.7 при φот = 0,5j д = 0,5·30о = 15о примем для груженой ветви конвейера желобчатую трехроликовую опору с углом наклона боковых роликов 30.

 Ширину ленты конвейера находим по формуле (7.4) 

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

где kβ = 0,97 – коэффициент при β = 12о (таблица 7.6); k = 550 – коэффициент (таблица 7.7).

Для рядового груза уточним минимальную ширину ленты по выражению (7.5)

B расч ≥ 2 a ‘ 300 = 2·56 200 = 412 мм,

что не превышает полученное выше значение В.

Из таблицы 7.2 выбираем конвейерную ленту типа 2 (послойную с двусторонней резиновой обкладкой, для транспортирования среднекусковых материалов абразивностью С). По таблице 7.3 определяем ширину ленты – В = 500 мм и принимаем материал тканевых прокладок – бельтинг Б-820 (для ленты типа 2). Эта лента содержит четыре прокладки (iп = 4) бельтинга Б-820 толщиной δп = 1,5 мм (таблица 7.4), а также резиновые обкладки толщиной δ1 = 3 мм на рабочей стороне и толщиной δ2 = 1 мм на нерабочей стороне ленты (таблица 7.5).

По формуле (7.7) уточним скорость транспортирования груза

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Распределенная масса транспортируемого груза (формула (7.8))

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Распределенная масса ленты (формула (7.9) и (7.10))

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Согласно рекомендациям таблицы 7.8 принимаем диаметр роликоопор 102 мм, имеющих, соответственно, массу на рабочей и холостой ветви конвейера m р = 11,5 кг и m х = 7,5 кг. По данным таблицы 7.9 принимаем расстояние между роликами рабочей ветви l р = 1,5 м и холостой ветви –  l х= 2· l р = 2·1,5 = 3 м.

Распределенная масса от вращающихся частей роликоопор (формулы (7.11) и (7.12))

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Распределенная масса от движущихся частей конвейера (формула (7.13))

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Тяговая сила конвейера (формула 7.14)

где горизонтальная проекция конвейера (формула 7.15)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

вертикальная проекция конвейера (формула 7.16)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

w = 0,025 – коэффициент сопротивления движению ленты при средних условиях работы желобчатых роликоопор (таблицы 7.10);

Wп.р. – сопротивление плужкового разгрузчика (формула 7.17)

принимаем W п.р. = 600Н;

m – коэффициент, учитывающий условия работы конвейера; определяют по таблице 7.11 и формуле (7.18)

m = m 1 m 2 m 3 m 4 m 5 = 1,08·1,0·1,0· 1,0·1,0 = 1,08.

Отсюда

Тогда максимальное статическое натяжение ленты (формула (7.19))

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

где ks – коэффициент.

Этот параметр при коэффициенте сцепления μ = 0,25 и угле обхвата барабана лентой α = 210º равен 1,72 (таблица 7.12).

 Откуда необходимое число прокладок ленты (формула (7.20))

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

где s = 10 – коэффициент запаса прочности ленты; k р = 55 Н/мм – предел прочности прокладок (таблица 7.4).

Таким образом, принятое число прокладок ленты i п = 4 удовлетворяет условию прочности.

Требуемый диаметр приводного барабана (формула (7.21))

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

где а = 125…130 – коэффициент (таблица 7.13).

По ГОСТ 22644-77 принимаем D п.б. = 400 мм.

Диаметр натяжного барабана

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

По ГОСТ 22644-77 принимаем D нат. = 315 мм.

Длина барабана (формула (7.22))

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

б) уточненный расчет.

Для проведения уточненного расчета разбиваем трассу конвейера на отдельные участки (рисунок 7.6) и определяем натяжение ленты в характерных точках трассы методом обхода по контуру.

Обход трассы начинаем с точки схода ленты с приводного барабана (точка 1). Обозначим неизвестное натяжение ленты в этой точке как Fcб = F 1.

 Натяжение ленты в точке 2 (формула 7.23)

где W пов – сопротивление на отклоняющем барабане; W оч – сопротивление на очистном устройстве.

Сопротивление на отклоняющем барабане (формула 7.24)

где k п – коэффициент увеличения натяжения ленты (при угле обхвата лентой барабана a = 90° коэффициент k п= 1,03…1,05).

Для отклоняющих барабанов чаще принимают a = 90°.

Сопротивление на очистном устройстве (формула 7.25)

где В = 0,5 м – ширина ленты, м; w оч – коэффициент сопротивления (для вращающихся щеток w оч = 147…245 Н/м).

Отсюда

На следующем, наклонном участке, происходит спуск ленты из точки 2 в точку 3, поэтому натяжение ленты в этой точке определяем по формула (7.30)

где W 2-3 = (q л q х)× L г × w – q л · Н – сопротивление перемещению ленты на участке 2–3.

Тогда

Натяжение ленты в точке определяем по формуле (7.31)

где W пов– сопротивление на натяжном барабане (определяется по формуле (7.24) при a = 180°)

где k п – коэффициент увеличения натяжения ленты (при угле обхвата лентой натяжного барабана a = 180° коэффициент k п= 1,05…1,07).

Отсюда

Натяжение ленты в точке 5 определяем по выражению (7.32)

где W погр – сопротивление на загрузочном пункте, Н; W л – сопротивление от направляющих бортов загрузочного лотка, Н.

Эти составляющие определяем по формулам (7.33) и (7.34)

где Q – производительность конвейера, т/ч; v ут – уточненная скорость транспортировки груза, м/с;

где l – длина загрузочного лотка (обычно l = 2 м).

Натяжение ленты в точке 5

Натяжение ленты на наклонном загруженном участке (в точке 6) определяем по выражению (7.35)

где W 5-6 = (q л q гр q р)× L г × w (q л q гр)·Н – сопротивление перемещению ленты на участке 5–6.

Тогда

Натяжение ленты в точке 7 (при наличии разгрузочного устройства) определяем по формуле (7.38)

где W п.р. = 600 Н – сопротивление плужкового разгрузчика (было определено выше).

Отсюда

В это уравнение входят две неизвестные величины. Поэтому в качестве дополнительного уравнения используем известное соотношение Эйлера между натяжениями набегающей и сбегающей ветвей на приводном барабане (формула 7.40)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

где μ = 0,25 – принятое выше значение коэффициента сцепления ленты со стальным барабаном; α = 210о – заданный угол обхвата, что в радианах составляет (формула 7.41)

Тогда

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Отсюда следует, что

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Решая это уравнение, получим F 1 =  4030,86 Н. Соответственно усилие

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Определим численное значение натяжения ленты в остальных точках конвейера:

что соответствует ранее полученному значению F 7 и свидетельствует о правильности решения.

По формуле (7.20) уточним число прокладок ленты

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

что удовлетворительно.

Требуемое минимальное натяжение ленты из условия допустимого ее провиса (формула 7.42)

Фактическое минимальное натяжение ленты находится в точке 3 и составляет F 3 = 3854 Н, что входит в рекомендуемый предел. При невыполнении этого условия следует уменьшить шаг lpили увеличить натяжение ленты.

Окружное усилие на приводном барабане

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Проверим правильность выбора диаметра барабана по давлению ленты на барабан (формула 7.43)

где a = 210о – принятый угол обхвата барабана; μ = 0,25– принятый ранее коэффициент сцепления; [p] = 105 Н/м2 – допускаемое давление между лентой и барабаном; В = 0,5 м – ширина ленты.

§

Требуемая мощность на приводном валу конвейера (формула 7.44)

где F о – тяговое усилие конвейера, Н; v ут – уточненная скорость ленты, м/с; k = 1,1…1, 35 – коэффициент запаса; h п = 0,94…0,97 – к.п.д. передаточного механизма; h бар – к.п.д. приводного барабана.

К.п.д. барабана (формула 7.45)

где w б = 0,03…0,05 – коэффициент сопротивления барабана; ks = 1,72 – коэффициент (таблица 7.12).

По каталогу подбираем электродвигатель ближайшей мощности. Из таблицы III.3.1 [4] выбираем асинхронный электродвигатель типа 4A160S6У3 номинальной мощностью Рдв = 11 кВт при частоте вращения вала n дв = 975 мин1, кратность максимального момента ψ max = 2,0.

Частота вращения приводного барабана (формула 7.46)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Требуемое передаточное число привода (формула (7.47)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Из таблицы III.4.2 [4] выбираем редуктор типоразмера Ц2-300 с фактическим передаточным числим uр = 12,41, рассчитанным на передачу мощности в 12,25 кВт при частоте вращения быстроходного вала 1000 мин-1 и весьма тяжелом режиме работы (ВТ).

Для выбора соединительной муфты между электродвигателем и редуктором, определяем номинальный крутящий момент двигателя (формула 7.48)

С учетом коэффициента кратности максимального момента двигателя расчетный момент муфты (формула 7.49)

Из таблицы III.5.9 [4] выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту № 1 с тормозным шкивом диаметром D = 200 мм и наибольшим передаваемым крутящим моментом Тм = 500 Н·м.

Контрольные задания

1. Изучить теоретический материал.

2. Привести краткое описание назначения, конструкции и принципа действия ленточного конвейера.

3. Из таблицы 7.14 выбрать исходные данные для расчета элементов наклонного ленточного конвейера в соответствии с личным вариантом.

Таблица 7.14 – Исходные данные к расчету ленточного конвейера

Вари-

ант*

Транспортируемый груз

Производи-

тельность, т/ч

Длина конвейера, м

Угол

наклона, град

Скорость

транспортир., м/с

Вид груза

L
1 Антрацит 320 54 15 1,3 рядовой
2 Агломерат
 
360 48 10 1,5 рядовой
3 Апатит сухой 230 42 12 1,16 сортиров.
4 Гипс кусковой 180 32 16 1,2 рядовой
5 Глина сухая 240 45 13 1,8 рядовой
6 Гравий рядовой 330 52 12 1,6 рядовой
7 Зерно кукурузы 110 38 11 2,0 сортиров.
8 Зерно пшеницы 186 42 10 1,9 сортиров.
9 Зерно ячменя 250 45 14 1,8 сортиров.
10 Земля формовоч. 180 60 17 1,5 сортиров.
11 Зола сухая 200 56 16 1,4 сортиров.
12 Известняк 180 65 14 2,0 рядовой
13 Кокс каменноуг. 196 48 15 1,5 рядовой
14 Клинкер 160 53 12 1,3 рядовой
15 Мука пшеничная 180 60 17 1,25 сортиров.
16 Опилки древесн. 110 59 14 1,75 сортиров.
17 Песок сухой 320 70 10 1,6 сортиров.
18 Руда железная 150 46 12 1,0 рядовой
19 Рожь 280 52 11 2,1 сортиров.
20 Соль техническ. 176 35 16 1,5 сортиров.
21 Уголь каменный 210 62 12 1,8 рядовой
22 Цемент 186 52 15 1,2 сортиров.
23 Шлак гранулир. 240 44 10 1,4 рядовой
24 Щебень гранитн. 150 54 14 1,5 сортиров.
25 Щебень сланц. 260 60 12 1,45 сортиров.

*Вариант задания выбирается по номеру студента в списке группы.

4. Выполнить расчет заданного конвейера в последовательности, рассмотренной в разделе 7.4.

Вопросы:

1. Какими свойствами характеризуются насыпные грузы?

2. Что такое угол естественного откоса насыпных материалов?

3. Как определяют производительность транспортирующих машин при

транспортировке насыпных грузов?

4. Из каких основных частей состоит ленточный конвейер?

5. Каково конструктивное устройство резинотканевых лент.

6. От каких параметров зависит ширина ленты?

7. В чем суть методики расчёта натяжений ленты «по контуру»?

8. Какую роль играют натяжные устройства в ленточных конвейерах?

9. В чём преимущество грузового натяжного устройства перед винтовым?

Содержание отчета

1. Тема, название и цель работы.

2. Краткие теоретические сведения о назначении, конструкции и принципе действия ленточного конвейера.

3. Изложение результатов выполнения расчетной части контрольного задания (по примеру раздела 7.4).

Список литературы

1. Александров, М. П. Грузоподъемные машины: учеб. для вузов / М. П. Александров, Л. Н. Колобов, Н. А. Лобков и др.– М. : Машиностроение, 1986. – 400 с.

2. Гайдамака, В. Ф. Грузоподъемные машины: учебник / В. Ф. Гайдамака. – К.: Выща школа, 1989. – 328 с.

3. Степыгин, В. И. Проектирование подъемно-транспортных установок: учебное пособие. / В. И. Степыгин, Е. Д. Чертов, С. А. Елфимов – М.: Машиностроение, 2005. – 288 с.

4. Кузьмин, А. В. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. / А. В. Кузьмин, Ф. Л. Марон. – 2-е изд. перераб. и доп. – Минск: Вышэйшая школа, 1983. – 350 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица П.1

Канаты двойной свивки типа ЛК-Р, 6×19 проволок с органическим

Сердечником, ГОСТ 2688-80

Диаметр каната,

мм

Площадь сечения,

мм2

Масса 1000 м

смазанного каната, кг

Маркировочная группа σв, МПа

1372 1568 1666 1764

Минимальное разрывное усилие каната, F , кН,

      34,8 36,95 38,15
9,1 31,18 305 41,55 44,1 45,45
9,9 36,66 358,6 48,85 51,85 53,45
11 47,19 461,6 62,85 66,75 68,8
12 53,87 527 71,75 76,2 78,55
13 61 596,6 71,05 81,25 86,3 89
14 74,4 728 86,7 98,95 105 108
15 86,28 844 100 114,5 122 125,5
16,5 104,61 1025 121,5 139 147,5 152
18 124,73 1220 145 163 176 181,5
19,5 143,61 1405 167 191 203 209
21 167,03 1635 194,5 222 236 243,5
22,5 188,78 1850 220 251 267 275,5
24 215,49 2110 250,5 287 304,5 314
25 244 2390 284 324,5 345 355,5
27 274,31 2685 319 365 388 399,5
28 297,63 2910 346,5 396 421 434
30,5 356,72 3490 415,5 475 504,5 520
32 393,06 3845 458 523,5 556 573
33,5 431,18 4220 502,5 574 610,5 748
37 512,79 5015 597 683 725 629
39,5 586,59 5740 684 781,5 828 856
42 668,12 6535 779 890 945 975

Таблица П.2

Канаты двойной свивки типа ЛК-РО, 6×36 проволок с органическим

Сердечником, ГОСТ 7668-80

Диаметр каната,

мм

Площадь сечения,

мм2

Масса 1000 м

смазанного каната, кг

Маркировочная группа σв, МПа

1372 1568 1666 1764

Разрывное усилие каната F , кН,

не менее

8,1 25,67 253,5 37,5
9,7 38,82 383,5 49,85 53 56,1
11,5 51,96 513 66,75 70,95 75,1
13,5 70,55 696,5 90,65 96,3 101,5
15 82,16 812 104,5 111,5 116,5
16,5 105,73 1045 135,5 144 150
18 125,78 1245 161,5 171,5 175,5
20 153,99 1520 197,5 210 215
22 185,1 1830 207,5 237,5 252,5 258,5
23,5 215,94 2130 242,5 277 294 304
25,5 252,46 2495 283,5 324 344 352,5
27 283,79 2800 318,5 364,5 387,5 396,5
29 325,42 3215 366 417,5 444 454,5
31 369,97 3655 416 475 505 517
33 420,96 4155 473 540,5 574,5 588,8
34,5 461,07 4550 518 592 629,5 644,5
36,5 503,09 4965 565,5 646 686,5 703,5
39,5 615,95 6080 692,5 791,5 841 801
42 683,68 6750 768,5 878,5 933,5 955,5

Таблица П.3

Канаты двойной свивки типа ЛК-О, 6×19 проволок с органическим

Сердечником, ГОСТ 3081-80

Диаметр каната,

мм

Площадь сечения,

мм2

Масса 1000 м

смазанного каната, кг

Маркировочная группа σв, МПа

1470 1570 1770 1960

Разрывное усилие каната F , кН,

не менее

6,4 18,25 167,7 26,65 29,05
7,7 26,01 238,5 34,55 37,9 41,4
8,6 34,44 315,8 45,8 50,15 54,75
10,0 45,94 421,5 61,2 67 73,15
11,5 57,72 529,5 76,85 84,2 91,85
12,5 70,85 650 94,4 103 112,5
14,0 85,32 782,5 113,5 124 135,5
15,0 101,15 927,6 134,5 147 160,5
16,5 118,31 1085 157 172 188
17,5 136,84 1255 159 170,5 199 217,5
19,0 161,76 1485 188 201,5 235,5 257
20,5 183,28 1681 213,5 228 267 291,5
21,5 206,14 1890 240 257 300 327
22,5 230,35 2115 268,5 287 336 366,5
25,0 279,03 2560 325 348 407 443,5
27,5 333,13 3050 388 416 486 529,5
29,5 395,65 3630 460,5 493,5 576,5 629,5
31,5 463,56 4251 540 578,5 676 737,5
34,0 536,86 4923 625,5 670 783,5 854,5
35,5 590,53 5415 688 737 861,5 940
38,0 647,04 5935 754 808 944 1025

Таблица П.4

§

С машинным приводом, т, (ГОСТ 6627-74)

Номер заготовки крюка

2

3

4

5

6

7

8

9

Группа режима работы по ИСО 1301/1

До 6М

0,32

0,4

0,5

0,63

0,8

1,0

1,25

1,6

7М-8М

0,25

0,4

0,5

0,63

0,8

1,0

1,25

1,6

Номер заготовки крюка  
10

11

12

13

14

15

16

17

 
18

Группа режима работы по ИСО 1301/1

До 6М 2,0

2,5

3,2

4,0

5,0

6,3

8,0

12,5

16
7М-8М 2,0

2,5

3,2

4,0

5,0

6,3

8,0

10

12,0
                 

Таблица П.5

Крюковые крановые подвески

Тип

Грузоподъем-

ность, т

Диаметр

каната, dк, мм

Группа

режима

работы

Размеры, мм

D B3 B H
1-3,2-336

3,2

11…14

До 4М 336

138

666
1-3,2-406 406 772
1-3,2-500 500 872
1-5-406

5

14…17

До 4М 406

148

840
1-5-500 500 987
1-5-610 14…18 610 1117
2-5-336

11…14

До 4М 336

56

170

766
2-5-406 406 887
2-5-500 500 987
2-8-406

8

14…17

До 4М 406

62

190

940
2-8-500 500 1079
2-8-610 14…18 610 1207
2-10-406

10

14…17

До 4М 406 997
2-10-500 500 1172
2-10-610 14…18 610 1302
3-10-336

11…14

До 4М 336

250

897
3-10-406 406 1072
3-10-500 500 1172
3-12,5-406

12,5

14…17

До 4М 406 260 1077
3-12,5-500 500

270

1215
3-12,5-610 14…18 610 1345

Таблица П.6

Основные технические характеристики крановых электродвигателей серии MTF с фазным ротором (50 Гц, 380 В)

Тип двигателя

Мощность на валу, кВт при ПВ, %

Частота вращения, мин-1

Максимальный момент, Н·м

Момент инерции,

кг·м2

15 25 40 60
MTF 011-6 2,0



1,7



1,4



1,2
800
850
885
910
 
 
39
 
 
0,021
MTF 012-6 3,1



2,7



2,2



1,7
785
840
890
920
 
56
 
0,029
MTF 111-6 4,5



4,1



3,5



2,8
850
870
895
920
 
85
 
 
0,048
 
MTF 112-6
6,5



5,8



5,0



4,0
895
915
930
950
 
137
 
0,067
 
MTF 211-6
10,5



9,0



7,5



6,0
895
915
930
945
 
191
 
0,115
 
MTF 311-6
14,0



13,0



11,0



9,0
925
935
945
960
 
314
 
0,225
 
MTF 312-6
19,5



17,5



15,0



12,0
945
950
955
965
 
471
 
0,312
 
 
MTF 411-6
30,0



27,0



22,0



18,0
945
955
965
970
 
638
 
0,5
 
MTF 412-6
40,0



36,0



30,0



25,0
960
965
970
975
 
932
 
0,675
 
MTF 311-8
10,5



9,0



7,5



6,0
665
680
695
710
 
265
 
0,275
 
MTF 312-8
15,0



13,0



11,0



8,2
680
695
705
720
 
422
 
0,387
 
MTF 411-8
22,0



18,0



15,0



13,0
685
700
710
715
 
569
 
0,537
 
MTF 412-8
30,0



26,0



22,0



18,0
705
715
720
730
 
883
 
0,75

Таблица П.7

Основные технические характеристики крановых редукторов Ц2

Типоразмер редуктора

Передаточное число

 редуктора,

uр

Вращающий момент на тихоходном валу редуктора, ТТ, кН·м

Группа режима работы

М1…М5

(1М…3М)

М6

(4М)

М7

(5М)

М8

(6М)

Частота вращения быстроходного вала редуктора, nб, с-1

10 16 10 16 10 16 10 16

Ц2-250

10; 12,5

16; 20

25; 31,5

40; 50

3,5 2,8 2,5 1,8

1,5

1,1 1 0,9
3,8 3,3 2,7 2,6

1,3

1 0,9
3,8 3,3 2,7 2,6 1,2 1
4,0 3,8 2,8 2,7 1,2 0,9

Ц2-300

10; 12,5

16; 20

25; 31,5

40; 50

5 4 4,4 3,5 2,3 2 1,4 1,4
5,8 5 4,6 3,8 2,3 2,1 1,4 1,4
5,8 5 4,3 4,3 2,7 2,5 1,8 1,6
6 5,4 4,4 4,3 2,5 2,3 1,8 1,6

Ц2-350

10; 12,5

16; 20

25; 31,5

40; 50

8 7,1 6 5,6 3,5 2,8 2,2 2,1
9 7,3 6,8 5,6 3,5 3 2,2 1,9
9,5 8,2 6,5 6,3 4,1 3,3 2,7 2,2
9,5 8,5 6,7 6,3 3,7 3,3 2,7 2,2

Ц2-400

10; 12,5

16; 20

25; 31,5

40; 50

14 11,2 8,2 6,2 5,3 3,8 4,1 4,1
18 14

11,5

8,2 6,5 4,8 4,4 3,7
18,5 16,5 9 6 4,3 4,4 4,4
18,5 17 9 6 4,6 5 4,4

Ц2-500

10; 12,5

16; 20

25; 31,5

40; 50

28 24 18 16 11,2 9

7,3

7,3

31,5

24,3

21,2

17,5 11,2 9

6,5

30 20 13,2 9,7
30 20 13,2 10,6

Ц2-650

10; 12,5

16; 20

25; 31,5

40; 50

50 40 33,5 26,5 23,6 18 19 18
56 45 37,5 33,5

27,2

20 20 19
60
60
51,5
56
42,5
42,5
36,5
41,2
20
21,2
20
23
20
20

Таблица П.8

Основные параметры муфт втулочно-пальцевых с тормозным шкивом

Номинальный момент, Т, Нм

d,
(H7)
d1,
(H9)
ll1

Число пальцев,

n

Момент инерции,

Iм, кгм2

Масса не более,

кг

мм

130 28…30 28…30 60 70 4 0,057 10,5
250 32…45 32…38 80; 110 80

6

0,24 13,5
500 40…45 40…45 110 110 0,32 18,5
1000 60…70 50…70 110; 140 140

10

1,5 43
2000 65…75 65…90 140; 107 140 4,8 92
4000 80…95 80…95 170 170 6,9 115

Таблица П.9

Основные параметры колодочных электрогидравлических тормозов

Тип тормоза

Тормозной момент, Нм

Тип толкателя

Масса тормоза,

кг

Размеры, мм

Диаметр шкиваll1b1
ТКГ-160 100 ТЭГ-16М 25 160 147 268 120
ТКГ-200 300 ТГМ-25 35 200 198 332 90
ТКГ-300 800 ТГМ-50 80 300 275 421 120
ТКГ-400 1500 ТГМ-80 120 400 375 489 140

Оценка и повышение безопасности эксплуатации крюковых подвесок грузоподъемных кранов

На правах рукописи

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

ДЕМИЧЕВ Виктор Николаевич

ОЦЕНКА И ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ

ЭКСПЛУАТАЦИИ КРЮКОВЫХ ПОДВЕСОК

ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ

Специальность:05.05.04 –«Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Новочеркасск – 2021

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» на кафедре «Подъемно-транспортные машины и роботы».

Научный руководитель:доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, лауреат премий Правительства РФ в области науки (2007 г.), образования (2009 г.) Короткий Анатолий Аркадьевич.
Официальные оппоненты:доктор технических наук, профессор Котельников Владимир Семенович,
кандидат технических наук, доцент Кустарев Геннадий Владимирович.
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет».

Защита состоится 4 июля 2021 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.304.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» по адресу: 346428, г. Новочеркасск, Ростовской обл., ул. Просвещения, 132, 107 ауд. главного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)».

Автореферат разослан 2 июня 2021 г.

Ученый секретарь

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

диссертационного совета Д 212.304.04,

доктор технических наук, профессор В.С. Исаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Грузоподъемные машины являются узловым звеном в цепи транспортных технологий современных промышленных предприятий, влияющим на функционирование большинства технологических процессов во всех отраслях экономики. По данным Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на территории Российской Федерации находятся в эксплуатации 245 тысяч регистрируемых грузоподъемных кранов. В настоящее время в Российской Федерации в условиях сокращения парка грузоподъемных кранов и старения подъемно-транспортного оборудования растут объемы производимых погрузочно-разгрузочных работ. Возрастающие нагрузки на стареющее подъемно-транспортное оборудование при наблюдаемом дефиците, как квалифицированных кадров, так и ремонтной базы вынуждают владельцев грузоподъемных кранов эксплуатировать их «на отказ», что, как следствие, приводит к значительному числу случаев производственного травматизма со смертельным исходом и аварий, обусловленных техническими причинами. Так, в период 1997  2009 годов, в Российской Федерации 27,4 % аварий на грузоподъемных кранах произошли по техническим причинам.

Как правило, аварии происходят на грузоподъемных кранах с предельными сроками эксплуатации или (и) интенсивно эксплуатирующихся. Для таких кранов основным техническим препятствием для безопасной эксплуатации становится усталостные повреждения металла конструктивных элементов. Широко используемые, в настоящие время, для обнаружения усталостных повреждений металла, методы неразрушающего контроля – ультразвуковой, рентгеноскопия, капиллярный и др., к сожалению, не позволяют в полной мере дать количественную оценку структурных изменений в металле и определить напряженно-деформированное состояние элемента. Эти методы позволяют обнаружить уже сформировавшиеся в процессе изготовления или эксплуатации локальных дефектов. Принимая во внимание то обстоятельство, что 19,8 % случаев производственного травматизма со смертельным исходом на грузоподъемных кранах происходят из-за применения неисправных или несоответствующих массе и характеру груза грузозахватных органов (грузозахватных приспособлений), нарушению схем строповки грузов, разрушению крюка, проблема оценки и повышения безопасности эксплуатации крюковых подвесок грузоподъемных кранов является весьма актуальной.

Разработкой методов оценки, прогнозирования и управления техническим состоянием, в том числе и безопасной эксплуатацией сложных механических систем, занимались ученые: В.В. Болотин, В.П. Когаев, Н.А. Махутов, Ю.Н. Работнов, С.В. Серенсен, К.В. Фролов и др. Применительно к грузоподъемным кранам и их элементам: В.И. Брауде, А.В. Вершинский, М.М. Гохберг, С.А. Казак, А.П. Кобзев, В.И. Сероштан, С.А. Соколов, М.Н. Хальфин и др. Вопросы безопасности в промышленности с учетом параметров риска рассмотрены в работах: Х. Кумамото, В. Маршала, Э.Д. Хенли, А.А. Короткого, В.С. Котельникова, В.И. Сидорова, Н.Н. Панасенко и др. Анализ работ посвященных технической безопасности подъемно-транспортного оборудования свидетельствует о недостаточной изученности вопроса зависимости технического риска разрушения крюковых подвесок грузоподъемных кранов от магнитных характеристик их конструктивных элементов.

Цель работы. Повышение безопасности эксплуатации крюковых подвесок грузоподъемных кранов.

Идея работы. Использование риск-анализа для оценки данных магнитометрии текущего состояния материала крюка и технических решений, снижающих уровень травматизма и аварийности крюковых подвесок грузоподъемных кранов.

Рефераты:  Малые тела Солнечной системы ℹ️ классификация астероидов, комет и метеоритов, характеристика, примеры космических объектов с названиями

Методы исследования. В диссертационной работе при теоретических исследованиях использовались методы и положения теории риска, технической диагностики, принятия решений, строительной механики, надежности и прогнозирования, при экспериментальных исследованиях проводились лабораторные и опытно-промышленные испытания, а также техническое диагностирование с использованием методов магнитометрии и компьютерного моделирования.

Научные положения, выносимые на защиту, обладающие научной новизной, полученные лично соискателем:

  • статистические данные и закон распределения отказов крюковых подвесок, в том числе по дефектам материала крюка металлургического и технологического происхождения, трудновыявляемых в процессе изготовления и эксплуатации;
  • показатель оценки состояния грузового крюка, претерпевшего изменения в процессе эксплуатации за счет циклического нагружения, определяемый сопоставлением значений магнитной характеристики (коэрцитивной силы), позволяющий эффективно определять ресурс грузового крюка, а с учетом риска – безопасность его эксплуатации;
  • корреляционные уравнения связи механических и магнитных характеристик для ряда марок сталей, позволяющие достоверно, в месте предполагаемого дефекта, производить оценку безопасности эксплуатации грузовых крюков, прогнозируя переход металла в стадию разупрочнения (исчерпания запаса прочности) и потерей его несущей способности.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением современных апробированных методов исследований; значительным массивом статистических данных (7128 единиц грузоподъемных кранов обследованных в период 2002  2009 годов); введением корректных допущений при разработке расчетных схем и математических моделей; использованием математических методов планирования экспериментальных исследований и статистических методов обработки результатов; применением измерительных приборов и комплексов высокого класса точности; достаточной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований – расхождение не превышает 15 %.

Научное значение работы состоит в разработке принципов оценки и повышения безопасности эксплуатации крюковых подвесок грузоподъемных кранов, а именно:

  • установлены статистические характеристики и закон распределения отказов конструктивных элементов крюковых подвесок, в том числе из-за дефектов материала крюка металлургического и технологического происхождения, трудновыявляемых в процессе изготовления и эксплуатации;
  • определены зависимости ресурса и технического риска разрушения грузового крюка от коэрцитивной силы его материала, претерпевшего изменения в процессе эксплуатации за счет циклического нагружения, путем сопоставления магнитной характеристики (коэрцитивной силы) с ее первоначальным значением, обеспечивающие эффективно оценивать ресурс грузового крюка (в циклах), а с учетом риска – безопасность его эксплуатации;
  • получены корреляционные уравнения связей механических и магнитных характеристик для ряда марок сталей, соответствующее переходу металла в стадию разупрочнения (исчерпания запаса прочности) в месте предполагаемого дефекта и потери его несущей способности, используемые для оценки безопасности эксплуатации грузовых крюков.

Практическое значение работы состоит в следующем:

  • разработан алгоритм оценка риска аварий грузоподъемных кранов (падение груза), вызванных отказами крюковых подвесок на основе логико-вероятностного метода и ранжирования параметров безотказной работы их отдельных деталей;
  • установлена зависимость величины коэрцитивной силы металла грузовых крюков от числа циклов нагружения;
  • проведены численные исследования по распределению электромагнитного поля в хвостовике грузового крюка, с использованием метода конечных элементов, подтвердившие возможность выявления дефектов в металле грузовых крюков с помощью магнитной дефектоскопии;
  • получены номограммы связи значений коэрцитивной силы металла, ресурса и технического риска эксплуатации грузовых крюков;
  • разработана методика оценки безопасности эксплуатации грузовых крюков критериями магнитного контроля;
  • предложена конструкция предохранительного замка грузового крюка, исключающая возможность выход стропа из зева в результате его упругой отдачи (патент РФ № 103101 от 03.11.2021 г.).

Реализация результатов работы. Результаты диссертационного исследования применяются в организациях, проводящих экспертизу промышленной безопасности грузоподъемных кранов, а также может быть использована в надзорной деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на других технических устройствах, применяемых на опасных производственных объектах.

Апробация работы. Диссертационная работа и ее отдельные разделы докладывались: на Международной научно-методической конференции по безопасности жизнедеятельности (Новочеркасск, 2007 г.); на Региональной научно-технической конференции (Владикавказ, 2007 г.); на XI Международных научных чтениях МАНЭБ (Новочеркасск, 2007 г.); на научных семинарах кафедры ПТМиР ЮРГТУ (НПИ) (Новочеркасск, 2007  2021 г.).

Соответствие диссертации научному плану работ ЮРГТУ (НПИ) и целевым комплексным программам. Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления «Оценка, прогноз и повышение производственной и экологической безопасности жизнедеятельности», утвержденного Ученым советом ЮРГТУ (НПИ), по госбюджетной теме кафедры ПТМиР П3.842 «Экспертиза подъемно-транспортных машин повышенной опасности».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 печатных работы в журнале, включенном в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук», а так же патент РФ № 103101 от 03.11.2021 г.

Личный вклад автора в решение проблемы заключается в постановке темы, выборе основных направлений исследования, методов решения конкретных задач и обработке результатов исследований. При его непосредственном участии проведены эксперименты, теоретические исследования, составлены алгоритмы компьютерных программ, осуществлено внедрение результатов работы. Автору принадлежит теоретическое обобщение результатов, опубликованных в работах в соавторстве и использованных в диссертации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 61 рисунок, 27 таблиц, список литературы из 130 наименований и изложена на 181 страницах машинописного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, приведена общая характеристика работы с определением ее научной новизны и практической ценности.

В первой главе анализируются положение сложившиеся на подъемных сооружениях Российской Федерации в аспекте промышленной безопасности.

В условиях старения подъемно-транспортного оборудования (более 80 % грузоподъемных кранов отработали нормативный срок службы) и сокращения количества грузоподъемных кранов в Российской Федерации увеличиваются объемы промышленного производства и как следствие, опережающими темпами, растут объемы погрузочно-разгрузочных работ (см. рис. 1). Возрастающие нагрузки на стареющее подъемно-транспортное оборудование при ощутимом дефиците необходимой ремонтной базы и квалифицированных кадров приводят к увеличению числа аварий и случаев производственного травматизма со смертельным исходом, обусловленных техническими причинами. Так в Российской Федерации в период 1997  2008 годов 27,4 % аварий на грузоподъемных кранах произошли по техническим причинам. В главе анализируются характерные аварии (см. рис. 2) и случаи производственного травматизма со смертельным исходом (см. рис. 3), а также критерии браковки, выдвигаемые действующими нормативно-техническими документами к грузозахватным органам.

 Рис. 1. Динамика коэффициента травматизма, объемов промышленного производства-2

Рис. 1. Динамика коэффициента травматизма, объемов промышленного производства и численности грузоподъемных кранов в РФ в 1991 г.  2009 г.

Наиболее тяжелые случаи аварий и травматизма связанны с разрушениями конструктивных элементов грузоподъемных кранов, в том числе грузозахватных органов.

На фоне чрезвычайно значительного числа – 19,8 % случаев производственного травматизма со смертельным исходом происходящих на грузоподъемных кранах из-за применения неисправных или несоответствующих массе и характеру груза грузозахватных органов (грузозахватных приспособлений), нарушения схем строповки грузов, действующие нормативно-технические документы, в части обеспечения безопасной эксплуатации грузозахватных органов, содержат два, на наш взгляд, весьма спорных положения. Первое – срок службы крюка ограничивается достижением 10 % износа зева крюка. Второе – только для металлургических кранов (транспортирующих расплавленный металл и жидкий шлак) раз в год требуется проводить ревизию крюков и деталей их подвески с применением методов неразрушающего контроля для проверки отсутствия трещин, для всех остальных грузоподъемных кранов при техническом освидетельствовании должно быть «проверено» состояние крюка. Но и широко применяемые в настоящие время методы неразрушающего контроля – ультразвуковой, рентгеноскопия, капиллярный, к сожалению, не позволяют дать количественную оценку структурных изменений в металле. Эти методы решают задачу обнаружения уже сформировавшихся в процессе эксплуатации или изготовления локальных дефектов. И что крайне актуально, для тяжело нагруженных грузоподъемных кранов, основным техническим препятствием для безопасной эксплуатации грузовых крюков является усталость металла, а не поверхностный износ сечения зева крюка. Применение критериев магнитного контроля и статистического подхода к решению этой проблемы может оказаться чрезвычайно полезным. На основании вышеизложенного формулируются задачи исследования.

Во второй главе на основании данных экспертных обследований, проведенных в период 2002  2009 годов, 7128 единиц грузоподъемных кранов представлены – статистические характеристики отказов отдельных деталей и узлов крюковых подвесок, в наибольшей степени влияющих на безопасную эксплуатацию грузоподъемных кранов (предохранительных замков; грузовых крюков; траверс, креплений грузовых крюков), закон распределения отказов и собрана база данных по интенсивностям отказов конструктивных элементов крюковых подвесок грузоподъемных кранов. Доказывается, с использованием критерия Романовского, гипотеза о том, что распределение случайных отказов отдельных деталей и узлов крюковых подвесок грузоподъемных кранов, в наибольшей степени влияющих на их безопасную эксплуатацию, подчиняется экспоненциальному закону.

На основе использования логико-вероятностного метода «дерево отказов» разработан алгоритм оценки риска аварий грузоподъемных кранов (падений груза) вызванных отказами крюковых подвесок с кованными или штампованными (см. рис. 4) и пластинчатыми (см. рис. 5) крюками.

В соответствии с рис. 4 риск аварий грузоподъемных кранов (падений груза) вызванных отказами крюковых подвесок с кованными или штампованными крюками определяется по формулам:

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (1)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (2)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (3)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (4)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (5)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (6)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (7)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (8)

где курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – вероятность наступления главного курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных и промежуточных событий курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных (см. рис. 4); курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – время; курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – интенсивность исходных событий курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных.

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Рис. 4. ДО грузоподъемного крана с кованым или штампованным крюком: а  логические операторы; б  ДО.

где главное событие Е(КПКК) – авария грузоподъемного крана (падение груза) из-за отказов крюковой подвески кованого крюка; промежуточные события: А1(КПКК) – отказ крюковой подвески кованого крюка; А2(УКПКК) – отказ узлов крюковой подвески кованого крюка; А3(ККК) – отказ крепления кованого крюка; А4(ПЗ) – отказ предохранительного замка; А5(КК) – отказ кованого крюка; А6(ТКК) – отказ траверсы кованого крюка; А7(СПККК) – отказ стопорной планки гайки крепление кованого крюка; исходные события: e1* – рассматривается только при анализе возникновения Е(КППК) при сейсмическом воздействии, ураганном ветре, падении самолета, воздействии взрывной волны, перегрузе крана, обрыве канатов, разрушении металлоконструкции крана и т.п.; е2 – нахождение груза на крюке; е3 – отказ гайки крепления кованого крюка; е4 – отказ предохранительного замка крюка; е5 – нахождение груза в положении влекущим выход стропа из зева крюка; е6 – отказ из-за дефекта материала крюка; е7 – отказ из-за технологического дефекта крюка; е8 – отказ из-за дефекта материала траверсы крюка; е9 – отказ из-за технологического дефекта траверсы крюка; е10 – отказ стопорной планки гайки крепление крюка; е11 – отказ упорного подшипника.

В соответствии с рис. 5 риск аварий грузоподъемных кранов (падений груза) вызванных отказами крюковых подвесок с пластинчатыми крюками определяется по формулам:

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (9)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (10)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (11)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (12)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (13)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (14)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (15)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (16)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных; (17)

где курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – вероятность наступления главного курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных и промежуточных событий курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных (см. рис. 5); курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – время; курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – интенсивность исходных событий курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных.

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных

Рис. 5. ДО грузоподъемного крана с пластинчатым крюком: а  логические операторы; б  ДО.

где главное событие Е(КППК) – аварии грузоподъемного крана (падение груза) из-за отказов крюковой подвески пластинчатого крюка; промежуточные события: А1(КППК) – отказ крюковой подвески пластинчатого крюка; А2(УКППК) – отказ узлов крюковой подвески пластинчатого крюка; А3(КПК) – отказ крепления пластинчатого крюка; А4(КВПК) – отказ крепления вилки пластинчатого крюка; А5(ПК) – отказ пластинчатого крюка; А6(ВПК) – отказ вилки пластинчатого крюка; А7(ТПК) – отказ траверсы пластинчатого крюка; исходные события: e1* – рассматривается только при анализе возникновения Е(КППК) при сейсмическом воздействии, ураганном ветре, падении самолета, воздействии взрывной волны, перегрузе крана, обрыве канатов, разрушении металлоконструкции крана и т.п.; е2 – нахождение груза на крюке; е3 – отказ оси крепления пластинчатого крюка; е4 – отказ стопорной планки оси крепления пластинчатого крюка; е5 – отказ гайки крепление вилки пластинчатого крюка; е6 – отказ из-за дефекта материала пластинчатого крюка; е7 – отказ из-за технологического дефекта пластинчатого крюка; е8 – отказ из-за дефекта материала вилки подвески пластинчатого крюка; е9 – отказ из-за технологического дефекта вилки подвески пластинчатого; е10 – отказ из-за дефекта материала траверсы пластинчатого крюка; е11 – отказ из-за технологического дефекта траверсы пластинчатого крюка; е12 – отказ стопорной планки гайки крепление вилки пластинчатого крюка; е13 – отказ упорного подшипника.

Используя сведения собранной базы данных, по интенсивностям отказов курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных конструктивных элементов крюковых подвесок, в результате расчетов, при помощи пакета программ MathCAD PLUS 7.0 PRO, установлено – один из наибольших вкладов в возникновение аварии грузоподъемного крана (падение груза) из-за отказов крюковой подвески, как кованого или штампованного, так и пластинчатого крюка, вносит наступление промежуточного события – отказа грузового крюка из-за дефекта материала крюка или его технологического дефекта (см. рис. 6).

 Рис. 6. Риск отказа крюковой подвески: а – кованого или штампованного-37 Рис. 6. Риск отказа крюковой подвески: а – кованого или штампованного-38
Рис. 6. Риск отказа крюковой подвески: а – кованого или штампованного крюка, 1  А1(КПКК), 2  А2(УКПКК), 3  А3(ККК), 4  А4(ПЗ), 5  А5(КК), 6  А6(ТКК), 7  А7(СПККК); б  пластинчатого крюка, 1  А1(КППК), 2  А2(УКППК), 3  А3(КПК), 4  А4(КВПК), 5  А5(ПК), 6  А6(ВПК), 7  А7(ТПК), 8  А8(СПКВПК).

В третьей главе рассмотрены вопросы применения магнитного контроля по коэрцитивной силе для повышения безопасности эксплуатации крюковых подвесок грузоподъемных кранов. Коэрцитивная сила Нс выбрана в качестве измеряемого параметра так как она чувствительна к изменениям в структуре металла и на основе анализа полной петли магнитного гистерезиса позволяет контролировать физико-механические свойства (твердость, пределы прочности и текучести, накопление повреждений, пластическую деформацию), т.е. Нс отражает состояние контролируемого ферромагнитного материала в реальном масштабе времени. В главе представлены результаты (см. табл. 1 и табл. 2) проведенных механических и магнитных испытаний 973 грузовых крюков, изготовленных из сталей марки: 20 по ГОСТ 105088 (672 крюка), ВСт3сп4 по ГОСТ 38071 (182 крюка) и 09Г2С по ГОСТ 1928273 (119 крюка). Испытания грузовых крюков крюковых подвесок проводились на разрывной машине, оборудованной датчиками деформации и датчиками нагрузки, с одновременной записью, в реальном времени, диаграмм нагружения и регистрацией значений коэрцитивной силы курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных структуроскопом (коэрцитиметром) КРМ-ЦК-2М.

Статистическая обработка результатов проведенных механических и магнитных испытаний грузовых крюков, изготовленных из сталей марки 20, ВСт3сп4 и 09Г2С, которые наиболее часто используются для производства грузовых крюков), позволила установить корреляционные уравнения связи механических (предела прочности – курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, предела текучести – курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных) и магнитных (магнитное состояние металла, соответствующее переходу в упруго-пластическое состояние металла при достижении им физического предела текучести курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных  курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, магнитное состояние металла, соответствующее переходу металла в стадию разупрочнения (исчерпания запаса пластичности) и потери несущей способности при достижении физического предела прочности курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных  курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных) характеристик:

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, (18)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, (19)

где: размерность – коэрцитивная сила курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных в А/см, а пределы текучести и прочности в МПа.

Таблица 1.

Результаты испытаний грузовых крюков крюковых подвесок

Характеристики крюков, количествоМагнитные свойства, курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных (А/см)Статистические параметры
курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменныхкурсовая работа найти Экстремумы функций многих переменныхкурсовая работа найти Экстремумы функций многих переменныхкурсовая работа найти Экстремумы функций многих переменныхДисперсия, курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменныхКоэфф. вар., V%Точность, курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных
Крюки кованные и штампованные ГОСТ 6627-74, ГОСТ 6628-73 (сталь 20 ГОСТ 1050-88)
Кр. од-рог. № 173,37,89,29,00,3829,05,0
Кр. од-рог. № 193,17,89,59,30,1719,63,9
Кр. од-рог. № 203,18,29,49,20,2018,84,2
Кр. од-рог. № 213,37,89,39,10,2618,94,2
Кр. од-рог. № 223,08,19,59,30,1514,32,6
Кр. двурог. № 73,37,89,69,40,2115,52,9
Кр. двурог. № 93,37,89,39,10,3513,31,8
Сред. по 672 кр.3,27,99,49,20,2418,53,5
Крюки пластинчатые ГОСТ 6619-75 (ВСт3сп4 ГОСТ 380-71)
Кр. од-рог. № 12,45,56,96,50,1619,53,8
Кр. од-рог. № 22,55,66,96,50,2518,84,1
Кр. од-рог. № 32,25,36,76,30,3728,94,9
Кр. од-рог. № 42,15,26,66,20,1918,74,1
Кр. двурог. № 12,55,66,96,50,3413,21,7
Кр. двурог. № 22,25,36,96,50,1414,22,5
Кр. двурог. № 32,25,36,76,30,2015,42,8
Сред. по 182 кр.2,35,46,86,40,2318,43,4
Крюки пластинчатые ГОСТ 6619-75 (09Г2С ГОСТ 19282-73)
Кр. од-рог. № 13,16,99,18,80,1818,64,0
Кр. од-рог. № 22,66,78,78,40,3313,11,6
Кр. од-рог. № 32,76,78,78,40,1519,43,7
Кр. од-рог. № 43,26,99,18,80,1314,12,4
Кр. двурог. № 12,86,68,78,40,2915,32,7
Кр. двурог. № 22,86,99,08,70,2418,74,0
Кр. двурог. № 33,16,99,08,70,3629,84,8
Сред. по 119 кр.2,96,88,98,60,2218,33,3

В результатов проведенных механических и магнитных испытании, по аналогии с механической диаграммой нагружения, установлены значения (см. табл. 2) магнитных состояний грузовых крюков, изготовленных из сталей марки 20, ВСт3сп4 и 09Г2С: курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – исходное состояние металла с минимальными остаточными напряжениями, курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – состояние, соответствующее переходу в упруго-пластическое состояние металла при достижении им физического предела текучести курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – магнитное состояние металла, соответствующее переходу металла в стадию разупрочнения (исчерпания запаса пластичности) и потери несущей способности при достижении физического предела прочности курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных или курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – магнитное состояние металла, соответствующее исчерпанию запаса прочности и пластичности при циклическом нагружении стали, в режиме малоцикловой усталости этот параметр приближается к значению курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных.

Таблица 2.

Магнитные и механические свойства грузовых крюков крюковых подвесок

Марка стали грузовых крюковМеханические свойстваМагнитные свойства, курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных (А/см)
курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, МПакурсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, МПакурсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, %курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменныхкурсовая работа найти Экстремумы функций многих переменныхкурсовая работа найти Экстремумы функций многих переменныхкурсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных
Сталь 20 по ГОСТ 1050-88410245253,27,99,49,2
ВСт3сп4 по ГОСТ 380-71380240252,35,46,86,4
09Г2С по ГОСТ 19282-73460290212,96,88,98,6

Для подтверждения возможности выявления дефектов грузовых крюков с помощью магнитной дефектоскопии было проведено численное исследование распределения электромагнитного поля в хвостовике грузового крюка. Для проведения исследования использовался метод конечных элементов реализованный в программном комплексе GMSH и GetDP, для чего с помощью модуля геометрии GMSH была составлена математическая модель. Она представляет собой хвостовик (резьбовую часть) грузового крюка № 17А по ГОСТ 662766. Намагничивающая головка коэрцитиметра имитируется П-образным магнитопроводом, часть которого создает в магнитопроводе магнитный поток (см. рис. 7).

 Рис. 7. Трехмерная модель хвостовика грузового крюка с-72

Рис. 7. Трехмерная модель хвостовика грузового крюка с магнитопроводом (расчетная область после триангуляции: а – полная, б – объем воздуха скрыт, количество конечных элементов: 310339).

Магнитные свойства стали для модели грузового крюка соответствуют магнитным свойствам стали Ст 20. Магнитные свойства магнитопровода соответствуют характеристикам намагничивания стали Ст 08.

Рис. 8. Кривые намагничивания сталей: 1 – сталь Ст 08; 2 – сталь Ст 20; 3 – сталь Ст 20 после достижения предела текучести; 4 – сталь Ст 20 при переходе в стадию разупрочнения.

Кривая намагничивания, характеризующая магнитные свойства зоны возможного дефекта является модифицированной кривой намагничивания стали Ст 20 (см. рис. 8). Для решения поставленной задачи была произведена триангуляция расчетной области на сетку конечных трехмерных элементов с помощью встроенного генератора конечных элементов программы GMSH (см. рис. 7). Линейные размеры полученных конечных элементов лежат в диапазоне 0,1  0,5 мм.

 Рис. 9. Распределение магнитного поля в хвостовике грузового крюка. В-73

Рис. 9. Распределение магнитного поля в хвостовике грузового крюка.

В результате моделирования было установлено, что при изменении физических свойств участка металла (например, потеря упругих свойств металлом в межвитковом пространстве резьбы) происходит искажение магнитного поля, вызванное изменением магнитных свойств металла на этом участке (см. рис. 9).

Искажение магнитного поля вызывает и изменение величины магнитной индукции в магнитопроводе намагничивающей головки, что позволяет контролировать состояние металла путем измерения величины магнитной индукции или коэрцитивной силы. Наличие искажения картины магнитного поля подтверждает возможность магнитной дефектоскопии грузовых крюков.

В четвертой главе представлена методика оценки безопасности эксплуатации грузовых крюков крюковых подвесок грузоподъемных кранов критериями магнитного контроля, базирующаяся на том, что как предел прочности стали одной марки, не может быть увеличен выше значения, определенного химическим составом и условиями производства, так и предельная величина коэрцитивной силы для каждой марки стали, есть величина, ограниченная магнитной энергией, заложенной в металле.

Из экспериментально полученных закономерностей одновременного роста деформаций (напряжении) и коэрцитивной силы в процессе циклического нагружения грузовых крюков и уравнений магнитного и механического гистерезиса, следует что:

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, (20)

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, (21)

где: курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – число циклов нагружения; курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных и курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных – исходные значения деформации и коэрцитивной силы; a и b – параметры скорости роста курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных и курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных при постоянной амплитуде нагружения.

С учетом (20) и (21) число циклов нагружения можно представить в виде функции:

курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, (22)

где: коэффициенты курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных и курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных определяются по результатам неоднократных измерений накопления курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных в одних и тех же местах грузового крюка в процессе ее эксплуатации. Энергетический подход к анализу состояния металла, проведенные механических и магнитные испытания 973 грузовых крюков, изготовленных из сталей марки: 20 по ГОСТ 105088 (672 крюка), ВСт3сп4 по ГОСТ 38071 (182 крюка) и 09Г2С по ГОСТ 1928273 (119 крюка), позволил установить количественные критерии их предельных состояний (см. табл. 3) и определить параметры ресурса.

Предлагаемая методика оценки безопасности эксплуатации грузовых крюков крюковых подвесок, базируется на проведении систематического коэрцитиметрического контроля, осуществляемого при помощи магнитного структуроскопа КРМ-ЦК-2М в «слабом звене» грузовых крюков – хвостовике, где магнитным методом легко установить уровень остаточных напряжений.

Таблица 3.

Значение магнитного состояния металла грузовых крюков крюковых подвесок

Полученное в результате измерение максимальные значения НСМАХ сравниваются с критическими значениями НСКРИТ = курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных (см. табл. 3) для данной марки грузового крюка. Инженерно-технический работник по надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъемных кранов прикладывает результаты контроля магнитных свойств (НСМАХ ) грузового крюка, оформленные в виде заключения, к паспорту крана, либо заносит их в паспорт магнитного контроля грузоподъемной машины, соответственно дополнив его, что позволить следить за динамикой накопления повреждений.

 Рис. 10. Номограмма для определения ресурса и технического риска эксплуатации-88

Рис. 10. Номограмма для определения ресурса и технического риска эксплуатации грузовых крюков по максимальному значению коэрцитивной силы.

Если полученное в результате измерение максимальное значение коэрцитивной силы металла грузового крюка – НСМАХ  НСКРИТ = курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, то эксплуатация таких грузовых крюков опасна и такое оборудование подлежит списанию, если – НСМАХ << НСКРИТ = курсовая работа найти Экстремумы функций многих переменных, то, как показано на номограмме, представленной на рис. 10 (номограмма составлена по данным механических и магнитные испытания), может быть определен ресурс грузового крюка.

Аналогичный образом, по номограмме, представленной на рис. 10 (номограмма составлена по данным механических и магнитные испытания, с учетом начала циклической текучести и данных по необратимой повреждаемости), может быть определен технический риск эксплуатации грузового крюка изготовленного из стали марки 20 по ГОСТ 105088, стали марки ВСт3сп4 по ГОСТ 38071 и стали марки 09Г2С по ГОСТ 1928273.

заключение

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой решена научная задача, имеющая важное социальное и хозяйственное значение, заключающаяся в повышении безопасности эксплуатации крюковых подвесок грузоподъемных кранов на основе использования риск-анализа для оценки данных магнитометрии текущего состояния материала крюка и технических решений, снижающих уровень травматизма и аварийности крюковых подвесок грузоподъемных кранов.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили получить следующие основные научные выводы и практические результаты:

  1. На основе анализа статистических данных по аварийности и травматизму на подъемных сооружениях Российской Федерации в период 1991  2009 годов установлено, что: число аварий происходящих на грузоподъемных кранах, по техническим причинам, весьма значительно – 27,4 %, причем – 19,8 % случаев производственного травматизма со смертельным исходом происходят на грузоподъемных кранах из-за применения неисправных или несоответствующих массе и характеру груза грузозахватных органов (грузозахватных приспособлений), обрыва крюков, нарушения схем строповки грузов.
  2. Установлены, на основе обработки значительного массива данных (за 8 лет наблюдений обследовано 7128 единиц кранов), статистические характеристики отказов, закон распределения отказов и собрана база данных по интенсивностям отказов конструктивных элементов крюковых подвесок грузоподъемных кранов. Статистическая обработка данных по отказам отдельных деталей и узлов крюковых подвесок, в наибольшей степени влияющих на безопасную эксплуатацию грузоподъемных кранов (предохранительных замков; грузовых крюков; траверс, креплений грузовых крюков) доказала, что распределение отказов подчиняется экспоненциальному закону (использован критерий Романовского).
  3. Разработан алгоритм оценки риска аварий грузоподъемных кранов (падений груза) вызванных отказами крюковых подвесок на основе использования логико-вероятностных методов и ранжирования параметров безотказной работы отдельных деталей и узлов крюковых подвесок. Установлено, что значимым событием при аварии грузоподъемного крана (падение груза) является отказов крюковой подвески, как для кованого, штампованного, так и пластинчатого крюков. Значимым является так же промежуточное событие (обрыв крюка) — отказа грузового крюка из-за дефекта материала крюка металлургического и технологического происхождения, трудновыявляемых в процессе изготовления и эксплуатации.
  4. Проведенные механические и магнитные испытания грузовых крюков изготовленных из стали марки 20 по ГОСТ 105088, стали марки ВСт3сп4 по ГОСТ 38071 и стали марки 09Г2С по ГОСТ 1928273 позволили:
  • получить корреляционные уравнения связей механических и магнитных характеристик металла грузовых крюков и установить критические значения коэрцитивной силы;
  • определить зависимость величины коэрцитивной силы металла грузовых крюков от числа циклов нагружения;
  • получить номограммы связи по определению ресурса и технического риска эксплуатации грузовых крюков по значениям коэрцитивной силы.
  1. Проведены численные исследования по распределению электромагнитного поля в хвостовике грузового крюка, с использованием метода конечных элементов, подтвердившие возможность выявления дефектов в металле грузовых крюков с помощью магнитной дефектоскопии.
  2. Разработана методика оценки безопасности эксплуатации грузовых крюков крюковых подвесок грузоподъемных кранов критериями магнитного контроля.
  3. Предложена конструкция предохранительного замка грузового крюка (патент РФ № 103101 от 03.11.2021 г.), исключающую возможность выход стропа из зева в результате его упругой отдачи.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДЕСЕРТАЦИИ

  1. Короткий А.А., Павленко А.Н., Демичев В.Н. Значимость грузовых крюков для безопасной эксплуатации кранов // Безопасность жизнедеятельности (образование, экология, охрана труда, пожарная и промышленная безопасность, безопасность в ЧС): материалы XI Междунар. науч. чтений МАНЭБ и Междунар. науч.-метод. конф. по безопас. жизнедеятельности. посвящ. 100-летию Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ), г. Новочеркасск, 24-26 мая 2007 г. / Новочеркасск: ЮРГТУ, 2007. С. 168172.
  2. Короткий А.А., Павленко А.Н., Демичев В.Н. Повышение безопасности грузовых крюков портальных кранов // Пути улучшения качества строительства промышленных и гражданских зданий и инженерных сооружений: сб. материалов региональной научно-технической конференции / Владикавказ: Терек, 2007. С. 8287.
  3. Короткий А.А., Павленко А.Н., Демичев В.Н. Повышение безопасности эксплуатации крюковых подвесок грузоподъемных кранов // Безопасность и живучесть технических систем: Труды III Всероссийской конференции. / Красноярск: ИВМ СО РАН, 2009. С. 165–168.
  4. Короткий А.А., Павленко А.Н., Демичев В.Н. Магнитный контроль напряженно-деформированного состояния крюковых подвесок грузоподъемных кранов // Безопасность и живучесть технических систем: Труды III Всероссийской конференции / Красноярск: ИВМ СО РАН, 2009. С. 168–170.
  5. Короткий А.А., Павленко А.Н., Демичев В.Н. Оценка состояния грузовых крюков критериями магнитного контроля // Экспертиза и оценка риска техногенных систем  2009: Материалы первой Всероссийской научно-технической конференции / Череповец: ГОУ ВПО Череповецкий гос. ун-т, 2009. С. 3035.
  6. Короткий А.А., Павленко А.Н., Демичев В.Н. Уроки аварий крюковых подвесок грузоподъемных кранов // Экспертиза и оценка риска техногенных систем  2009: Материалы первой Всероссийской научно-технической конференции / Череповец: ГОУ ВПО Череповецкий гос. ун-т, 2009. С. 3540.
  7. Демичев В.Н. Предотвращение аварий грузоподъемных кранов вследствие отказов крюковых подвесок // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Тех. науки. 2021. № 3. С. 70–72.
  8. Демичев В.Н. Контроль механических параметров грузовых крюков магнитными методами // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Тех. науки. 2021. № 4. С. 60–61.
  9. Патент РФ № 103101 от 03.11.2021 г. Грузовой крюк с предохранительным приспособлением. / Демичев В.Н., Павленко А.Н., Огородник А.В. Опубл. 27.03.2021 г.

* * * * *

Демичев Виктор Николаевич

ОЦЕНКА И ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ

ЭКСПЛУАТАЦИИ КРЮКОВЫХ ПОДВЕСОК

ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ

Автореферат

_______________________________________________________________________

Подписано в печать 27.05.2021. Формат 6084 1/16. Бумага офсетная. Ризография.

Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 100. Заказ 48-2853.

Отпечатано в ИД «Политехник»

346428, г. Новочеркасск, Ростовской области, ул. Просвещения,132.

Оцените статью
Реферат Зона
Добавить комментарий