Анализ работоспособности мостового крана 20т ОАО "ММК" по критериям надежности

СОДЕРЖАНИЕ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Тип крана                                                                                     мостовой

Грузоподъемность, т                                                                   20,0

Высота подъема, м                                                                       16

Скорость подъема груза, м/с                                                       0,186

Режим работы, %                                                                          7М

В расчетно-графической  работе приведены результаты проектирования механизма подъема груза мостового  крана.

В работе изложены решения следующих задач:

• выбор полиспаста, крюка с крюковой подвеской, типового электродвигателя, редуктора, муфт и тормоза;
• выбор и расчет каната;
• расчет геометрических параметров каната;
• выбор схемы и способа крепления конца каната на барабане;
• выбор подшипников и их проверочный расчет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Открытое акционерное  общество «Магнитогорский металлургический комбинат» является крупнейшим предприятием чёрной металлургии России, его доля в объёме металлопродукции, реализуемой на внутреннем рынке страны, составляет около 20 %. Предприятие представляет собой крупный металлургический комплекс с полным производственным циклом, начиная с подготовки железорудного сырья и заканчивая глубокой переработкой черных металлов. ММК производит самый широкий на сегодняшний день сортамент металлопродукции среди предприятий Российской Федерации и стран СНГ. Значительная часть  продукции ОАО «ММК» экспортируется в различные страны мира.

Толстолистовой стан 5000 – ключевой элемент в создании на ММК комплекса по производству толстолистового проката, который включает стан 5000, комплекс внепечной обработки и МНЛЗ № 6. Контракт на комплексную поставку оборудования. Стан предназначен для выпуска высокорентабельного толстолистового проката шириной до 4850 мм с категорией прочности до X120 для нефтегазовой отрасли, судо-, мосто- и машиностроения. Производительность стана 5000 составляет около 1,5 млн. тонн в год, в том числе порядка 0,3 млн. тонн в год термически обработанного листа. В прошлом году на стане 5000 произведено 899 тысяч тонн товарной продукции, с начала пуска ЛПЦ № 9 – 2001 тысяча тонн.

Сегодня на стане 5000 освоены  технологии высокотемпературной и  низкотемпературной прокатки, а также  технологии прокатки листов различной  толщины и ширины, исходя из максимальных требований потребителей к трубам большого диаметра. Здесь освоили и изготавливают лист класса прочности Х70. В списке основных потребителей продукции магнитогорского стана 5000 – Челябинский, Волжский трубопрокатные заводы, Выксунский металлургический завод.

В современных условиях поточного и автоматизированного  производства значение подъемно-транспортных машин качественно изменилось. Они  вышли за рамки своего первоначального  назначения – вспомогательного оборудования для механизации трудоемких процессов производства – и являются связующими звеньями в технологической цепи, обеспечивающими непрерывность производства, основным регулятором поточного производства, ограниченной частью технологических процессов, определяющих ритм и производительность основного оборудования предприятия. Подъемно-транспортные устройства являются основой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. От правильного выбора наиболее рациональных машин зависит высокопродуктивная работа всего предприятия.

Конструкция подъемно-транспортных машин непрерывно совершенствуется, в связи, с чем возникают новые  задачи по расчету, проектированию, исследованию и выбору оптимальных параметров машин, обеспечивающих высокие технико-экономические  показатели и качество машин.

Мостовые краны предназначаются для выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных операций в цехах современных промышленных предприятий, на монтажных и контейнерных площадках, в открытых и закрытых складах. Они перемещаются по рельсовым путям, расположенным на значительной высоте от пола, мало занимают полезного пространства цеха и обеспечивают обслуживание почти всей площади цеха. На открытых складах, монтажных и контейнерных площадках используют мостовые краны, перемещающиеся по рельсовым путям, расположенным на земле (козловые краны).

Краны общего назначения состоят из двух основных узлов :

А) тележки с механизмами главного подъема и во многих случаях вспомогательного подъема и передвижения тележки;

Б) моста с механизмом передвижения крана и кабиной.

Каждый из этих узлов представляет собой блочную, унифицированную  конструкцию и, в свою очередь  состоит из блочных же металлоконструкций и механизмов.

Мост состоит из двух продольных и двух поперечных (концевых) балок, связанных друг с другом в единую жесткую раму. На одной или обеих площадках, приваренных к продольным балкам моста, смонтирован механизм передвижения крана, при помощи которого кран передвигается вдоль пролета. По рельсам, уложенным на продольных балках моста, передвигается тележка со смонтированными на ней механизмами и грузом.

Все механизмы кранов имеют самостоятельные электродвигатели и приводятся в действие независимо друг от друга, при этом применяется  как переменный, так и постоянный ток. Общее питание электроэнергией осуществляется от цеховых троллеев, расположенных вдоль подкранового пути, а для механизмов тележки от троллеев, расположенных на площадках моста, управление электродвигателями осуществляется при помощи контроллеров из кабины, подвешенной к мосту крана.

 

Мостовой кран (рис. 1) состоит: из грузоподъемной тележки 3, включающей механизм подъема 9, грузозахватное устройство 6, механизм передвижения 10, и из моста 4, представляющего собой две сплошные (или решетчатые) фермы, присоединенные к концевым балкам 11, в которые вмонтированы приводные 13 и неприводные 12 колеса. Механизм передвижения моста 1 и 5 имеет привод от одного или двух двигателей. Аппаратура управления всеми приводами расположена в кабине 2.

 

1. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ СТАНА 5000 ОАО «ММК»

1.1. Назначение, сортамент и общая характеристика прокатного стана 5000

Толстолистовой стан 5000 предназначен для выпуска высокорентабельного  толстолистового проката шириной  до 4850 мм с категорией прочности  до X120 для нефтегазовой отрасли, судо-, мосто- и машиностроения. Производительность стана 5000 составляет около 1,5 млн. тонн в год, в том числе порядка 0,3 млн. тонн в год термически обработанного листа.

Основные участки

Общая площадь комплекса  со вспомогательными объектами составит 150 тыс. кв. м, протяженность линии стана - 1,1 км. На его площадке построено более 60 объектов [15].

Толстолистовой стан подразделяется на следующие основные участки:

• Участок печей;
• Прокатная линия;
• Устройство гидросбива окалины;
• Чистовая клеть кварто;
• Эджер (вертикальная клеть для бокового обжатия);
• Машина предварительной правки (МПП);
• Участок ускоренного охлаждения (АСС) – Система струйного охлаждения;
• Участок ускоренного охлаждения (АСС) – Система охлаждения с U-образными трубками;
• Машина горячей правки листа;
• Участок холодильников;
• Холодильник для пакетов листов;
• Холодильник с шагающими балками;
• Инспекционный стол;
• Линия резки;
• Концевые ножницы;
• Сдвоенные кромкообрезные ножницы (СКОН);
• Ножницы продольной резки;
• Ножницы поперечной резки;
• Транспортный стол;
• Транспортно-шлифовальный стол;
• Машина холодной правки листов;
• Погрузочный стол 1;
• Погрузочный стол 2;
• Погрузочный стол 3;
• Погрузочный стол 4.

Исходная заготовка

В качестве исходной заготовки  для стана 5000 используются литые  слябы производства кислородно-конвертерного цеха (ККЦ), порезанные на заказные длины в соответствии с наряд-заданием ПРБ.

Слябы могут поставляться из ККЦ как порезанными на заказные длины, так и в виде полос (двумя  и более кратами) следующих размеров:

- толщина – от 190 до 300 мм;

- ширина – от 1400 до 2700 мм;

- длина порезанных  слябов – от 2500 до 4800 мм;

- длина полос –  от 5000(4800) до 12000 мм.

Максимальная масса  сляба или полосы - до 30 т.

1.1.3 Марочный и размерный сортамент стана.

Стан 5000 предназначен для производства листов толщиной от 8 до 100 мм, шириной от   1500 до 4800 мм, длиной от 6000 до 24000 мм из низколегированной марок стали типа 09Г2ФБ, 10Г2ФБЮ, 13Г1СУ и других, прокатываемых по контролируемому режиму.

На стане возможна прокатка листов толщиной от 8 до 160 мм, шириной от 1500 до 4800 мм, длиной от 6000 до 24000 мм из углеродистых, конструкционных, низколегированных и легированных марок стали, прокатываемых по обычному режиму.

Возможна поставка листов шириной от 900 до 2400 мм после продольной резки по оси.

Оборудование стана  обеспечивает прокатку и отделку  листов со следующими прочностными характеристиками (при температуре +20 °С):

- с пределом прочности  до 1200 МПа;

-с пределом текучести  до 750 МПа (при толщине листа от 41 до 50 мм);

- с пределом текучести до 1000 МПа (при толщине листа до 40 мм).

Размеры листов, их предельные отклонения и плоскостность должны соответствовать требованиям стандартов или технических условий на поставку толстолистовой продукции. Основные марки стали, прокатываемые на стане 5000 приведены в табл. 1.

 

Таблица 1. - Основные марки стали, прокатываемые на стане 5000 и требования, предъявляемые к ним[15].

 

№ п.п.	Марка стали	НД на
		марку стали	технические требования
1	2	3	4
1	Сталь углеродистая обыкновенного  качества Ст0 – Ст5, Ст3Гпс и др.	ГОСТ 380	ГОСТ 14637
2	Сталь низколегированная  для мостостроения марок 10ХСНД, 15ХСНД	ГОСТ 6713	ГОСТ 6713
3	Сталь углеродистая и низколегированная  из марок 15К, 20К, 09Г2С для котлов и  сосудов под давлением	ГОСТ 5520	ГОСТ 5520
4	Сталь углеродистая и  низколегированная для судостроения из марок А, В, D, А32, D32, А36	ГОСТ 5521	ГОСТ 5521
5	Сталь низколегированная конструкционная  повышенной прочности марок 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 09Г2, 09Г2 С(Д) 10Г2С1(Д), 10-15ХСНД	ГОСТ 19281	ГОСТ 19281
6	Сталь углеродистая качественная конструкционная из марок 08-25(пс, сп),30-70	ГОСТ 1050	ГОСТ 1577
7	Сталь легированная конструкционная  из марок 15Г, 20Г, 30Г, 40Г, 50Г, 20Х, 40Х	ГОСТ 4543	ГОСТ 1577

1.2. Описание технологического процесса прокатки на ТЛС 5000 

Технология  прокатки на ТЛС 5000

На ТЛС 5000 прокатывается металл в листах и плитах.

Основными технологическими операциями при производстве толстого проката в листах являются:

• На складе слябов - контроль поверхности слябов и удаление дефектов;
• На участке стана:
• нагрев слябов до заданной температуры прокатки;
• безударная выдача нагретых слябов;
• удаление печной окалины в установке гидросбива;
• прокатка слябов на стане (черновая прокатка, подстуживание раската, чистовая прокатка);
• охлаждение раскатов на воздухе или установке ускоренного охлаждения;
• горячая правка раскатов в листоправильной машине;
• маркировка раскатов;
• охлаждение раскатов на холодильнике или в стопе.

•   На участке резки, приемки, сортировки и отгрузки  листов:

• правка в холодном состоянии;
• обрезка боковой кромки, резка на мерные длины, отбор проб;
• контроль поверхности геометрических размеров, планшетности, серповидности листов на инспекторском столе, кантовка  листов, зачистка поверхностных дефектов;
• клеймовка и/или  маркировка листов;
• контроль внутренних дефектов на УЗК с маркировкой дефектных участков;
• формирование партий и упаковка листов;
• отправка листов требующих проведение термообработки в термическое отделение;
• отгрузка.
• На участке термообработки листов:
• формирование партий листов для термообработки;
• нагрев листов в термических печах под нормализацию, закалку, отпуск;
• горячая правка листов;
• охлаждение на воздухе, ускоренное охлаждение или закалка в роликозакалочной машине;
• холодная правка листов;
• отбор проб;
• маркировка и упаковка листов.