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

В зависимости от прокатного процесса существуют две технологии деформации сляба:

a) В данном случае сляб подается напрямую к чистовой клети (кварто).

На сторонах входа  и выхода клети расположены поворотные рольганги с боковыми направляющими линейками, обеспечивающие поворот сляба во время чистовой (обычной) прокатки до достижения требуемых размеров.

Лишь после процесса горячей прокатки лист проходит через  участок охлаждения SCS или ACC для  воздействия на структуру металла, а также и для охлаждения листа.

b) В данном случае сляб поступает сначала на участок охлаждения SCS или ACC, и лишь после этого он окончательно прокатывается при определенных температурных условиях в работающей в реверсивном режиме чистовой клети (кварто) (прокатка с контролируемой температурой или термомеханическая прокатка).

Все прокатные операции постоянно контролируются измерительными приборами.

Принципиально процесс  прокатки можно подразделить на три  этапа.

- Прокатка с обжатием  по толщине: Продольные проходы  для достижения постоянной и  точной толщины сляба

- Прокатка с обжатием  по ширине: после поворота на 90° выполняются пропуски с обжатием по ширине для достижения требуемой ширины листа

- Обжатие: после поворота  на 90° выполняются продольные  пропуски до достижения окончательной толщины листа

В прокатном процессе можно применять три технологии прокатки:

- Горячая прокатка

- Прокатка, направленная  на профиль и геометрию, и

- Термомеханическая прокатка

Термомеханическая прокатка применяется на микролегированных  и на высокопрочных низколегированных марках стали.

Готово прокатанный  лист подается через соответствующие рольганги на правильную машину. Определенные отклонения от плоскостности здесь целенаправленно устраняются.

Затем лист проходит через  участки охлаждения SCS и ACC. В зависимости  от требуемого качества материала полоса проходит через данный участок не охлаждаясь или же с использованием системы струйного охлаждения или системы охлаждения с U-образными трубками.

Теперь лист покидает участок охлаждения и передается в машину горячей правки листа. В зависимости от результата правки лист выправляется в одном проходе или в реверсивном режиме.

Затем лист подается на маркировочную  машину № 1 для его маркировки.

На следующем далее  холодильнике маркированный лист остывает дальше до достижения температуры, требуемой для дальнейшей обработки листа.

Теперь остывший лист передается по рольгангам на инспекционный  стол.

Здесь обнаруженные дефекты  поверхности маркируются, прежде чем  лист подается дальше на линию резки. Инспекционный стол оборудован кантователем листа.

Через дополнительную систему  рольгангов лист передается к концевым ножницам, где обрезаются передний и задний концы листа. Через соответствующие устройства обрезь попадает в назначенные для этого коробы.

Затем лист передается дальше по подводящим рольгангам к сдвоенным  кромкообрезным ножницам и ножницам продольной резки. Между роликами подводящих рольгангов к сдвоенных кромкообрезным ножницам находятся магнитные позиционеры. Они служат для позиционирования листа перед его входом в ножницы в целях обеспечения оптимального реза на СКОН и в ножницах продольной резки.

Сдвоенные ножницы продольной резки (СКОН) обрезает боковые кромки листа. Ножницы  продольной резки делят лист асимметрично или симметрично в направлении, продольном к направлению прокатки, на две половины.

После обрезки кромок и продольной резки листы подаются через рольганг к ножницам поперечной резки, где они разрезаются на окончательные длины.

Выверка листов для операции резки осуществляется с помощью  интегрированных в рольганге магнитных позиционеров. Через соответствующие устройства обрезь попадает в назначенные для этого коробы. Здесь же могут вырезаться пробы для анализа качества листа.

Раскроенные листы взвешиваются на интегрированных в рольганге  весах, маркируются маркировочной машиной и обследуются затем снаружи на инспекционном столе.

Если качество листа  отвечает требованиям, лист направляется через последующие рольганги  к погрузочным столам 1 по 3.

При неудовлетворительном качестве поверхности лист передается на шлифовально-транспортный стол, где  он еще раз подвергается контролю и ручной обработке.

Затем лист попадает через  очередной рольганг в машину холодной правки.

Определенные отклонения от плоскостности здесь целенаправленно  устраняются.

После правки лист маркируется  маркировочной машиной и передается на погрузочный стол № 4.

1.4. Рабочее техническое диагностирование оборудования прокатного стана 5000

Следуя указаниям  по выполнению операции технического диагностирования объектов, изложенным в учебном пособии [1, п.1.3], в данном подразделе проекта представлены результаты рабочего диагностирования вспомогательного оборудования толстолистового прокатного стана 5000 – грузоподъемного механизма, а именно – электрического мостового крана грузоподъемностью 20 тонн.

Электрические подъёмные  краны - это устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.

Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема  и перемещения груза, удерживаемого  грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной  грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразное конструктивное исполнение и назначение.

Мостовой кран представляет собой мост, перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах, которые  установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней  части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту  крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.

Любой современный грузоподъемный кран в соответствии с требованиями безопасности, может иметь для  каждого рабочего движения в трех плоскостях, следующие самостоятельные  механизмы: механизм подъема - опускания  груза, механизм передвижения крана в горизонтальной плоскости и механизмы обслуживания зоны работы крана (передвижения тележки).

Кинематическая схема  крана представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2. –  Общая схема крана

В целом мостовой кран, как показано на рисунке 1, состоит из трех основных составных частей моста 1 четырехбалочной конструкции с раздельным механизмом передвижения; главной тележки 2 с механизмами главного подъема и передвижения.

Четырехбалочная конструкция моста обеспечивает независимое передвижение главной  и вспомогательной тележек на различных уровнях: по двум наружным главным балкам перемещается главная тележка по двум внутренним, расположенным ниже - вспомогательная. Таким образом, вспомогательная тележка может свободно перемещаться под главной вдоль всего моста, что позволяет производить кантование ковшей в обе стороны, расширяя технологические возможности крана. К мосту подвешена кабина, в которой размещены аппаратура управления и место крановщика.

Главная тележка  предназначена для транспортирования  ковшей с расплавленным металлом, вспомогательная - для их кантования и обработки, а также для производства ремонтных и уборочных работ.

Основной  грузозахватный орган литейного  крана - специальная траверса с двумя  однорогими пластинчатыми крюками для захватывания и удержания ковша.

Вспомогательными  грузозахватами являются крюки вспомогательного  и ремонтного подъемов тележки.

1.5. Выводы по первому разделу: технический диагноз оборудования и выбор наименее работоспособного привода

В первой части работы, на основе предложенной в учебном  пособии методики [1, п.1.4], изучены технологический процесс прокатки и устройство электрического подъемного крана 20тонн.

В соответствии с заданием проверено рабочее техническое  диагностирование агрегатов и приводов подъема крана. Выявлен ряд недостатков  механического оборудования, сдерживающих производительность и снижающих  надежность его элементов. К основным повреждениям относятся - частая поломка редуктора механизма подъема, в результате чего приходилось производить внеплановые ремонты, и непредвиденные затраты на ремонт. В итоге предлагается произвести расчет нового оборудования для механизма подъема для повышения надежности и снижения затрат на ремонты.

Реконструкция привода механизма подъема мостового  крана предусматривает:

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

Согласно методике работы, рабочее техническое диагностирование оборудования стана позволило установить местоположение и причины повреждений, а также предсказать их последствия. Выявленные недостатки приводят к значительному снижению технических и экономических показателей стана.

На основе результатов  проведенного анализа, для подробного аналитического контроля технического состояния и оценки надежности элементов, выбран привод механизма подъема мостового крана 20т. Контроль состояния и оценка надежности деталей и узлов главного  привода по различным критериям работоспособности приведены ниже, в специальном разделе проекта.

- расчет геометрических  параметров каната;

- выбор схемы и способа  крепления конца каната на  барабане;

- выбор подшипников  и их проверочный расчет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. КОНТРОЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ПРИВОДА ПОДЪЕМА КРАНА ПО КРИТЕРИЯМ НАДЕЖНОСТИ

2.1. Назначение, характеристика, кинематическая схема, устройство и работа привода механизма подъема крана

Назначение, устройство, принцип работы механизма подъема крана

Для уменьшения габаритов  грузоподъемной лебедки выберем такую схему (рис. 2.1.) расположения, при которой барабан и двигатель располагаются с одной стороны от редуктора. Установим одну из опор оси барабана внутри консоли тихоходного вала редуктора. Преимущество такого компоновки лебедки - ее компактность, блочность и передача крутящего момента непосредственно с редуктора на барабан, при помощи специальной зубчатой муфты минуя ось барабана.

Рисунок 2.1. – Кинематическая схема привода механизма подъема

1. Электродвигатель

2. Муфта упругая 

3. Вал быстроходный

4. Вал-шестерня быстроходной  ступени

5. Корпус редуктора

6. Подшипниковый узел  с глухой крышкой

7. Зубчатое колесо  быстроходной ступени

8. Вал-шестерня тихоходной  ступени

9. Вал-шестерня промежуточный

10. Зубчатое колесо  тихоходной ступени

11. Тихоходный вал

12. Муфта

13. Опора подшипниковая  барабана

14. Барабан механизма  подъема с канатом

15. Канат

16. Верхний блок

17. Крановая подвеска

Принцип работы (рис. 2.1.) механизма подъема следующий: редуктор служит для передачи вращения и изменяющегося крутящего момента от электродвигателя к исполнительному механизму – подъемному барабану с канатом. Электродвигатель 1 посредством муфты 2 передает крутящий момент на быстроходный вал 3, установленный в корпусе редуктора 5 на подшипниках 6. Быстроходный вал имеет зубчатый венец 4 (шестерня), которая зацепляется с зубчатым колесом 7, установленным посредством шпоночного соединения с промежуточным валом 9, установленным также на подшипниках качения. На промежуточном валу имеется также зубчатый венец 8 (промежуточный вал может быть выполнен в виде вал-шестерни), которое зацепляется с зубчатым колесом 10, установленным посредством шпоночного соединения на тихоходном валу 11, установленном также в корпусе редуктора на подшипниках качения. Выходной конец тихоходного вала 11 посредством шпоночного соединения и муфты 12 соединен с валом барабана 14 механизма подъема.