Корнєєв Є. В. Модернізація механізму керування грейферного крану. Обґрунтування вибору модернізованого механізму відкривання-закривання щелеп грейфера // Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". — 2017. — №8.
Технічні науки
УДК 621.874
Корнєєв Євгеній Валерійович
інженер з ремонту механічного обладнання
ПАТ «Південний гірничо-збагачувальний комбінат»
МОДЕРНІЗАЦІЯ МЕХАНІЗМУ КЕРУВАННЯ ГРЕЙФЕРНОГО КРАНУ. ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ МОДЕРНІЗОВАНОГО МЕХАНІЗМУ ВІДКРИВАННЯ-ЗАКРИВАННЯ ЩЕЛЕП ГРЕЙФЕРА
MODERNIZATION OF CONTROL MECHANISM CLAMSHELL CRANE. THE SUBSTANTIATION OF THE MODERNIZED SELECTION OF THE OPENING MECHANISM CLAMSHELL JAWS
Анотація: В роботі була розроблена надійніша конструкція механізму керування грейфером. Було встановлено, що застосування грейфера зазначеної конструкції може скоротити енерговитрати та поліпшити умови експлуатації.
Ключові слова: грейферний кран, механізм керування, візок крана, канат.
Summary: In the work was developed reliable construction clamshell crane control mechanism. It was found that the use of new clamshell construction can reduce energy consumption and improve conditions of exploitation.
Key words: clamshell crane, control mechanism, trolley, rope.
Вступ
На сьогоднішній день головною проблемою гірничо-збагачувального та металургійного виробництв є висока собівартість продукції, що є наслідком значних енергетичних витрат, витрат на сировину, паливо, обслуговування та ремонт необхідного для переділу устаткування. Агломераційні фабрики обладнанні складами шихтових матеріалів. Для пересування і усереднення сипучих матеріалів використовують крани грейферного типу. Крани обладнані двома електроприводами – приводом механізму підіймання грейфера та приводом механізму відкривання – закривання щелеп грейфера. В грейферах застосовуються поліспастні блоки. Мета роботи – поліпшення умов експлуатації і скорочення енерговитрат за рахунок застосування грейфера з новим механізмом керування.
Аналітична частина
Грейферні крани відносять до підйомно-транспортного обладнання. На ПАТ «ПівдГЗК» в агломераційному цеху застосовують грейферні крани з об’ємом грейфера 3м3 . На складі коксу встановлено 2 крани, на складі вапняку встановлено 3 крани. Кран рухаючись по рельсовим шляхам уздовж складу виконує наступні операції: розвантажує полувагони, транспортує матеріал по площі складу і забезпечує постійне заповнення бункера шихтою.
Грейфер (рис.1) складається з двох щелеп 1, шарнірно з’єднаних з тягами 2. Для збільшення зусиль при зачерпуванні матеріалу на грейфері встановлені поліспастні блоки 3. Грейфер відкривається за рахунок застосування приводу механізму відкривання-закривання щелеп.
Аналіз конструкції грейфера і умов експлуатації дає всі підстави вважати, що у існуючого грейфера існує ряд недоліків, а саме: значні енерговитрати, експлуатаційні витрати – витрати на придбання канату. Дані недоліки усуваються шляхом застосування грейфера нової конструкції.
Рис. 1. Двоканатний грейфер
Грейфер зображено на рис.2. Грейфер складається з двох щелеп 1, шарнірно з’єднаних з тягами 2 верхньою траверсою 3. До канату 4 підвішений канатний блок 5. До складу канатного блока входять: гак 6 і упор 7. Гак 6 зчеплений з віссю упора 8. До гаку приварений кронштейн, до якого приєднаний вантажний канат 9, який призначений для відкриття щелеп. Вантажний канат 9 огинає блоки 10 і з’єднується з електроталлю.
У відкритому положенні грейфер (рис.3) опускається на вантаж. Кранівник послаблює канат 4 і канатний блок 5 опускається на упор 7. Вантажний канат 9 послаблюється і гак 6 з’єднується з віссю упора 8. Грейфер підіймається зачерпуючи вантаж.
Закритий грейфер може переміщуватись у межах робочого майданчику. При досягненні точки розвантаження (бункера) грейфер опускається до зіткнення з решіткою бункера. Кранівник послаблює канат 4 (водночас послаблюється канат 9) і канатний блок опускається на упор 7.
Рис.2. Модернізована конструкція грейфера з канатним блоком
Кранівник натягує вантажний канат 9 тим самим виводить гак 6 із зачеплення з віссю упора 8. Грейфер підіймається зачерпуючи вантаж. Вантаж висапається.
Рис.3. Грейфер у відкритому положенні
Розрахункова частина
Зусилля на гаку крана: за паспортом ;
Приймаємо перевантажувальний матеріал - кокс, з щільністю і крупністю 0,08 ;
Коефіцієнт тертя коксу по сталі: ;
Початковий опір здвигу: ;
Визначимо питомий тиск входження щелеп у кокс за формулою Вайнсона А.А. [1]
(1)
де - розмір куска коксу, ; - товщина листа щелеп грейфера з урахуванням скосу кромки, ; - середнє рекомендоване занурення щелеп в кінці замикання.
Сила опору входження щелеп
(1.1)
де - ширина грейфера,
Сила опору переміщенню коксу по щелепам і тертя у неї
(1.2)
Коефіцієнт
(1.3)
де - кут тертя коксу об сталь, ; - кут ковзання, ; - кут нахилу стінки розкритого грейферу, ; - середній задній кут щелеп,
Підставляючи значення у 1.3, отримаємо:
Параметр С
(1.4)
де - висота щелеп,
Так як , то приймаємо силову кратність поліспасту по [1].
За номограммою з [1], знаходимо коефіцієнти
Необхідна мінімальна вага грейфера
(1.5)
де - плече грейфера, ; - коефіцієнт враховуючий вплив форми щелеп і який залежить від кратності поліспасту,
Це означає, що гарантоване зачерпування коксу буде при вазі грейфера 4,3 т, а рекомендований грейфера має вагу 4,5 т.
Визначення параметрів електроталі
Загальне зусилля на гаку
(1.6)
де - маса грейферу, ; - маса вантажу (коксу),
Сила тертя (зусилля необхідне для виходу гака із зачеплення)
(1.7)
де - коефіцієнт тертя ковзання,
Зусилля підняття вантажу електроталлю
(1.8)
де - за кресленням
Висновки
У пропонованому грейферу спрощена його конструкція, що дозволяє спростити складання і ремонт грейфера.
Також у модернізованій конструкції грейфера виключається операція запасовки канатів.
Значна перевага у пропонованого грейфера полягає в тому, що виключається із експлуатації електродвигун механізму замикання щелеп грейфера марки МТН 611-10, потужністю 45 кВт.
Література
