Дипломный проект: «Плавающий противовес к трубоукладчику ТГ-124 на базе трактора Т-170».
В ходе дипломного проекта были освещены вопросы, касающиеся модернизации крана-трубоукладчика и его эксплуатации. Цель модернизации заключалась в замене стандартного противовеса на плавающий с учетом всех прочностных характеристик при неизменной нагрузке. Замена противовеса приводит к увеличению момента грузовой устойчивости, вследствие чего повышается грузоподъёмность.
Список листов с чертежами:
Трубоукладчик гусеничный ТГ-124. Вид общий.
– Противовес. Вид общий.
– Рама противовеса, расчет на прочность. Плакат.
– Система запирания грузов противовеса. Плакат.
– Стрела. Общий вид.
– Стрела, расчёт на прочность. Плакат.
– Шарнир стрелы, расчёт на прочность. Плакат.
– Трубоукладчик расчётная схема. Плакат.
– Принципиальная гидравлическая схема.
– Технико-экономические показатели. Плакат.
– Технология изготовления детали. Плакат.
– Трёхкулачковый патрон. Сборочный чертёж.
1. Грузоподьёмность номинальная 14 т
2. Максимальная нагрузка на крюке при выполнеии работ 14 т
3. Высота подъёма крюка на вылете от уровня стоянки 5,2 м
4. Глубина опускания крюка от уровня стоянки 5,0 м
5. Вылет максимальный 5,6 м
6. Вылет минимальный 1,5 м
7. Скорость подьёма опускания груза: наибольшая 0,158 м/с, наименьшая 0,07 м/с.
8. Максимальное тяговое усилие на ведущем колесе 155 кН
9. Максимальный продольный уклон, преодолеваемый при движении крана трубоукладчика без груза на крюке 25 град.
10. Момент устойчивости 34,8 тм.
11. Удельное давление на грунт максимальное 0,25 МПа.
12. Масса конструктивная: трубоукладчика 21,8 т., базового трактора 14,03 т., грузоподъёмного оборудования 7,77 т., противовеса 4,85 т.
13. Марка двигателя Д-160
14. Номинальная мощность 117 кВт
15. Предельный уклон, на котором разрешается работа крана трубоукладчика без ускорения 10 градусов
16. Допустимый уклон местности (продольный, поперечный), на котором разрешается работа крана трубоукладчика с единичным грузом 10 градусов.
17. Предельный поперечный уклон в сторону стрелы, на котором разрешается работа крана трубоукладчика при укладке трубопровода, градусы до 15%.
Введение
1 Обзор и анализ конструкций кранов-трубоукладчиков
1.1 Патентный поиск
1.2 Описание серийной выпускаемых трубоукладчиков
1.3 Описание прототипа
2.1 Основные параметры и технические характеристики трубоукладчиков
2.2 Расчет продольной устойчивости
2.3 Расчет устойчивости при уклоне в сторону груза
2.4 Расчет давления на грунт
2.5 Тяговый расчет
2.6 Расчёт гидропривода
2.7 Определение расчетных нагрузок на ось стрелы
2.8Описание процессы работы расчета на прочность
3. Технология изготовления детали
3.1 Определение режимов резания при черновое точение
3.2 Определение режимов резания при чистовом точение
3.3 Определение режимов резания при сверлении
3.4 Приспособление для изготовления детали
4 Экономический расчет
4.1 Введение
4.2 Определение годовой эксплуатационной производительности
4.3 Определение годовых текущих издержек потребителя
4.4 Определение хозрасчетного экономического эффекта
5 Безопасность жизнедеятельности
5.1 Введение
5.2 Анализ вредных факторов в кабине оператора
5.3 Шум и вибрация
5.4 Инструктажи рабочих
5.5 Санитарно-бытовое обслуживание
5.6 Медицинский и профессиональный осмотры и отборы
5.10 Экологическая безопасность
5.10.1Охрана поверхностных и подземных вод от истощения и загрязнения
5.10.2 Восстановление (рекультивация) земельного участка. Охрана растительного и животного мира
5.10.3Ответственность за нарушение природоохранного законодательства
5.11 Расчет норм и правил эксплуатации трубоукладчика ТГ-124
Заключение
Список использованных источников
Приложение
Чертежи выполнены в AutoCAD и Компас. Dwg и Cdw формат файлов.
Данная спецтехника представляет собой машину, которая используется для прокладки труб, их перемещения, погрузки, удерживания в определенном положении для проведения ремонтных работ ил сварки.
Основные рабочие движения:
- подъем груза,
- опускание груза,
- передвижение вместе с грузом,
- изменение вылета стрелы.
Кран трубоукладчик появился в СССР, В эпоху «пятилеток» остро стояла задача ускорения строительства. Основой техники стал гусеничный трактор. На него установили привод, стрелу, лебедку, контргруз, обойму (подвесную и стреловую), раму и гидросистему. Такая конструкция стала выпускаться отдельным модельным рядом спецтехники. Также началось изготовление специального оборудования для укладки труб и оснащение им уже выпущенных базовых тракторов.
Обычно (для отечественных производителей) наименование трубоукладывательных кранов состоит из буквенной и цифровой части. Первые 2 буквы обозначают типовую принадлежность (ТГ -трубоукладчик гусеничный, ТК — трубоукладчик колесный). Далее — грузоподъемность в тоннах, затем — номер конкретной модели. После цифрового кода могут снова идти буквенные обозначения модернизации (А, Б, В, …), климатическое исполнение (ХЛ — для северных районов, Т — для тропического климата). Например, ТГ-124 А — гусеничный трубоукладчик грузоподъемностью 12 т, модель четвертая, модернизация первая.
Есть и другие обозначения: ТР, ТГ, ТО среди наиболее популярных марок COMATSU, VOLVO и многих других.
Преимущества подобных машин:
- хорошая проходимость,
- незначительное давление на покрытие (асфальт, грунт),
- используются в разных климатических условиях,
Классификация трубоукладчиков
По типу ходовой части:
- гусеничные,
- пневмоколесные.
По конструктивным особенностям:
- оснащенные лебедкой,
- оснащенные отвалом.
По особенностям привода:
- одномоторные (механический привод),
- многомоторные (гидравлический привод).
Виды трубоукладчиков по диаметру труб, для укладки которых они предназначены, краны для труб:
- малого диаметра (до 530 мм),
- среднего диаметра (до 1200 мм),
- большого диаметра (до 1420 мм).
Согласно виду подвески стрелы:
- техника с гибкой подвеской,
- техника с жесткой подвеской.
Принцип работы крана
Трубоукладчик состоит из шасси, навесного оборудования, системы управления.
Гусеничные модели выпускаются на базе серийных гусеничных тракторов (трубоукладочные модели), Допускается также переоборудование тракторов. Колесная техника базируется на четырехколесном шасси, отличающемся повышенной маневренностью и проходимостью. Все колеса на кране ведущие, предусмотрен бортовой поворот.
Шасси включает в себя двигатель, силовую передачу, ходовую часть. Двигатель осуществляет преобразование тепловой энергии топлива в механическую, которую коленчатый вал передает силовой передаче. Силовая передача — механизмы, передающее вращательное движение от вала к колесам или гусеницам. Ходовая часть — все механизмы, которые осуществляют непосредственное движение колес и гусениц.
Навесное оборудование представляет собой следующие механизмы: лебедка (а также ее привод), стрела, крюк, контргруз, верхняя рама.
Система управления отвечает за согласованность работы ходовой части, навесного оборудования, адекватный ответ механизмов на действия оператора.
Технические характеристики трубоукладчиков
Грузоподъемность — 12,5 — 35 т.
Максимальный вылет крюка при реализации номинальной грузоподъемности — 1,53-1,72 м.
Максимальный вылет крюка — 5,5 -6,5 м.
Мощность — 117-132 кВт.
Скорость подъема крюка — 0,097-0,327 м/с.
Скорость опускания крюка — 0,097-0,457 м/с.
Скорость передвижения — 0,57 — 2,47 м/с.
Купить новый трубоукладчик Komatsu (Комацу) D355C 3 (Д355С), ЧЕТРА на базе гусеничного / колесного трактора или навесной вариант стало доступно с помощью онлайн каталога «СПЕЦТЕХНИКА» по отпускной цене завода-производителя, благодаря опубликованным адресам изготовителей, официальным сайтам, телефонам департамента продаж каждого продуцента.Представленные контактные данные позволяют быстро согласовать условия прямой поставки нового крана трубоукладчика, возможную скидку на отпускную цену изготовителя, оформить договор купли-продажи напрямую без торговых посредников и купить выбранный в каталоге трубоукладчик ТГ, ТР, ТБГ, ТБ, ОМТ, ЧЕТРА, ЧТЗ, Komatsu (Комацу; Коматсу), Caterpillar (Катерпиллер), Liebherr (Либхер), Volvo (Вольво), Shantui (Шантуй) в отделе сбыта по цене указанной в прайс-листе завода-производителя.
Производители краны трубоукладчики.
В каталоге размещен список производителей трубоукладчиков из России, Китая, Германии, Польши, США, Японии:Caterpillar S.R.L. США
Komatsu Ltd. Япония
Liebherr-International AG. Германия
LiuGong Dressta Machinery Sp. z o.o. (ранее Huta Stalowa Wola S.A.), Польша
Shantui construction machinery CO., Ltd. Китай
Volvo Construction Equipment Int. AB, Швеция
Земетчинский механический завод ОАО, Россия
Березовский ремонтно-механический завод ООО (БРМЗ), Россия
Михневский ремонтно-механический завод ОАО (МРМЗ), Россия
Промтрактор ПАО (Чебоксарский завод промышленных тракторов ОАО), Россия, Чебоксары
Челябинский тракторный завод-УРАЛТРАК ООО. (ЧТЗ), Россия
Краны трубоукладчики - виды.
Краны трубоукладчики классифицируют на виды по ряду признаков:1.по виду ходового устройства:
- гусеничные;
- колесные;
- суда.
2.по грузоподъемности:
- легкие, для труб диаметром до 500мм;
- средние, для труб диаметром до 1200мм;
- тяжелые, для труб диаметром до 1420мм;
Устройство крана трубоукладчика и его основные конструктивные элементы: стрела, лебедка, противовес
Устройство трубоукладчика напоминает конструктивно стреловой гусеничный кран с противовесом, оборудованный лебедками главного/вспомогательного подъема без основных элементов поворотного механизма. Для многих моделей в качестве ходового устройства используют серийные гусеничные трактора оснащенные бульдозерным отвалом.Тяжелые трубоукладчики как правило требуют создания специальных транспортных устройств с усиленными гусеничными тележками, на которые монтируется основные элементы - двигатель, гидромеханичская трансмиссия, кабина, стрела на тросовой подвеске, стреловые и грузовые лебедки с гидроприводом, выдвигающийся или откидывающийся гидравлическим цилиндром противовес.
Эксплуатация кранов трубоукладчиков по правилам не возможна без приборов безопасности, которые автоматически реагируют на превышение допустимого веса поднимаемой трубы и блокируют работу гидравлических моторов барабанов обоих лебедок. Они ограничивают максимальную высоту подъема плети труб, реагируют на превышение допустимого вылета стрелы и как следствие позволяют своевременно увеличивать массу противовеса, увеличивая устойчивость.
Кран трубоукладчик - устойчивость.
На уровень устойчивости трубоукладчика влияет величина опорного контура в поперечном сечении, масса противовеса и место расположения центра тяжести машины. Чем шире расставлены гусеничные тележки ходовой базы, больше вес контргруза и ниже центр тяжести, тем большей устойчивостью обладает трубоукладчик.Обычно в техническом задании на проектирование указывается для подъема каких труб проектируется данная модель, а исходя из этого первоначально проводят расчеты на устойчивость и далее выбирается необходимый вид транспортной базы – количество опорных катков в тележке, ширина траков, какой массы будет противовес, мощность дизельного двигателя, вид трансмиссии и стрелового оборудования.
Экскаватор - трубоукладчик.
Гусеничный экскаватор в качестве трубоукладчика может
использоваться при прокладке магистральных газопроводов только для труб
диаметром до 300мм, чтобы не повредить механизм опорно-поворотного
устройства (ОПУ) не рассчитанного на большие статические нагрузки и
опорные катки гусеничной тележки. По этой причине серийные экскаваторы
требуют серьезной доработки и их нельзя эксплуатировать при укладке труб
без разрешения изготовителя. В Голландии фирма Delta производит
кран-трубоукладчик на базе экскаватора Катерпиллер 345CL по согласованию
с заводом-производителем Caterpillar s.a.r.l. Кран трубоукладчик - перевозка.
Перевозка трубоукладчика на гусеничном ходу к месту производства работ производится на полуприцепах тяжеловозах соответствующей грузоподъемности специализированными компаниями, имеющими лицензию на право транспортировки негабаритной спецтехники по дорогам общего пользования. В нашем каталоге размещены названия организаций профессионально занимающихся перевозками крупногабаритных грузов по территории России.Морское судно - самое большое и быстрое
Морское судно трубоукладчик укладывает на морское дно предварительно сваренную готовую нитку трубопровода с помощью огромного крана прямо с палубы корабля. Работа производится в рамках предварительно разведанной водолазами на дне трассы, с использованием GPS навигации космического спутника. Строительство многих подводных трубопроводных магистралей производится при помощи самое большого и быстрого судна трубоукладчика под наименованием «Solitaire».Назначение крана трубоукладчика.
Назначение трубоукладчика – подъем, перемещение, укладка готового трубопровода в заранее выкопанную траншею, удержание трубы с центратором при сварке ее с готовой плетью труб и проведения комплекса работ по изоляции стыковых сварочных швов. На трубах большого диаметра работы по укладке производятся сразу несколькими машинами колонной, двигающейся вдоль траншеи с одинаковой скоростью. Данный способ позволяет решить вопрос грузоподъемности и избежать деформации трубопроводов в местах изгиба, а малая скорость посадки позволяет им практически одновременно опускать или поднимать трубы, выравнивая место стыка для сварки.История создания и производства кранов трубоукладчиков.
Если вспомнить историю пароизводства, то краны трубоукладчики как вид техники появились относительно недавно. В конце прошлого века в бывшем СССР стали интенсивно разрабатываться нефтегазовые месторождения. Появилась необходимость транспортировки огромных объемов нефти и газа из восточных районов в центр страны. Именно здесь находились основные потребители. Одновременно было начато строительство знаменитого газопровода, восточная Сибирь - Центр - Европа.
Трубоукладчики как правило изготавливаются на базе гусеничных тракторов (реже колесных), которые выпускаются серийно. Шасси трактора дорабатывают и на него монтируется с левой стороны стрела на гибкой подвеске, лебедки, гидравлический противовес для обеспечения требуемой устойчивости. Кабина также дорабатывается, с целью увеличения обзорности с левой стороны и удобства работы оператора. Трансмиссия обычно гидромеханическая. Бульдозерный отвал на тяжелые модели не ставится. Для уменьшения давления на почву траки левой гусеница шире чем на правой.
Самый большой трубоукладчик обладает максимальной грузоподъемностью 100т на вылете 1,2 метра, а его вес более 60тонн. Высота подъема крюка достигает восьми, а вылет девяти метров. Этого достаточно, чтобы производить укладку любых труб диаметром до 1420мм, которые сегодня выпускает металлургическая промышленность России.
Для укладки труб малого диаметра наши заводы тогда производили несколько моделей специальной грузоподъемной техники. Но когда появилась потребность прокладки магистральных газопроводов диаметром 1420 мм. потребовались более грузоподъемные краны-укладчики. Отечественная промышленность такие машины не производила, а зарубежные продуценты (Komatsu, Caterpillar) отказались их продавать. Было принято решение освоить производство трубоукладчиков грузоподъемностью 50 тонн на заводе Строймаш, г. Стерлитомак. Техника с требуемыми характеристиками была спроектирована и запущена в серию.
В последние годы в России строится нитка газопровода в Китай. Строительство ведется в трудных условиях вечной мерзлоты, при полном отсутствии подъездных путей. Уже построена значительная часть газопровода, однако предстоит еще выполнить огромные объемы работ, для выполнения которых потребуется спецтехника для укладки труб. На западе строятся южный и северный потоки. Значительная часть магистралей будет проложена по дну моря, для чего потребуются специальные морские суда трубоукладчики, производство которых еще предстоит освоить российским судостроительным предприятиям.