Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 1 из 38)

Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства

Введение

Наиболее эффективным и доступным средством механизации являются подъемно-транспортные машины. Даже самые простые подъемные и транспортирующие механизмы могут значительно облегчить погрузочноразгрузочные и транспортные процессы, требующие применения тяжелого физического труда.

Особенно эффективно применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства, когда механизируются и связываются воедино все смежные технологические процессы, когда исключаются какие-либо разрывы в звеньях, обеспечивающих механизацию данного производства.

Как и в других областях машиностроения, в области постройки подъемнотранспортных машин наша отечественная техника добилась выдающихся успехов. Мы строим уникальные мощные краны, экскаваторы, создаем совершенно новые типы грузоподъемных и транспортирующих машин.

Особенно большое значение механический транспорт имеет для металлургических предприятий, нуждающихся в своевременной доставке и вывозе огромного количества различных грузов: сырья, топлива, вспомогательных материалов, полуфабрикатов, готовой продукции, отходов.

Так, современный металлургический завод, производящий 5–6 млн. г стали, только потребляет около 30–35 млн. г сырья и различных материалов.

Одна лишь доменная печь объемом в 2000 м³ требует доставки к ней в сутки около 8800 г сырья и транспортировки от нее около 5800 т различных грузов (из них 3500 т чугуна). Следовательно, общий вес грузов, отнесенных к одной печи, достигает 14600 т в сутки.

Если учесть весь поток транспортируемых в доменном цехе грузов и прибавить к нему сырье и материалы, получаемые сталеплавильными и другими цехами, и дальнейшее транспортирование выплавленной стали в прокатные цехи, а оттуда – потребителям, то суточный межцеховой грузооборот завода составит 150000–200000 т, а внутрицеховой–в 2–3 раза больше.

На рис. 1 приведена схема основных грузопотоков металлургического завода. Из схемы видно, что большая часть поступивших на завод грузов перерабатывается в основных цехах–доменном, сталеплавильном и прокатном и меньшая– во вспомогательных.

Распределение грузов между цехами, доставка их к рабочим агрегатам, перемещение готовой продукции и отходов на склады, пункты погрузки для отправки с. завода и на отвалы осуществляется межцеховыми и внутрицеховыми подъемно-транспортными средствами.

Транспортировка грузов между цехами осуществляется, главным образом, железнодорожным, автомобильным и конвейерным видами транспорта, а внутрицеховая – кранами общего и специального назначения, различного рода конвейерами, подъемниками и другими подъемно-транспортными машинами и устройствами.

Современные высокопроизводительные грузоподъемные машины, имеющие высокие скорости и большую грузоподъемность, появились в

Рисунок 1.1- Схема грузопотоков металлургического завода.

результате постепенного совершенствования машин в течение долгого времени. Еще в глубокой древности производились строительные работы, связанные с поднятием и перемещением больших тяжестей, например, сооружение египетских пирамид (пирамида Хеопса высотой 146,6 м сооружена в XXVIII в. до н. э. и сложена из известняковых блоков массой до 30 т).

Сложной технической задачей являлись перемещение и установка колонн храма в Гелиополе (Ливан) массой до 360 т, мраморных балок храма Артемиды длиной до 90 м, купола диаметром 9 м на гробнице короля Остготов (VI в. н. э.) в Равенне, высеченного из одного куска камня и доставленного к месту постройки за 100 км.

Дальнейшее развитие подъемная техника получила в Греции и Риме.

Знаменитый Архимед применил рычажные подъемные устройства для защиты г. Сиракуз на о. Сицилия (212 г. до н. э.). В трудах Герона Александрийского имеются описания лебедок и подъемных кранов с ручным приводом (120 г. до н. э.). Римляне широко использовали вороты с конным приводом.

В эпоху средневековья развитие подъемно-транспортной техники приостановилось. В XI–XII вв. в связи с развитием торговли, мореплавания и горно-металлургической промышленности началось быстрое развитие грузоподъемных машин. Появились первые прототипы современных кранов с ручным приводом и приводом с помощью топчаковых колес. Сначала эти краны изготовляли из дерева и только оси и крюки из стали.

В 20-х годах XIX в. был создан паровой двигатель, а в 1860 г. первый кран с паровым двигателем. В 80-х годах того же века начали применять краны с электрическим двигателем. Широкое промышленное применение электропривод получил благодаря работам русского ученого М. О. Доливо-Добровольского (1862–1919), который создал систему трехфазного тока и изобрел простой и надежный асинхронный двигатель, а также разработал ряд электротехнических аппаратов, нашедших широкое применение в промышленности.

Большая заслуга в развитии подъемно-транспортной техники принадлежит русским механикам. Еще в XI в. для подъема тяжестей при возведении Софийского собора в Новгороде строители использовали сложные системы полиспастов. В XIV–XV вв. широко применяли различные системы воротов и блоков. В 1677 г. на колокольню Московского. Кремля подняли Большой Успенский колокол массой 130 т. Для подъема колокола были использованы деревянные рычаги, полиспасты и вороты. Для облегчения подъема колокол был соединен цепями с противовесом.

В XVIII в. на металлургических заводах Урала, Алтая и Забайкалья применялось разнообразное подъемно-транспортное оборудование для загрузки доменных печей, откатки вагонеток и др. В 1764 г. механик рудника близ Нижнего Тагила Е. Г. Кузнецов соорудил многоковшовый цепной водоподъемник, переоборудованный им в подъемник для руды.

В 1768 г. механик и гидротехник К. Д. Фролов создал комплексную установку для подъема руды и удаления воды из шахт Змеиногорского рудника на Алтае, приводимую в действие давлением воды.

В 1769 г. был перемещен на большое расстояние каменный монолит размерами 15х9x7 м и массой более 1000 т для памятника Петру I. Каменный монолит был доставлен к берегу Невы и по ней – в Петербург. По суше его перемещали на медных шарах, уложенных в обшитые медными листами желоба (первый прототип шарикоподшипника), с помощью воротов и полиспастов.

В 1832 г. перед Зимним дворцом в Петербурге была установлена Александровская колонна массой около 600 т. При ее установке было использовано 60 воротов.

В 1834 г. при помощи канатов, полиспастов и воротов была осуществлена доставка и установка 48 колонн Исаакиевского собора в Петербурге, каждая массой примерно 100 т.

Большой вклад в развитие науки и подъемно-транспортной техники внесли русские ученые, создавшие первые книги, в которых была описана подъемная техника. В книгах «Устав ратных пушечных и других дел» (1607 г.) и в «Книге переписной по тульским металлургическим заводам» (1647 г.) даны первые описания подъемных машин. Г. Г. Скоряков-Писарев написал книгу «Краткий учебник механики» (1722 г.), в которой были изложены расчеты подъемных машин. М. В. Ломоносов в книге «Первые основания металлургии и рудных дел» (1763 г.) дал описание подъемных и транспортных устройств, применяемых на заводах и рудниках. И. А. Вышнеградский написал «Курс подъемных машин» (1872 г.), в котором довольно точно определил большое значение курса такими словами: «кто умеет строить краны, тот сумеет любую машину построить».

Дальнейшее развитие наука о подъемно-транспортных машинах получила в трудах видных русских ученых-механиков профессоров Н. П. Петрова, А. М. Самуся, А. И. Сидорова, Л. 3. Ратновского, М. Н. Берлова и других, которые внесли важный вклад в расчеты и основы конструирования машин.

Наука в области ПТМ достигла большого развития в трудах известных советских ученых – П. С. Козьмина, О. А. Спиваковского, Н. Ф. Руденко, Л. Г. Кифера, И. И. Абрамовича, А. И. Дукельского, М. П. Александрова и др. Ведущим институтом в области исследования, создания и совершенствования подъемно-транспортной техники являлся Всесоюзный научно-исследовательский институт подъемно-транспортного машиностроения (ВНИИПТМаш). Большую работу по созданию и усовершенствованию ПТМ проводят специальные конструкторские бюро и проектные организации заводов подъемнотранспортного оборудования: Ленинградского завода подъемно-транспортного оборудования им. Кирова; Одесского завода им. Январского восстания, Узловского машиностроительного завода и др.

В современные машины закладываются следующие основные принципы: стандартизация, унификация и блочность конструкции. Технико-экономическим анализом устанавливают наиболее оптимальные типы машин и их параметры, определяют число типоразмеров деталей и узлов, что позволяет повысить качество машин и экономичность их эксплуатации и ремонта.

Нормы проектирования, изготовления и эксплуатации грузоподъемных машин регламентированы Государственным комитетом по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору (Госгортехнадзором).

Б л о ч н о й называют конструкцию, состоящую из самостоятельных узловблоков, соединенных между собой посредством легкоразъемных соединений. К таким блокам в кранах можно отнести крюковые подвески, муфты, тормоза, редукторы, ходовые колеса с буксами и т. д.

В настоящее время принцип блочности используют не только для механизмов, но и в металлических конструкциях, что позволяет организовать поточные линии для серийного изготовления унифицированных узлов металлоконструкций с соблюдением взаимозаменяемости узлов.