1. Общая часть

   1. Перспективы развития цгп

Цех гнутых профилей построен в 1977 году, сегодня цех достиг высоких показателей в производстве основной продукции благодаря работе слаженного коллектива высококвалифицированных работников.

Цех оснащен 4 профилегибочными станами, агрегатом перфорации, 2 агрегатами для производства гофрированных листов, 5 трубными станами. Ассортимент продукции, выпускаемой в цехе велик. Основным из них являются профили, трубы.

В настоящее время освоено более 265 типов холодногнутых профилей. Профили, изготавливаемые в цехе, - это, по существу, готовые детали для различных механизмов. Машин, тракторов, комбайнов, судов. Применение гнутых профилей позволяет машиностроительным предприятиям экономить до 25 % металла, а за счет прочности профилей создавать облегченные узлы различных машин. Впервые в мире, в Череповце освоен выпуск замкнутых сварных профилей прямоугольного и квадратного сечения для сельского хозяйства, машиностроения, строительства, автомобилестроения. В цехе выпускается ежегодно 70 тысяч тонн гнутых профилей и 155 тысяч тонн труб.

Трубный электросварочный стан 50-76 цеха гнутых профилей ПАО «Северсталь» согласно проектной документации предназначен для производства профильных труб с максимальной толщиной стенки 2,5 мм. В настоящее время существует тенденция к расширению сортамента в сторону увеличения толщины производимых профилей т.к. при строительстве крупных объектов например, спортивных сооружений для проведения олимпиады в Сочи, привело к значительной загрузке стана 21-89 ЦГП.

2. Назначение цеха, характеристика основного оборудования

Мостовой кран состоит из несущих металлических конструкций, грузовой тележки, крюковых подвесов, ограждений, площадок лестницы, кабины, приборов и устройств безопасности, рельсового пути грузовой тележки и наземного подкранового пути, троллей, токоприемников, электрооборудования. Несущие конструкции образованы путем соединения сваркой продольных (пролетных) и поперечных (концевых) балок моста, передвигающегося по наземному рельсовому пути внутри цеха или на открытой эстакаде. На мосту располагаются механизмы главного и вспомогательного подъема, механизмы передвижения моста крана и грузовой тележки. Грузовая тележка перемещается по рельсам, уложенным по верхнему поясу моста. К мосту со стороны, противоположной расположению главных троллеев, предназначенных для питания током крана, подвешивается кабина машиниста – крановщика. Для обслуживания троллеев и главных токоприемников, закрепленных на мосту крана, к металлоконструкции подвешивается вспомогательная кабина – люлька.

Мостовые краны, передвигающиеся по рельсовому подкрановому пути, закрепленному на колоннах, называют опорными в отличие от подвесных, подкрановый путь которых прикреплен к перекрытию зданий. Рельсовый путь мостовых кранов укладывают на подкрановые балки, опирающиеся на консоли колонн здания или открытую эстакаду. Вдоль продольных (продольных) балок расположены площадки металлоконструкции и сборочных единиц крана. Подход – минимальное расстояние по горизонтали от оси кранового рельса до вертикальной оси грузозахватного органа мостового крана. По концам концевых балок размещены ходовые тележки с приводом, обеспечивающие передвижение крана вдоль пролета здания (эстакады).

Подвод электроэнергии для питания приводов механизмов крана осуществляют по контактным проводам со скользящими по ним токосъемникам - троллеями по электрическому Абелю, тянущемуся за краном (тележкой).

Металлические конструкции мостовых кранов

Металлические конструкции мостовых кранов состоят из несущих частей и сборочных единиц и элементов, не участвующих в работе несущих конструкций. К несущим частям конструкции относятся: продольные и поперечные балки и мост в целом, рабочие площадки для размещения грузовой тележки, концевые балки, фермы, подтележные рельсы, ходовые колеса, подкрановый путь, детали крепления нерасчетных элементов. Не участвуют в работе несущих конструкций и являются самонесущими элементами площадки, настилы, лестницы, перила, ограждения, обшивка кабин, другие нерасчетные элементы.

Сталь, применяемая для несущих металлоконструкций, должна обладать однородной структурой и однородностью химического состава по всей длине проката, устойчивыми заданными показателями механической прочности. В требованиях, предъявляемых к стали, учтены конкретные условия эксплуатации мостового крана, что имеет особое значение в условиях их работы при отрицательных температурах.

Главная балка металлоконструкции моста крана выполнена сварной в виде двух вертикальных стенок и двух горизонтальных полок, называемых поясами. На верхнем поясе главных балок уложены подтележные рельсы. Вертикальная нагрузка от силы тяжести тележки и груза передается на вертикальные стенки поровну, поскольку рельс уложен симметрично относительно вертикальной оси главной балки. Горизонтальные нагрузки при пуске и торможении крана воспринимаются верхним и нижним поясами. Жесткость главных балок обеспечивается большими и малыми диафрагмами. Для троллейного токопровода и установки механизма передвижения и шкафа электрооборудования к наружным вертикальным стенкам главных балок на подкосах или штампованных кронштейна крепят троллейную и рабочую площадки, которые закрыты настилом из гофрированного листа и имеют перила. Рабочая площадка моста предназначена для установки центрального привода механизма передвижения, одновременно является переходной площадкой. В кранах с раздельным приводом рабочие площадки расположены только вблизи концевых балок.

Если главные балки мостов выполнены коробчатого сечения, то концевые балки также должны быть коробчатого сечения. Для обеспечения жесткости соединения с главными балками в концевых балках также устанавливают диафрагмы. Главную балку с концевой соединяют сваркой, болтами, заклепками.

Ферменная металлоконструкция оста крана состоит из главной фермы, которая через уложенный на ее верхнем поясе подтележечный рельс воспринимают нагрузку от действия силы тяжести тележки с грузом, и параллельно расположенной вспомогательной фермы. Главная и вспомогательная фермы связаны между собой верхней и нижней горизонтальными фермами, воспринимающими горизонтальные нагрузки, которые действуют на мост при пуске или торможении крана. Для обеспечения жесткости моста служат поперечные диафрагмы, которые устанавливают в плоскости стоек главной и вспомогательной фермы. Верхний и нижний пояса главной фермы выполнены из профиля таврового сечения, а стержни верхней и нижней ферм – из уголкового профиля.

Концевые балки кранов небольшой грузоподъемности изготавливают из двух сварных двутавров или швеллеров, между которыми устанавливают на неподвижных осях неприводные и приводные (с зубчатым венцом) ходовые колеса. На верхней горизонтальной ферме имеются настил для прохода вдоль моста крана и размещения механизма передвижения, а также ограждающие перила.

Механизмы подъема груза. Грузовая тележка.

Подъем и перемещение груза в поперечном направлении (вдоль пролетных балок моста) осуществляется подвижной тележкой, установленной на мосту крана. Подвижная тележка представляет собой сварную раму с размещенными на ней главным и вспомогательным механизмами подъема груза и механизмом передвижения тележки с поднятым грузом.

Механизм подъема груза является основным рабочим механизмом мостового крана, предназначенным для перемещения груза в вертикальном направлении (подъем и опускание). Согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» механизмы подъема груза выполняют так, чтобы опускание груза производилась только принудительно, включением двигателя. Подъем и опускание груза в мостовых кранах осуществляют различные механизмы, которые отличаются по типу привода, системе подвеса груза, конструктивному исполнению. Типовой механизм подъема груза состоит из электродвигателя, зубчатого цилиндрического редуктора, тормоза, соединительных муфт, зубчатых передач, промежуточного вала и канатного барабана. При включении двигателя крутящий момент с его вала через упругую муфту передается на входной вал редуктора. Одновременно муфта выполняет роль шкива тормоза. Увеличенный крутящий момент с выходного вала редуктора через зубчатую муфту передается на вал барабана. На вращающийся барабан полиспаста и соответственно подъем и опускание крюковой подвески.

Микродвигатель вращает центробежную (солнечную) шестерню и водило, соединенное с валом двигателя. При передаточном числе пять планетарной муфты обеспечивается установочная скорость барабана около 1% от основной. При работе с основной скоростью микродвигатель остановлен, двигатель включен, водило вращается вхолостую, сателлиты обкатывают неподвижную центральную шестерню и вращают обоюму при разомкнутом тормозе. При необходимости планетарная муфта может быть установлена на другой стороне редуктора.

Грузовая тележка мостового крана представляет собой сварную раму прямоугольой формы, установленную на ходовые колеса, на которой монтируются рабочие механизмы. Конструкция тележки включает два механизма подъема: главный (электродвигатель, редуктор, тормоз, барабан) и вспомогательный (электродвигатель, редуктор, тормоз, барабан). Оба механизма оснащены сдвоенными полиспастами с крюковыми подвесками. Каждый механизм снабжен двумя ограничителями: высоты подъема груза и грузоподъемности. Обычно тележки опираются на четыре ходовых колеса, соединены общим трансмиссионным валом. Вращение ходовым колесам сообщается от электродвигателя через редуктор. Механизм передвижения тележки снабжен тормозом, обеспечивающим его остановку и удержание в заданном положении. На одной из продольных балок тележки закреплена линейка, взаимодействующая с концевыми выключателями, расставленными по концам подтележечного рельсового пути. При воздействии линейки на концевой выключатель тележки автоматически останавливается ситуация. Механизмы тележки снабжаются электроэнергией через гибкий кабель, подвижно подвешенный к протянутому вдоль моста тросу.

В магнитных кранах возникает необходимость наматывания токопроводящего кабеля грузового электромагнита. С этой целью в конструкцию тележки включают специальный кабельный барабан, устанавливаемый в опорах параллельно основному барабану. На барабане закреплен зубчатый венец, получающий вращение от зубчатого колеса через промежуточную зубчатку. Колесо закреплено на хвостовике выходного вала редуктора. Для вращения кабельного барабана может быть использована и цепная передача. Напряжение к кабелю электромагнита подается через кольцевой токосъемник посредством скользящих контактов.

На грузовых тележках грейферных кранов устанавливается двухбарабанная лебедка (один барабан – для замыкающего каната, другой – для подъемного) или две одинаковые лебедки (одна для замыкания грейфера, другая для его подъема). При двух лебедках суммарная мощность электродвигателя возрастает на 20 – 30%, благодаря чему обеспечивается любое совмещение операций.

Механизмы передвижения мостов и тележек

Работа механизма передвижения заключается в совершении движений с грузом и без него в обоих направлениях моста. Механизмы передвижения мостовых кранов состоят из приводной части – электродвигателя, тормоза, приводных ходовых колес, передаточного устройства и неприводной части – холостых ходовых колес. Механизмы передвижения бывают с центральным приводом тихоходного вала и быстроходного вала, когда используют один двигатель и одно передаточное устройство. Применяется также механизм передвижения мостового крана с раздельным приводом, отличающийся от механизмов передвижения с центральным приводом тем, что около каждого приводного колеса с редуктором устанавливается свой электродвигатель, каждый электродвигатель при помощи зубчатых муфт и приводного вала соединяется с входным редуктором.

Хотя раздельный привод имеет удвоенное количество электродвигателей, редукторов и тормозов, однако он легок и удобен в изготовлении и монтаже.

Механизм передвижения с тихоходным валом состоит из электродвигателя, колодочного тормоза, редуктора, передающего вращение через зубчатые муфты трансмиссионному валу и далее ходовым колесам. У этого механизма частота вращения ходовых колес и трансмиссионного вала одинакова.

В механизме с быстроходным валом электродвигатель имеет два выходных вала, соединенных с трансмиссионным валом, зубчатыми муфтами, причем на последний смонтирован тормозной шкив для тормоза. Соединение зубчатыми муфтами предохраняет вал от искривлений, а подшипники вала и подшипники электродвигателя – от перегрузок, вызываемых неточностью установки при монтаже крана. Вал состоит из отдельных секций, соединенных компенсирующими муфтами, и опирается на подшипники качения. Концевые секции быстроходного вала соединены с цилиндрическими редукторами, установленными на концах площадки крана. Выходные валы редукторов передают вращение посредством муфт валам ходовых колес. Последние жестко закреплены на валах, смонтированных посредством сферических двухрядных самоустанавливающихся подшипников в буксах. Буксы с помощью сухарей и болтов жестоко закреплены в специальных нишах концевых балок.

В механизме передвижения с индивидуальным приводом каждое приводное колесо получает вращение от собственного электродвигателя через редуктор и затормаживается индивидуальным тормозом. При такой схеме привода из конструкции механизма передвижения исключается громоздкий трансмиссионный вал с опорами и муфтами. Нагрузка между приводами распределяется равномерно, а суммарная мощность электродвигателей не превышает мощности одного центрального двигателя. При этом маховые моменты роторов двигателей уменьшаются и облегчается пусковой режим. Электрическая схема включения двигателей обеспечивает синхронность их работы.

В механизмах передвижения кранов наибольшее распространение имеют горизонтальные редукторы с цилиндрическими зубчатыми шестернями. Применяют также и вертикальные редукторы. Передаточное устройство в механизмах передвижения с раздельным приводом устанавливают как можно ближе к ходовому колесу.

В механизмах передвижения мостовых кранов используются цилиндрические двухребордные ходовые колеса. При числе колес с каждой стороны моста больше двух их объединяют в тележки с сбалансированной подвеской.

Механизм передвижения грузовой тележки мостового крана аналогичен по конструкции механизму передвижения моста крана с тихоходным трансмиссионным валом. Конструктивные разновидности механизмов передвижения крановых тележек отличаются в основном расположение редуктора: центрально – относительно колеи тележки, либо консольном – с вынесением за пределы ее габаритов и способов соединения концом выходного вала редуктора и трансмиссионного вала.