Помощь студентам в учебе
Повышение безопасности работающего оборудования с грузом на тросовой подвеске
|
Введение 8
1 Современное состояние вопроса и методы повышения безопасности
работающего оборудования с грузом на тросовой подвеске 10
1.1 Классификация и характеристики грузоподъемных механизмов 10
1.1.1 Краны 11
1.1.2 Лифты 13
1.1.3 Подъемники - вышки 13
1.1.4 Тали 13
1.1.5 Лебедки 14
1.1.6 Домкраты 15
1.1.7 Грузозахватные приспособления 15
1.2 Опасности, связанные с эксплуатацией грузоподъемных
механизмов 17
1.3 Анализ способов гашения колебаний подвешенного груза 21
2 Объекты и методы исследования 27
2.1 Выводы и постановка задач исследования 27
2.2 Исследование вертикальных колебаний груза 27
2.2.1 Экспериментальная установка для проведения исследований.... 27
2.2.2 Проведение экспериментальных исследований и порядок
сохранения полученных результатов 37
2.3 Обработка результатов экспериментальных исследований 44
2.3.1 Колебания, вызванные началом движения груза 58
2.3.2 Выводы по результатам исследования вертикальных колебаний груза 60
3 Расчёт риска 61
Заключение 67
Список использованных источников 68
1 Современное состояние вопроса и методы повышения безопасности
работающего оборудования с грузом на тросовой подвеске 10
1.1 Классификация и характеристики грузоподъемных механизмов 10
1.1.1 Краны 11
1.1.2 Лифты 13
1.1.3 Подъемники - вышки 13
1.1.4 Тали 13
1.1.5 Лебедки 14
1.1.6 Домкраты 15
1.1.7 Грузозахватные приспособления 15
1.2 Опасности, связанные с эксплуатацией грузоподъемных
механизмов 17
1.3 Анализ способов гашения колебаний подвешенного груза 21
2 Объекты и методы исследования 27
2.1 Выводы и постановка задач исследования 27
2.2 Исследование вертикальных колебаний груза 27
2.2.1 Экспериментальная установка для проведения исследований.... 27
2.2.2 Проведение экспериментальных исследований и порядок
сохранения полученных результатов 37
2.3 Обработка результатов экспериментальных исследований 44
2.3.1 Колебания, вызванные началом движения груза 58
2.3.2 Выводы по результатам исследования вертикальных колебаний груза 60
3 Расчёт риска 61
Заключение 67
Список использованных источников 68
Грузоподъемные краны широко используются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. Несмотря на большую номенклатуру грузоподъемных кранов и разнообразие условий их эксплуатации они имеют общие основные показатели, по которым может быть произведена оценка их качества.
Основными качествами грузоподъемных кранов являются надежность и промышленная безопасность.
Надежность и промышленная безопасность в зависимости от назначения грузоподъемных кранов и условий их эксплуатации определяются такими показателями, как безотказность, долговечность, срок службы, ремонтопригодность и др.
Снижение показателей надежности и промышленной безопасности при эксплуатации грузоподъемных кранов приводит к снижению эффективности их работы, преждевременным отказам, повреждениям, несчастным случаям и авариям.
Число несчастных случаев и аварий, связанных с эксплуатацией грузоподъемных кранов, носит достаточно устойчивый характер, а в ряде случаев и возрастает. Средняя продолжительность временной нетрудоспособности из-за несчастных случаев, происшедших при эксплуатации грузоподъемных кранов превышают временную нетрудоспособность в целом по стране на 34 %.
Основными причинами повышенного уровня аварийности и травматизма при эксплуатации грузоподъемных кранов являются:
- неудовлетворительный уровень организации и функционирования системы управления промышленной безопасностью;
- низкий уровень исполнительской дисциплины руководителей, ответственных за безопасность труда;
- недостаточная профессиональная квалификация обслуживающего, инженерно-технического и рабочего персонала;
- несовершенство технологий и средств противоаварийной защиты;
- низкий уровень автоматизации погрузочно-разгрузочных,транспортных и складских работ;
- низкий уровень технической готовности объектов к безопасной эксплуатации в связи с их значительным физическим и моральным старением.
Основные фонды объектов экономики, в том числе и грузоподъемных кранов, не обновлялись последние 12-15 лет и к настоящему времени более 80 % грузоподъемных кранов из почти 280 тыс. единиц, находящихся в эксплуатации в Российской Федерации, исчерпали нормативные сроки эксплуатации, требуют замены или модернизации. Однако обновление производится крайне медленно: при норме 8-10 % темпы ежегодного обновления кранового парка не превышают 1 % в год, что приводит к дальнейшему увеличению доли грузоподъемных кранов с истекшими сроками службы.
Такое положение ведет к дальнейшему снижению общего технического уровня эксплуатируемых грузоподъемных кранов, снижению промышленной безопасности и приводит к авариям и несчастным случаям.
Для обеспечения безопасной работы грузоподъемные краны оснащаются эффективными средствами противоаварийной защиты - многофункциональными приборами и устройствами безопасности. Однако, анализ производственного травматизма и аварийности показывает, что более четверти аварий и несчастных случаев связаны с неисправностью приборов и устройств безопасности.
Одним из основных технических устройств, обеспечивающих надежность и промышленную безопасность грузоподъемных кранов, являются технические устройства гашения вертикальный колебаний груза.
Как известно, при резком включении тормоза подъемно-транспортной машины с тросовой подвеской груза при подъеме или опускании последнего возникают ударные нагрузки, которые вызывают вертикальные колебания. Указанные колебания снижают точность позиционирования груза и влекут за собой усталостные разрушения металлоконструкций машины. В связи с этим, актуальной задачей подъемно-транспортного машиностроения уже много лет является задача создания устройств, устраняющих колебания и оказывающих существенное влияние на динамику торможения.
Обеспечение надежности, долговечности и эффективности использования путем конструктивного усовершенствования механической части и технических устройств, устраняющие вертикальные колебания груза, повысит промышленную безопасность при эксплуатации грузоподъемных машин.
На защиту выносятся следующие положения, изложенные в диссертационной работе:
- математическая зависимость периода вертикальных колебаний груза от массы груза и длины каната;
- технические устройства двухступенчатого торможения, устраняющие вертикальные колебания груза.
Основными качествами грузоподъемных кранов являются надежность и промышленная безопасность.
Надежность и промышленная безопасность в зависимости от назначения грузоподъемных кранов и условий их эксплуатации определяются такими показателями, как безотказность, долговечность, срок службы, ремонтопригодность и др.
Снижение показателей надежности и промышленной безопасности при эксплуатации грузоподъемных кранов приводит к снижению эффективности их работы, преждевременным отказам, повреждениям, несчастным случаям и авариям.
Число несчастных случаев и аварий, связанных с эксплуатацией грузоподъемных кранов, носит достаточно устойчивый характер, а в ряде случаев и возрастает. Средняя продолжительность временной нетрудоспособности из-за несчастных случаев, происшедших при эксплуатации грузоподъемных кранов превышают временную нетрудоспособность в целом по стране на 34 %.
Основными причинами повышенного уровня аварийности и травматизма при эксплуатации грузоподъемных кранов являются:
- неудовлетворительный уровень организации и функционирования системы управления промышленной безопасностью;
- низкий уровень исполнительской дисциплины руководителей, ответственных за безопасность труда;
- недостаточная профессиональная квалификация обслуживающего, инженерно-технического и рабочего персонала;
- несовершенство технологий и средств противоаварийной защиты;
- низкий уровень автоматизации погрузочно-разгрузочных,транспортных и складских работ;
- низкий уровень технической готовности объектов к безопасной эксплуатации в связи с их значительным физическим и моральным старением.
Основные фонды объектов экономики, в том числе и грузоподъемных кранов, не обновлялись последние 12-15 лет и к настоящему времени более 80 % грузоподъемных кранов из почти 280 тыс. единиц, находящихся в эксплуатации в Российской Федерации, исчерпали нормативные сроки эксплуатации, требуют замены или модернизации. Однако обновление производится крайне медленно: при норме 8-10 % темпы ежегодного обновления кранового парка не превышают 1 % в год, что приводит к дальнейшему увеличению доли грузоподъемных кранов с истекшими сроками службы.
Такое положение ведет к дальнейшему снижению общего технического уровня эксплуатируемых грузоподъемных кранов, снижению промышленной безопасности и приводит к авариям и несчастным случаям.
Для обеспечения безопасной работы грузоподъемные краны оснащаются эффективными средствами противоаварийной защиты - многофункциональными приборами и устройствами безопасности. Однако, анализ производственного травматизма и аварийности показывает, что более четверти аварий и несчастных случаев связаны с неисправностью приборов и устройств безопасности.
Одним из основных технических устройств, обеспечивающих надежность и промышленную безопасность грузоподъемных кранов, являются технические устройства гашения вертикальный колебаний груза.
Как известно, при резком включении тормоза подъемно-транспортной машины с тросовой подвеской груза при подъеме или опускании последнего возникают ударные нагрузки, которые вызывают вертикальные колебания. Указанные колебания снижают точность позиционирования груза и влекут за собой усталостные разрушения металлоконструкций машины. В связи с этим, актуальной задачей подъемно-транспортного машиностроения уже много лет является задача создания устройств, устраняющих колебания и оказывающих существенное влияние на динамику торможения.
Обеспечение надежности, долговечности и эффективности использования путем конструктивного усовершенствования механической части и технических устройств, устраняющие вертикальные колебания груза, повысит промышленную безопасность при эксплуатации грузоподъемных машин.
На защиту выносятся следующие положения, изложенные в диссертационной работе:
- математическая зависимость периода вертикальных колебаний груза от массы груза и длины каната;
- технические устройства двухступенчатого торможения, устраняющие вертикальные колебания груза.
1) В работе проведен анализ состояния безопасности работающего оборудования с грузом на тросовой подвеске и сравнение основных методов её обеспечения. Изучены основные виды применяемого в промышленности грузоподъемного оборудования, их краткие характеристики и особенности. Рассмотрены типичные виды неисправностей, связанные с работой подъемного оборудования.
2) На основе данных технической литературы, информации о современных применяемых технологиях и запатентованных изобретений осуществлен анализ способов и технических устройств гашения вертикальных колебаний грузов.
3) На основе проведенного литературного обзора выдвинуто предположение о необходимости установления математической зависимости периода колебаний от высоты подвеса и массы груза, как при подъеме, так и при опускании груза, требуемой для внедрения в основу разработки автоматических систем торможения для устранения вертикальных колебаний груза.
4) В ходе экспериментальных исследований на базе программного обеспечения ADC8_TU, виброаппаратуры ВИ6-6ТН и электрической тали грузоподъемностью 0,5 т была подтверждена зависимость периода колебаний от высоты подвеса и массы груза. Изложены результаты проведенного математического моделирования, описаны способ и ход проведения эксперимента, доказана целесообразность применения результатов в качестве основы для дальнейшей модернизации средств обеспечения безопасности и снижения уровня колебаний грузов.
5) Изучена возможность внедрения результатов экспериментальных исследований в предлагаемые современным рынком комплексные технические системы, обеспечивающие безопасность грузоподъемных механизмов.
6) С учетом экспериментальных статистических данных, экспертных оценок и средних рыночных цен на детали грузоподъемных механизмов выполнена ориентировочная оценка величины технического риска в случае отказа от применения рассматриваемых технологий, обеспечивающих безопасность грузоподъемных механизмов.
Использование предлагаемого метода обеспечения безопасности работающего оборудования с грузом на тросовой подвеске позволяет значительно снизить риски, связанные с вертикальным раскачиванием груза, внедрение данного метода технически возможно, и в то же время экономически целесообразно.
2) На основе данных технической литературы, информации о современных применяемых технологиях и запатентованных изобретений осуществлен анализ способов и технических устройств гашения вертикальных колебаний грузов.
3) На основе проведенного литературного обзора выдвинуто предположение о необходимости установления математической зависимости периода колебаний от высоты подвеса и массы груза, как при подъеме, так и при опускании груза, требуемой для внедрения в основу разработки автоматических систем торможения для устранения вертикальных колебаний груза.
4) В ходе экспериментальных исследований на базе программного обеспечения ADC8_TU, виброаппаратуры ВИ6-6ТН и электрической тали грузоподъемностью 0,5 т была подтверждена зависимость периода колебаний от высоты подвеса и массы груза. Изложены результаты проведенного математического моделирования, описаны способ и ход проведения эксперимента, доказана целесообразность применения результатов в качестве основы для дальнейшей модернизации средств обеспечения безопасности и снижения уровня колебаний грузов.
5) Изучена возможность внедрения результатов экспериментальных исследований в предлагаемые современным рынком комплексные технические системы, обеспечивающие безопасность грузоподъемных механизмов.
6) С учетом экспериментальных статистических данных, экспертных оценок и средних рыночных цен на детали грузоподъемных механизмов выполнена ориентировочная оценка величины технического риска в случае отказа от применения рассматриваемых технологий, обеспечивающих безопасность грузоподъемных механизмов.
Использование предлагаемого метода обеспечения безопасности работающего оборудования с грузом на тросовой подвеске позволяет значительно снизить риски, связанные с вертикальным раскачиванием груза, внедрение данного метода технически возможно, и в то же время экономически целесообразно.