Дипломная работа: Автомобильный кран

Для БВ:

146070+239500+220520+88208 = 694298 руб.

Для НВ:

147532+232366+231519+92607 = 704024 руб.

Пересчитаем суммарные эксплуатационные затраты учитывая, что НВ работает в году на 24 часа больше БВ.

Введём поправочный коэффициент:

 =2422/2398=1,01

При одинаковой выработке машино-часов суммарные эксплуатационные затраты на БВ равны: 694298=701241 руб.

Полученные данные по эксплуатационным затратам для БВ и НВ сводим в таблицу № 8.8.

Таблица № 8.8.

Суммировав все затраты получаем, что эксплуатационные затраты при одинаковой выработке машино-часов для БВ меньше на 2983 руб., чем для НВ.

Расчет приведенных затрат по сравниваемым вариантам.

, [10, стр.3], где

 - капитальные затраты по рассматриваемому варианту;

 - эксплуатационные затраты по рассматриваемому варианту;

Капитальные затраты для БВ:  руб.

Капитальные затраты для НВ:  руб.

Эксплуатационные затраты для БВ:  руб.

Эксплуатационные затраты для НВ:  руб.

Приведенные затраты для БВ:

 руб.

Приведенные затраты для НВ:

 руб.

Полученные данные по приведенным затратам для БВ и НВ сводим в таблицу № 8.9.

Таблица № 8.9.

Так как приведенные затраты по НВ меньше, чем по БВ, то это значит, что НВ наиболее эффективнее.

Расчет годового экономического эффекта.

,[10, стр.4], где

 - приведенные затраты по БВ;

 - приведенные затраты по НВ;

 руб.

Вывод: новый автомобильный кран дешевле рассмотренного аналога;

суммарные затраты на новый кран ниже, чем на рассмотренный аналог, что на ряду с новым более мощным и более скоростным шасси дает гораздо больший экономический эффект от приобретения крана именно на новом шасси.

ІV. Производственная и экологическая безопасность

Обеспечение безопасности труда при эксплуатации автомобильного крана КС-4572

Грузоподъёмные машины являются устройствами повышенной опасности. При работе с краном на крановщика могут воздействовать различные производственные факторы. Одни из них могут привести к травме крановщика, последствием других являются различного типа заболевания.

Безопасное состояние, эксплуатируемого крана, должно удовлетворять двум условиям:

·  исключение аварийной ситуации при проведении погрузочно-разгрузочных и транспортно – складских работах;

·  предотвращение воздействия на обслуживающий персонал опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации грузоподъёмной машины.

Выбор устройств безопасности зависит от конструкции и условий эксплуатации конкретной машины. В общем случае они делятся на четыре группы:

·  ограничение скорости;

·  ограничение перемещения;

·  ограничение грузоподъёмности;

·  защита оператора.

Выбор технических средств обеспечения безопасности труда при эксплуатации грузоподъёмных машин осуществляется на основе выявления опасных и вредных производственных факторов, характерных для технологического процесса перемещения грузов.

Все производственные факторы регламентируются

ГОСТ 12.0.003-74. К опасным производственным факторам можно отнести следующие:

·  движущиеся элементы и механизмы крана;

·  перемещаемые грузы;

·  используемые при погрузочно-разгрузочных работах приспособления;

·  электрический ток;

·  повышенная температура поверхностей оборудования и др.

Вредными для здоровья персонала производственными факторами являются:

·  повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

·  высокая влажность;

·  повышенные уровни шума, вибрации и др.

·  запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны.

Оценка механической безопасности при эксплуатации автомобильного крана

Движущиеся машины и механизмы, незащищённые подвижные элементы механизмов:

·  крюковая подвеска;

·  поворотная платформа;

·  валы гидромоторов и редукторов;

·  вращающийся барабан;

·  зубчатые колёса

представляют собой опасный производственный фактор. Для исключения контакта человека с опасной зоной применяются оградительные средства защиты: кожухи, щиты, решётки, сетки на жёстком каркасе, корпуса гидромоторов и редукторов, а также предупреждающие и указывающие плакаты. Все механизмы закрыты защитными кожухами или приспособлениями, предусмотренными в конструкции самого крана и соответствующие Правилам Госгортехнадзора. С целью безопасного доступа к механизмам на кране предусмотрены различные площадки и лестницы.

Также при работе крана возникает возможность обрыва каната при подъеме груза, вес которого превышает номинальную грузоподъемность более чем на 10%. Падение груза может привести к травмам людей, попавших в зону работы крана. Для того чтобы это не возникало, в конструкции крана предусмотрен ограничитель грузоподъемности, автоматически отключающий механизм подъема при превышении номинальной грузоподъемности. Подъём и перемещение мелкоштучных грузов должны производиться в специально предназначенной для этого таре, при этом должна исключаться возможность выпадения отдельных грузов.

Также при увеличении нагрузки на грузовые канаты выше допустимой, для исключения натяга и обрыва каната при подъеме груза на недопустимую высоту предусмотрен ограничитель высоты подъема. При подъеме груза должны применяться стропы, соответствующие весу поднимаемого груза. С учётом числа ветвей и угла наклона строп, их следует подбирать так, чтобы угол между их ветвями не превышал 90 градусов.

При работе крана возникает возможность его опрокидывания из-за неправильной установки. Поэтому необходимо соблюдать следующие условия:

·  устанавливать стреловой кран на краю откоса или канавы можно при соблюдении определённых расстояний, иначе откос должен быть укреплён. Так же не разрешается устанавливать кран для работы на свеженасыпанном, неутрамбованном грунте и на площадке с уклоном большим указанного в паспорте.

·  при необходимости установки стрелового крана на дополнительные опоры, он должен устанавливаться на все имеющиеся у него опоры. Под опоры должны подкладываться прочные и устойчивые подкладки. Подкладки под опоры крана не должны быть случайными, а являются его инвентарной принадлежностью.

Для предупреждения обслуживающего персонала, находящегося в непосредственной близости от рабочей зоны крана, в конструкции предусмотрен автоматический звуковой сигнал. Для того чтобы избежать, риска нанесения травмы людям, находящимся в зоне работы крана имеется ряд правил, которые должен выполнять крановщик:

·  подъём и перемещение груза не должны производиться, если под грузом находятся люди.

·  не разрешается опускать груз в автомашины при нахождении в её кузове людей.

·  запрещается подъём и перемещение груза с находящимися на нем людьми.

Острые кромки, заусенцы и шероховатость поверхностей изделий и оборудования представляют собой опасность повреждения для крановщика и обслуживающего персонала, следовательно, они применяют средства для исключения физического контакта с ними (применяются ломы, строповка производится строповщиком в рукавицах). Не допускается расположение рабочего места на значительной высоте относительно земли.

Для защиты посторонних людей, территория, на которой работает кран, должна быть ограждена из-за возможности нанесения им вреда перемещаемыми грузами и разрушающимися конструкциями.

Оценка эргономических характеристик условий труда крановщика при эксплуатации автомобильного крана

Эргономические условия труда определяются совокупностью психофизиологических факторов, возникающих в процессе трудовой деятельности.

Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы (по характеру действия делят на физические и нервно-психологические перегрузки). Физические нагрузки делятся на статические и динамические. Нервно-психологические нагрузки: умственное напряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда.

Физические и нервно-психологические перегрузки приводят к быстрому утомлению, ослаблению внимания, замедлению реакций.

Работа крановщика связана с рабочей позой сидя. Энергетические затраты организма для поддержания такой позы не большие, вследствие этого она является менее утомительной. В соответствии с ГОСТ 12.1.005 - 88 она относится к легкой физической работе.

На рабочем месте крановщика (в кабине) должен быть создан определенный микроклимат. Он характеризуется температурой воздуха, его влажностью и скоростью движения. Длительное воздействие на человека неблагоприятных условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям. В связи с этим на рабочем месте должны обеспечиваться допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, приведенные в таблице.

Допустимые показатели микроклимата на рабочем месте оператора (по ГОСТ 12.1.005 - 88).

В кабине крановщика органы управления - ручные и ножные. Предпочтительнее управление ручное, причем выгоднее использовать регуляторы, которые приводятся в движение рукой к себе или от себя. Для предотвращения дрожания руки и повышения точности движений требуется определенный момент сопротивления рукоятки в пределах 3…16,7 Нм. Для ножных педалей при полном их нажатии момент сопротивления должен составлять 20…80 Нм.

На кране предусмотрено освещение кабины и поворотной платформы посредством светильников. Для освещения рабочей территории применяется прожектор. Кабина крана отапливается обогревателем, вентиляция осуществляется при помощи вентилятора.

Для уменьшения перегрузок организма необходимо: повышать комфортность мест операторов, применять вентиляцию (кондиционирование). Освещённость на рабочих поверхностях пульта и рычагах управления должна быть не менее 20 лк. (ГОСТ 24378-80Е). Рабочее место оператора должно обеспечивать возможность обзора за грузозахватным органом при любом его расположении. При применении звуковой и световой сигнализации, уменьшение шума достигается путем совершенствования технологических процессов.

Оценка пожаробезопасности при эксплуатации автомобильного крана

На объектах, где эксплуатируется автомобильный кран, существует высокая степень возникновения пожароопасной ситуации. При возникновении пожара на людей в основном воздействуют: открытый огонь, искры, повышенная температура окружающей среды, предметов, токсичные продукты горения, дым, пониженная концентрация кислорода, попадающие части строительных конструкций и т.д.

Для предотвращения такой ситуации на этих объектах должны соблюдаться все правила техники безопасности. Для своевременного устранения уже возникшего непредвиденного возгорания на объектах должны быть предусмотрены средства борьбы с огнём. К таким средствам относятся огнетушители и рукава с водяным питанием. Также для борьбы с огнём может использоваться огнетушитель, входящий в комплект необходимых принадлежностей автомобильного крана. Он также используется для тушения электропроводки и электрооборудования крана.

Требования по обеспечению пожаробезопасности и соответствующие мероприятия по ее обеспечению излагаются в ГОСТ 12.1.004- 91 «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования».

Для обеспечения пожаробезопасности вся аппаратура управления размещена в герметизированном контейнере, электродвигатели всех механизмов имеют степень защиты от внешней среды.

Оценка акустической безопасности при эксплуатации автомобильного крана

Шум представляет собой сочетание звуков различной частоты и интенсивности. Звуковые волны могут представлять все частоты звуковых октав. Шум относится к психофизиологическим производственным факторам. Шум отрицательно влияет на организм человека, и в первую очередь на его центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Недопустимо, чтобы возникала шумоутомляемость рабочих и окружающих людей.

Повышенный уровень шума при работе зубчатых передач, подшипников качения, при вращении неуравновешенных частей машины вызывает общее утомление организма человека, замедляет психические реакции. Длительное воздействие шума снижает остроту слуха и зрения, повышает кровяное давление, утомляет центральную нервную систему, в результате чего ослабляется внимание, увеличивается количество ошибок в действиях рабочего, снижается производительность труда. Воздействие шума приводит к появлению профессиональных заболеваний и может явиться причиной несчастного случая.

Основным источником шума при работе крана является работающий двигатель.

Нормированная характеристика – уровень звукового давления (децибел). Человек воспринимает шум при уровне звукового давления до 100 дБ. При 100-120 дБ и частоте 2-5 Гц – затруднённое глотание. 125-137 дБ – летаргический сон. 140 дБ – лопаются барабанные перепонки.

Уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука в дБ на рабочем месте крановщика крана по ГОСТ 12.1.003-83 сведены в таблицу:

Из таблицы видно, что на некоторых частотах (250,500,1000,2000,4000 и 8000 Гц) величина фактического давления превышает допустимое значение. Вследствие этого при работе на этих частотах необходимо использовать средства индивидуальной защиты, такие как шлемофоны, наушники и т.д.

Для снижения шума применяют следующие методы: уменьшение уровня шума в источнике его возникновения, звукопоглощение и звукоизоляция, установка глушителей шума, рациональное размещение оборудования, применение средств индивидуальной защиты.

Для уменьшения механического шума необходимо: своевременная замена изношенных деталей механизмов, применение принудительной смазки, балансировки вращающихся элементов, использование звукоизолирующих кожухов, экранов, кабин.

В частности значительное снижение шума достигается при замене подшипников качения на подшипники скольжения (шум снижается на 10…15 дБ). Шум создаваемый работающим двигателем снижается за счёт установки глушителя. Средствами индивидуальной защиты от шума являются ушные вкладыши, наушники и шлемофоны, отвечающие требованиям ГОСТ 12.4.051-78. Согласно ГОСТ 12.1.003-83 «Уровень звукового давления на рабочем месте при умеренно напряжённом труде и лёгкой категории работ 70дБ».

Оценка вибрационной безопасности при эксплуатации автомобильного крана

Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле. Длительное воздействие вибрации ведет к профессиональной вибрационной болезни. Вибрация по способу передачи телу человека подразделяется на общую и локальную.

В автомобильном кране имеет место общая вибрация, в частности транспортно-технологическая (ГОСТ 12.1.012-90), которая передается через опорные поверхности на тело сидячего человека.

Фактические и допустимые значения параметров транспортно-технологической вибрации на рабочем месте крановщика крана определяются ГОСТ 12.01.012.

Для борьбы с вибрацией машин и защиты персонала от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением, например, тщательный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс. В качестве индивидуальной защиты персонала используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши, (отвечающие ГОСТ 20010-74), которые изготовляют из упругодемпфирующих материалов.

Обеспечение нормальных условий зрительной работы крановщика при эксплуатации автомобильного крана

Недостаточное освещение рабочего места затрудняет длительную работу, вызывает повышенное утомление и способствует развитию близорукости. Слишком низкие уровни освещенности вызывают апатию и сонливость.

Излишне яркий свет слепит, снижает зрительные функции, приводит к перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность. При недостаточности естественного освещения применяются источники искусственного света: лампы, прожектора, специальные осветительные установки. По ГОСТ 24378-80Е «Освещённость на погрузочно-разгрузочных площадках, в зоне работы крана и на грузозахватном устройстве, на любом уровне его подъёма и перемещения в горизонтальной плоскости» должна быть не менее  от наружной осветительной установки. По типу источника света освещение бывает естественное, искусственное и совмещенное.

Для расчета общего равномерного освещения используем метод коэффициента использования светового потока.

Размеры кабины: 1,3 х 1,45 м2 при высоте 1,85 м. Высота подвеса светильника общего освещения – 1,8 м.

Световой поток лампы Фл (лм) одного светильника находится по формуле:

,

где ЕН - минимальная нормированная освещенность, лк;

ЕН = 300 (лк) (по СНиП 23-05-95)

КЗ - коэффициент запаса, принимается в зависимости от загрязненности воздуха в помещении. КЗ = 1,4 (СНиП 23-05-95)

S - площадь помещения: S = 1,3 ∙ 1,45 = 1,9 (м2)

z – коэффициент минимальной освещенности, z = 1,15.

N - число светильников, N = 2.

η - коэффициент использования светового потока ламп (%), зависящий от типа светильника, коэффициента отражения потолка Roп и стен Roc , и индекса i формы помещения.

Индекс помещения:

,

где A и B - ширина и длина помещения; h - высота подвеса светильников над рабочей поверхностью. Для нашего случая:

для помещения Roп = 50% (светлый потолок), Roc = 30% находим коэффициент использования светового потока для светильника типа «Астра»: η = 21%

Находим световой поток одного светильника:

 (лм)

Выбираем лампы накаливания Г-125–135–150 со световым потоком 2280 лм. Отклонение рассчитанного светового потока от выбранного составляет +4%, что является допустимым.

Для полноценной работы крановщика в комфортных условиях необходимо наличие в кабине управления ламп накаливания со световым потоком не менее 2280 лм.

Обеспечение экологической безопасности при эксплуатации автомобильного крана

Согласно ГОСТ 12.0.003-74 опасные и вредные производственные факторы делятся на физические, химические, биологические и психофизиологические. Из этого числа к факторам экологической безопасности относятся химические и биологические.

Автомобильный кран работает от двигателя внутреннего сгорания, поэтому выхлопные газы представляют собой химически опасный производственный фактор. Также при эксплуатации крана не исключена возможность утечки нефтепродуктов из гидравлической системы с последующим их попаданием в почву. А при возгорании вылившихся нефтепродуктов, происходит заражению атмосферы в зоне возгорания.

При эксплуатации автомобильных кранов встаёт проблема хранения и утилизации, отработавших свой ресурс автомобильных шин и, повсеместно используемых на автомобилях в качестве энергоисточника, кислотных аккумуляторов.

Экологическая оценка выбросов в атмосферу при эксплуатации автомобильного крана

Автотранспорт относится к движущимся источникам загрязнения. Токсичными выбросами ДВС являются отработавшие и картерные газы, пары топлива из карбюратора и топливного бака. Основная доля токсичных примесей поступает в атмосферу с отработавшими газами ДВС. С картерными газами и парами топлива в атмосферу поступает приблизительно 45 % углеводородов от их общего выброса.

Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и, особенно от двигателя – источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора, выбросы оксида углерода увеличиваются в 4...5 раза. Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца. Около 70 % свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу с отработавшими газами, из них 30 % оседает на земле сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40% остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5...3 кг свинца в год. Концентрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине.

Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированного бензина неэтилированным.

Для очистки от СО и  отработанных газов дизельных автомобилей применяют аналогичный метод, например, для работающих в карьерах автосамосвалов КамАЗ – 4572.

Каталитический способ заключается в разложении озона с серебряно-пиролюзитовым (серебряно-марганцевым) катализатором.

Экологическая оценка отходов, возникающих при эксплуатации автомобильного крана

При эксплуатации автомобильных кранов встаёт проблема хранения и утилизации, отработавших свой ресурс автомобильных шин и, повсеместно используемых на автомобилях в качестве энергоисточника, кислотных аккумуляторов. Поэтому хранение отработавших аккумуляторов требует специальных мер предосторожности. На перерабатывающих предприятиях химической промышленности бывают пункты приёма экологически опасных веществ. Сбор, удаление и обезвреживание жидких и твердых радиоактивных отходов регламентируется ОСП-72/87. Контроль безопасности труда при захоронении радиоактивных отходов осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.048-85.

Колёсные покрышки, выработавшие свой моторесурс, могут быть подвергнуты специальной обработке. В результате, которой на них может быть наварен новый протектор, после чего шина снова может быть использована по назначению. Негодные шины сжигаются в специально оборудованных печах.

Автомобильный кран КС-4572 имеет гидравлический привод всех основных рабочих механизмов. Гидросистема (общая с баком) имеет ёмкость 400л. В определённых ситуациях любая составляющая гидросистемы может выйти из строя, что непременно повлечёт за собой утечку масла. Масло, попавшее на почву, приводит к изменению ее физико-химических свойств и нарушению сложившихся биологических взаимосвязей. Также возможно возгорание вылившегося масла, происходит заражение атмосферы в зоне возгорания.

Следовательно, на объектах эксплуатации крана должен быть предусмотрен специальный бак на случай утечки нефтепродуктов. Бак следует применять металлический с невысокими бортами (борта около 0,55 метра высотой и площадью около 2 метров квадратных). Объём такого бака получается более 1 куб. метра. Его следует размещать под гидравлической станцией крана, так как здесь наибольшая вероятность утечки из-за больших давлений.

Применение такого бака поможет предотвратить массовое попадание нефтепродуктов в почву.

Обеспечение защиты окружающей среды от шума ДВС

Оценка акустической безопасности при работе крана была приведена в разделе «Оценка акустической безопасности при эксплуатации автомобильного крана». Акустическая безопасность важна не только для обслуживающего персонала, но и для экологии.

Основным элементом защиты окружающей среды от шума ДВС - является глушитель. Расчёт глушителя производим по методике представленной в [12].

Оценка механического шума дизелей (двигатель КамАЗ-740.11, 240 лс.)

,

где  – коэффициент конструкции дизеля, для V- образных дизелей;

 - диаметр цилиндра;  – число цилиндров;  – эффективное давление;  – коэффициент тактности (для четырёхтактных двигателей);  – число оборотов коленчатого вала; Получим:

2. Расчёт аэродинамического уровня шума при всасывании.

Уровень шума открытого всасывания:  ,

где V – средняя скорость поршня;

Получим:

Основная частота шума всасывания:

 ,

После подстановки получим:

3. Расчёт глушителя (расширительной камеры).

Разность уровней шума:

,

где  дб - необходимое уменьшение уровня шума (по требованию заказчика).

Получим: L=119-90=29 дб.

С другой стороны

где - степень расширения глушителя;

 – длина расширительной камеры;

 - скорость звука в воздухе;

– волновое число; Имеем:

Расчеты показали, что необходимо применение глушителя длиной 0,9м с площадью поперечного сечения в три раза большей, чем площадь сечения всасывающего трубопровода.

Выводы: при эксплуатации на строительстве автомобильных кранов следует соблюдать все правила техники безопасности, характерные для данного вида работ. Обслуживающему кран персоналу следует соблюдать соответствующие инструкции при работе, а также иметь средства индивидуальной защиты от основных типов воздействия. Также должны быть предусмотрены возможности быстрого устранения аварий, возникших при работе с краном (пожаров, утечки нефтепродуктов и т.д.). Предложенные меры позволяют обеспечить безопасный труд персонала и защиту окружающей среды.

Литература:

1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации КС – 4572.

2. Инструкция по эксплуатации автомобиля КамАЗ. Москва 1981г.

3. Ермоленко В.А Расчёт механизма подъёма груза мостового крана:

методические указания. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004г.

4. Горелова Г.П., Чубаров Ф.Л. Расчёт объёмного гидропривода: Методические указания. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004г.

5. Решетов Д.Н. «Детали машин»: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. – 4-е издание. – М.: Машиностроение, 1989г.

6. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. «Конструирование узлов и деталей машин»:

Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. – М.: Высшая школа, 1985г.

7. Иванов М.Н., Иванов В.Н. «Детали машин. Курсовое проектирование»:

Учебное пособие для машиностроительных вузов. – М.: Высшая школа,1975г.

8. Ермоленко В.А. Расчёт механизма поворота крана на колонне:

Методические указания. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004г.

9. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. – М.: Машиностроение, 1986г.

10. Методические указания по разработке организационно-экономической части дипломного проекта по специальности «Подъемно-транспортные машины».

11. Справочник по кранам под редакцией Дукельского (Том1).

12. Сборник типовых расчётов по курсу: «Охрана труда»/ Под ред. С.В. Белова. – М.: Издательство МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1980г.