Planning and checking crane quality

Full text

(1)UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO. Simon LESJAK. NAČRTOVANJE IN PREVERJANJE KAKOVOSTI ŽERJAVA Diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje Strojništvo. Maribor, september 2013.

(2) NAČRTOVANJE IN PREVERJANJE KAKOVOSTI ŽERJAVA Diplomsko delo. Študent:. Simon LESJAK. Študijski program:. Univerzitetni študijski program 1. stopnje Strojništvo. Smer:. Proizvodne tehnologije in sistemi. Mentor:. red. prof. dr. Bojan AČKO. Somentor:. doc. dr. Andrej GODINA. Maribor, september 2013.

(3) II.

(4) IZJAVA. Podpisani Simon Lesjak izjavljam, da: •. je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom red. prof. dr. Bojana AČKA in somentorstvom doc. dr. Andreja GODINE;. •. predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;. •. soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet Univerze v Mariboru.. Maribor, 9. 9. 2013. Podpis: ___________________________. III.

(5) ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju red. prof. dr. Bojanu AČKU ter somentorju doc. dr. Andreju GODINI za pomoč in vodenje. pri. opravljanju. diplomskega. dela.. Zahvaljujem se tudi kolektivu podjetja Palfinger Marine, d. o. o., ter Maji Klemenc za pomoč in razumevanje, ki so mi ga izkazali v toku nastanka diplomskega dela. Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili študij.. IV.

(6) NAČRTOVANJE IN PREVERJANJE KAKOVOSTI ŽERJAVA Ključne besede: žerjav, preverjanje skladnosti, prevzemna družba UDK: 621.87:658.581(043.2). POVZETEK Diplomsko delo obravnava načrtovanje in preverjanje kakovosti žerjava glede na prevzemne družbe. Prevzemne družbe podjetju podajo določene omejitve in predpise, ki jih podjetje mora upoštevati pri izdelovanju izdelka. V diplomskem delu smo izdelali vzorčni model za pripravo dokumentacije, ki na ustrezen način predstavlja dokaz o ustrezni kakovosti poljubnega izdelka. Podali smo natančne smernice in navodila prevzemne družbe GL o načrtovanju in preverjanju kakovosti žerjava podjetja Palfinger Marine, d. o. o.. V.

(7) PLANNING AND CHECKING CRANE QUALITY Key words: crane, verification of compliance, classification society UDK: 621.87:658.581(043.2). ABSTRACT This thesis deals with planning and checking the quality of cranes according to the classification society. These classification societies give specific restrictions and regulations, which companies have to follow when making the product. In this thesis we have made a sample model for the preparation of the documentation, which presents proof of the appropriate quality of any product, in a suitable way. We have given detailed guidelines and instructions, extended from the classification society of GL, on planning and checking the quality of Palfinger Marine, d. o. o., company cranes.. VI.

(8) KAZALO 1. 2. 3. UVOD ................................................................................................................................ 1 1.1. OPIS PODROČJA DIPLOMSKEGA DELA ............................................................................ 1. 1.2. NAMEN, CILJI IN TEZE DIPLOMSKEGA DELA ................................................................... 2. 1.3. PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE ........................................................................................ 2. 1.4. PREDVIDENE METODE RAZISKOVANJA .......................................................................... 2. 1.5. STRUKTURA DELA ......................................................................................................... 2. OPIS IN OPREDELITEV ŽERJAVOV ........................................................................ 4 2.1. ROČIČNI ALI KONZOLNI ŽERJAVI ................................................................................... 5. 2.2. KONZOLNI ŽERJAVI PRI PODJETJU PALFINGER MARINE ................................................. 5. 2.3. KONZOLNI ŽERJAVI PODJETJA PALFINGER MARINE D. O. O., MARIBOR ......................... 6. VELJAVNA TEHNIČNA ZAKONODAJA IN PREDPISI ZA PROJEKTIRANJE. ŽERJAVOV .............................................................................................................................. 8 3.1 4. 5. TEHNIČNA ZAKONODAJA V SLOVENIJI .......................................................................... 8. PREVZEMNE DRUŽBE ............................................................................................... 10 4.1. KLASIFIKACIJA ........................................................................................................... 10. 4.2. PREVZEMNE DRUŽBE V PALFINGER MARINE ............................................................... 11. NAČRTOVANJE ŽERJAVA........................................................................................ 13 5.1. DEFINIRANJE TIPA ŽERJAVA IN NJEGOVIH DELOV ........................................................ 13. 5.2. IZDELAVA GEOMETRIJSKEGA MODELA ........................................................................ 15. 5.3. IZBIRA MATERIALOV ................................................................................................... 15. 5.4. PRERAČUN ŽERJAVOV ................................................................................................. 19. 5.5. VRVI IN OPREMA ......................................................................................................... 27. 5.6. STROJNI DELI .............................................................................................................. 28. 5.7. HIDRAVLIKA ............................................................................................................... 29. 5.8. ELEKTRIČNA OPREMA ................................................................................................. 29. 5.9. IZDELAVA JEKLENIH KONSTRUKCIJ ............................................................................. 30. 5.10 VARNOSTNE ZAHTEVE ................................................................................................ 30 5.11 PREIZKUŠNJE, PREVERJANJE........................................................................................ 33. VII.

(9) 6. DISKUSIJA ..................................................................................................................... 35. 7. ZAKLJUČEK ................................................................................................................. 36. 8. SEZNAM UPORABLJENIH VIROV .......................................................................... 37. 9. ŽIVLJENJEPIS .............................................................................................................. 38. VIII.

(10) UPORABLJENI SIMBOLI Cekv. -. ekvivalent predgrevanja. F. -. sila. Fs. -. statična vlečna sila. fd. -. razširitev dinamičnega faktorja. fy. -. meja elastičnosti. G. -. lastna teža. Gx. -. dodatna sila pospeška v x smeri. Gy. -. dodatna sila pospeška v y smeri. Gz. -. dodatna sila pospeška v z smeri. kQ. -. korekcijski faktor. p. -. tlak. rmax. -. maksimalni polmer. rmin. -. minimalni polmer. Td. -. testna temperatura. ψ. -. dinamični faktor. ψzul. -. dopustni dinamični faktor. σall. -. dovoljena napetost. γpi. -. faktor delne varnosti. IX.

(11) UPORABLJENE KRATICE ABS. -. American Bureau of Shipping. AOPS. -. Automatic Overload Protection System. BV. -. Bureau Veritas. CCS. -. China Classification Society. DNV. -. Det Norske Veritas. EN. -. Evropski standardi. EU. -. Evropska unija. GL. -. Germanischer Lloyd. LHV. -. Load Holding Valve. LR. -. Lloyd's Register. MKE. -. Metoda končnih elmentov. MOPS. -. Manual Overload Protection System. NDT. -. Non-destructive testing. NKK. -. Nippon Kaiji Kyokai. PNORM -. Palfinger standart. RINA. -. Registre Italiano Navale. RM RS. -. Russian Maritime Register of Shipping. SWL. -. Safe Working Load. WPQR. -. Welding Procedure Qualification Record. WPS. -. Workplace Safety. X.

(12) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 1. Diplomsko delo. UVOD. Žerjavi so gradbeni stroji, ki so v industriji danes ključnega pomena za dvigovanje, prenašanje in prestavljanje bremena. Pri načrtovanju izdelave žerjava je potrebno poznati določene omejitve in predpise, ki jih je potrebno upoštevati za realizacijo in uspešen zaključek projekta. Tudi podjetje, ki načrtuje in izdeluje žerjave, mora poznati in pripraviti določeno dokumentacijo. Če podjetje izdeluje žerjav za prevzemno družbo, mu le-ta postavi določene norme, merila, ki se jih mora podjetje, ki žerjav izdeluje, držati. S postavljenimi normami prevzemna družba kupcu zagotavlja kvaliteto in najvišje standarde izdelka. Dokumentacijo, ki jo podjetje pripravi za prevzemne družbe, imenujemo dokumentacija za prevzemne družbe, s katero podjetje, ki je žerjav izdelovalo, jamči, da je upoštevalo vse zahtevke, ki so jih postavili s strani prevzemne družbe. Tako prevzemna družba žerjavu priloži svoj certifikat kakovosti, ko ga preda svoji stranki.. 1.1 Opis področja diplomskega dela Pri načrtovanju in preverjanju kakovosti žerjava so ključnega pomena prevzemne družbe. To so družbe, ki s preverjanjem, raziskavami ter servisi jamčijo, da je gradnja v skladu z njenimi standardi. Delujejo tako, da zagotavljajo pomoč pomorski industriji, ker s predpisi in normami zagotavljajo tako varnost in neoporečnost pomorskih izdelkov kot tudi celotnega pomorskega prometa. Pričujoča diplomska naloga raziskuje področje in delovanje prevzemnih družb v sodelovanju z velikim podjetjem Palfinger Marine. V diplomskem delu smo opisali potek načrtovanja žerjava ter potek priprave dokumentacije za prevzemno družbo.. -1-.

(13) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 1.2. Diplomsko delo. Namen, cilji in teze diplomskega dela. Cilj naloge je izdelati vzorčni model dokumentacije, ki na ustrezen način predstavlja dokaz o ustrezni kakovosti, ki jo definira prevzemna družba. Teze: –. Ustrezna kakovost je pogoj za tržno konkurenčnost.. –. Popolna dokumentacija je potreben pogoj za odobritev kakovosti.. –. Uspešnost našega podjetja na trgu je odvisna od ocene kakovosti prevzemne družbe.. 1.3. Predpostavke in omejitve. V diplomskem delu smo se omejili na podjetje Palfinger Marine, d. o. o, Maribor, ter prevzemno družbo GL v zvezi z načrtovanjem in preverjanjem kakovosti vrtljivega žerjava. Predpostavljam, da bo uspešna izvedba projekta za omenjen izdelek izboljšala tudi tržno konkurenčnost ostalih izdelkov.. 1.4. Predvidene metode raziskovanja. Vsebina diplomskega dela je sestavljena iz teoretičnega in praktičnega dela. V teoretičnemu delu so uporabljene naslednje metode: –. metoda kompilacije ali postopek povzemanja stališč in spoznanja drugih avtorjev;. –. komparativna metoda ali primerjanje pridobljenih podatkov s teoretičnimi koncepti;. –. metoda klasifikacije ali definiranje pojmov;. –. deskriptivna metoda ali opisovanje dejstev ali procesov.. V praktičnemu delu diplomske naloge smo se osredotočili na konkreten primer priprave dokumentacije za prevzemne družbe ter priprave dokumentacije za preverjanje kakovosti žerjava.. 1.5. Struktura dela. V diplomskem delu z naslovom Načrtovanje in preverjanje kakovosti žerjava najprej opišemo in opredelimo pojem žerjav, ga natančno razdelimo glede na skupine in predstavimo tiste tipe -2-.

(14) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. žerjavov, ki so predmet diplomskega dela. Prav tako predstavimo splošne predpise in zakonodajo, ki jih je potrebno poznati ter upoštevati pri načrtovanju in preverjanju kakovosti žerjava. V osrednjem delu diplomskega dela najprej opišemo pojem prevzemne družbe in predstavimo delovanje prevzemne družbe GL in njihovo klasifikacijo. Na splošno naštejemo tudi tiste prevzemne družbe, ki so v neposredni povezavi s predmetom diplomskega dela, torej tiste, s katerimi posluje podjetje Palfinger Marine, d. o. o., Maribor, in se v nadaljevanju osredotočimo le na delovanje prevzemne družbe GL. Podrobneje smo opisali naročilo žerjava in z njim povezano obdelavo naročila žerjava, glede na zahteve kupca ter celoten potek načrtovanja žerjava za pripravo celotne dokumentacije za prevzemno družbo, torej nabavo in izdelavo komponent, barvanje in montažo žerjava, testiranje in preverjanje kakovosti ob prisotnosti prevzemnika, varnostne zahteve ter dobavo žerjava, certificiranega po GL, h kupcu.. -3-.

(15) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 2. Diplomsko delo. OPIS IN OPREDELITEV ŽERJAVOV. Žerjavi so gradbeni stroji, ki jih uporabljamo za prostorski prenos bremen znotraj nekega delovnega področja. Žerjavi tako služijo za dvigovanje, prenašanje in prestavljanje tistih bremen, ki jih z drugimi stroji, zaradi velikosti, teže, težje dostopnosti bremena, ne moremo manipulirati. Tako uporabni in razširjeni v t.i. težki industriji so zaradi tega, ker z lahkoto manipulirajo s težko dostopnimi bremeni in ker jih lahko spuščajo na katero koli delovno mesto. To so naprave, ki omogočajo transport bremen, tako v vertikalni kot tudi horizontalni ravnini. Žerjave lahko glede na različne lastnosti delimo v različne skupine, in sicer: –. glede na področje, kjer obratujejo: livarniški, skladiščni, pristaniški …. –. glede na uporabljena prijemala, ki so za posamezni žerjav značilna: magnetni, žični, kaveljni …. –. glede na način gibanja: nepomične, pomične rotacijske in plovne žerjave [3].. Žerjave v skupine delimo tudi glede na konstrukcijo: –. viseči žerjavi,. –. mostni žerjavi,. –. ročični ali konzolni žerjavi,. –. nakladalni žerjavi,. –. portalni žerjavi,. –. vrtljivi stolpni žerjavi,. –. vrvni ali kabelski žerjavi,. –. prevozni žerjavi in dvigala [5].. V diplomskem delu bomo pripravili priporočila, kako se pripravi dokumentacija za načrtovanje in preverjanje kakovosti žerjava za prevzemne družbe. Predmet dokumentacije bodo žerjavi, ki jih glede na konstrukcijo delimo v skupino ročičnih ali konzolnih žerjavov, ki jih v celoti izdelujejo pri podjetju Palfinger Marine, d. o. o.. -4-.

(16) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. 2.1 Ročični ali konzolni žerjavi Ročični ali konzolni žerjavi (v nadaljevanju konzolni žerjavi) so namenjeni priročnemu delu z lažjimi bremeni. Delimo jih v dve osnovni skupini, in sicer konzolne žerjave, ki so stebrni z vrtljivo ročico in konzolne žerjave, ki so prevozni stenski. Stebrni žerjav je sestavljen iz stebra in vrtljivega pomola, po katerem se vozi električni vitel. Kolobar je delovno polje konzolnega žerjava, ki ga omejujeta krožnici s polmerom rmin in rmax. [7].. 2.2 Konzolni žerjavi podjetja Palfinger Marine Avstrijsko podjetje Palfinger Marine, ponuja široko paleto ročičnih ali konzolnih žerjavov, tako konzolnih žerjavov s togo ročico, konzolnih žerjavov s teleskopsko ročico, konzolnih žerjavov z členkasto zložljivo teleskopsko ročico, kot tudi konzolnih žerjavov s členkasto ročico. Žerjavi podjetja Palfinger Marine, so izdelani tako, da zdržijo zelo visoke obremenitve, izpolnjujejo varnostne standarde in izpolnjujejo okoljske pogoje ladijske industrije. Njihovi ladijski žerjavi imajo funkcionalen dizajn, ki potrebuje le malo truda za vzdrževanje in so hitro pripravljeni za obratovanje. Z uporabo visoko kvalitetnih materialov, tudi tri plastnega premaza za zaščito proti koroziji, izdelujejo visoko kvalitetne izdelke [6].. -5-.

(17) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 2.3. Diplomsko delo. Konzolni žerjavi podjetja Palfinger Marine, d. o. o., Maribor. V podjetju Palfinger Marine, d. o. o., Maribor, izdelujejo nekatere ladijske žerjave matičnega podjetja Palfinger Marine, Avstrija. Tako v podjetju načrtujejo, izdelujejo in preverjajo kakovost treh ladijskih žerjavov: PKM (slika 2.1), PSM (slika 2.2), in PTM (slika 2.3).. Slika 2.1: Žerjav z zgibno ročico PKM 350 [6]. Slika 2.2: Žerjav s togo ročico PSM 600 [6] -6-.

(18) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Slika 2.3: Žerjav s teleskopsko ročico PTM 600 [6]. Na slikah v poglavju 2.2 smo predstavili tri ladijske žerjave, ki so predmet tega diplomskega dela. V nadaljevanju bomo pripravili priporočila za izdelavo dokumentacije za načrtovanje in preverjanje kakovosti žerjavov PKM, PSM in PTM podjetja Palfinger Marine, d. o. o., Maribor, za prevzemne družbe.. -7-.

(19) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 3. Diplomsko delo. VELJAVNA TEHNIČNA ZAKONODAJA IN PREDPISI ZA PROJEKTIRANJE ŽERJAVOV. Pri projektiranju in načrtovanju raznih objektov, tudi žerjavov, je potrebno upoštevati veljavno tehnično zakonodajo in predpise, ki z različnimi standardi, predpisi, pravilniki bistveno vplivajo na sam potek načrtovanja, projektiranja in izdelave proizvoda. Bistveni dejavniki, ki jih mora upoštevati projektant, zato da bo projekt uspešno končal in dobil obratno dovoljenje, so razni zakonski in tehnični predpisi, pravilniki in standardi (tehnična zakonodaja).. Slika 3.1: Osnovni dejavniki za izdelavo projekta [9]. 3.1 Tehnična zakonodaja v Sloveniji Tehnična zakonodaja v Sloveniji je zaradi vključitve Slovenije v Evropsko skupnost usklajena z evropsko oziroma je skladna z ustreznimi direktivami EU. Tehnična zakonodaja je tako sestavljena iz različnih zakonov in tehničnih predpisov, s katerimi država ureja obveznosti proizvajalcev in vseh ostalih, ki sodelujejo pri izdelavi, prodajanju in uporabi proizvodov in storitev na celotnem tehničnem področju. Nekateri temeljni zakoni tehnične zakonodaje so: –. Zakon o tehničnih zahtevah za proizvode in o ugotavljanju skladnosti (ZTZPUSUPB1) Ur.1. RS 99/04;. –. Zakon o splošni varnosti proizvodov (ZSVP) – Ur.1. RS 101/03; -8-.

(20) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. –. Zakon o standardizaciji (ZSta-1) – Ur.1. RS 59/99;. –. Zakon o akreditaciji (ZAkr) – Ur.1. RS 59/99 [8].. Zakoni so temeljni akti, na osnovi katerih se kasneje sprejemajo podrobnejši predpisi (za tehnično področje tehnični predpisi) za posamezna področja, s čimer se bolj natančno definirajo zahteve za določene proizvode: –. tehnične zahteve, ki jih morajo izpolnjevati,. –. postopke ugotavljanja skladnosti s predpisanimi zahtevami,. –. določitev organov oziroma zahtev za organe, ki sodelujejo v postopkih ugotavljanja skladnosti,. –. listine, ki morajo biti priložene ob dajanju v promet oziroma na trg,. –. obveznost in način označevanja [9]... Tehniški predpisi, ki jih izdajajo pristojni ministri na osnovi ustreznega zakona, so predpisi, ki določajo lastnosti proizvoda in z njimi povezanega postopka in način proizvodnje. Tehnični predpisi so tako različni pravilniki, odredbe ali odloke in navodila. Vsi standardi, slovenski in tisti, ki jih je Slovenija prevzela, morajo biti javnosti dosegljivi, kar zagotovi Slovenski inštitut za standardizacijo [9]. Tehnična specifikacija je dokument, ki ga za določen proizvod ministri izdajo kot posebno publikacijo, kadar ni smiselno tehničnih zahtev zapisovati v tehničnih ali homologacijskih predpisih. Dokument predpisuje tiste tehnične zahteve, ki jih mora izpolnjevati proizvod, in tiste tehnične postopke, s katerimi je mogoče ugotoviti, če so dane zahteve izpolnjene [9].. -9-.

(21) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 4. Diplomsko delo. PREVZEMNE DRUŽBE. Prevzemna družba ali drugače klasifikacijski zavod, je nevladna organizacija, ki vzpostavlja in vzdržuje tehnične standarde za gradnjo in delovanje ladij in priobalnih objektov. Družba s preverjanjem, raziskavami ter servisi jamči, da je gradnja v skladu z njenimi standardi, kateri izpolnjujejo različna mednarodna ali nacionalna pravila ter predpise. Namen je zagotavljanje pomoči pomorski industriji pri zagotavljanju varnosti v pomorskem prometu in preprečevanju onesnaževanja ter zagotavljanju kvalitetnega proizvoda, le-to pa je osnovano na poznavanju pomorstva in tehnologije. Glavni cilji pri gradnji strojev so preverjanje zadostne trdnosti in celovitosti bistvenih delov objekta ter zagotavljanje zanesljivosti in funkcionalnosti in varnosti vseh glavnih sistemov ter objekta samega. Objekt, ki je projektiran in zgrajen po normativih družbe, lahko pridobi tudi certifikat te družbe. Certifikat potrjuje predpisano kvaliteto, ne jamči in vsebuje pa varnosti pri nezgodah, ki imajo kot posledico izgubo življenja in premoženja ter sposobnosti delovanja objekta. To je zaradi tega, ker družba kasneje nima nadzora, kako je objekt vzdrževan ter upravljan. Prevzemna družba nima nikakršnih komercialnih interesov povezanih z načrtovanjem, gradnjo, lastništvom, delovanjem, upravljanjem, vzdrževanjem in popravili objekta. Vsaka družba pripravi pravila po predlogih in pregledih članov industrije in akademskih krogov, za katere velja, da imajo to znanje [10, 11].. 4.1 Klasifikacija 4.1.1. Področja klasifikacije. Izvajanje objavljenih pravil in postopek razvrščanja je sestavljen iz: –. tehničnega pregleda konstrukcijskih načrtov in z njimi povezanih dokumentov za nov objekt, da se preveri skladnost z veljavnimi pravili,. –. udeležbe prevzemnega inšpektorja pri gradnji, da se preveri, če je objekt izdelan v skladu z odobrenimi načrti in pravili prevzemne družbe,. –. udeležbe prevzemnega inšpektorja pri izdelavi glavnih komponent, kot so jekleni deli, motorji, generatorji, ulitki …. –. udeležbe prevzemnega inšpektorja pri vseh vrstah testiranj pred dobavo kupcu, - 10 -.

(22) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. –. Diplomsko delo. po uspešnem zaključku gradnje objekta, se zaprosi za izdajo certifikata prevzemne družbe, in če se izkaže, da vse ustreza, se le-ta tudi izda [11].. 4.1.2. Razvrstitev, vzdrževanje, začasen odvzem klasifikacije. Klasifikacija se dodeli objektu po zaključku zadovoljivega pregleda načrtovanja in raziskav v času gradnje z namenom, da se preveri skladnost s pravili prevzemne družbe. Pri že obstoječih objektih se lahko izvaja procedura, če se klasifikacija prenaša iz ene prevzemne družbe na drugo. Lastnik objekta je odgovoren za pravilno vzdrževanje objekta. Dolžnost lastnika je obveščati družbo o vseh dogodkih, ki lahko imajo kot posledico neskladnost s pravili prevzemne družbe. Če pravila vzdrževanja niso izpolnjena, se lahko klasifikacija ukine [11]. 4.1.3. Klasifikacijska raziskava. Klasifikacijska raziskava je vizualni pregled in je običajno sestavljena iz: – splošnega pregleda postavk opisanih v pravilih družbe, – podrobnih pregledov izbranih delov na podlagi vzorčenja, – testiranj in merjenj. Ko inšpektor ugotovi napake, kot so korozija, strukturne okvare, poškodbe na opremi, izda navodila in ukrepe ter opredeli določen rok, da se napake odpravijo in se tako ohrani klasifikacija prevzemne družbe [11].. 4.2 Prevzemne družbe v Palfinger Marine, d. o. o Poznamo več kot 50 različnih prevzemnih družb, vendar so v podjetju Palfinger Marine, d. o. o. prisotne DNV (Det Norske Veritas), LR (Lloyd's Register), BV (Bureau Veritas), RINA (Registre Italiano Navale), RM RS (Russian Maritime Register of Shipping), ABS (American Bureau of Shipping), CCS (China Classification Society), NKK (Nippon Kaiji Kyokai) IN GL (Germanischer Lloyd) [1].. - 11 -.

(23) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 4.2.1. Diplomsko delo. Prevzemna družba GL. Prevzemna družba GL je podjetje s sedežem v Nemčiji, ki sodeluje z več kot 7000 ljudmi v 80 državah sveta. Sodelujejo s podjetji, ki se ukvarjajo z ladijsko in naftno industrijo ter s podjetji, ki se ukvarjajo z obnovljivimi viri energije. Njihov slogan varno, pametno in zeleno v celoti opiše njihovo delovanje. Prevzemna družba GL podjetjem, s katerimi sodelujejo, izda certifikat kakovosti in ustreznosti njihovih produktov, če le-ti dosegajo njihove, v naprej podane zahteve, in s tem kupcem jamčijo, da produkti dosegajo vse njihove norme in standarde [2].. - 12 -.

(24) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 5. Diplomsko delo. NAČRTOVANJE ŽERJAVA. Za potrebe naročnika je potrebno izdelati vrtljivi žerjav. Za to, kakšen tip žerjava ter kakšne karakteristike naj ima ta žerjav, lahko projektne zahteve izberemo iz naročila, ki ga je podala prodajna služba. Na tem naročilu je tudi razvidno ali je ta žerjav pod prevzemom oz. potrebuje certifikat prevzemne družbe. V diplomskem delu bomo načrtovanje žerjava razložili in prikazali s pomočjo virov prevzemne družbe GL.. 5.1 Definiranje tipa žerjava in njegovih delov Pri podjetju Palfinger Marine, d. o. o., so prisotni trije tipi žerjavov, in sicer: PSM, PKM ter PTM. Po pregledu naročila, se določi preglednica delov žerjava, in sicer katere dele je možno za ta nalog uporabiti in kaj je potrebno spremeniti. Določiti je potrebno glavne sestavne dele, ki so kasneje pomembni za certifikacijo s strani prevzemne družbe.. Slika 5.1: Glavni sestavni deli žerjava PKM [1]. - 13 -.

(25) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Slika 5.2: Glavni sestavni deli žerjava PSM [1]. Slika 5.3: Glavni sestavni deli žerjava PSM [1]. - 14 -.

(26) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. 5.2 Izdelava geometrijskega modela Računalniško podprto konstruiranje in uporaba inženirskih programov je dandanes nujno potrebno, saj nam le-ti omogočajo celo vrsto funkcij brez katerih si ne moremo predstavljati konstruiranja in gradnje žerjava. Za računalniško podprto konstruiranje, v podjetju Palfinger Marine, d. o. o., uporabljamo program CREO 2, ki je namenjen za izgradnjo 3D modelov, animacije, simulacije in analize.. 5.3 Izbira materialov Podjetje Palfinger Marine, d. o. o., se pri gradnji žerjavov in izbiri materiala ravna po svojemu standardu (PNORM), vendar moramo biti pri žerjavih, ki so pod nadzorom prevzemne družbe, še posebej pazljivi, saj lahko le-ti zahtevajo kakšna druga merila. Pri žerjavih pod nadzorom prevzemne družbe GL, je potrebno uporabljati le material, ki je določen v njihovih pravilih. 5.3.1. Kriteriji za izbiro materiala. Pri izbiri materiala za jekla moramo paziti na naslednja merila: – vpliv komponente, glede na mehansko trdnost sklopa, –. vrsta in obseg obremenitve (dinamična in statična obremenitev, notranje napetosti v komponentah, koncentracije napetosti, smer napetosti, glede na strukturo materiala),. –. temperatura izdelave,. –. mehanske lastnosti materiala,. –. žilavost materiala [1].. 5.3.2. Uvrstitev posameznih gradnikov žerjava. Kategorizacija gradnikov je odvisna od splošne pomembnosti za varnost strukture. Gradniki so predstavljeni v Preglednici 5.1 [1].. - 15 -.

(27) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Preglednica 5.1: Kategorizacija komponent [1] Kategorija I.. Opis komponent reda. Komponente (Primeri). Komponente bistvene za. -. Ročice žerjavov. skupno varnost strukture.. -. Stolpci žerjavov. -. Temelji. -. Hidravlični cilindri za dvigovanje in teleskopiranje. II.. reda. -. Rotacijski ležaji. -. Vijaki za ležaje. -. Vitla. -. Okvirji vitla. -. Sorniki. -. Itd.. Komponente pomembne za. -. Dvižna ušesa. varno delovanje in. -. Vrvi. funkcionalne sposobnosti.. -. Pomožni hidravlični cilindri. III.. reda. -. Itd.. Komponente izpostavljene. -. Kabina. manjšim obremenitvam in. -. Lestev. manjšim pomenom za. -. Nosilci. strukturo, katere ne morejo. -. Itd.. biti definirane kot 1 in 2 kategorija.. - 16 -.

(28) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 5.3.3. Diplomsko delo. Izdelava ter testiranje gradnikov. Komponente I. In II. reda smejo izdelovati le od GL ali druge priznane organizacije odobreni proizvajalci. Za komponente I. reda je potreben GL material certifikat ali certifikat 3.2, za komponente II. reda je potreben 3.1 certifikat za komponente III. reda pa 2.2 certifikat po EN 10204. Proizvajalci so dolžni dati dokazila za vse komponente. GL družba redno preverja proizvajalce, da komponente ustrezajo. GL lahko vselej zahteva dodatne preizkuse, če vrednosti atestov niso nedvoumne [1].. 5.3.4. Mejne vrednosti legirnih elementov. Za normalna in višje trdna jekla vrednosti ne smejo presegati vrednosti vsebovanih kompozitov. Vrednosti so prikazane v preglednici 5.2 [1]. Preglednica 5.2: Sestava jekel [1] C. Si. Mn. P. S. CR. Mo. Cu. Ni. Al. drugo. 0,22. 0,55. 1,60. 0,04. 0,04. 0,30. 0,08. 0,30. 0,40. 0,08. *. * Nb maks. 0,05 %, Nb maks. 0,05 %, V maks. 0,10 %, Ti maks. 0,02 %. Nb + V + Ti maks. 0,12 %. Pomemben faktor je tudi predgrevanje. Obstajajo trije osnovni razlogi za predgrevanje: –. podaljšani čas ohlajanja je daljši kot kritični čas ohlajanja za nastanek martenzita. Celo pri martenzitni strukturi prepreči razpokanje v hladnem stanju;. –. podaljšani čas ohlajanja omogoča vodiku, da difundira iz zvara, s tem pa preprečimo pokanje v hladnem;. –. zmanjšujemo napetosti zaradi varjenja. Vnosi energije v zvar kot posledica varjenja so veliki, s predgrevanjem in posledično počasnejšim ohlajanjem pa to zmanjšamo [11].. Formula za ekvivalent predgrevanja = C +. . +.

(29) . +. . [%]. - 17 -. (5.1).

(30) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Mejne vrednosti ekvivalenta so: •. Za normalno trna jekla: 0,45 %.. •. Za višje trdna jekla: 0,48–0,52 % [1].. 5.3.5. Žilavost materiala in temperatura testov. Žilavost je odvisna od kvalitete materiala (preglednica 5.3), temperatura testov pa je odvisna od debeline ter od izdelovalne temperature (preglednica 5.4) [1]. Preglednica 5.3: Zahteve za udarno energijo [1] Material. Udarna energija [J] Vzdolžno. Prečno. S355. 34. 24. S460. 46. 31. S690. 69. 64. S890. 69. 64. S960. 69. 64. Preglednica 5.4:Testna temperatura glede na debelino materiala [1] Testna temperatura Td [°C]. 5.3.6. Debelina materiala t [mm]. Td + 10. 6 ≤ t ≤ 12,5. Td + 10. 12,5 < t ≤ 25. Td – 10. 25 < t ≤ 50. Td – 20. 25 < t ≤ 50. Td – 30. t > 70. Materiali za cilindre. Specifikacijo posebnih jekel in hladno preoblikovanih cevi mora potrditi GL. Prednostno se za varjene cilindre uporabijo ogljikova in ogljik-manganska jekla. C ekvivalent ne sme - 18 -.

(31) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. prekoračiti 0.45. Do debeline 15 mm in Td do -10°C, se lahko uporabljajo hladno valjane cevi, če ustrezajo žilavosti predpisane od GL in znaša raztezek vsaj 15 %. Ker so cilindri komponente I. reda, so zahtevani certifikati 3.2. Za njih je potrebna udarna energija 41J vzdolžno ter 27 J prečno, preizkusne temperature Td. Mere in kvaliteta površine so definirane s strani prevzemne družbe in se je morajo proizvajalci striktno držati. Proizvajalec mora dokumentirano pregledati cevi po celi dolžini. S posebno privolitvijo s strani družbe lahko uporabimo tudi certifikat 3.1 po EN 10204, vendar le tedaj, če je priznan proizvajalec ter je poznana kvaliteta cevi [1]. 5.3.7. Vijaki in matice. Uporablja se lahko le materiale, ki so odobreni s strani GL ali po priznanih standardih. Kemijska analiza mora biti v skladu z zahtevami po GL, in sicer z vsebnostjo ogljika do 0,55 %. Raztezek mora biti vsaj 8 % za feritna in 30 % za austenitna jekla. Udarna žilavost je načelno 41 J. Za te elemente I. reda mora proizvajalec dokumentirano izvesti preverjanje za razpoke in podati in opraviti vse ateste in sicer 3.2 za elemente I. reda, 3.1 za vijake II. reda ter 2.2 za vijake III. reda [1].. 5.4 Preračun žerjavov Preračun se pri podjetju Palfinger Marine, d. o. o., opravlja s programom Phenix. Ta program je last podjetja Palfinger Marine, d. o. o., in ni dostopen za prodajo. Prevzemnim družbam je potrebno predhodno podrobno opisati delovanje tega programa, da lahko le-te preverijo izračune. Pri izračunu pa je pomembno, da se upoštevajo različni faktorji, ki jih le-ta zahteva. Dodatno preverjane preračuna se izvaja tudi s programom CREO, in sicer z metodo končnih elementov (MKE). 5.4.1. Program Phenix. Program je namenjen za preračun po metodi končnih elementov MKE. Omogoča modeliranje realnih objektov, in sicer: –. oblike objekta,. –. robnih pogojev – pritrditev,. –. lastnosti elementov – togosti, - 19 -.

(32) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. –. lastnosti gradiva,. –. zunanje obremenitve.. Diplomsko delo. Program je univerzalen za izračun notranjih sil in preračunava po teoriji II reda. Splošne značilnosti program Phenix so: –. enostavna uporaba,. –. linijski končni elementi,. –. prirejenost pri reševanju specifičnih problemov,. –. uporabnost za celostni preračun, kot so notranje sile, izobčenje, preračun trdnosti in preračun sornikov.. Vnos podatkov: Pri preračunu žerjava dobimo podatke, kot so dolžina ročice, način vležajenj, podatke sornikov, obremenitve (lastne teže, breme) in to vnesemo v program. Trdnostni podatki so prirejeni oblikam prerezov. Program ima možnost neomejenega števila leg ter kontrolnih točk ter možnost prilagajanja različnim predpisom.. Modeliranje v programu Phenix: Podpora temelji na raznih tipih konzolnih žerjavov, katerih konstrukcije se nagibajo s cilindri ter teleskopskimi ročicami. Samodejno modeliranje se izvaja s podati vozlišč členkov in podpor. Lege konstrukcij ročic vnašamo z njihovimi koti.. Preračun : Možen je preračun ene lege, niza medsebojnih leg ter vseh kontrolnih točk v vseh legah ročice. Izbor obsega in kombinacij temelji na notranjih silah, napetostih, trdnostih in sornikih. Izračunamo lahko dovoljeno breme, le-tega pa lahko tudi omejujemo. Program samodejno izračunava dinamični koeficient, lahko pa tudi vnesemo različne vplive, kot so centrifugalne sle, veter ter prečni pospešek.. - 20 -.

(33) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Rezultati: Pridobljeni rezultati so prikaz notranjih sil, prikaz napetosti z obrisi presekov, izpis pregledov napetosti za mejna bremena, kriterijev bremena (trdnost, izbočenje, trdnost sornikov, površinski pritisk sornikov) ter izpis pregleda izkoristkov. Pridobljene rezultate lahko na koncu vidimo z grafičnim prikazom. 5.4.2. Omejitve za preračun po GL. Družba s svojimi pravili definira oziroma pogojuje preračune konstrukcije.. Prijemala: Če obstaja certifikat o testiranju in so vrvne zveze izdelali potrjeni proizvajalci, niso potrebni nikakršni dodatni certifikati. Koti obešanja so lahko največ 120°, za dovoljene kavlje pa 90°. Pri obešalih s štiri točkovnimi prijemali in statično nedoločenih sistemih je potrebno narediti analizo, ki vključuje togost bremena, če pa le-tega ni, smemo upoštevati le dva točkovna prijemala. Pri traverzah je podobno kot pri točkovnih prijemalih, saj je potrebna trdnostna analiza, ki vključuje togost bremena. Alternativno je potrebno uporabiti naprave za merjenje obremenitve [1].. Preračun: Če prijemalo ni namensko za en žerjav in žerjav ni »offshore«, moramo uporabiti dinamični faktor v odvisnosti od SWL (Safe Working Load), kot je prikazano v preglednici 5.5 [1].. Preglednica 5.5: Dinamični faktor v odvisnosti od SWL [1] SWL (Safe Working Load) [t]. Ψ- dinamični faktor. ≤ 10 t. 1,6. ≤ 160 t. 1,4. ≤ 500 t. 1,3. ≤1000 t. 1,2. >1000 t. 1,15 - 21 -.

(34) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Preračun na utrujanje je potrebno izvesti z delnimi varnostmi γpi=1,0. Deformacija traverze sme znašati L/500 [1].. Preizkušanje dviga bremena: Preizkus se mora izvesti le v prisotnosti GL preglednika. Preizkusna bremena so podana v preglednici 5.6 [1].. Preglednica 5.6: Preizkusna bremena glede na nominalno težo bremena [1] Nominalna teža bremena. Statični preizkus bremena. Do 10 t. 2 x SWL. Od 10 t do 160 t. (1,04 x SWL) + 9.6 t. Nad 160 t. 1.1 x SWL. Če je dinamični faktor ψ višji od dopustnega ψzul () potem je potrebno obremenitve množiti z razmerjem teh dveh vrednosti fd . . = . (5.2). ≥ 1,0. . − razširitveni dinamični faktor. #$%& − dopustni dinamični faktor. # − dinamični faktor.. Preglednica 5.7: Dopustni dinamični faktor glede na nominalno težo bremena [1] Nominalna teža bremena 78. Dopustni dinamični faktor. Do 60 t. 1,6. Od 60 t do 160 t. 1,6 −. Nad 160 t. 78 − 60 200 1,1. - 22 -.

(35) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 5.4.3. Diplomsko delo. Dodatno preverjanje preračuna s programom CREO. Če prevzemna družba zahteva dodatna dokazila o preračunu, se opravi analiza s programom CREO. Dokazila se opravljajo pri kritičnih delih konstrukcije. Glede na vhodne podatke se prikaže lokalne napetosti na konstrukciji. V nadaljnje je prikazan primer prikaza napetosti v sorniku glavne roke teleskopskega žerjava.. Vhodni podatki : Podatke smo predhodno izračunali in izbrali pravilne faktorje. V nadaljnje se je izvedel preizkus in prikaz notranjih napetostih.. Meja elastičnosti fy:. fy=610 MPa. Dovoljena napetost σall: (5.3). σ<== = > ÷ 1.5 = 406 MPa Korekcijski faktor kQ:. kQ=1.05. Dinamični faktor ψ:. ψ=1.3. Sila bremena F [N]: (5.4). E = SWL ∙ ψ ∙ JK = SWL ∙ 1.3 ∙ 1.05 Lastna teža G [N]:. G=173.7 kN. Dodatna sila pospeška v x smeri Gx: (5.5). MN = M ∙ 2.67 ÷ 9.81 Dodatna sila pospeška v y smeri Gy:. (5.6). G> = G ∙ 1.49 ÷ 9.81 Dodatna sila pospeška v z smeri Gz:. (5.7). G$ = G ∙ (1 + 1.39 ÷ 9.81) ∙ 1.05. - 23 -.

(36) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Slika 5.4: Dodatno preverjanje napetosti v CREO, mere in sile[1]. Definiranje mreže v CREO: Mreža se definira s tetraedri, število teh elementov je 14358, 10 kontaktnih površin in 2 težnostni povezavi.. Slika 5.5: Mreža za prikaz napetosti [1]. - 24 -.

(37) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Podati je potrebno tudi omejitve konstrukcije. Omejitve sornika A:. Kontakt med. Omejitev sornika B:. Ux=Uy=Uz=0. sornikom A in glavno. Uz=0. Rx=Ry=Rz=0. roko. Slika 5.6: Omejitve [1]. Prijemališče sile. Prijemališče sile. lastne teže G. bremena F. Slika 5.7: Prijemališči sil [1]. Primer pozicije roke žerjava:. Slika 5.8: Pozicija roke žerjava in razdalje prijemališč sil [1]. - 25 -.

(38) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Sila F: E = SWL ∗ ψ ∗ JK 259kN. (5.8). Dodatna sila pospeška v x smeri Gx:. Gx= 39.41kN. Dodatna sila pospeška v y smeri Gy:. Gy=21.993kN. Dodatna sila pospeška v z smeri Gz:. Gz=173.76kN. Pridobljeni rezultati: Leva stran žerjava – tlačna stran. Slika 1.9: Prikaz napetosti v sorniku in glavni roki. Desna stran žerjava – natezna stran. Slika 5.10: Prikaz napetosti v sorniku [1] - 26 -.

(39) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Iz pridobljenih podatkov smo ugotovili, da področje ni prenapetostno. Na določenih področjih resda pride do prenapetosti, vendar se to zgodi zaradi ostrih robov, kar pa ne vpliva na samo konstrukcijo in se lahko zanemari.. 5.5 Vrvi in oprema Vsi proizvajalci morajo biti odobreni s strani GL-a. Prav tako morajo biti vrvi standardizirane, na primer po standardu EN 12385. Pomične vrvi morajo biti pocinkane, stoječe pa močno pocinkane in namazane z ne strdljivo, ne kislo mastjo. Vrvi nad 1960 N/mm2 morajo biti posebej odobrene, enako tiste iz nerjavečih gradiv. Obstojne morajo biti v morski atmosferi. Dovoljeno je, da so na bobnu vitla do 3 sloje vrvi, v nasprotnem primeru so potrebni dodatni ukrepi. Vrvenice so lahko od sosednjih pločevin oddaljene za največ d/3 (d – premer vrvi), a največ 8 mm ter materiala GE200 EN10293 ali litine z garantirano žilavostjo EN-GJS-40018-RT(LT) PO EN 1563, niso pa dopustne vrvenice iz sive litine. Vrvenice iz umetnih snovi morajo biti tipsko odobrene, tiste vrvenice, preko katerih se vrv najpogosteje prepogiba pa naj bo kovinska, sicer se pokažejo obrabe in pretrgane žice [1].. 5.6 Strojni deli Pri gonilih za vrtenje smejo pri preseganju dopustnega nagiba ladje za 5° napetosti doseči 90% fy. Pri »offshore« žerjavih sta zahtevani dve gonili, ki morata prenašati vsaj 1.3-kraten skupen moment (nagib, veter, poševni vlek), medtem ko ne sme pri ležaju porušitev bistvenih elementov povzročiti izgube žerjava, predvideti pa je potrebno tudi zadrževalne naprave/ukrepe. Če pa je za pregled ležaja potrebno tega izgraditi, je potrebno izdelati napravo za privzdig in držanje praznega žerjava, lahko pa ima žerjav ušesa za privzdigovanje celotnega zgornjega dela, vendar pa mora biti zamenjava tesnil možna tudi brez izgradnje ležaja. Mirujoči obroč mora biti pritrjen z ekvidistantnimi vijaki, za vrtljiv del pa je potrebno računsko dokazati morebitno neenakomerno razporeditev. Razdalja pritrdilnih vijakov ne sme znašati več kot 6 d vijaka. Do vijakov velikosti M30 moramo priviti z momentnim ključem, nad M30 pa s hidravličnim raztezovalnikom. Vitla morajo biti opremljena z napravo, ki preprečuje nehoteno vrtenje (zaskočke, samozaporna gonila, LHV, zavore), stranica bobna pa mora presegati višino navijanja vrvi vsaj za 2.5 d vrvi, vendar morajo vsaj 3 ovoji vrvi ostati - 27 -.

(40) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. na vitlu. Premer navojnice mora biti večji ali enak 1.05 d, globina pa večja ali enaka 0.33 d vrvi. Pomembno je, da imajo večslojni vitli na stranicah kline za preskok vrvi v naslednji sloj, če pred tem ni izpolnjen vsaj en ukrep: odklon vrvi mora biti največ 1.5°, navijalka ali Lebus ožlebljenje. Pritrditev na boben, če je z pritrjeno z objemkami, mora biti vsaj 3. Sile pritrjevanja so zahtevane s strani GL . Moč za pogon vitla se izračunava na osnovi vrvnega vleka in hitrosti v 1. sloju vrvi [1].. 5.7 Hidravlika Namesto kovinskih se lahko uporabljajo tudi gibljive cevi, ki so z skladu z EN 13135-2. Pri zdrsu vitlov mora biti držalna zavora, če pa je vitel nima, sme zdrs znašati 1 obrat ali 1 m popuščanja na minuto, merodajna je manjša vrednost. Cilindri morajo biti preračunani za 1.1kraten tlak, na katerega so nastavljeni ventili. Tlak je z ventili potrebno nastaviti tako visoko, da omogoča prevzem vseh masnih sil in dinamičnih koeficientov, še posebej je potrebno paziti pri »offshore« žerjavih. Če tlaka ni, morajo cilindri in hidromotorji breme držati z LHV (load holding valve) ventili. Vležajenje cilindrov mora preprečevati prenos momentov na cilinder. Pri hidravličnih rezervoarjih je potrebno paziti na prikaz nivoja olja, vključno z min. in max. nivojem, odprtino za poseg v tak, ventil za izpuščanje olja in odzračevanje [1]. 5.7.1. Ostalo. Vsi deli, ki ogrožajo varnost, morajo biti pod okrovi, deli, ki pa delajo v eksplozijskem okolju, morajo biti v skladu z EN 13463-1 (ATEX). Potrebno je upoštevati ukrepe za preprečitev preobremenitve, prekomerne temperaturne obremenitve in previsokega tlaka. Po izklopu ali izpadu energije se naprave ne smejo samodejno vklopiti. Naprave in vitla smejo biti vklopljene v prosti tek le za posebne namene »offshore« žerjavov (AOPS, MOPS ...) Če je zahtevan certifikat 3.2, morajo biti pogoni grajeni pod nadzorom GL [1].. 5.7.2. Preizkusi. Preizkusni tlak cilindrov mora biti p +100 bar, pod 200 bar pa 1.5 x delovni tlak. Proizvajalec mora tako preveriti obroče ležajev z ultra zvokom ter biti pozoren na to, da je potrebno trdoto tečin meriti na vsaj osmih mestih [1].. - 28 -.

(41) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. 5.8 Električna oprema Za električno opremo veljajo predpisi GL-a in splošni električni standardi. Nad krovom morajo biti nameščeni elektromotorji, stikalne omarice morajo biti opremljene z gretjem (če velikost dopušča). Če je na primer osvetlitev vodena ločeno od glavnega napajanja, je potrebno za primer odklopa, slednjega zaščititi pred dotikom, vendar morajo napisi opozarjati na dvojno napajanje. Moč za pogon vitla se izračunava na osnovi vrvnega vleka in hitrosti v 1. sloju vrvi. Dodatno je potrebno upoštevati zahteve za načine pogonov (število zagonov, trajanje vklopov). Premeri kabelskih bobnov morajo biti do 21.5 mm zunanjega premera kabla 5-kraten, nad 21.5 mm pa 6.25-kraten tega premera. Če obstaja le en motor, je njegovo moč potrebno definirati na osnovi največje možne simultane obremenitve, če pa jih je več, je merodajna moč vitla (100 %) in 50 % vseh ostalih pogonov. Razdalja podpornikov kablov ne sme biti večja od 1 m. Kabelski kanali in vodila morajo biti nerjaveči ali odporni proti rjavenju, premeri upogiba kablov pri izpeljavi pa morajo biti: premer do 8 mm: 3-kratdn, do premera 12.5 mm 4-kraten ter nad premerom 12.5 mm: 5-kratdn. Predpisano mora biti odklopno stikalo. Končna stikala morajo biti napajana po principu mirujočega toka (Ruhestromprinzip). V neaktivnem položaju mora teči majhen (kontrolni) tok, šele ko se ta poveča, se lahko stikalo preklopi v aktivno stanje. Alternativa so samo nadzorna stikala. Velja načelo, da se pri prekinitvi toka stroj preklopi v varnejše stanje. Programsko vodeni gibi ne smejo biti nadzorovani s končnimi stikali, uporabiti je potrebno senzorje. Če analiza tveganja zahteva redudantne omejevalce gibov, je potrebno na izpad primarnega opozoriti žerjavovodjo s signalom ali alarmom. Napetost napajanja sme biti največ 690 V, za krmiljenjem, ogrevanjem, osvetlitev pa mora biti do 250 V. Naprave z napajalno napetostjo morajo biti nad 50 V ter morajo biti ozemljene. Definiran je tudi presek ozemljitvenega voda v odvisnosti od preseka napajalnega vodnika. V primeru uporabe drsnih obročev mora imeti varnostni vod svoj ločen obroč. Ne ozemljeni vodniki pa morajo imeti prenapetostno zaščito. Priporočen je nadzor temperature pri navitjih motorjev. Pri prekoračitvi se pogon odklopi in prikaže se motnja. Mere stikalnih omaric so empirično definirane, tako kot tudi podesti za posege v njih. Prav tako je definirana tudi širina dostopov do omaric (0.5 m do višine 1.8 m ali 0.7 m do višine 1.40 m) kot tudi vrednosti IP zaščit. Motorji pogonov morajo biti zaščiteni pred prekomernimi vrtljaji v primeru izpada napetosti. Mikroprocesorski sistemi morajo biti potrjeni s strani GL. Če so stebri žerjava višji od 10 m, je potrebna posebna pomožna osvetlitev, ki deluje tudi v primeru izpada primarne napetosti [1]. - 29 -.

(42) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. 5.9 Izdelava jeklenih konstrukcij Za izdelavo jeklenih konstrukcij veljajo GL pravila, priznajo pa se tudi standardi s področja jeklenih konstrukcij. GL ne prevzema odgovornosti, da prevzete konstrukcije izpolnjujejo zahteve. Načrti morajo vsebovati mere, kvalitete površin tolerance, posebne obdelave in postopke preverbe in preizkuse načina varjenja, dodajni material, toplotno obdelavo in NDT – preiskavo zvarnih spojev. Za hladno upogibanje materiala je potreben srednji radij, ki mora biti trikraten ali vsaj dvakraten glede na debelino. Potrebno je predvideti kontrolne odprtine za izvedbo varov, ki se po kontroli tesno zavarijo. Ni potrebno, da je vodotesna notranjost nosilcev antikorozijsko zaščitena. Zahtevan je WPS (Workplace safety) in WPQR (Welding Procedure Qualification Record), za proizvodnji obrat, ki izdeluje konstrukcije. Zahtevan je varilec s certifikatom in vsaj dva za en postopek varjenja. Kako se bo organiziral nadzor, mora pooblaščena oseba javiti GL-u. Osnovni in dodajni material mora biti potrjen s strani prevzemne družbe. Družba podaja vsa priporočila glede valjenja za različne tipe zvarov kot tudi sestavo vseh delov. Pri sestavi so podani tudi napotki, kako se mora barvati, čistiti ter sušiti. GL lahko zahteva delovne izkuske – epruvete, če postopki vplivajo na mehanske lastnosti osnovnega materiala. Enako velja za varjenje v coni upogibanja [1].. 5.10 Varnostne zahteve Sila cilindrov mora zadoščati za premik roke iz najstrmejše lege proti vsem vplivom/uporom. Podrejeni sklopi, kot so pritrditve kablov, cevi, lestev, naj ne bodo varjeni na nosilne konstrukcije. Dostopi do kabine morajo biti lahko dostopni, za kabino pa mora biti podest za še eno osebo. Če pa kabina ni več kot 5 m nad krovom, potem zadošča le en dostop v eni legi žerjava, pomožni dostop, ki služi tudi kot izhod v sili pa mora biti uporaben v vseh legah žerjava. Dostop naj bi bil mogoč do vseh delov, ki potrebujejo vzdrževanje. Višina dostopov mora znašati vsaj 2 m, svetla širina pa vsaj 0.6 m. Prečke lestev morajo biti izvedene v obliki pokončno postavljenih kvadratnih jekel 20 x 20 mm, širina prečke pa mora znašati vsaj 30 cm. Za dostope nad 2.5 m višine je potrebno hrbtno varovalo ali vsaj vodilna letev za osebno varnostno pripenjanje. Pri lestvah je pomembno, da je njihov nagib 65°, kvadratno jeklo mora biti 20 x 20 mm, postavljeno pokonci, širina pa mora biti 30 cm. Oddaljeno mora biti od stene vsaj 15 cm, prva od krova med 100 in 400 mm, razdalja med prečkami pa mora biti 300 mm. - 30 -.

(43) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. Tlorisni prostor ob lestvi mora biti 750 x 750 mm, svetla oddaljenost oprijemne cevi pa 75 mm od stene. Za lestve z višino nad 3 m, je potrebno hrbtno varovalo. Oddaljenost od krova naj ne bo manj kot 2.2 m, razdalja med obroči naj bo konstantna in ne več kot 900 mm. Hrbtno varovalo mora imeti vsaj 5 vzdolžnih nosilcev, razdalja med lestvijo in skrajno točko hrbtnega varovala pa mora biti 550 do 750 mm. Višina ene lestve lahko znaša največ 6 m, lestev naj se skozi vmesno ploščad ne nadaljuje v enem kosu, naslednja naj tudi ne bo na isti premici s predhodno. Stranici lestve naj segata še vsaj 1 m nad ravnino ploščadi oziroma morajo biti do te višine oprijemala. Odprtine v ploščadi morajo imeti pokrove, če se lestev nad njimi lahko ustavi nad odprtino. V odprtem položaju morajo biti pokrovi pritrjeni. Višina ograje mora biti vsaj 0.90 m, zgoraj mora biti oprijemna cev, na sredini pa še ena prečka, spodaj pa mora biti 100 mm visoko varovalo proti izpadu predmetov. Špranja med ograjo in gibljivimi deli mora biti vsaj 0.10 m. »Offshore« žerjavi morajo imeti kabino z gretjem, prezračevanjem, osvetlitvijo, brisalci, zaščito proti soncu in varovalnimi rešetkami. Če je nosilnost odvisna od dosega, mora biti na mestu upravljanja diagram nosilnosti in stalni prikaz dosega, števec delovnih ur za prekladalne žerjave [1].. 5.10.1 Varnostne naprave Varnost pred preobremenitvijo je potrebno odklopiti pri prekoračitvi nosilnosti za 10 % (pri nekaterih hidravličnih žerjavih pa pri 15 %). Če je nosilnost v različnih področjih različna, se mora odklop samodejno temu prilagoditi. Če je nosilnost odvisna od dosega, je potreben tudi omejevalec bremenskega momenta. Delovati mora na nagibne in mehanizme za teleskopiranje. Pri »offshore« žerjavih in preobremenitvi je zahteva za avtomatsko varovanje v prečni smeri. Končna stikala za omejitev območja gibanja morajo biti nameščena tako, da na njih ne vpliva vreme in umazanija in morajo biti pritrjena za nalet polnega bremena (možna so pred stikala). Sistem »Schubstop» za »top stop» je dovoljen le za bremena do 1000 kg. Not Aus (zasilno stop stikalo) mora biti na vseh mestih, s katerih se žerjav upravlja (podest, kabina …). Odklopiti je potrebno izvor energije, v primeru hidravličnega pogona pa je potrebno odklopiti tudi elektromotor. Elektromotor mora ustrezati EN 418 in delovati v primeru vseh možnih napak krmilnega sistema. »Offshore« žerjavi morajo imeti indikator ohlapne vrvi in sistem mora v primeru ohlapne vrvi vitel ustaviti. Vsi pretovorni in »offshore« žerjavi morajo imeti hupo [1].. - 31 -.

(44) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. 5.10.2 Varnostne razdalje Prehodi med gibljivimi in stoječimi deli (žerjav/ladja) morajo biti vsaj 0.5 m široki, v primeru prometnic vsaj 0.6 m. Če zahteva ni povsod izpolnjena, je potrebno namestiti črno/rumeno šrafuro in opozorilni napis. Vsak žerjav mora imeti napis "Dostop nezaposlenim prepovedan!" [1].. 5.10.3 Vrtljivi žerjavi Vsi prevesni deli (kabina, roka ...) morajo imeti podporo in blokirni mehanizem za razbremenitev pogona vrtenja oz. njegove zavore. Če prevesni deli v transportnem položaju niso podprti, je potrebno soglasje GL-a. Če ima roka nagibne cilindre, pritrditev na oporo ni ne obhodno nujna [1].. 5.10.4 Označevanje Vsak žerjav mora imeti napis SWL in dovoljeno področje dosegov. Če je nosilnosti več, jih je potrebno navesti za najmanjši in največji doseg. Vsako prijemalo mora imeti napis nosilnosti in lastne teže. Slednje mora biti nad lastno maso 100 kg [1].. 5.10.5 Izpad energije S konstruktivnimi ukrepi je potrebno zagotoviti spust bremena v primeru izpada energije, to storimo z ročno črpalko, pomožnimi pogoni, mehanskim sproščanjem zavor, z ušesi ali pritrdilnimi mesti za škripce, v primeru manjših bremen [1].. - 32 -.

(45) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. 5.11 Preizkušnje, preverjanje. Potrebno je izvesti funkcijski preizkus, kar pomeni, da je potrebno zajeti vse naprave, morebitne kolizije, izgled, stanje … Prav tako je potrebno izvesti bremenski preizkus, ki omenja LPstat in LPdyn. Opisati moramo preglede v fazi izdelave, preizkuse pred izdobavo, in programe preizkusov. Napisi morajo biti trajni, nalepke so dovoljene le za žerjave pod krovom. Preizkus s strani GL-a ne potrjuje, da žerjav izpolnjuje vse zahteve kupca, to je dolžan potrditi proizvajalec ali dobavitelj. Dvižne naprave je potrebno preveriti dinamično. Preizkusno breme je potrebno dvigniti z malo hitrostjo in po možnosti malo vrteti in nagibati roko. V raznih položajih je potrebno breme hitro spuščati in zavreti. Pri žerjavih za pretovor je potrebno enkrat izvesti preizkus z aktiviranjem Not Aus izklopnega stikala. Če vitel ne zmore dvigniti preizkusnega bremena, si je dovoljeno pomagati z dodatno dvižno napravo. Držanje in zaviranje pa mora biti možno z vitlom žerjava. Če vitel ni dvignil preizkusnega bremena, je potrebno dokazati, da brez težav dvigne polno nominalno breme na zadnjem predvidenem sloju vrvi. Vitel, oziroma njegova zavora, mora držati preizkusno breme brez podrsavanja. Do podrsavanja lahko pride, če vitel nima držalne zavore. Če pri hidravličnih žerjavih ni mogoče dvigniti preizkusnega bremena, je dovoljeno le-to zmanjšati na najmanj 110% nazivnega bremena. Pri štampiljanju žerjava je potrebno konzolne žerjave štampiljati na desni strani roke ob njenem vznožju in v bližini tega žiga tudi na stebru žerjava. Pri koroziji je potrebno posebej paziti na tesnost navarjenih plošč (vodotesno varjenje ali dopolnilo s silikonom), pomembno je, da se prepreči področja, kjer bi se lahko zadrževala ali nabirala voda. Dovoljena obraba je pri debelini pločevin do 10 %, lokalna korozija ali obraba je dovoljena do 20 %, posamezno mesto pa do 30 %, računski prerez pa se sme zmanjšati največ za 5 %. Razpoke na komponentah I. reda niso dopustne, za ostale pa velja do 10 % priključne dolžine ali 3 x debeline pločevine (velja manjša od obeh). Pri povesih in deformacijah je pomembno, da so pri tlačni nosilcih L/250, zaradi lastne teže komponente I. reda največ L/500, komponente II. reda L/350; natezni nosilci pa L/50. Za roke veljata zgornji navedbi, ampak je pomembno, da se hkrati ne omejuje povesa vrha roke, razen z zadoščanjem pogoja dopustne napetosti v konstrukciji. Pri upogibu pasnic mora biti I profili 15 % širine od stojine do roba, kotniki pa 15 %. Pri vdrtinah in vbočenju morajo biti cevi I. reda, kar pomeni, da mora biti dolžina enaka premeru d cevi, širina do 0.25 d, globina 0.5 debeline stene t, pri ceveh II. reda mora biti dolžina enaka d cevi, širina pa 0.5 d, globina t. Škatlasti nosilci ob vogalih morajo. - 33 -.

(46) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. Diplomsko delo. biti do 8 % krajše stranice, I profili in kotnik nič. Vdrtine niso dopustne na mestih vnosa sile. Dovoljena obraba vrvenic pomeni, da mora ob dnu žrela vrvenice stena znašati najmanj W ≥ X0.85 ∗ EY. (5.9). t – stena vrvenice [mm]. Fs – statična vlečna sila [N]. Pri zračnosti ležajev je pomembno, da je kotralni 1 mm, drsni pa 2 mm [1].. - 34 -.

(47) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 6. Diplomsko delo. DISKUSIJA. V diplomskem delu z naslovom Načrtovanje in preverjanje kakovosti žerjava smo prikazali pomembno funkcijo, ki jo imajo prevzemne družbe v sodelovanju s podjetij pri izdelovanju nekega izdelka. Prevzemna družba je tista, ki kupcu, ki je naročil izdelek, s svojimi postavljenimi standardi in zahtevami o izdelku, zagotavlja njegovo neoporečnost v izdelavi in kvaliteto. Podjetje pred samim načrtovanjem izdelka, v našem primeru žerjava, dobi od prevzemne družbe izrecne norme, standarde in navodila, ki se jih mora držati. Standardi zajemajo vse od načrtovanja žerjava pa do samega preverjanja ob prisotnosti prevzemnika. Na prevzemno družbo v sodelovanju s podjetjem lahko gledamo kot na nekoga, ki stalno preverja kakovost in kvaliteto njihovega dela. Njihova glavna naloga je zagotoviti kar se da najvišjo kvaliteto izdelanega izdelka ter ustvarjati konkurenčnost med izdelki na trgu. Konstrukterji v podjetju morajo biti pri samem načrtovanju žerjava zelo pazljivi, pri že tako zapleten načrtovanju žerjava, morajo vedno preverjati standarde prevzemne družbe, s katero sodelujejo za dani žerjav. V diplomskem delu smo opisali samo najvažnejše parametre zahtev, ki jih je podala prevzemna družba GL. Dokumentacija za prevzemno družbo se pri podjetju Palfinger Marine, d. o. o., obravnava vedno kot sama zase, saj ne izdelujejo serijske proizvodnje. Tako ima vsak žerjav, ki ga izdelajo, svojo dokumentacijo in z njo povezane standarde prevzemne družbe. Tekom načrtovanja žerjava je potrebno minimizirati napake, saj se drugače lahko proizvodnja zaplete. Ugotovili smo, da je načrtovanje in preverjanje kakovosti žerjava v podjetju Palfinger Marine, d. o. o., zahtevno in zapleteno delo, ki zahteva veliko lastnega znanja konstrukterja in ki zahteva veliko pozornosti, saj je v podjetju vsak žerjav unikaten izdelek, s svojimi standardi s strani prevzemne družbe.. - 35 -.

(48) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 7. Diplomsko delo. ZAKLJUČEK. V diplomskem delu smo analizirali potek načrtovanja in preverjanja kakovosti žerjava za pripravo celotne dokumentacije za prevzemno družbo, z namenom, da bi prikazali priporočilo priprave dokumentacije na splošnem primeru. Uporabili smo podatke podjetja Palfinger Marine, d. o. o., in pripravo dokumentacije prikazali na primeru prevzemne družbe GL. S pomočjo znanih podatkov smo najprej na splošno predstavili vrste žerjavov, ki jih poznamo in se v nadaljevanju osredotočili le na tiste, ki jih v celoti izdelujejo pri zgoraj navedenem podjetju. Prav tako smo najprej opredelili pojem prevzemne družbe ter podrobneje predstavili prevzemno družbo GL. Osrednji del diplomskega dela predstavlja opis poteka načrtovanja žerjava, po normah in standardih prevzemne družbe GL. Prikazali smo zahteve, ki jih prevzemna družba postavi podjetju, ki žerjav izdeluje. Ugotovili smo, da morajo biti konstrukterji v podjetju posebej pozorni pri izbiri pravilnih materialov za izdelavo žerjava, pri testiranju teh materialov, pri njihovi kvaliteti ter pri preračunu žerjava. Za lažje razumevanje izračunavanja statike, notranjih napetosti, izbočenja, trdnosti in preračuna sornikov žerjava, smo predstavili računalniški program Phenix, ki ga v te namene uporabljamo v podjetju Palfinger Marine, d. o. o. Da prevzemni družbi lahko podamo dodatne podatke o natančnem preračunu žerjava pri podjetju Palfinger Marine, d. o. o., uporabljamo računalniški program CREO z metodo MKE, ki smo ga tudi predstavili v pričujočem delu. Preizkušanje, preverjanje in testiranje kakovosti žerjava je pri vseh prevzemnih družbah pomemben del industrije. Prevzemna družba GL se v tem delu zahtevka osredotoči na mnoga navodila, ki jih mora proizvajalec upoštevati, če želi na koncu izdelovanja prejeti certifikat s strani prevzemne družbe GL. V tem delu prevzemna družba GL med drugim zapiše, da preizkus s strani GL-a ne potrjuje, da žerjav izpolnjuje vse zahteve, ampak sta to dolžna storiti proizvajalec ali dobavitelj. Cilje, ki smo si jih zadali, smo dosegli. Zadali smo si, da bomo prikazali vzorčni model dokumentacije, ki na ustrezen način predstavlja dokaz o ustrezni kakovosti, ki jo definira prevzemna družba. Ugotovili smo, da prevzemna družba poda visoke norme in standarde načrtovanja žerjava, ki pravilno vodijo proizvajalce k zagotavljanju čim večje varnosti samega žerjava in tržne konkurenčnosti.. - 36 -.

(49) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 8. Diplomsko delo. SEZNAM UPORABLJENIH VIROV. [1] Arhiv podjetja Palfinger Marine d. o. o. [2] Germanischer Lloyd [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.gl-group.com/en/group/index.php, [1. 9. 2013]. [3] Hržič, Matjaž. Načrtovanje in postavitev mostnega žerjava: Diplomsko delo, Maribor, 2012. [4] Interational association of classification societies [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.iacs.org.uk/document/public/explained/class_whatwhy&how.pdf, [29. 8. 2013]. [5] Mulec, Vojko. Preračun jeklene konstrukcije vrtljivega žerjava: Diplomsko delo, Maribor, 2009. [6] Palfinger Marine [svetovni splet]. Dostopno na WWW: https://www.palfinger.com/marine, [1. 9. 2013]. [7] Stele, Saša. Gradbeni žerjavi [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.student-info.net/sismapa/skupina_doc/fgghidrotehnika/knjiznica_datoteke/1264804837_5_gradbeni_zerjavi.pdf, [1. 9. 2013]. [8] Uradni list RS [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.uradni-list.si, [1. 9. 2013]. [9] Vrščaj, Aleksander. Tehniški predpisi in projektiranje. Novo mesto, Šolski center, Višja strokovna šola, 2005. [10] Wikipedia, Classification society [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/Classification_society, [29. 8. 2013]. [11] Zavar, podjetje za varilno tehniko d. o. o.: Temelji predgrevanja [svetovni splet]. Dostopno na WWW: http://www.zavar.si/katalogi/temelji%20predgrevanja.pdf, [1. 9. 2013].. - 37 -.

(50) Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo. 9. Diplomsko delo. ŽIVLJENJEPIS. Ime in priimek: Simon Lesjak Datum rojstva: 1. 9. 1988 Kraj rojstva: Slovenj Gradec Prebivališče: Glavni trg 8, 2366 Muta. Izobrazba 1995–2003 Osnovna šola Muta 2003–2007 Gimnazija Ravne na Koroškem 2007–2013 Fakulteta za strojništvo, Maribor. - 38 -.

(51)

No results found