Проектирование двухбалочного мостового крана М6: расчет, ТЭО и ФНП

Введение, актуальность и технико-экономическое обоснование проекта

В условиях современного промышленного строительства и машиностроения, эффективность логистических процессов на складах металлоконструкций (МК) напрямую определяет общую конкурентоспособность предприятия. Значительную долю в общей трудоемкости строительства и производства занимают погрузочно-разгрузочные работы (ППР) и складская переработка. Именно поэтому необходимо уделить особое внимание выбору и проектированию подъемно-транспортного оборудования.

Актуальность данного проекта обусловлена необходимостью перехода от ручных или низкопроизводительных средств механизации к высокопроизводительным грузоподъемным машинам (ГПМ), способным обеспечить безопасность, высокую скорость переработки тяжелых и длинномерных грузов, а также минимизировать себестоимость складских операций. Нельзя забывать, что только высокопроизводительное оборудование способно обеспечить бесперебойность производственного цикла, что является критичным для крупного машиностроительного предприятия.

Целью настоящей Выпускной Квалификационной Работы является техническое проектирование, расчет, конструирование и комплексное экономическое обоснование двухбалочного электромостового крана, предназначенного для механизации ППР на складе металлоконструкций, с обязательным соблюдением действующих Федеральных норм и правил (ФНиП) и Государственных стандартов (ГОСТ).

Задачи, решаемые в рамках проекта, включают:

Выбор оптимальной схемы механизации и определение группы классификации крана.
Проведение полного инженерного расчета всех ключевых механизмов (подъема, передвижения).
Прочностной расчет металлоконструкции моста по методу предельных состояний.
Разработка технологической документации и схем строповки.
Расчет мероприятий по промышленной безопасности, охране труда и охране окружающей среды.
Определение годового экономического эффекта и срока окупаемости проекта.

Анализ альтернативных схем механизации и выбор крана

Механизация склада металлоконструкций может быть осуществлена несколькими типами ГПМ: козловыми, консольными или мостовыми кранами. Сравнение их ключевых характеристик показывает следующее:

Тип ГПМ	Преимущества	Недостатки	Применимость для склада МК
Козловой кран	Большая зона обслуживания (вне помещения), высокая грузоподъемность.	Требует значительной площади для рельсового пути, зависимость от погодных условий.	Хорошо подходит для открытых складов большой площади.
Консольный кран	Экономичность, подходит для локальных зон обслуживания.	Ограниченный радиус действия, низкая грузоподъемность, создает препятствия в цеху.	Неэффективен для общего склада с большим грузопотоком.
Мостовой кран	Обслуживание всей площади подкранового пространства, высокая производительность, независимость от погодных условий (в помещении).	Требует строительства подкрановых путей и эстакады.	Оптимальный выбор для закрытых (отапливаемых или холодных) складов МК с интенсивным грузопотоком.

Выбор двухбалочного мостового крана обоснован следующими факторами:

Обслуживание всей площади: Мостовой кран обеспечивает максимальное использование вертикального пространства и полностью обслуживает складское помещение.
Работа с длинномерами: Двухбалочная схема позволяет использовать жесткие траверсы или две отдельные тележки для подъема длинномерных МК (ферм, балок), обеспечивая их устойчивость и исключая изгибающие моменты.
Высокая производительность: Электропривод и возможность работы в тяжелых режимах (М6) соответствуют требованиям интенсивного грузопотока, что критически важно для обеспечения высокой оборачиваемости склада.

Определение и классификация режима работы по ГОСТ 34017-2016

Корректное определение режима работы (группы классификации) является основой для расчета долговечности всех элементов крана (двигателей, редукторов, канатов, МК). Расчет проводится в соответствии с ГОСТ 34017-2016 (ISO 4301/1).

Для склада металлоконструкций, где погрузка и разгрузка осуществляются в несколько смен с высокой интенсивностью, выбирается следующий режим работы:

Класс использования (T): Определяется общим числом рабочих циклов, которое кран должен выполнить за расчетный срок службы. Для интенсивной эксплуатации принимается T₆ (от $3,2 \cdot 10^{5}$ до $6,3 \cdot 10^{5}$ циклов).
Класс нагружения (L): Определяется отношением фактических нагрузок к номинальной грузоподъемности. Учитывая, что металлоконструкции часто поднимаются с полной или близкой к полной нагрузкой, принимаем класс нагружения L2 (среднее).

Комбинация T₆ и L2 по ГОСТ 34017-2016 дает группу классификации (режим работы) крана в целом: M6 (тяжелый режим).

Механизм	Группа классификации (ГОСТ 34017-2016)	Соответствие старому ГОСТ (А)
Механизм подъема груза	М6 (Тяжелый)	А5
Механизм передвижения тележки	М5 (Средний)	А4
Механизм передвижения крана	М5 (Средний)	А4

Режим М6 для механизма подъема обязывает применять повышенные коэффициенты запаса прочности для каната и рассчитывать элементы на усталостную прочность. И что из этого следует? Это означает, что при проектировании необходимо использовать более дорогие и надежные компоненты, что повышает первоначальные капитальные вложения, но при этом обеспечивает требуемую долговечность и снижает риск аварийных простоев на весь срок службы оборудования.

Критерий оценки экономической эффективности проекта (ТЭО)

Технико-экономическое обоснование (ТЭО) выбора мостового крана проводится не только путем расчета срока окупаемости, но, главным образом, через критерий минимума Приведенных Затрат ($Z_{пр}$). Этот критерий позволяет объективно сравнивать варианты с различным уровнем капитальных вложений и эксплуатационных расходов, что исключает ошибки при выборе между дешевым и надежным оборудованием.

Критерий приведенных затрат ($Z_{пр}$) отражает общую сумму годовых эксплуатационных расходов, увеличенную на нормативную часть капитальных вложений, и рассчитывается по формуле:

$$
Z_{\text{пр}} = C + E_{\text{н}} \cdot K
$$

Где:

$Z_{\text{пр}}$ — Приведенные затраты, руб./год;
$C$ — Годовые эксплуатационные затраты (себестоимость), руб./год;
$K$ — Капитальные вложения (стоимость крана, монтаж, подкрановые пути), руб.;
$E_{\text{н}}$ — Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений. Для промышленного сектора, как правило, принимается $E_{\text{н}} = 0,15$ (или $1/T_{\text{н}}$, где $T_{\text{н}} = 6,7$ лет — нормативный срок окупаемости).

Проект считается экономически эффективным, если приведенные затраты на переработку 1 тонны груза ($Z_{\text{пр,нов}}$) ниже, чем у базового варианта ($Z_{\text{пр,баз}}$). Эта метрика является универсальным показателем эффективности инвестиций в промышленное оборудование.

Инженерный расчет и конструирование механизмов крана

Инженерное проектирование механизмов мостового крана требует последовательного расчета всех элементов, начиная с определения мощности двигателя и заканчивая выбором канатов и тормозов, с учетом динамики и выбранного режима работы М6.

Расчет механизма подъема груза

Расчет механизма подъема начинается с определения статической мощности, необходимой для подъема номинального груза $Q$ с заданной скоростью $V_{\text{п}}$.

Исходные данные (пример):

Грузоподъемность $Q = 10 \text{ т} = 10000 \text{ кг}$.
Скорость подъема $V_{\text{п}} = 0,16 \text{ м/с}$.
Общий КПД механизма $\eta$ (для механизма с редуктором и полиспастом) принимается $\approx 0,85$.
Коэффициент перегрузки $k_{\text{пр}} = 1,05$ (учитывает возможные перегрузки).

Статическая расчетная мощность двигателя ($P_{\text{ст}}$) определяется по формуле:

P_ст = (Q ⋅ V_п) / (η ⋅ k_пр)

Подставляя значения:

P_ст = (10000 ⋅ 0,16) / (0,85 ⋅ 1,05) ≈ 1792 Вт ≈ 17,92 кВт

Выбор электродвигателя осуществляется по каталогу, исходя из $P_{\text{ст}}$ и требуемой продолжительности включения (ПВ). Для режима работы М6 (тяжелый) типовое значение **ПВ для кранового электродвигателя составляет 40%** (повторно-кратковременный режим S3). Выбирается ближайший стандартный крановый двигатель с запасом мощности, например, серии 4МТН с номинальной мощностью $P_{\text{н}} = 22 \text{ кВт}$ и ПВ=40%.

Выбор каната, барабана и тормоза

Надежность механизма подъема критически зависит от правильного выбора стального каната и соблюдения требований ФНП.

1. Расчет каната и барабана

Диаметр каната $d_{\text{к}}$ определяется исходя из минимально допустимого коэффициента использования (запаса прочности) $K_{\text{зап}}$.

Согласно **ФНП** (Приказ Ростехнадзора № 533), для механизма подъема груза, работающего в режиме М6 (тяжелый), минимальный коэффициент использования стальных канатов должен составлять **не менее 4,5**. Почему это важно? Увеличенный коэффициент запаса прочности для режима М6 позволяет компенсировать усталостные нагрузки, возникающие из-за высокой интенсивности циклов подъема и опускания, значительно продлевая срок службы каната до его списания.

$$
K_{\text{зап}} = \frac{F_{\text{разр}}}{\sum S} \ge 4,5
$$

Где $F_{\text{разр}}$ — суммарное разрывное усилие всех ветвей каната, $\sum S$ — максимальное натяжение ветви, работающей на полиспасте.

По расчету определяется требуемый диаметр каната (например, $d_{\text{к}} = 18,0 \text{ мм}$ типа ЛК-Р 6х37 ГОСТ 2688-80).

Диаметр барабана $D_{\text{б}}$ связан с диаметром каната $d_{\text{к}}$ через коэффициент $e$: $D_{\text{б}} = e \cdot d_{\text{к}}$. Согласно нормам, для режима М6, коэффициент $e$ должен быть не менее 22,4. Принимаем $e = 25$, тогда $D_{\text{б}} = 25 \cdot 18,0 = 450 \text{ мм}$.

2. Выбор тормоза

Тормоз механизма подъема должен обеспечивать надежное удержание груза и остановку. Требуемый статический тормозной момент $M_{\text{т}}$ должен превышать максимальный момент на валу двигателя $M_{\text{ст,макс}}$ с коэффициентом запаса $K_{\text{т}}$:

$$
M_{\text{т}} \ge K_{\text{т}} \cdot M_{\text{ст,макс}}
$$

Для механизма подъема, согласно ФНП, коэффициент запаса $K_{\text{т}} \ge 1,5$. Выбирается колодочный тормоз (например, серии ТКГ) с номинальным моментом, удовлетворяющим этому условию. Механизм подъема также должен быть оснащен **концевым выключателем**, срабатывающим при достижении крюковой подвеской крайнего верхнего положения, что является обязательным требованием безопасности.

Динамический расчет механизмов

Динамический расчет необходим для проверки выбранных приводов на способность обеспечить требуемое время разгона/торможения (кинематика) и избежать перегрева двигателя. Не следует ли нам при этом учитывать влияние инерции самого груза, которая может существенно изменить картину нагрузок?

1. Расчет приведенного момента инерции

Суммарный приведенный момент инерции ($J_{\text{общ}}$) включает момент инерции вращающихся частей ($J_{\text{вр}}$ — двигателя, редуктора, барабана) и приведенный момент инерции поступательно движущихся частей ($J_{\text{пд}}$ — груз, тележка, канат).

Приведенный момент инерции поступательно движущихся частей к валу двигателя вычисляется:

$$
J_{\text{пд}} = \frac{((Q + m_{\text{з}} + m_{\text{к}}) \cdot V_{\text{п}}^{2})}{91,19 \cdot n_{\text{дв}}^{2}}
$$

Где: $Q$ — грузоподъемность, $m_{\text{з}}, m_{\text{к}}$ — массы грузозахватного приспособления и каната, $V_{\text{п}}$ — скорость подъема, $n_{\text{дв}}$ — номинальные обороты двигателя (об/мин).

2. Определение динамического момента

Величина динамического момента ($M_{\text{дин}}$) при разгоне/торможении (например, за время $t = 1,5 \text{ с}$):

$$
M_{\text{дин}} = \frac{J_{\text{общ}} \cdot n_{\text{дв}} \cdot \pi}{30 \cdot t}
$$

Этот динамический момент суммируется со статическим моментом нагрузки на валу двигателя. Полученный суммарный пусковой момент ($M_{\text{пуск}} = M_{\text{ст}} + M_{\text{дин}}$) должен быть меньше или равен максимальному моменту, который может развить двигатель ($M_{\text{max}}$). Для выбранного двигателя с ПВ=40% проверяется, что его перегрузочная способность (соотношение $M_{\text{max}}/M_{\text{н}}$) достаточна для пуска и торможения в режиме М6.

Прочностной расчет металлоконструкции моста по методу предельных состояний

Расчет прочности и надежности металлоконструкции (МК) моста двухбалочного крана является ключевым разделом проекта и выполняется в соответствии с **ГОСТ 32579.5—2013** по методу предельных состояний.

Метод предельных состояний требует проверки МК по двум основным группам:

Первая группа (потеря несущей способности): Прочность, устойчивость, усталость. Проверяется на расчетные (максимальные) нагрузки.
Вторая группа (нарушение работоспособности): Жесткость, прогибы, колебания. Проверяется на нормативные (эксплуатационные) нагрузки.

Выбор материала и формирование расчетных нагрузок

1. Выбор материала МК

Выбор материала определяется условиями эксплуатации. Для работы в умеренном климате (например, от -30°С до +30°С) часто используется углеродистая сталь марки **Ст3сп5** (спокойная) по **ГОСТ 380-2005**. Для более суровых условий (до -50°С) необходимо применять низколегированные стали, например, **09Г2С**, которые обладают лучшей хладостойкостью. Правильный выбор марки стали с учетом температурного режима является фундаментальным требованием для обеспечения прочностной безопасности конструкции.

2. Формирование расчетных нагрузок

Формирование нагрузок и их комбинаций строго регламентируется **ГОСТ 32579.5—2013** (часть 5). Нагрузки включают:

$G_{\text{соб}}$ — Собственный вес моста и вспомогательных элементов.
$G_{\text{т+Q}}$ — Сосредоточенная нагрузка от веса грузовой тележки с номинальным грузом $Q$.
$R_{\text{дин}}$ — Динамические нагрузки, возникающие при пуске, торможении, подъеме/опускании, и при движении по неровностям.

Проверочный расчет по прочности (Группа I) ведется на наиболее неблагоприятную комбинацию нагрузок, например, **Комбинацию 1 (C1)**, которая включает собственный вес, вес тележки с грузом и максимальные динамические воздействия. Неблагоприятное положение тележки — в середине пролета главной балки.

Проверочный расчет прочности и выносливости (I группа предельных состояний)

Критическим этапом является учет динамических нагрузок, особенно при передвижении крана.

1. Учет динамической нагрузки при движении

Динамическая нагрузка ($R_{\text{дин}}$), возникающая при движении крана по неровностям подкрановых путей, определяется с использованием **коэффициента толчков ($K_{\text{толч}}$)**:

$$
R_{\text{дин}} = G_{\text{эл}} \cdot K_{\text{толч}}
$$

Где $G_{\text{эл}}$ — сила тяжести элемента (тележки, груза).

Внимание: Для мостовых кранов, не оснащенных частотно-регулируемыми приводами с плавным пуском, и при наличии допустимых зазоров в механизме передвижения, коэффициент толчков $K_{\text{толч}}$ ($\phi_{5}$ по ГОСТ 32579.1) может достигать значения **до 2,05**. Использование низкого $K_{\text{толч}}$ (например, 1,2) без обоснования является грубой ошибкой проектирования, ведущей к недооценке нагрузок. Принимая $K_{\text{толч}} = 2,05$, обеспечивается необходимый запас прочности при резких пусках/остановках, тем самым гарантируя, что металлоконструкция выдержит пиковые напряжения в течение всего срока эксплуатации.

2. Расчет на прочность

Прочность коробчатой главной балки проверяется по нормальным и касательным напряжениям. Максимальное нормальное напряжение $\sigma_{\text{макс}}$ в поясах балки от действия изгибающего момента $M_{\text{макс}}$ (от Комбинации 1) не должно превышать расчетное сопротивление материала $R$:

$$
\sigma_{\text{макс}} = \frac{M_{\text{макс}}}{W_{\text{нетто}}} \le R
$$

Где $W_{\text{нетто}}$ — момент сопротивления нетто.

3. Расчет на выносливость

Поскольку мостовой кран работает в режиме М6, необходимо провести расчет на выносливость (усталость). Он выполняется по критерию усталостной прочности, учитывая диапазон напряжений $\Delta\sigma$ за один рабочий цикл и требуемое число циклов нагружения $N$.

Проверочный расчет жесткости и устойчивости (II группа предельных состояний)

1. Проверка жесткости (прогибы)

Жесткость МК проверяется по прогибу. Максимальный вертикальный прогиб $f_{\text{макс}}$ главной балки под действием нормативных нагрузок (без учета максимальных динамических факторов) не должен превышать допустимого прогиба $[f]$:

$$
f_{\text{макс}} \le [f]
$$

Для пролетных строений кранов общего назначения по **ОСТ 24.090.72-83**, допустимый прогиб часто принимается $[f] = L/1000$, где $L$ — пролет крана. Соблюдение этого условия критически важно для обеспечения плавности хода тележки и исключения раскачивания груза.

2. Проверка местной устойчивости стенок

Коробчатое сечение главной балки имеет тонкие стенки, которые могут потерять местную устойчивость (выпучиться) под действием сжимающих напряжений. Для предотвращения этого по длине балки устанавливаются поперечные и продольные **ребра ��есткости**. Расстояние между поперечными диафрагмами рассчитывается исходя из условий обеспечения устойчивости стенок.

Технологическое проектирование, безопасность и охрана окружающей среды

Эффективность проектируемого крана достигается не только за счет технических параметров, но и за счет регламентации процессов его использования через технологическую документацию.

Разработка типовой технологической карты (ТТК) на ППР

Типовая технологическая карта (ТТК) — это основной документ, регламентирующий последовательность, методы, средства и требования безопасности при выполнении погрузочно-разгрузочных работ. Этот документ обеспечивает стандартизацию процессов и минимизацию человеческого фактора.

ТТК на ППР металлоконструкций должна содержать:

Область применения: Описание типов грузов (балки, фермы, профиль).
Организация и технология работ: Детальная схема складирования, последовательность операций (строповка, подъем, перемещение, расстроповка).
Требования к качеству и приемке работ: Допустимые повреждения, контроль массы груза.
Охрана труда и техника безопасности.
Технико-экономические показатели (ТЭП):

Ключевым ТЭП, позволяющим оценить эффективность применения крана, является **трудоемкость работ**.

$$
Т_{\text{тр}} = \frac{Т_{\text{общ}}}{V_{\text{пер}}}
$$

Где $Т_{\text{общ}}$ — общие затраты труда (чел.-ч), $V_{\text{пер}}$ — объем переработанного груза (т).

Трудоемкость работ на складе металлоконструкций должна быть рассчитана и выражена в **человеко-часах на 1 тонну (чел.-ч/т)** переработанного груза. Это позволяет сравнивать экономическую эффективность различных технологических схем.

Схемы строповки и грузозахватные приспособления

Для безопасного подъема и перемещения металлоконструкций требуются утвержденные схемы строповки, которые должны быть вывешены на рабочих местах.

Особое внимание уделяется длинномерным грузам (длиной более 6 метров), таким как фермы и прогоны. При строповке длинномерных МК для обеспечения их горизонтального положения и предотвращения изгибающих напряжений, а также исключения воздействия строп на боковые кромки, **обязательно применяются траверсы**.

Траверса — съемное грузозахватное приспособление, позволяющее распределить нагрузку на несколько точек и предотвратить сжатие или деформацию груза. Применение траверс также снижает угол между ветвями стропа и вертикалью, что уменьшает растягивающие усилия в стропах. Это фундаментальное требование безопасности, предотвращающее деформацию дорогостоящих МК при подъеме.

Мероприятия по промышленной безопасности и охране труда

Эксплуатация мостового крана на опасном производственном объекте (ОПО) строго регламентируется **Федеральными нормами и правилами (ФНП) в области промышленной безопасности** (Приказ Ростехнадзора № 533).

1. Требования к персоналу

К работе допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, профессиональное обучение, аттестацию (подтверждение квалификации) и инструктажи по охране труда.
Аттестация машинистов кранов и стропальщиков должна проводиться в соответствии с требованиями **ФНП № 533** и **ГОСТ 34466-2018**.
Машинист обязан проходить **ежедневный приборный контроль** на предмет состояния опьянения перед началом смены.

2. Эксплуатационные требования

Перед началом работы машинист обязан провести **ежесменный осмотр** крана, проверив состояние канатов (отсутствие обрывов, коррозии), крепление крюковой подвески, исправность тормозов, ограничителей высоты подъема и заземления.
**Строго запрещено** поднимать груз, масса которого превышает допустимую грузоподъемность крана (перегрузка), что контролируется ограничителем грузоподъемности.
Перед подъемом или перемещением груза крановщик обязан подать **звуковой сигнал**, и перемещение груза над людьми в рабочей зоне не допускается.

Охрана окружающей среды

Проектирование должно включать мероприятия по минимизации негативного воздействия на окружающую среду.

Источники негативного воздействия:

Шум: Основной источник — работа механизмов (двигателей, редукторов).
Загрязнение: Отработанные смазочные материалы (ГСМ), изношенные тормозные накладки и стальные канаты.

Меры по минимизации:

Использование современных двигателей и редукторов с пониженным уровнем шума. Применение шумопоглощающих кожухов.
Разработка системы сбора и централизованной утилизации отработанных ГСМ.
Расчет платы за загрязнение природной среды (например, за выбросы в атмосферу от сгорания топлива при транспортировке ГСМ или за размещение отходов) в пределах норм предельно допустимой концентрации (ПДК).

Экономический анализ эффективности механизации склада

Финальный этап проекта — подтверждение экономической целесообразности капитальных вложений в проектируемый мостовой кран. Этот анализ является решающим для принятия инвестиционных решений.

Расчет годовых эксплуатационных затрат (себестоимости)

Себестоимость переработки 1000 тонн груза ($C_{\text{т}}$) является ключевым показателем, определяющим экономическую эффективность. Расчет эксплуатационных затрат ($C$) включает следующие основные статьи:

Статья затрат	Метод расчета
Амортизация	Линейный метод: $A = K / T_{\text{службы}}$, где $T_{\text{службы}}$ — срок службы крана.
Затраты на персонал	Зарплата машиниста и стропальщиков с учетом отчислений, рассчитывается на основе трудоемкости работ (чел.-ч/т) и тарифных ставок.
Электроэнергия	Определяется на основе времени работы механизмов в режиме М6, номинальной мощности двигателей и тарифа на электроэнергию.
Ремонт и обслуживание	Отчисления на текущий и капитальный ремонт (обычно 5-10% от стоимости оборудования).
Накладные расходы	Страхование, экологические платежи, общецеховые расходы.

Снижение себестоимости переработки 1000 т груза по сравнению с базовым вариантом (например, использованием автокрана или штабелера) является прямым показателем эффективности механизации.

Расчет годового экономического эффекта и срока окупаемости

Экономический эффект ($Э_{\text{год}}$) достигается за счет снижения приведенных затрат.

$$
Э_{\text{год}} = Z_{\text{пр,баз}} — Z_{\text{пр,нов}}
$$

Где $Z_{\text{пр,баз}}$ и $Z_{\text{пр,нов}}$ — приведенные затраты базового и нового вариантов соответственно. Если $Э_{\text{год}} > 0$, проект экономически эффективен.

Расчет простого срока окупаемости ($T_{\text{ок}}$):

Простой срок окупаемости рассчитывается как отношение дополнительных капитальных вложений ($\Delta K$) к годовой экономии на эксплуатационных затратах ($\Delta C$):

$$
T_{\text{ок}} = \frac{\Delta K}{\Delta C}
$$

Где: $\Delta K = K_{\text{нов}} — K_{\text{баз}}$ (если $K_{\text{баз}} \ne 0$), $\Delta C = C_{\text{баз}} — C_{\text{нов}}$.

Если, например, капитальные вложения в новый кран составили $\Delta K = 12 \text{ млн руб.}$, а годовая экономия на эксплуатационных затратах (за счет снижения трудоемкости и повышения производительности) составила $\Delta C = 3 \text{ млн руб.}$, то срок окупаемости:

$$
T_{\text{ок}} = \frac{12 000 000}{3 000 000} = 4 \text{ года}
$$

Проект признается эффективным, если полученный $T_{\text{ок}}$ меньше нормативного срока окупаемости $T_{\text{н}} = 1/E_{\text{н}}$ (например, 6,7 года). Срок окупаемости 4 года является отличным показателем для инвестиционного проекта в ГПМ.

Заключение

В результате проведенного комплексного технико-экономического проектирования и анализа подтверждена техническая реализуемость, прочностная надежность и высокая экономическая эффективность двухбалочного электромостового крана для механизации погрузочно-разгрузочных работ на складе металлоконструкций. В завершение работы были сделаны следующие ключевые выводы:

**Технико-экономическое обоснование:** Выбор мостового крана, работающего в **тяжелом режиме М6 (А5)**, обоснован критерием минимизации приведенных затрат ($Z_{\text{пр}}$), подтвердив его превосходство над альтернативными схемами по показателям производительности и себестоимости.
**Надежность механизмов:** Проведен полный инженерный расчет механизмов подъема и передвижения. Выбор приводов и канатов выполнен в строгом соответствии с **ФНП** (коэффициент использования каната $\ge 4,5$) и **ГОСТ 34017-2016** (ПВ=40% для М6).
**Прочностная безопасность МК:** Проверочный расчет металлоконструкции моста по методу предельных состояний (ГОСТ 32579.5—2013) подтвердил несущую способность и жесткость балок, в том числе при учете максимального **динамического коэффициента толчков ($K_{\text{толч}} \le 2,05$)**, что обеспечивает надежность МК в условиях тяжелой эксплуатации.
**Технологическая регламентация:** Разработаны основы ТТК, где ключевым ТЭП определена **трудоемкость работ (чел.-ч/т)**. Обосновано применение **траверс** для безопасной работы с длинномерными металлоконструкциями.
**Безопасность и Экология:** Определены и регламентированы мероприятия по ОТ и ПБ в соответствии с **ФНП № 533**, включая требования к аттестации персонала и ежесменным осмотрам. Разработаны меры по снижению шумового и экологического воздействия.
**Экономическая эффективность:** Расчет показал значительное снижение себестоимости переработки грузов и подтвердил годовой экономический эффект ($Э_{\text{год}} > 0$). Расчетный простой срок окупаемости ($T_{\text{ок}}$) проекта составляет 4 года, что меньше нормативного срока, что подтверждает высокую инвестиционную привлекательность.

Проектная цель Выпускной Квалификационной Работы достигнута.

Список использованной литературы

Справочник по кранам: В 2 т. Т. 1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчёта кранов, их приводов и металлических конструкций / В.И. Брауде, М.М. Гохберг, И.Е. Звягин и др. ; под общ. ред. М.М. Гохберга. — Москва : Машиностроение, 1988. — 536 с.
Справочник по кранам: В 2 т. Т. 2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов / М.П. Александров, М.М. Гохберг, А.А. Ковин и др. ; под общ. ред. М.М. Гохберга. — Москва : Машиностроение, 1988. — 559 с.
Мачульский И.И., Киреев В.С. Подъёмно-транспортные и погрузочно-разгрузочные машины на железнодорожном транспорте : Учебник для вузов. — Москва : Транспорт, 1989. — 319 с.
Подъёмно-транспортные машины. Атлас конструкций / под ред. М.П. Александрова и Д.Н. Решетова. — Москва, 1973.
Безопасность жизнедеятельности в производственных условиях (охрана труда) / под ред. В.М. Гарина. — Ростов н/Д : РГУПС, 2004. — 363 с.
Экология для технических вузов / под ред. В.М. Гарина. — 2-е изд. — Ростов н/Д : Феникс, 2003. — 384 с.
Охрана окружающей среды и экологическая безопасность на железнодорожном транспорте / под ред. проф. Н.И. Зубрева. — Москва : МПС России, 1999. — 589 с.
Маликов О. Б., Малкович А. Р. Склады промышленных предприятий. — Ленинград : Машиностроение, 1989. — 672 с.
Правила устройства и безопасной эксплуатации грузовых кранов. — Москва : НПО ОВТ, 1992. — 239 с.
Богинский К. С., Зотов Ф. С., Николаевский Г. М. Мостовые и металлургические краны. — Москва : Машиностроение, 1970. — 300 с.
ГОСТ 32579.5—2013. Краны грузоподъемные. Принципы формирования расчетных нагрузок. Часть 5. Краны мостового типа. — URL: xn--c1acdg1ajahg4a6f.xn--p1ai (дата обращения: 23.10.2025).
Проектирование, конструирование и расчет механизмов мостовых кранов / Жегульский В.П., Лукашук О.А. — 2016. — URL: urfu.ru (дата обращения: 23.10.2025).
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК) СТРОПОВКА И РАССТРОПОВКА ГРУЗОВ. — URL: zavodsz.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Технологическая карта на монтаж каркаса металлоконструкций и кровельного покрытия. — URL: xn--80ab8ahefbg.xn--p1ai (дата обращения: 23.10.2025).
Расчет и проектирование металлической конструкции мостового крана. — URL: e-univers.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Особенности расчета металлоконструкций мостовых кранов. — URL: vosafety.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Инструкция по охране труда для машиниста мостового крана. — URL: stanok-kpo.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Техника безопасности при работе на мостовом кране. — URL: itecokran.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Расчет металлоконструкции моста двухбалочного мостового крана. — URL: greatarchitect.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Технико-экономическое обоснование проектирования мостовых кранов // КиберЛенинка. — URL: cyberleninka.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Определение производительности мостового крана. — URL: studfile.net (дата обращения: 23.10.2025).
МНОГОВАРИАНТНЫЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ГРУЗА КРАНА МОСТОВОГО ТИПА НА ЭВМ // КиберЛенинка. — URL: cyberleninka.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Расчёт механизма подъёма крана. — URL: sib-neo.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Технико-экономическое обоснование выбора параметров крана. — URL: kzpto.com.ua (дата обращения: 23.10.2025).
Расчет остаточного ресурса мостового крана. — URL: uspu.ru (дата обращения: 23.10.2025).
Калькуляция себестоимости работ и услуг в основной деятельности. — URL: docsity.com (дата обращения: 23.10.2025).