Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Реконструкция моталки мелкосортного стана "250"

Реконструкция моталки мелкосортного стана "250"

Описание работы моталки. Энергокинематический расчет привода. Подбор и проверка параметров муфт. Расчет исполнительного гидродвигателя. Проектирование конструкции протяжки. Анализ ее на прочность. Разработка технологического процесса изготовления детали.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 18.11.2017
Размер файла 1,1 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Состояние вопроса и задачи проектирования

1.1 Анализ состояния вопроса

1.2 Цель и задачи разработки

2. Конструкторская часть

2.1 Описание работы моталки

2.2 Энергокинематический расчет привода

2.2.1 Выбор электродвигателя

2.2.2 Определение энергокинематических параметров привода

2.2.3 Выбор редуктора

2.2.4 Предварительный выбор подшипников

2.3 Подбор и проверочный расчет муфт

2.3.1 Подбор муфты для выходного вала электродвигателя

2.3.2 Подбор муфты для тихоходного вала редуктора

2.3.3 Подбор призматической шпонки

2.3.4 Силовой расчет приводного вала

2.3.5 Проверочный расчет подшипников

2.3.6 Проверочный расчет валов

2.4 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

2.4.1 Расчет и выбор скоростных и нагрузочных параметров гидродвигателя

2.4.2 Расчет и выбор геометрических параметров и модели гидродвигателя

2.4.3 Расчет и выбор насосной установки

2.4.4 Расчет и выбор гидроаппаратуры

2.4.5 Расчет и выбор трубопроводов

2.4.6 Отверстия гидроблока управления

2.4.7 Определение потерь давления в гидросистеме

2.4.8 Определение потерь давления в трубопроводе

2.4.9 Определение местных потерь давления

2.5 Расчет и проектирование протяжки

2.5.1 Припуск на диаметр

2.5.2 Подъем на зуб на сторону

2.5.3 Профиль и размеры зуба и стружечных канавок между зубьями

2.5.4 Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев

2.5.5 Максимальное число одновременно работающих зубьев

2.5.6 Размеры режущих зубьев

2.5.7 Диаметр калибрующих зубьев

2.5.8 Число режущих зубьев

2.5.9 Число калибрующих зубьев

2.5.10 Длина протяжки от торца хвостовика

2.5.11 Конструктивные размеры хвостовой части протяжки

2.5.12 Проверка конструкции протяжки на прочность

3. Технологическая часть

3.1 Разработка технологического процесса изготовления детали

3.2 Нормоконтроль чертежа

3.3 Анализ технологичности конструкции детали

3.4 Выбор метода изготовления и формы детали

3.5 Припуски на обработку

3.6 Выбор маршрута обработки

3.7 Предварительное нормирование времени операций

3.8 Выбор типа и формы организации производства

3.9 Выбор состава технологических переходов

3.10 Выбор режущих инструментов

3.11 Выбор режимов резания

3.12 Уточненное нормирование времени операций

3.13 Средства измерения

3.14 Составление программы обработки

Список использованных источников

Введение

Мелкосортный стан "250" СПЦ ОАО "Северсталь" был построен в 1961 году. Первым прокатом являлся круг диаметром 16мм. По проекту мощность стана "250" составляла 600 тыс. тонн в год, однако производственная мощность составила лишь 550 тыс. тонн в год. Сортаментом стана "250" в данный момент является: круг, уголок, шестигранник, квадрат, полоса, арматура и спецпрофиль.

В наше время существует большая конкуренция на рынке металла, каждый производитель борется за потребителя, выполняя жёсткие требования заказчиков и стандартов. Поэтому необходимо бороться за рынок сбыта, выполняя требования заказчика.

В связи с этими требованием и мировыми стандартами, предъявляемыми к качеству проката, встал вопрос о необходимости реконструкции хвостовой части стана.

В связи с требованиями потребителей на моталке необходима модернизация. Причиной этого являются требования заказчиков о том, чтобы бунт был более плотным.

Из всего выше приведённого следует вывод о необходимости реконструкции моталок.

1. Состояние вопроса и задачи проектирования

1.1 Анализ состояния вопроса

Целью работы является изучение возможности реконструкции моталок мелкосортного стана "250" с целью повышения эффективности работы, надёжности оборудования, а также улучшения качества готового проката и снижения выхода беззаказной продукции.

Эксплуатация участка моталок выявила ряд недостатков в работе механического оборудования:

1. При работе механизма подъема стола останов поверхности стола часто происходит не в верхней конечной точке. Причиной этого является неудовлетворительная работа тормоза, а именно: механизмы моталки в процессе работы охлаждаются водой, высокая температура превращает воду в паровой конденсат. Конденсат, попадая на шкив тормоза механизма подъема стола моталки вызывает дополнительное проскальзывание накладок и поверхность стола останавливается не в верхней точке. Переход поверхности стола выше верхней точки приводит к невозможности удаления бунта с поля моталки. Поворотный сталкиватель захватом упирается в торцевую поверхность стола. Оператору поста управления с большой точностью, в ручном режиме приходится опускать стол строго до поверхности поля моталки. В непрерывном взаимосвязанном автоматизированном процессе прокатки это ведет к сбоям в работе оборудования и потере производительности всего стана.

В связи с переходом стана на прокатку заготовки сечением 80х 80 на заготовку сечением 100х 100 ее масса (следовательно, и масса бунта) возросла с 500 кг до 850 кг. Увеличение массы бунта привело к возрастанию нагрузок, действующих на механизм подъема стола. Практика показала, что при подъеме стола с таким бунтом имели место облом и выкрашивание зубьев на рейке перемещения стола, срез шпонки на муфте, соединяющей вал редуктора с валом-шестерней подъема стола.

2. Эксплуатация механизма сталкивателя выявила неудовлетворительную работу редуктора. Вертикальное расположение валов редуктора предполагает увеличение осевых нагрузок. Установленные в качестве опор радиальные двухрядные шарикоподшипники иногда заклинивает.

Таким образом, в работе участка моталок выявлены следующие недостатки: переход поверхности стола выше поля моталки, выкрашивание зубьев рейки подъема стола, срез шпонки на муфте механизма подъема стола.

На основе анализа состояния проблемы необходимо разработать мероприятия по техническому перевооружению механического оборудования (механизма подъема стола и механизма сталкивателя) с целью повышения надежности работы.

Для осуществления поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Рассчитать и спроектировать гидравлический привод механизма подъема стола моталки.

2. Рассчитать и спроектировать главный вал сталкивателя бунтов на прочность, в связи с возросшими нагрузками.

Широкое использование гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости, возможность работы в динамических режимах с требуемым качеством переходных процессов.

Применение гидроприводов позволяет упростить кинематику механизма, снизить металлоёмкость, повысить точность, надежность и уровень автоматизации.

Все предпринимаемые меры: реконструкция проволочной моталки принесет сортопрокатному цеху значительные маркетинговые преимущества в условиях жесткой конкуренции на рынке черных металлов.

1.2 Цель и задачи разработки

Сортамент стана "250" указан в таблица 1.1.

Таблица 1.1 - Сортамент стана "250"

параметр

профиль

значение

Сортамент

бунтовой прокат

Ш 12 - Ш23

20х 4, 25х 4,

32х 4, 35х 4,40х 4

Вес от 0,8 тн

L от 4м до 12м

от 3м до 9тн

Монтажные партии

Ш N 12-13

Ш N 14-17

Ш N 22-26

25, 40,

32, 35

Ежемесячно

ежемесячно

ежемесячно

ежемесячно

ежемесячно

Часовое производство

Ш12

Ш13

Ш14

Ш15

Ш16

Ш17

Ш18

Ш14

Ш20

Ш21

Ш22

Ш23

Ш24

Ш25

Ш26

Ш28

43 т/ч

45,12 т/ч

53,76 т/ч

59,52 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

N 12

N 14

N 16

N 18

N 20

N 25

N 28

43,00 т/ч

59,52 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

62,40 т/ч

Часовое производство угловых профилей

20х 20х 4

25х 25х 4

32х 32х 4

35х 35х 4

40х 40х 4

32х 20х 4

38,4

48,0

62,40

62,40

62,40

50,40

Часовое производство квадратов

Квадрат 16

62,40

Часовое производство полосы

40х 6

40х 12

45,59

45,59

Часовое производство спецпрофиля

7х 9,3х 12,2

28,0

Часовое производство шестигранников

Ш 15

Ш 20

Ш 24

Ш 26

62,40

62,40

62,40

62,80

Часовое производство арматуры по ASTM

N 4

N 5

N 6

35.60

53.04

60.26

1. Часовое производство арматурных профилей N 1222 термоупрочняющих марок А 400, А 500 аналогично вышеуказанным в таблице.

2. Часовое производство арматурных профилей N 1225 термоупрочняющих марок АС 4М СТ 07-93 аналогично вышеуказанным в таблице.

3. При упаковке металла в малотоннажные пачки до 5тн часовая производительность снижается на 20 %.

За 2002 год станом прокатано 424051 тонн металла, по сравнению с 2001 годом - производство увеличилось на 23593 тонны.

На стане 250 прокатывают марки стали, указанные в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Марочный сортамент стана 250

Марка стали

Объем (за год),т

Марка стали

Объем (за год),т

10

10068

23Х 2Г 2Т

10146

20

46686

ЗСП

56452

25

0

ЗПС

171152

30

605

ЗСП эк

4272

35

16686

ЗПС эк

6794

40

5064

А 36 эк

200

45

12746

60 С 2А

100

50

5014

60 С 2Г

3170

G 60-615

0

40Х

8792

G40-615

0

20Х

1052

ШХ 15

13554

40 Г 2

0

ШХ 15 - СГ

1412

А 36 эк

200

35 ГС

22352

25 Г 2С

14658

ИТОГО:

413580

Для прокатки сортового металла на мелкосортном стане 250 применяют заготовку сечением 100х 100 мм, длиной от 10400 до 11700 мм.

По массовой доле химических элементов заготовки должны удовлетворять требованиям соответствующих нормативных документов (НД).

По форме, размерам и допускаемым отклонениям заготовки должны удовлетворять требованиям СТП 105 - П.ОЗ - 26-01. Предельные отклонения по стороне квадрата 100х 100 мм не должны превышать +/- 2,4 мм. Разность диагоналей по сечению не должна превышать 3,4 мм. Концы заготовок должны быть ровно обрезаны, косина реза не должна превышать 6 мм. Скручивание заготовок вокруг продольной оси не допускается. Вогнутость граней заготовки, а также разность двух любых сторон не должна превышать 2 мм. Выпуклость граней заготовки не допускается. Местная кривизна заготовок не должна превышать 12 мм на длине 1 м.

Технические требования к заготовке по заказу, отличные от норм, установленных СТП 105 - П.ОЗ - 26-01, должны быть указаны в заказе сортопрокатного цеха.

Макроструктура заготовки должна удовлетворять требованиям соответствующей нормативной документации на продукцию (контролировать в обжимном цехе). Результаты контроля макроструктуры должны быть внесены в сертификат на передельную заготовку, выдаваемый обжимным цехом.

Головные и донные заготовки стали различных марок могут быть переданы в СПЦ вместе с плавкой, или отдельными партиями, или отсортированы в другое назначение в обжимной цех в соответствии с требованиями ТИ 105 - П. ОЗ - 06.

Заготовки должны быть подвергнуты на адъюстаже обжимного цеха дополнительной обработке поверхности согласно ТИ 105-П.ОЗ-06в зависимости от назначения по видам обработки, а также согласно маршрутным картам на продукцию или заказу ПРБ СПЦ.

Качество поверхности заготовок должно соответствовать требованиям СТП - П. ОЗ - 26-01 категории 1, 2, 3 в зависимости от назначения проката согласно требованиям маршрутных карт или другой технологической документации.

На поверхности заготовок для категории 2 не должно быть продольных и поперечных трещин, рванин, плен, закатов, заплесков, "гребней" от вырубки высотой более 3 мм и других дефектов, приводящих к получению не качественного проката. Допускаются: отпечатки, рябизна, царапины, глубиной не более половины суммы предельных отклонений по толщине; раскатанные пузыри и загрязнения глубиной не более 0,5 мм.

Недопустимые дефекты должны быть удалены путем пологой огневой вырубки или абразивной зачистки, ширина которой должна быть не менее пятикратной глубины. Глубина вырубки и зачистки считается от фактического размера и не должна превышать в одном сечении 8 % номинальной толщины (для заготовки сечением 100х 100 - не более 4 мм на сторону), "гребешки", острые углы не допускаются.

Качество поверхности заготовок, предназначенных для выполнения заказов на сортовой прокат особо - ответственного назначения (ТУ 14-105-571-94, ГОСТ 14959-79, ТУ 14-1 - 3991-85, ТУ 14-105-470-87, ГОСТ 10702-78, подкат на экспорт по ГОСТ 4543-71, ГОСТ 1050-88) должно соответствовать СПП 105 - П. ОЗ - 26-01 категории 3. Заготовки должны быть зачищены на станках "Генрих Рау". Зачистка должна быть пологой с отношением ширины к глубине не менее 7, без острых гребней и углов, резких переходов, заусенцев, грубой шероховатости. На поверхности заготовок, зачищенных на станках "Генрих Рау", не допускается наличие каких - либо видимых дефектов. Заготовки должны иметь на торце горячую маркировку с шифром номера плавки, условным знаком бригады, прокатавшей плавку, и маркой стали согласно требованиям ТИ 105 - П.ОЗ - 06. Заготовки, на которых горячая маркировка обрезана, должны быть замаркированы на гранях белой краской с указанием номера плавки и марки стали, на торце заготовки стрелкой указать на замаркированную грань.

Все заготовки из контрольных слитков (литых слябов) должны быть замаркированы номером слитка. Все головные и донные заготовки должны быть замаркированы дополнительными литерами согласно требованиям ТИ 105 - П.ОЗ - 06. Маркировка должна быть нанесена сверху на грань заготовок.

Массовая доля химических элементов, технические требования к готовой продукции, сортамент, предельные отклонения размеров поперечного сечения должны отвечать требованиям соответствующих нормативных документов на продукцию, основные из которых приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Требования нормативных документов на продукцию

Вид проката

Размеры, мм

Нормативные документы на продукцию

Нормативные документы на сортамент
Прокат круглый:
прокат

мотки
10-28

12-23
ГОСТ 385-94, ГОСТ 535-88,
ГОСТ 1050-88, ГОСТ 10702-78,
ГОСТ 19281-89, ГОСТ 4543-71,
ГОСТ 14959-79,
ТУ 14-105-470-87,
ТУ 14-105-546-92,

ТУ 14-105-571-94,

ГОСТ 2590-88

Прокат шестигранный

13-29
ГОСТ 1050-88,

ГОСТ 4543-71

ГОСТ 2879-88

Уголки стальные равнополочные
20х 20х 4,
25х 25х 3(4)
32х 32х 3(4)
35х 35х 3(4)

40х 40х 4
ГОСТ 535-88,
ГОСТ 5521-93,
ГОСТ 19281-89,
ГОСТ 27772-88,

DIN 17100, EN10025: 1993

ГОСТ 8509-93

Уголки стальные неравнополочные

32х 20х 4
ГОСТ 535-88,
ГОСТ 5521-93,
ГОСТ 19281-89,
ГОСТ 27772-88,

DIN 17100, EN 10025:1993

ГОСТ 8510-86

Прокат полосовой
Ширина:
20-70;
толщина:

4-10
ГОСТ 1050-88,

ГОСТ 4543-71

ГОСТ 103-76
Прокат для армирования железобетонных

конструкций
№10- №25

№4, №5,№6
ГОСТ 10884-94,
ГОСТ 5781-82,
СТО АСЧМ 7-93

АSTMA 615/A615M - 00

ГОСТ 10884-94,
ГОСТ 5781-82,
СТО АСЧМ 7-93,
ASTMA615/

A615M - 00
Схема технологического процесса показана на рисунке 1.1.
От обжимного цеха заготовки принимаются на две загрузочные решетки (1) откуда подводящим рольгангом (2) со скоростью 2,6 м/с заготовки транспортируются к нагревательной печи (6) и втаскивающим устройством (3) с усилием втаскивания 2,9 кН и скоростью 2,5 м/с заготовки загружаются в печь. Участок загрузки печи автоматизирован.
Продвижение металла в печи осуществляется кривошипным толкателем (4), усилие толкателя 548,8 кН, а скорость проталкивания заготовки 0,25 м/с. Нагревательная печь работает в 5 технологических режимах, которые приведены в таблицы 2.4-2.8. Технологический режим работы печи выбирается в зависимости от марки стали и от того, какие свойства металла необходимо получить. Выдача нагретых заготовок из печи производится выталкивающим устройством (5) со скоростью 0,167 м/с.
Рисунок 1.1 - Схема технологического процесса
Выталкиваемые заготовки распределяются на две нитки при помощи распределительного устройства (7). Скорость тележки распределительного устройства 0,2 м/с. В клеть А заготовки задаются при помощи тянущих роликов вытаскивающего устройства (8) со скоростью 1 м/с.
Прокатка на стане ведется в две нитки на черновой группе горизонтальных клетей дуо (9). Температура раската после клети №7 находится в пределах от 1020 до 1040 0С. Чистовые клети делятся на две группы (9,10). В каждой из которых идёт прокатка в одну нить. Число пропусков зависит от прокатываемого профиля, максимальное число пропусков - семнадцать.
Перед левой чистовой группой клетей предусмотрена обрезка переднего конца раската на аварийных кривошипных ножницах (10), которые могут работать при скорости прокатки до 4,1м/с, с максимальным усилием резания 8150 кгс. Аварийные ножницы также могут производить резку раскатов на длины, соответствующие длине холодильника, или аварийную порезку на габаритные длины. Обрезь от аварийных ножниц собирается в коробки, которые по мере накопления извлекаются из ям электромостовым краном и выгружаются в железнодорожные вагоны.
Перед правой чистовой группой установлены обрывные ножницы (12), которые отрезают задний конец раската, застрявшего в чистовых клетях, а для транспортировки раската - два трайбаппарата (11). После чистовых клетей раскаты проходят через секции ускоренного охлаждения водой высокого давления (18). Температура охлаждающей жидкости не должна превышать 320С, давление воды в секции не более 2,1 МПа. По отводящим желобам раскаты подаются на моталки (16), технологические режимы работы которых приведены в таблица 2.10. При производстве проката в прутках, они режутся на летучих ножницах (15) на длины, соответствующие длине холодильника (21).
При производстве проката с термоупрочнением, за чистовыми клетями выдвигаются секции установки термоупрочнения (17), расход воды в которых достигает 400м 3/час, а давление воды до 2 МПа. Раскаты, перемещаясь по холодильнику (21) со скоростью 2,6 м/с, охлаждаются, собираются в пакеты и подаются к ножницам холодной резки (22) для порезки на мерные или немерные длины. Максимальное усилие резания ножниц 7850 кН.
После порезки прутки с помощью уборочного рольганга со скоростью 2,75 м/с доставляются к весам, затем с помощью сталкивателей (23) собираются в карманах - весах (24), взвешиваются, увязываются в связки и убираются мостовым электрокраном на склад готовой продукции. В случае необходимости на складе металл проходит холодную правку и поштучную сортировку.
Мотки, полученные на моталках, увязываются и подаются на крюковой конвейер (19), где охлаждаются на воздухе и подвергаются осмотру. Скорость движения конвейера находится в пределах от 0,054 до 0,18 м/с. Затем мотки снимаются с крюкового конвейера, пакетируются на пакетировочной машине (20) и электромостовым краном доставляется на склад готовой продукции - рисунки 1.2 и 1.3.
Со склада продукция в основном отгружается в железнодорожные вагоны и реже в автотранспорт. Технологические режимы работы моталок приведены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Технологические режимы работы моталок

№

Частота вращения электродвигателя чистовой клети №13 или №15,об/мин

Частота вращения электродвигателя моталки при прокатке из клети №13, об/мин

Частота вращения электродвигателя моталки при прокатке из клети №15, об/мин

1

200

-

500

2

250

-

625

3

300

510

750

4

350

595

875

5

400

680

1000

6

450

765

1125

7

500

850

1250

8

550

935

1375

9

600

1020

1500

10

650

1105

11

700

1190

12

750

1275

13

800

1360

14

850

1445

15

900

1500
Схема технологического процесса предоставлена на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 - Схема технологического процесса
Схема технологического процесса предоставлена на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 - Схема технологического процесса
2. Конструкторская часть
2.1 Описание работы моталки
Сортовая моталка, работающая по системе "Гаррет" состоит из, собственно моталки, механизма подъема бунта и сталкивающего устройства.
Все опоры механизмов моталки смонтированы на подшипниках качения. Смазка подшипниковых опор и зубчатых зацеплений предусмотрена от централизованной циркуляционной системы жидкой смазки.
Смазка редукторов картерная. Подшипниковые опоры главного вала сталкивающего устройства подключены к централизованной системе густой смазки.
Верхний подшипник моталки и наматывающий барабан охлаждаются водой через полый подъемный вал.
Скорость сматывания синхронизируется со скоростью прокатки посредством тахогенератора, находящегося на валу приводного двигателя моталки, в пределах 5,5-15 м/с. Время торможения моталки 4 сек.
Сортовая моталка СМ-2000. Масса бунта до 1000 кг. Для приема сорта служит механизм сматывания.
Раскладку витков производят по необычной для моталки схеме: вертикальными слоями снизу-вверх и обратно.
Безредукторная моталка является высокоскоростной моталкой для смотки катанки в бунты.
Конструкция моталки состоит из: электродвигателя, вертикального типа с полым валом, на нижнем конце которого закреплена статически отбалансированная стальная трубка криволинейной формы. Трубка формирует витки катанки в бунт. Внутри полого вала смонтирована водоохлаждаемая подводка из двух труб различного диаметра.
Для уменьшения махового момента и снижения нагрузки на упорный подшипник электродвигателя, в качестве элемента, формообразующего витки катанки в бунт на моталке установлены две симметрично расположенные трубки.
Количество, шт 4
Линейная скорость диска моталки, м/с от 5,5 до 15
Диаметр мотка, мм
наружный 1200
внутренний 850
Поперечное сечение наматываемого материала, мм2 от 50 до 500 Максимальная масса мотка, кг 800
Привод от электродвигателя:
мощность, кВт 52
число оборотов (частота вращения), об/мин (1/мин) от 500 до 1500
Привод подъема от электродвигателя:
мощность, кВт 6,3
число оборотов (частота вращения), об/мин (1/мин) 340
Высота подъема, мм 400
Время подъема и опускания, с 3
Привод сталкивающего механизма мощность, кВт 5
Число оборотов (частота вращения), об/мин (1/мин) 960
Время сталкивания, с 6
Передаточное отношение редуктора моталки 5,2
Сдвигающее усилие, кг 300
Расход охлаждающей жидкости, м 3/час 704
Давление воды, атм 0,5
Циркулирующая жидкая смазка
общее количество масла, л/мин 100
Схема сталкивателя показана на рисунке 2.1 и на рисунке 2.2.
Сталкиватель работает от электродвигателя (1) и совершает возвратно-вращательныедвижения. После того, как бунт сформирован на моталке, с помощью тарельчатого диска он поднимается из наматывающей клетки моталк. Схема работы сталкивателя предоставлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Схема работы сталкивателя и транспортера
Схема работы механизма сталкивателя предоставлена на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Схема работы механизма сталкивателя

Затем, с помощью сталкивателя, вращательным движением бунт сталкивается с тарельчатого диска на транспортёр. Крутящий момент передаётся от электродвигателя постоянного тока через конический (2) и цилиндрический редуктор (3) к кривошипному механизму (4). С помощью него осуществляется возвратно-вращательное движение сталкивателя (5).

Количество, шт 4 (по 3 на одну сторону)

Время на один ход тяги, с 0,43

Мощность двигателя, кВт 6,5

Число оборотов (частота вращения), об/мин (1/мин) 720

2.2 Энергокинематический расчет привода

2.2.1 Выбор электродвигателя

КПД привода определяется по формуле:

(1)

где - КПД муфты

- КПД червячной передач

- КПД одной пары подшипников качения [4, стр. 43].

Мощность двигателя, кВт

Следовательно, КПД привода составит:

(2)

Электродвигатель выбираем по значению номинальной мощности РНОМ в соответствие с условием:

(3)

Принимаем значение номинальной мощности электродвигателя РНОМ = 14,28кВт.

Приемлемые типы двигателей серии А 2 представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Приемлемые типы двигателей серии А 2

Тип двигателя

Номинальная мощность, кВт

Номинальная частота вращения, об/мин

Частота вращения приводного вала рабочей машины, об/мин

Передаточное число привода

4АМ 115М 2У 3

15

2900

73

165

4АМ 1160S4У 3

15

1460

73

20

4АМ 160М 6У 3

15

870

73

54,8

4АМ 165S8У 3

15

730

73

40

Наиболее предпочтительным является двигатель 4АМ 160S4У 3 номинальной мощности РНОМ = 15 кВт, номинальной частоты вращения nНОМ = 1460 об/мин, диаметр выходного вала d1 = 60 мм [5, стр. 407, таблица К 9, К 10]. Принимаем передаточное число привода 20.

2.2.2 Определение энергокинематических параметров привода

Мощность электродвигателя, кВт: РНОМ = 15 кВт;

Мощность на быстроходном валу редуктора, кВт:

(4)

Мощность на тихоходном валу редуктора, кВт:

(5)

Мощность на приводном валу, кВт:

(6)

Частота вращения выходного вала электродвигателя, об/мин:

Р = 1460 об/мин

Частота вращения быстроходного вала редуктора, об/мин:

Частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин:

(7)

Частота вращения приводного вала, об/мин:

Угловая скорость выходного вала электродвигателя:

(8)

Угловая скорость быстроходного вала редуктора:

Угловая скорость тихоходного вала редуктора:

(9)

Угловая скорость приводного вала:

Крутящий момент на выходном валу электродвигателя, Нм:

(10)

Крутящий момент на быстроходном валу редуктора, Нм:

Крутящий момент на тихоходном валу редуктора, Нм:

Крутящий момент на приводном валу, Нм:

2.2.3 Выбор редуктора

На основании кинематической схемы и выполненных расчетов выбираем червячный редуктор РЧ 180 ГОСТ 13563-68, номинальное передаточное число i = 20, диаметр входной ступени быстроходного вала d1 = 60 мм, диаметр выходной ступени тихоходного вала d2 =80 мм, межосевое расстояние АW = 200. моталка проектирование конструкция изготовление

Ориентировочный расчет и конструирование приводного вала. В качестве материала быстроходного и тихоходного валов выбираем сталь 45, термообработка - улучшение, твердость 269…302 НВ [5, стр. 53]

Предел прочности ;

Предел текучести

Предел выносливости ;

Допускаемые напряжения кручения [5, стр. 110]

Диаметр ступени вала под муфту, мм:

(11)

Принимаем d1 = 100 мм по ряду нормальных линейных размеров ГОСТ 6636-69.

Длина 1-й ступени под полумуфту, мм

(12)

Диаметр ступени под подшипник и корпус подшипникового узла, мм:

(13)

Принимаем d2 = 120 мм.

где t = 2,5 мм.

Длина ступени выбирается конструктивно в соответствие с шириной подшипника и габаритами корпуса подшипникового узла.

Диаметр третьей ступени вала принимаем 120 мм. Длина ступени выбирается конструктивно в соответствии с конструкцией вала. Длина 460 мм.

Диаметр ступени под подшипник, мм:

.

Длина ступени выбирается конструктивно в соответствие с шириной подшипника и габаритами корпуса подшипникового узла - рисунок 2.3.

Рисунок 2.3 - Конструкция приводного вала

2.2.4 Предварительный выбор подшипников

В качестве опор приводного вала рабочей машины выбираем подшипники роликовые радиально-упорные однорядные № 2007264А ГОСТ 27365-87: d = 120 мм; D = 180 мм; В = 38 мм; Cr= 224 кН, С 0 = 229 кН. [5, стр. 432]

В соответствие с выбранными подшипниками выбираем крышки торцевые с отверстием для манжетного уплотнения: крышка 16-10*120 ГОСТ 18512-73. Манжетные уплотнения ГОСТ 8752-79 1.1-120*45-1. [4, стр. 119]

Подшипники приводного вала помещены в корпуса для подшипников качения ГОСТ 13218.10-80.

2.3 Подбор и проверочный расчет муфт

2.3.1 Подбор муфты для выходного вала электродвигателя

Для соединения выходного вала электродвигателя с быстроходным валом редуктора выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую 63-22-1.40-11 ГОСТ 21425-93 [4, стр. 249], номинальный момент Т=98,2 Нм, посадочный диаметр d1=60 мм. Выполняем проверочный расчет муфты упругой втулочно-пальцевой:

(14)

К=2,5 - коэффициент режима нагрузки муфты.

Следовательно, . Муфта пригодна.

2.3.2 Подбор муфты для тихоходного вала редуктора

Для соединения тихоходного вала с приводным валом выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую 5000-80-1.25-11 ГОСТ 21425-93 [4, стр. 249], номинальный момент Т=5000 Нм, посадочный диаметр d1=80 мм. Выполняем проверочный расчет муфты упругой втулочно-пальцевой:

К=2,5 - коэффициент режима нагрузки муфты. [4, стр. 250].

Следовательно, . Муфта пригодна.

Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений.

Подбор призматической шпонки и проверочный расчет соединения под полумуфту на приводном валу.

Для соединения приводного вала с полумуфтой принимаем призматическую шпонку ГОСТ 23360-78, t1 = 11,5 мм [5, стр. 450]

Условие прочности соединения, Н/мм 2:

(15)

где d = d1 = 100 мм

Т = 1393 Н*м

[2, стр. 266]

Следовательно:

Условие прочности соединения выполняется.

Проверяем прочность шпоночного соединения на срез.

(16)

где kA - коэффициент внешней динамической нагрузки.

Принимаем kA=1,1для нагрузок средней неравномерности.

допускаемое напряжение среза.

Следовательно,

Прочность соединения обеспечена.

2.3.3 Подбор призматической шпонки

Для соединения приводного вала с рабочим телом принимаем призматическую шпонку ГОСТ 23360-78, t1 = 15,5 мм [5, стр. 450]

ТПР =1393 Нм

Проверяем прочность шпоночного соединения на смятие.

Условие прочности соединения выполняется.

Проверяем прочность шпоночного соединения на срез.

Прочность соединения обеспечена.

2.3.4 Силовой расчет приводного вала

Схема нагружения приводного вала показана на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Схема нагружения приводного вала

Проверка:

9331+12488-11855-11805=0

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси OY, Нм:

Крутящий момент

Суммарные реакции опор, Н

Суммарные моменты в опасных сечениях, Нм:

М 2 = -559 Нм; М 3 = -692 Нм; М 4 = 750 Нм.

2.3.5 Проверочный расчет подшипников

Эквивалентная нагрузка Re учитывает характер и направление нагрузок, действующих на подшипники, условия работы и зависит от типа подшипника.

(17)

где Rr - суммарная реакция подшипника, Н

Х=0,4 коэффициент радиальной нагрузки

V=1 коэффициент вращения

Rr = RА= 2488Н;

Определяем базовую долговечность подшипника № 306 ГОСТ 8338-75.

(18)

Следовательно,

.

.

2.3.6 Проверочный расчет валов

Проверочный расчет валов на прочность выполняют, учитывая совместное действие изгиба и кручения. Целью расчета является определение коэффициентов запаса прочности в наиболее опасном сечении вала и сравнение его с допускаемым коэффициентом запаса прочности. Нормальные напряжения в опасных сечениях вала изменяются по симметричному циклу и определяются, Н/мм2

(19)

где s - общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении вала;

[s]= 1,6…2,1 допускаемый коэффициент запаса прочности.

Нормальные напряжения в опасных сечениях вала изменяются по симметричному циклу и определяются, Н/мм2:

(20)

где М - момент изгиба в опасном сечении вала, Нм.

На приводном валу моменты изгиба испытывают 2 и 3 сечения.

М 2 = 182 Нм; М 3 =346 Нм; М 4 = 150 Нм.

WНЕТТО - осевой момент сопротивления сечения вала, мм3.

Для 2-го сечения .

.

Для 3-го и 4-го сечения

.

Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу и определяются.

(21)

где WНЕТТО - полярный момент инерции сопротивления сечения вала.

МК 2 = МК 3 = 152,5 Нм; МК 4 = 76,3 Нм.

Для 2-го сечения

Для 3-го и 4-го сечения

Касательные напряжения для 2-го сечения, Н/мм 2:

Касательные напряжения для 3-го и 4-го сечения, Н/мм 2:

Во 2-м сечении нормальные и касательные напряжения имеют наибольшее значение по сравнению с другими сечениями вала.

Коэффициент концентрации нормальных напряжений в расчетном сечении вала определяется:

(22)

Где К - коэффициент концентрации нормальных напряжений.

Принимаем К = 2,3.

Кd = 0,75 - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения.

КF = 1,5 коэффициент влияния шероховатости.

КУ = 1,6 коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

.

Коэффициент концентрации касательных напряжений в расчетном сечении вала определяется:

(23)

.

Пределы выносливости по нормальным напряжениям в расчетном сечении определяются, Н/мм2:

(24)

где ; - предел выносливости.

Следовательно, .

Пределы выносливости по касательным напряжениям в расчетном сечении определяются, Н/мм2:

Общий коэффициент запаса прочности в расчетном сечении:

(25)

Следовательно, .

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям определяется:

(26)

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям определяется:

(27)

Общий коэффициент запаса прочности в расчетном сечении определяется:

(28)

Следовательно,

Условие прочности выполняется.

Дальнейшее снижение коэффициента запаса прочности вала в опасном сечении считаю нецелесообразным, т.к. это повлечет за собой уменьшение диаметра цапфы вала. Это, в свою очередь, отрицательно повлияет на грузоподъемность подшипников приводного вала.

2.4 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

2.4.1 Расчет и выбор скоростных и нагрузочных параметров гидродвигателя

Определение реакций сопротивления на поршне:

(29)

где RД - реакция, преодолеваемая поршнем при подъеме смотанного бунта, Н;

mб-масса смотанного бунта, кг;

mст - масса стола моталки, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с 2;

a - ускорение стола моталки при разгоне поршнем, м/с 2.

Исходные характеристики:

mб= 850 кг;

mст = 5510 кг;

g = 9,81 м/с 2;

a = 1ч3 м/с 2.

Н.

2.4.2 Расчет и выбор геометрических параметров и модели гидродвигателя

Гидроаппаратуру выбираем по максимальному расходу и по давлению. Выбор гидроаппаратуры определяется принципиальной схемой привода, которая зависит от работающего оборудования и требований к нему.

На рисунке 2.5 приведен гидродвигатель.

Рисунок 2.5 - Гидродвигатель

Тп - потери на трение в поршне (принимаем ОН).

Тш- потери на трение в штоке (принимаем ОН).

Уравнение равновесия поршня:

(30)

где Р 1-давление в поршневой области, МПа;

Р 2 - давление в штоковой области, МПа;

F1 - площадь поршня без учета штока, м2;

F2 - площадь поршня с учетом штока, м2.

Для приведения площадей воспользуемся коэффициентом ш (ш1=0, так как полость левая; ш2=0,3ч0,9, примем ш2 =0,5):

(31)

(32)

(33)

Подгоняем ее для определения диаметра поршня:

, мм (34)

Задаемся Р 1 и Р 2. Давление насоса принимаем Рн = 16 МПа, тогда:

МПа,

Р 2=0,3ч0,9 МПа, принимаем Р 2=0,6 МПа.

Определяем диаметр поршня:

мм.

Округляем до стандартного значения Dст= 100 мм. Находим диаметр штока:

d= ш2·D=0,5·100=50 мм.

Выбираем гидроцилиндр ГЦО 4 100Ч50Ч710 ТУ-0.53.0221050.007-89 с диаметром поршня 100 мм, штока - 50 мм и ходом - 70 мм [1 с. 53]

2.4.3 Расчет и выбор насосной установки

Скорости подвода и рабочего хода примерно равны.

МПа,

Рн=Рнтреб,Рн = 16 МПа.

vр.х. ? vбм = 0,223 м/с.

Определяем расход жидкости при двух режимах работы:

Qр.х.=Fст·vр.х м/с (35)

где Qр.х. - расход жидкости при рабочем ходе, м3/с;

Fст - площадь поршня, м2.

Qб.о.=F2ст·vбол/мин (36)

где Qб.о. - расход жидкости при отводе, м3/с;

F2ст - площадь поршня без штока, м2.

м2 (37)

= м 2

Подставив (35) в (36) и (35) в (37) получим:

л/мин,

л/мин.

Qбо<Qр.х.Qр.х.= 105 л/мин.

Выбираем насосную установку:

типоразмер - ЗАНП,

тип - 35Г 12-25АМ,

электродвигатель 4А 160М 6 на 15 кВт.

Обозначение насосной установки

1МЛГ 48-85 УХЛ [1, с. 393]

Насос выбран отдельно за отсутствием насоса с требуемым расходом жидкости.

Расшифровка насосной установки:

1 - исполнение по высоте гидрошкафа;

М - исполнение по количеству и расположению насосных агрегатов, один агрегат за щитом;

Л - расположение насосного агрегата, левое;

Г 48-85 - обозначение насосной установки;

4 - исполнение по вместимости бака, 160 л;

УХЛ - климатическое исполнение;

35Г 12-25АМ - номер насосного агрегата;

- тип комплектующего насоса, насос пластинчатый нерегулируемый сдвоенный с подачами 90 л/мин и 25 л/мин (суммарная подача 105 л/мин), работающий на давлении 16 МПа.

2.4.4 Расчет и выбор гидроаппаратуры

Гидроаппаратуру выбираем по максимальному расходу и по давлению. Выбор гидроаппаратуры определяется принципиальной схемой привода, которая зависит от работающего оборудования и требований к нему.

Для определения требуемой гидроаппаратуры составляем принципиальную схему гидравлического привода подъема стола сортовой моталки.

Усилие, развиваемое гидроцилиндром при подъеме бунта значительно, поэтому при подборе гидроаппаратуры руководствуемся требованием наименьшей потери давления. Фильтр целесообразнее брать со встроенным перепускным клапаном. Фильтр установим после насоса. При неожиданном выходе из работы насоса во избежание опускания бунта и, следовательно, остановки прокатки либо бурения и простоя ставим после фильтра для поддержания давления и жидкости в цилиндре обратный клапан.

Для согласованной работы механизмов, включенных в автоматизированный процесс прокатки в качестве распределителя, используем аппарат с электрогидравлическим управлением. При подаче жидкости в правую и левую полости гидроцилиндра скорости движения поршня будут различны, поэтому для уравнивания ставим перед входом в большую полость регулятор расхода. Зная, что реакция вдоль оси штока гидроцилиндра при подъеме стола с бунтом и опускании (бунта нет) стола различно используем регулятор расхода со встроенным обратным клапаном. Принципиальная схема гидравлического привода предоставлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Принципиальная схема

При подъеме бунта жидкость с минимальной потерей давления и расхода идет через обратный клапан в полость гидроцилиндра. При опускании стола жидкость закачивается в полость с меньшим объемом, следовательно, скорость опускания стола должна быть больше, здесь срабатывает обратный клапан и жидкость направляется через дроссель настроенный на заданный расход и, следовательно, заданную скорость движения поршня. Если дроссель настроен неверно и количество жидкости поступаемой в единицу времени в одну полость не будет равно количеству жидкости вытесняемой в единицу времени из второй полости (теоретически), то сработает встроенный в регулятор расхода, перепускной клапан и часть жидкости через него, минуя дроссель, будет отводиться в бак.

Выбираем гидроаппаратуру.

Фильтр гидравлический 3ФГМ 32-25М ТУ 2-053 1778-86 [1, с. 168]

3 - исполнение по серии;

Ф - фильтр;

Г - с герконовыми элементами;

М - модернизированный;

32 - давление, Па;

25 - тонкость фильтрации, мкм;

М - присоединение на метрической резьбе.

Фильтр рассчитан на расход номинальный 200 л/мин. Выбрали этот, потому что у предыдущего с тонкостью фильтрации 25 мкм расход номинальный мал - 80 л/мин, у насоса 106 л/мин. Перепад давлений: открывание перепускного клапана 0,4±0,5 МПа, номинального расхода через перепускной клапан 0,7 МПа; открывание обратного клапана 0,15 МПа установлен за фильтром.

МКОВ - клапан обратный, встраиваемый с международными присоединительными размерами;

25 - условный проход, мм;

3 - номинальное давление 32 МПа;

Ф - вставной монтаж скрепление фланцем;

2 - давление по открытию 0,15 МПа;

УХЛ - климатическое исполнение;

4 - категория размещения.

Клапана МКОВ чаще всего применяются в схемах с большими расходами и давлениями рабочей жидкости. Их использование позволяет создавать компактные механизмы с низким уровнем потерь давления благодаря наличию запорных элементов с коническими уплотняющими поверхностями. Клапан рассчитан на расход 160 л/мин, давление открывания клапана 0,15 МПа, перепад давления 0,4 МПа.

Гидрораспределитель ВЕХ 16.44. Г 24.Н.ЕТ УХЛ 4 ГОСТ 24679-81 [1, с. 89]

В - гидрораспределитель золотниковый;

ЕХ - электрогидравлическое управление;

16 - диаметр условного прохода, мм;

44 - номер схемы;

Г 24 - постоянный ток в 24 вольта;

Н - с кнопкой переключения магнита;

ЕТ - соединение линий управления с основными, соединение линий Р-X и T-Y;

УХЛ - климатическое исполнение;

4 - категория размещения.

Номинальный расход жидкости через гидрораспределитель 63ч125 л/мин. Потери давления при расходе среды 120 л/мин составляют 0, 65 МПа.

М - международные присоединительные размеры;

Б - давление 20 МПа;

ПГ 55-3 - обозначение по классификатору станкостроения;

4 - исполнение по диаметру условного прохода - 20 мм;

М - модернизированный;

УХЛ - климатическое исполнение;

4 - категория размещения.

Номинальный расход жидкости через регулятор 100 л/мин, максимальный - 120 л/мин, изменения установленного расхода ±5 %. Перепад давления на дросселе 0.3 МПа, на обратном клапане 0,15 МПа; потеря давления при номинальном расходе 0,3 МПа.

2.4.5 Расчет и выбор трубопроводов

В качестве трубопроводов принимаем стальные бесшовные холоднодеформированные трубы по ГОСТ 8734-75 [1, с. 309]. Выбираем соединение с шаровым ниппелем (давление в системе более 6,3 МПа).

Напорные трубы.

Участки на схеме (рисунок 3.1.): 0-2,2-2.0.

Внутренний диаметр трубопровода:

, мм (38)

где d - внутренний диаметр, мм;

Q - наибольший расход жидкости через трубу, м3/с;

Q = Qн = 0,018 м3 /с.

р=3,14 - константа;

|u| - рекомендуемая скорость течения жидкости, для напорных трубопроводов с давлением 16 МПа рекомендуемая скорость 4 м/с [1 c. 391].

мм.

(39)

где д - толщина стенки трубопровода, мм;

Р - давление в трубопроводе, МПа;

увр-предел прочности на растяжение, для стали 340 МПа;

dст - внутренний диаметр трубопровода, округленный до стандартного большего значения, d = 23.94 мм, dст = 25 мм;

kд - коэффициент безотказности (kд=2ч8).

мм.

Для участка 0-1, руководствуясь действительным расположением оборудования на участке, выбираем трубопровод.

=32-2 3,5=25 мм

32 - наружный диаметр трубопровода, мм;

3,5 - толщина стенки трубопровода, мм;

2000 - длина участка трубопровода, мм;

ГОСТ 8734-75 - стандарт по размеру трубопровода;

В 20 - сталь 20 с заданными механическими свойствами материала;

ГОСТ 873-87 - стандарт на качество стали.

Участок 2-3

При выборе длины трубопровода руководствуемся действительным расположением оборудования на участке.

Внутренний диаметр трубопровода.

Зная, что при опускании стола моталки жидкость проходит в сливную трубу через регулятор расхода, дроссель которого может при необходимости быть настроен на расход насоса, то при определении внутреннего диаметра трубопровода на участке 15-19 считаем, что расход жидкости равен расходу насоса (без учета потерь на утечки).

мм.

Округляем диаметр до стандартного d= 34 мм.

Толщина стенки трубопровода

мм.

Выбираем трубопровод.

2.4.6 Отверстия гидроблока управления

Отверстия в плите гидроблока пронумерованы буквами. Регулятор расхода крепится на плите сверху, а распределитель с торца. Отверстия А, В, Р, Т выведены на боковую сторону. Диаметры отверстий гидроблока соответствуют сопряженным с ними отверстиям гидроаппаратуры. Отверстия Ар, Вр диаметром 20 мм; отверстия Рр, Тр диаметром 20 мм; отверстия Лрр, Ррр диаметром 18 мм; отверстие Арр диаметром 18 мм с отверстием Вр диаметром 20 мм. Толщина стенок между отверстиями не менее 3-5 мм.

Относятся к группе напорно-сливные и соответствуют участкам на схеме (Рисунок 1): 10-11, 14-15.

Внутренний диаметр рукава:

мм.

Толщина стенки их соответствует стандарту для разрывного усилия рабочего давления в рукаве [2, с. 255].

Рукава участков 10-11, 14-15 принимаем равными по длине и диаметру и выбираем:

III - исполнение с тремя металлическими оплетками в рукаве;

32 - внутренний диаметр, мм;

205/160 - статическое и динамическое разрывные усилия кгс/см 2 (20 и 15,7 МПа соответственно);

У - рукав для умеренного климата.

2.4.7 Определение потерь давления в гидросистеме

Расчет ведем для рабочего хода (подъем стола). Аппараты группы А - в которых не требуется дополнительное давление для их открытия (фильтры, дроссели, распределители).

Потери давления при прохождении рабочей жидкости через фильтр 3ФГМ 32-25М (перепускной клапан закрыт).

Для расчета используем аппроксимирующую зависимость по полиному II степени [3, с. 18]:

, МПа (40)

где ДРГА-потери давления в гидроаппарате, МПа;

А, В - коэффициенты аппроксимации;

Q - расход жидкости, проходящей в действительности через гидроаппарат, м3/с.

, МПа (41)

где ДРном-потери давления номинальные при номинальном расходе, МПа;

ДQном - номинальный расход, МПа;

ДРном=0,08 МПа;

ДQном=0,0033 МПа.

, МПа (42)

Рассчитываем потери давления в фильтре:

МПа.

МПа.

МПа.

Потери давления жидкости через гидрораспределитель ВЕХ 16.44. Г 24. Н.ЕТ УХЛ 4 при расходе 108 л/мин:

.

.

МПа.

Потери давления жидкости через гидрораспределитель Вех 16.44. Г 24.Н.ЕТ УХЛ 4 при расходе 79 л/мин:

МПа.

Аппараты группы В - в которых требуется дополнительное давление для их открытия (клапаны и аппаратура со встроенными клапанами).

Потери давления в гидроаппаратах группы В определятся по формуле:

(43)

где ДР 0 - потери давления необходимого на открытие аппарата, МПа.

(44)

. (45)

Определяем потери давления жидкости через обратный клапан КОМ - 10/3:

.

.

МПа.

Определяем потери давления при прохождении жидкости через обратный клапан регулятора расхода МБПГ 55-34И УХЛ 4:

.

.

МПа.

Результаты расчетов сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Потери давления в гидроаппаратах

Наименование и модель аппарата

ДР 0, МПа

ДQном, м 3/с

ДQдейств, м 3/с

ДРГА, МПа

1

2

3

4

5

Фильтр 3ФГМ 32-25М

0

0,0033

0,0018

0,04

Гидрораспределитель ВЕХ 16.44.Г 24.Н.ЕТ УХЛ 4

0

0,002

0,0018

0,54

Гидрораспределитель ВЕХ 16.44.Г 24.Н.ЕТ УХЛ 4

0

0,002

0,0013

0,396

Обратный клапан МКОВ-25/3Ф 2 УХЛ 4

0,15

0,0027

0,0018

0,32

Регулятор расхода МБПГ 55-34М УХЛ 4

0,15

0,0017

0,0018

0,31

Общие потери давления в гидроаппаратах находим как их сумму:

МПа.

2.4.8 Определение потерь давления в трубопроводе

Потери связаны с вязким трением. Влияние оказывает и режим течения жидкости. Различают два режима: ламинарный, когда частицы движутся параллельно стенкам трубопровода, и турбулентный, когда движение частиц приобретает беспорядочный характер. Режим течения определяется безразмерным числом Рейнольдса.

Для определения числа Рейнольдса нужно знать фактическую скорость течения жидкости в трубопроводе. Определяем фактическую скорость преобразованием формулы для определения расхода жидкости:

, м3/с (46)

где Q-расход жидкости, протекающей через данный участок трубопровода, м3/с;

u - фактическая скорость, м/с;

F - площадь поперечного сечения трубопровода, м 2.

Число Рейнольдса:

, мм (47)

где Re - число Рейнольдса;

d - диаметр трубопровода, м;

н - кинематический коэффициент вязкости жидкости, м 2/с, н=50·10-6 м 2/с для масла ИГП-38 с рабочей температурой 47 єС.

Если Re ? Reнр - режим ламинарный;

Если Re>Reнр - режим турбулентный,

Reкр = 2300 - для стальных труб предел.

Число Рейнольдса необходимо для определения коэффициента трения.

Определение потерь давления по длине производится по формуле Дарси:

(48)

где ДРg - потери давления по длине, Па;

л - коэффициент трения по числу Рейнольдса;

L - длина участка трубопровода, м;

g = 9,81 м/с2 - ускорения свободного падения.

Зная, что в напорной линии все трубы имеют одинаковый внутренний диаметр и расход жидкости, можно утверждать, что фактическая скорость, число Рейнольдса, коэффициент трения в них одинаковы.

Зная диаметр трубопроводов, определяем площадь поперечного сечения.

Напорная линия, участки трубопроводов: 0-1, 2-3, 4-5.

м2.

Определяем фактическую скорость:

м/с.

Определяем число Рейнольдса:

Re<Reкр: 1835 < 2100ч2300 - режим ламинарный.

Коэффициент трения определяется по следующее формуле:

, м2

Потери по длине для каждого участка напорной линии определяются отдельно.

Участок 0-1.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены