Привод сталкивателя бунтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Западно- Сибирский металлургический комбинат (ЗСМК)- одно из крупнейших современных предприятий России с полным металлургическим циклом. ЗСМК специализирован на выпуске сортового и фасонного проката. Комбинат также производит товарный кокс, чугун, стальные слитки, заготовку, проволоку, химические продукты, граншлак, щебень и т.д.

ЗСМК является одним из немногих предприятий отрасли, располагающим серьезными предпосылками к значительному повышению эффективности производства за счет технического перевооружения ряда цехов.

Комбинат оснащен агрегатами большой единичной мощности. Для интенсивности металлургических процессов применяется кислород и природный газ. Основная продукция комбината пользуется спросом на предприятиях СНГ и в странах ближнего и дальнего зарубежья.

Ввод в эксплуатацию новых производственных мощностей на основе использования последних достижений науки и техники, широкое внедрение АСУ, компьютерной техники и научной организации труда позволяют непрерывно увеличивать производство, расширять сортамент и повышать качество продукции. Возраст основных агрегатов комбината достиг значительной величины. Так, агломашины отработали более 20 лет, коксовые батареи по 30 лет, блюминг 25 лет, прокатные станы 22 года.

Износ основных фондов составляет 50%. Достаточно большими являются средства, расходуемые на комбинате на капитальные ремонты, текущие. Все это свидетельствует о необходимости ускорения темпов реконструкции и технического перевооружения на комбинате.

Данный курсовой проект выполнен в соответствии с заданием (см. приложение А). Тема курсового проекта «ОАО ЗСМК. Обжимной цех. Проект привода сталкивателя».



1. Общая часть

1.1 Краткая технологическая схема цеха

Обжимной цех расположен в здании длиной около 350 метров и состоит из следующих пролетов:

пролет нагревательных колодцев;

машинный зал, становый пролет;

крановый пролет;

два пролета для складов блюмов и слябов.

В пролете нагревательных колодцев нагревают холодные и подогревают теплые слитки. Нагревательные колодцы располагают в пролете по 10-12 групп. Каждая группа состоит из двух камер, выложенных огнеупорным кирпичом. В каждую камеру загружают по 4- 8 слитков в зависимости от их массы. Сводом камеры является крыша, представляющая собой металлический каркас, выложенный огнеупорным кирпичом. При загрузке или выгрузке слитков ее поднимают и отводят напольно- крышечным краном.

Расположенные у нагревательных колодцев пути используют для доставки слитков к приемному рольгангу. Слитки из нагревательных колодцев подают на слитковоз клещевым краном, а со слитковоза на приемный рольганг сталкивателем. Для приема одновременно двух слитков первые ролики приемного рольганга вдвое длиннее, чем следующие.

В приемном рольганге смонтирован специальный стационарный опрокидыватель с гидравлическим приводом, который при работе слитковоза опущен и не мешает движению слитков. В случае поломки слитковоза поднимают опрокидыватель и в его люльку опускают слиток.

Для подачи слитка к валкам другим концом слиток может быть повернут на поворотном столе на 180° и при помощи роликов подан в становый пролет на подводящий рольганг блюминга. В стоновом пролете установлена рабочая клеть с индивидуальным приводом к каждому валку. Слитки передвигаются и кантуютсяпо обе стороны рабочей клети раскатными и рабочими рольгангами, станинными роликами и манипуляторами с кантователями.

После прокатки заготовки блюмов и слябов разрезают на мерные длины от 1,5 до 6 метров на мощных кривошипных ножницах с нижним резом. После обрезки блюмов и слябов их взвешивают на весах, представляющих собой секцию рольганга с весовым механизмом.

Склад состоит из двух пролетов. Они обслуживаются мостовыми кранами и кранами с лапами- подхватами (пратцен- кран).

1.2 Назначение и роль сталкивателя заготовокв технологической схеме участка

Сталкиватель предназначен для сталкивания слитков со слитковозной тележки на приемный рольганг.

Устройство и работа механизма сталкивателя слитков.

Принципиальная схема:

Сталкиватель состоит из рамы, крышки, кожуха, в котором по роликам перемещается штанга. При движении штанги в направляющих роликах вперед передний конец штанги упирается в слиток (блюм), при этом движении слиток или несколько слитков со слитковозной тележки передвигаются на приемный рольганг. При движении штанги назад- это движение называется холостой ход- штанга беспрепятственно возвращается в исходное положение. В верхней части штанги закреплена зубчатая рейка, при помощи которой на штангу передается толкающее усилие от привода через вал- шестерню.

Электродвигатель сталкивателя работает на постоянном токе, что позволяет электрическим способом регулировать скорость движения штанги вперед (рабочий ход) и назад (холостой ход). При движении толкающей штанги вперед сталкивание блюмов происходит с максимальной скоростью, так как в момент соприкосновения штанги со слитком скорость снижается до минимальной. В крайнем переднем положении толкающей штанги концевой выключатель останавливает привод и переключает на холостой ход. При этом скорость обратного хода выше скорости рабочего хода в два- три раза.

штанга; 2 -зубчатая рейка; 3-шестерня; 4-направляющие роликов; 5-слиток; 6 - слитковозная тележка.

Рисунок 1- Принципиальная схема сталкивателя

1.3 Сравнительный анализ конструкций агрегатов

Толкатели и сталкиватели- это однотипные по принципу действия установки разного назначения. По способу передачи толкающего усилия различают следующие конструкции толкателей:

реечные;

винтовые;

рычажные;

кулачковые;

цепные;

фрикционные.

Для привода сталкивателей и толкателей преимущественно используют электрический привод, но иногда применяют гидравлический или пневматический привод.

На данном участке установлен реечный сталкиватель, так как он более распространен, чем остальные, он более надежен и имеет незначительные недостатки по сравнению с другими. Например, винтовой сталкиватель имеет недостаток- быстро изнашивается передача винт- гайка. А у гидравлического- не может применяться при высоких температурах, так как выходит из строя гидросистема.



2. Специальная часть

2.1 Выбор мощности двигателя

Исходные данные:

максимальное усилие сталкивания 25 т;

рабочее усилие сталкивания 7,5 т;

максимальная масса перемещаемых слитков 25 т;

максимальный ход штанги 4350 мм;

скорость при сталкивании 0,5 м/сек;

передаточное число редуктора 20,08.

Расчет производим по книге Королева А.С. «Оборудование прокатных цехов»

Толкающее усилие:

Р=Q· м,

где Q-вес слитка, Q? 250000 Н;

м - коэффициент трения,м = 0,6 - 0,7.

Р=250000· 0,6 = 150000 Н.

Мощность электродвигателя привода сталкивателя:

N = P·v/1000 ·зобщ,

где v-скоростьсталкивания, v = 0,5 м/сек,

зобщ- общий КПД привода.



зобщ= зз.п.2Ч зм2Ч зп6 Ч зр.п,

где зз.п.- КПД зубчатой передачи,зз.п. = 0,97,

зм- КПД муфты, зм = 0,98,

зп- КПД подшипников, зп = 0,99.

N = 150000·0,5/1000 ·0,77 = 97,4 кВт.

Принимаем N = 110 кВт.

Кинематический и силовой расчет привода

Частота вращения на валах I, II, III (см. рисунок 2)

n I = nдв = 500 об/мин,

n I = 500 об/мин,

nII =

nII = об/мин

nIII =

nIII = об/мин

Мощность на валах I, II, III

PI =Pэл · зм·зп (7)

PI =110 · 0,97·0,99 = 105.6 кВт,

PII = PI·зз·зп

PII = 105,6·0,97·0,99 = 101,4 кВт,

PIII = PII·зм· зп 2 зз· зр.п. (9)

PIII = 101,4·0,98·0,992·0,97·0,96 = 90.7 кВт



Угловая скорость на валах:

c-1

c-1

c-1

Вращающие моменты на валах I, II, III

Н·м

Н·м

Н·м

Вывод: приведен кинематический расчет привода сталкивателя, расчитана мощность, вращающий момент и число оборотов каждого вала.

электродвигатель; 2-тормоз; 3-редуктор; 4-муфта; \5-штанга;I, II, III- валы. Рисунок 2- Кинематическая схема



Расчет вала на прочность

Цель: данный расчет производится для того, чтобы проверить способность вала выдерживать требуемые нагрузки.

Силы, действующие в зацеплении:

Окружная

,

= 189,81 Н;

Радиальная

,

= 69,93 Н.

Определяем крутящие и изгибающие моменты в плоскостях. Находим силу от муфты:

= 5,36 Н·м. ,

Вертикальная плоскость

Определяем опорные реакции, Н

?M3 = 0,

Rcy· (a+a) - Fr2· a = 0

Rcy = = = - 35,4Н.

?M1 = 0, ­ Rdy· (a+a) + Fr2· a = 0,



­ Rdy = = = 35,4 Н.

Проверка:?y = 0;

Rcy +-Rdy = 0,

35,4 - 70,8 +35,4 = 0, 0 = 0.

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1-2, Н·м

MХ1 = 0; МХ2 = -Rcy· a

МХ2 = 35,4· 0,210 = 7,434 Н·м

Горизонтальная плоскость

а) Определяем опорные реакции, Н

?M3 = 0,

Rcх· (a+a) - Ft2· a-Fm· l = 0, (16)

Rcx = = ?M1 = 0,

Rdx· (a+a) - Ft2· a- Fm· l= 0,

Rdx = = 94,8Н.

Проверка:?x = 0; 0 = 0.

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1-2, Н·м

MY1 = 0; МY2 = Rcx· a

МY2 = 94,8· 0,210 = 19,90Н·м.



Строим эпюру крутящих моментов из предыдущих расчетов

Тк = Тz = Т2 = 41,3 Н·м.

Определяем суммарные и радиальные реакции, Н

= ,

= = 101,2 Н.

= ,

= = 101,2 Н.

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н·м

Рисунок 3- Расчетная схема вала



= .

= = 7434Н·м.

Определяем касательные напряжения в опасном сечении вала 2-2

Wpнетто = 0,2·d3 = 0,2· 2223 = 2188210 мм3,

98,48· 103 Н/мм2.

Определяем нормальные напряжения в опасном сечении вала

дa = дu

Wнетто = 0,2·d3 = 0,2· 2223 = 2188210 мм3,

дa= = 196,9Н/мм2.

Определяем пределы выносливости в расчетном сечении

(д-1)d =

(ф-1)d =

где д-1 и ф-1 - пределы выносливости,

д-1 = 410 Н/мм2; ф-1 = 238 Н/мм,

и - коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений,



= 1,264; = 1,137.

(д-1)d =410/1,264 = 324Н/мм2;

(ф-1)d =238/1,137 = 209Н/мм2.

Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Sд= , Sд = = 48,3;

Sф= , Sф = = 1,06.

Определяем общий коэффициент запаса прочности

?[S],

= 2,6

?[S]=2,5.

Определяем касательные напряжения в опасном сечении вала 1-1

Wpнетто = 0,2·d3- (25)

Wpнетто = 0,2· 2223-?2123067,5 мм3,

10,15 Н/мм2.

Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям



Sд=

Sд = = 32,07;

Sф=

Sф = = 20,6.

Определяем общий коэффициент запаса прочности

?[S],

?16,2

?[S]=2,5.

Расчет подшипников на долговечность

Цель: расчетно проверить срок службы подшипников.

Намечаем роликовые радиальные сферические двухрядные подшипники 3003744 особо легкой серии.

Эквивалентная нагрузка

Рэ = (Х·V·Рr1 +Y)·Kд·Kф,

где Рr1 - радиальная нагрузка, Рr1 = 101,2 Н;

V - коэффициент при вращении внутреннего кольца, V= 1;

Kд и Kф - коэффициенты безопасности, Kд = 1, Kф = 1;

X = 0,67, Y = 1,88.

Рэ = (0,67·1·101,2 + 1,88)·1·1 = 37,796 Н



Расчетная долговечность, млн. об.

L= (, (30)

где С - динамическая грузоподъемность, С = 1370000 Н.

млн. об.

Расчетная долговечность, час

Lh= , (31)

Lh = = 67438·103 час

Вывод: расчетная долговечность удовлетворяет требованиям.

Расчет шпоночного соединения

Материал шпонок- сталь 45, нормализация [дm] = 100- 120 Мпа.

Напряжения смятия

дcм = ?[дсм] (32)

где d - диаметр вала, d = 220 мм;

bxhxl - сечение и длин а шпонки, 45х25х225;

t1- глубина паза, t1 = 10,4 мм;

Т3- вращающий момент, Т3 = 34,8 Н·м.

дcм = = 139,8 Н/мм2 ,

дcм? [дсм] = 80 - 150 Н/мм2.



Расчет муфты

Цель: по величине расчетного вращающего момента проверить муфту МУВП.

Определяем расчетный вращающий момент

Тр = К·Тном ? [Т], (33)

где К - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации,

К = 1,5;

Тном - вращающий момент на валу I, Тном = 2,1 кН·м.

Тр = 1,5·2,1·103 = 2730 Н·м? [Т] = 4000 Н·м.

Определяем напряжения изгиба

дu = ? [дu] , (34)

дu = = 14 Н/мм2 ,

дu = ? [дu] = 80Н/мм2.

Определяем напряжения смятия

дсм = ? [дсм] , (35)

дсм = = 0,6Н/мм2 ,

дсм = ? [дсм] = 1,8Н/мм2.

Вывод: для соединения вала электродвигателя и редуктора устанавливаем упругую втулочно- пальцевую муфту по ГОСТ 21424-75.

Расчет тормоза

Тормозной момент

Мт = Кт·Мк , (36)

где Кт - коэффициент трения, Кт = 2;

Мк - крутящий момент на валу I, Мк = 2,1.

Мт = 2·2,1 = 4,2 Н·м.

Проверка на удельное давление колодок и шкива

= 1,6 ·105 Н/м2 ,

q ? [q] = 2 ·105 Н/м2.

Вывод: по расчету на валу электродвигателя установлен тормоз типа ТКП-400. Расчетная проверка удовлетворительна.



3. Организационная часть

3.1 Правила технической эксплуатации машины

Правила технической эксплуатации определяют круг обязанностей дежурного, ремонтного и обслуживающего персонала.

Обращают особое внимание на наличие шплинтов на валках, осях, вилках; на работу тормозов, командо - аппарата, кроме того, необходимо проверить состояние опорных роликов, следят за уровнем смазки в узлах трения.

Приемку смены проводят:

Сдающий смену обязан записать в журнал приемки - сдачи смены о состоянии сталкивателя. Принимающий и сдающий смену вместе осматривают агрегат и сообщают мастеру, что смена принята.

Операторы управления в течение смены обязаны проводить текущее обслуживание.

Капитальный ремонт проводят один раз в год, а текущие два раза в месяц, и в течение смены, если он требуется. В большей степени изнашивается реечная передача. Заменять валы- шестерни и рейки при износе зубьев по толщине более 30% и 40% у рейки, опорные ролики по диаметру более 5 мм.

3.2 Ведомость дефектов

Дефектно - сметная подготовка завершается составлением ведомости дефектов и сметы на производство ремонтных работ.

Ведомость дефектов является базовым документом, на основании которого устанавливают объем ремонтных работ и потребность в материалах, металлоконструкциях, запасных частях, подъемно- транспортных машинах и вспомогательном оборудовании.

Ведомость дефектов включает в себя перечень деталей и узлов оборудования с указанием необходимых ремонтных работ. Поскольку изготовление некоторых заменяемых деталей, узлов или металлоконструкций является достаточно трудоемким, то составление ведомости дефектов может производиться за несколько месяцев до ремонта.

Ведомости дефектов составляет заместитель начальника цеха по оборудованию или механик цеха с участием ремонтного и эксплуатационного персонала. После согласования и утверждения сметный отдел на основании действующих прейскурантов на материалы, вспомогательное оборудование и с учетом себестоимости запасных деталей, узлов и металлоконструкций, изготавливаемых в ремонтно - механических цехах предприятия, осуществляют расчет затрат на ремонт и составляет смету на производство работ.

Таблица 1

Примечаниние	m=10; Z=26 m=36; Z=20 d430/160х180 m=36; Z=12
Материал	Ст 40х Ст 38 ХГН Ст 40х Ст 40х Ст 35ХНЛ Ст 40х Ст 40х Ст 40х Ст 40х Ст 3КП2 Ст20 Ст35Л
Масса, кг	210 560 170 296 280 280 1100 80 170 110 14 14
Чертеж	11226.31.02 0.04881 2417.76.316 2416.74.09 2416.74.04 2416.73.04 2416.74.02 2416.74.01 2416.74.101 2425.7690 2416.74.451 2416.76.317
Заказ
Кол-во	1 1 4 1 2 2 1 1 1 1 2 2
Исправл.	Замена Замена Наплавка Замена Замена Замена Замена Замена Замена Замена Замена Замена
Повредж.	Износ Износ Износ Износ Износ Износ Износ Износ Износ Износ Износ Износ
Наименование	Вал- шестерня Рейка Ролик опорный Шестерня Колесо Колесо Колесо Кольцо распорное Крышка глухая Шайба Крышка правая Крышка левая

3.3 Описание технологического процесса согласно ведомости дефектов

Согласно ведомости дефектов ремонт будет проводится с частичной заменой старых деталей, а вал - шестерня подлежит восстановлению.

При выполнении работ необходимо соблюдать порядок отключения и передачи бирок.

Далее следует демонтаж ремонтируемого узла с выполнением сопутствующих работ: промывка деталей, осмотр и дефектовка.

Демонтаж:

С помощью 4 различных гаечных ключей открутить болты на крышке.

Лебедкой грузоподъемностью 15 т поднять крышку с корпуса и опустить на землю.

Руками вытащить крышку подшипника, а с другой стороны снять распорное кольцо отверткой и вытащить шайбу.

Застропить вал и лебедкой вытащить из корпуса, поставить вертикально на спец.подставку.

Специальным гидравлическим съемником выпрессовать подшипники с посадочных мест.

Снять шестерню, зашлифовать наждачной бумагой боковые грани шпоночного паза.

Ремонт:

Ремонт производить на ремонтной площадке. Шестерни заменить на новые, зачистить мелкой наждачкой на валу посадочные места, шпонки поставить новые, вырезать новую прокладку из паронита под крышку.

Монтаж:

Поставить новую шпонку на вал.

Газовой горелкой нагреть подшипники и насадить на вал.

Застропить вал на лебедку и поставить в корпус.

С одной стороны вставить в корпус крышку подшипника, а с другой надеть на вал шайбу и зафиксировать распорным кольцом.

С помощью лебедки поставить крышку на место на корпус.

Закрутить болты М24-90-010 - 6 шт., М24-160-010 - 8 шт., М24-010 - 44 шт., М24х420-010 - 8 шт. в отверстия гаечными ключами.

Включить питание и опробовать сталкиватель вхолостую (без слитка) в течение 15 мин.

3.4 Описание восстановления опорного ролика

Наиболее изнашиваемой деталью в механизме сталкивателя является опорный ролик. Его можно восстановить методом наплавки. При наплавке в зону горения дуги подают сыпучий флюс (зерна). Под воздействием высокой температуры часть флюса плавится, образуя эластичную оболочку, защищает расплавленный металл от действия кислорода и азота. Расплавленный металл твердеет вместе с флюсом, образуя на поверхности ломкую шлаковую корку.

Далее следует абразивная обработка.

3.5 Охрана труда при обслуживании и ремонте машины

К работе на сталкивателе допускаются только при остановке троллеи и наличии ключа- бирки.

Опасность представляют слитковозные тележки и движущаяся штанга сталкивателя. Для этого нужно остановить привод сталкивателя, а также троллеи слиткоподачи должны быть отключены и выставлены загородки.

Необходимо очистить место работ от масла и легковоспламеняющихся предметов, приготовить средства для тушения. При возникновении очага возгорания немедленно приступить к ликвидации очага, и сообщить в пожарную часть через пост (селекторная часть в начале слиткоподачи) или через диспетчера цеха. заготовка двигатель привод подшипник

При проведении сварочных работ на участке запрещается:

проводить работы вблизи прохождения трубопровода кислорода (не ближе четырех метров);

проводить работы рядом с емкостями с маслом (не менее пяти метров).

В случае производства работ ближе этого расстояния применять защитные экраны. Ответственный - производитель работ.

Выбор рациональной системы смазки и смазочных материалов

Рисунок 4- Схема смазки механизмов сталкивателя

Данные виды смазочных материалов были применены, так как они обладают следующими свойствами:

Литол 24 - для смазки всех типов подшипников, а также зубчатых передач, имеет антиокислительную и вязкостную присадки;

U- 100Р(С) - имеет притивозадирную и депрессорную присадку;

ОЗП1 - полужидкая смазка, имеет противоизносную присадку.

Таблица 2-Смазка привода сталкивателя

Наименование и обозначение изделия, номер позиции по схеме	Наименование смазочных материалов и номера стандартов на них	Кол-во точек смазки	Способ нанесения смазочных материалов	Периодичность проверки смазки	Примечание
Подшипники электродвигателя . Позиция 1	Литол 24 ГОСТ 21150-75	2	Закладной	Пополнять 1 раз в 90 дней
Подшипники редуктора. Позиция 2	U-100Р(С) ТУ 38101801-86	6	Разбрызгивание	Менять 1 раз в месяц
Зацепление редуктора . Позиция 3	U-100Р(С) ТУ 38101801-86	2	Картерный	Менять 1 раз в месяц
Зубчатая муфта . Позиция 4	ОЗП-1 ГОСТ 201117-74	2	Закладной	Пополнять 2 раза в месяц
Реечное зацепление . Позиция 5	Литол 24 ГОСТ 21150-75	1	ССМА с применением соплораспылителя
Подшипники вала реечной шестерни .Позиция 6	Литол 24 ГОСТ 21150-75	2	ЦСПС
Подшипники роликов . Позиция 7	Литол 24 ГОСТ 21150-75	6	ЦСПС с ручным управлением



Заключение

В данном курсовом проекте рассмотрена конструкция привода сталкивателя слитков, установленного в обжимном цехе участка нагревательных колодцев. Выполнены расчеты мощности двигателя по методике С.А.Чернавского. Рассчитан на прочность вал. Расчет показал, что запас прочности превышает допустимый.

Технический процесс ремонта разработан согласно ведомости дефектов.

Обоснован выбор смазочных материалов для узлов трения.

Разработан технологический процесс изготовления опорного ролика.



Список используемой литературы

1. Шейблинт А.Е. «Курсовое проектирование деталей машин».

2. Чернавский С.А. «Курсовое проектирование деталей машин», Машиностроение, 1988 г.

3. Справочник «Допуски и посадки», Машиностроение, 1988 г.

4. Кружков В.А. «Металлургичекие подъемно-транспортные машины», Металлургия, 1989 г.

5. Королев А.А. «Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов», Металлургия, 1985 г.

Размещено на Allbest.ru

...