Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ.docx

Скачиваний:

Добавлен:

12.09.2019

Размер:

6.45 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 289 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

3.2 Технико-экономическое обоснование принятой конструкции

Основной тенденцией в развитии современного сталеплавильного производства является повышение качества металлопродукции при улучшении технико-экономических показателей (ТЭП) производства, то есть снижении затрат.

Улучшение ТЭП производства металлопродукции возможно путем его интенсификации и снижении расходов по переделу. Все это может быть достигнуто за счет введения в строй нового современного оборудования или модернизации существующего, что является экономически более оправданным.

На МНЛЗ-1,2 для передачи крышки стальковша из одного пролета (разливочного) цеха в другой (пролет МНЛЗ) используют мостовые краны большой грузоподъемности. Основной задачей является модернизация конструкции сталеразливочного стенда с целью сокращения затрат на потребляемое электричество.

Рациональным решением поставленной задачи на сегодняшний день представляется разработка и внедрение механизации транспортировки крышек термостатирования сталеразливочного ковша.

Факторы, оправдывающие капитальные вложения на внедрение механизации транспортировки крышек ковшей на сталеразливочном стенде мнлз-1,2 изложены ниже:

- разгрузить работу мостовых кранов разливочного пролета;

улучшение условий труда и повышение безопасности эксплуатации МНЛЗ-2;
уменьшение энергозатрат за счет снижения количества потребляемой электроэнергии.

3.3 Расчетно-конструкторская часть

3.3.1 Колонна

Колонна механизма перемещения крышек термостатирования выполнена из сварной металлоконструкции круглого сечения с ребрами жесткости. Колонна предназначена для несения нагрузок вышележащих конструкций и крепления на ней механизма поворота . Конструкция колонны крепится к поворотной станине сталеразливочного стенда через болтовые соединения к платформе, приваренной к станине, рис. 3.2.

Рисунок 3.2 – Колонна механизма перемещения крышек,

где 1 –станина; 2 – платформа; 3 – болтовое соединение; 4 – колонна; 5 – механизм поворота.

3.3.2 Механизм поворота

Механизм поворота предназначен для отвода портала с подвешенной крышкой в сторону от сталеразливочного ковша, в случае его замены, для выполнения дальнейших технологических процессов разливки стали и для подвода портала по оси сталеразливочного ковша в случае одевания крышки на ковш.

Привод поворота может осуществляться двумя способами (мотор-редуктором или гидромотором) через открытую зубчатую передачу как показано на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Схема привода механизма поворота,

где 1 – привод; 2 – открытая зубчатая передача; 3 – опорно-поворотное устройство с внешним зубчатым зацеплением; 4 – портал (масса 2500 кг.); 5 – крышка термостатирования.

3.3.2.1 Расчет привода и зубчатой передачи

Определение момента сопротивления повороту

Момент сопротивления повороту портала, кН*м, действующий в период разгона механизма, определяется по формуле

, (3.1)

где – момент сил трения в опорно-поворотном устройстве; – момент сил инерции, действующих на груз (крышку), медленно поворачивающихся частей консоли (металлоконструкция поворотной части) и вращающиеся части механизма поворота (ротор двигателя, тормозной шкив, муфты и т. д.) .

Момент сил трения в опорно-поворотном устройстве

, (3.2)

где – приведенный коэффициент трения в опорном подшипнике ;

– диаметр цапфы, равен 0,68 м;

– общая сила веса, которая состоит из веса крышки, подвешенной на четырех канатах 8тс, т.е. сила веса груза (крышки) и веса консоли с колонной 3т, т.е. сила веса портала .

Подставляя значения в выражения (3.2) получим

Момент сил инерции определяется по формуле

, (3.3)

где – момент инерции (относительно оси поворота портала) медленно поворачивающихся частей, груза, кгм²; – угловое ускорение портала, рад/с², в период разгона.

Момент инерции определяется по формуле

, (3.4)

где γ = 1,2...1,4 – коэффициент учета инерции вращающихся частей механизма поворота; – момент инерции (относительно оси поворота портала) груза и медленно поворачивающихся частей портала, кгм² и определяется по формуле

, (3.5)

где – масса j-й медленно поворачивающейся части (груз, консоль и т. д.); – расстояние от центра массы j-й медленно поворачивающейся части до оси поворота, м; ξ = 1,3...1,4 – коэффициент приведения геометрических радиусов вращения к радиусам инерции.

Расстояние от центров массы груза, поворотной части до оси поворота портала равно: х_гр = 5,11 м; х_пов = 1,195м.

Угловое ускорение при разгоне может быть найдено по допустимому линейному ускорению груза по формуле

, (3.6)

где величины и должны быть подставлены в данную формулу соответственно в м/с² и м.

Ускорение можно принять для кранов грузоподъемностью до 3 т – 0,1 м/с²; от 3 т до 12 т — 0,07 м/с²; свыше 12 т — 0,05 м/с².

Подставив значения в выражения (3.6) получим

Подставив значения в выражения (3.5) получим

Подставив значения в выражения (3.4) получим

Подставив значения в выражения (3.3) получим

Из выражения (3.1) получим момент сопротивления повороту портала, действующий в период разгона механизма

Расчет привода

Определим мощность необходимую для поворота консоли и груза (крышки) по формуле

, (3.7)

где -момент сопротивления повороту портала; - скорость перемещения груза;  - коэффициент полезного действия (КПД) зубчатой передачи: η _обш= η_п  η_оп  η _м η _ц, где _оп =0,95 - КПД открытой зубчатой передачи; η _п = 0,99 – КПД подшипников качения; η = 0,99 0,95 = 0,891 .

Определим чистоту вращения колонны консоли n_рмиз выражения

, (3.8)

где – диаметр окружности подвешенного груза. Из выражения (3.8) получим

Подставив значения в выражения (3.7) получим мощность необходимую для поворота консоли:

Для данной конструкции поворота консоли рассчитаем и выберем гидропривод.

Расчет и выбор гидравлического привода

Разработка гидравлической схемы

На рис. 3.4 приведена гидросхема привода механизма подъема манипулятора крышки сталеразливочного ковша , .

Рисунок 3.4 – Гидросхема привода механизма подъема манипулятора крышки сталеразливочного ковша

Рабочая жидкость поступает в систему через насос Н1. Вентиль В1 регулирует подачу рабочей жидкости. Далее жидкость через обратные клапаны ОК1 и ОК2 (необходимые для движения жидкости в одну сторону), а также через трехпозиционные четырехлинейные распределители Р1 и Р2 (разгружающие гидросистему) поступает к гидромоторам ГМ1 и ГМ2. Дроссели Д1, Д2, Д3, Д4 необходимы для регулирования скорости подачи рабочей жидкости к

гидромоторам. Далее рабочая жидкость приводит в движение гидромоторы.

Двухпозиционный двухлинейный распределитель Р3 предназначен для разгрузки напорной линии слива в автоматическом режиме, а вентиль В3 –в ручном режиме. Через аккумулятор А1, который накапливает энергию рабочей жидкости, она поступает в бак Б1 (при ручном режиме) и бак Б2 (при автоматическом режиме). Монометр М1 показывает давление в системе.

Расчет и выбор гидромотора

Основной параметр гидравлических моторов – рабочий объем.

Рабочий объем радиально-поршневого мотора:

, (3.9)

где -гидромеханический КПД гидромотора, указанный в его паспорте ( = 0,85).

Подставив значения в выражение (3.9) найдем рабочий объем аксиально-поршневого мотора:

Полезная мощность гидромотора определяется по формуле:

, (3.10)

где -угловая скорость вращения вала при номинальной частоте вращения .

, (3.11)

Выбор насоса производится по расчетной величине давления , подаче и ее минимального значения и мощности .

Давление определяется по номинальному значению с учетом гидравлических и механических КПД ( = 0,80).

, (3.12)

Подставим значения в выражение (3.12):

Расчетная подача насоса с учетом объемных потерь в системе, характеризуемых объемным КПД ( 0,95), составляет:

, (3.13)

Подставим значения в выражение (3.13):

Минимальная регулируемая подача насоса определяется по формуле:

, (3.14)

Подставим значение в выражение (3.14):

Мощность насоса , по величине которой рассчитывается мощность приводного двигателя составляет :

, (3.15)

Подставим значение в выражение (3.15):

Итак, по полученным параметрам из каталога «Бош Элексрод» выбираем гидромотор типа MRE-2100 со следующими параметрами (табл. 3.20).

Таблица 3.2 –Параметры гидромотора типа MRE-2100

Номинальный размер –серия NG	2100-2
Рабочий объем V
Момент инерции J
Удельный момент
Минимальный момент старта/теор. момент	91%
Максимальное входящее давление –постоянное р –периодическое р –пиковое р	210 bar 250 bar 350 bar
Суммарное давление р	400 bar
Противодавление дренажа р	5 bar
Диапазоны скорости вращения –без прокачки n –с прокачкой n
Мощность при длительной нагрузке –без прокачки Р –с прокачкой Р
Вес m	209 кг

Гидромоторы типов MR и MRE представляют собой поршневые агрегаты с постоянным рабочим объемом.

График зависимости давления холостого хода от скорости вращения представлен на рис. 3.5; диаграмма, характеризующая зависимость крутящего момента от скорости вращения – на рис. 3.6. Конструкция, обозначение и размеры гидромотора приведены на рис. 3.7, рис. 3.8, рис. 3.9 соответственно.

Рисунок 3.5 –График зависимости давления холостого хода от скорости вращения.

Рисунок 3.6 –Диаграмма, характеризующая зависимость крутящего момента от скорости вращения.

Рисунок 3.7 –Конструкция гидромотора

Основными деталями гидромотора являются корпус 1, эксцентриковый вал 2, крышка 3,корпус распределителя 4, подшипники 5, цилиндры 6, поршни 7, узел распределителя 8.1,8.2,8.3. Рабочая жидкость подводиться и отводиться через отверстия А и В. Через узел распределителя и канал D в корпусе 1 заполняются и опорожняются полости Е в цилиндре.