Реконструкция участка моталок стана "250" сортопрокатного цеха ПАО "Северсталь" с целью повышения качества продукции и надежности оборудования. Усовершенствование механического привода тарельчатого диска моталок. Технология изготовления зубчатой рейки.
Аннотация к работе
В условиях современного мирового разделения труда, одной из отраслей специализации России является металлургическая промышленность. В 2008 году в России было произведено 67 млн.т. стали или 7,8 % мирового выпуска. Повышать качество металлургической продукции является одним из важнейших факторов обеспечения технического процесса в народном хозяйстве, снижения металлоёмкости оборудования, машин, сооружений. Одной из главных задач следует считать рост ускорения реконструкции и технического преобразования предприятий чёрной металлургии. Цели, которые стоят перед отечественной металлургией это, добиться развития производства требуемых видов продукции, расширения сортамента, повышение качества и значительного повышения прочностных свойств металлопродукции, за счёт модернизации технологических процессов производства проката. Расчёты экономистов показывают, что повышением качества проката можно добиться большего эффекта, чем увеличением производительности станов. Вместе с расширением сортамента прокатных изделий, увеличением объёма производства проката и, повышение точности размеров профилей, является одним из главных направлений в развитии современного производства проката. 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Мелкосортный стан «250» СПЦ ПАО «Северсталь» был построен в 1961 году. При проектировании мощность стана «250» составляла 600 тыс. тонн в год, однако производственная мощность составила 550 тыс. тонн в год. При вводе в эксплуатацию машины для непрерывного литья заготовок и увеличения доли прокатки из литой заготовки сечением 100х100 и 150х150 мм кривошипный механизм виткоукладчика моталок не позволяет формировать бунт с прокатом повышенной высоты, т.к. верхние витки сваливаются, что не соответствует требованиям потребителя. Причиной этого является малый рабочий ход виткоукладчика. Также одной из основных проблем на стане «250» при производстве проволоки стали, это длительные простои из-за сложности в регулировке и обслуживании оборудования, а именно моталок. Существующий механический привод на проволочных моталках не гарантирует бесперебойной работы моталок, по причине ненадёжности привода подъёма тарельчатого диска моталки, т.е. ненадёжность-главная причина модернизации привода тарельчатого диска. На участке моталок размещено 4 трассы для передачи проката к моталкам (по 2 от каждой нитки), 4 моталки Гаррета, 6 сталкивателей мотков, 2 транспортера за моталками, душирующая установка для предварительного охлаждения мотков (рисунок 1.1). Наматывающая клетка, неподвижно установленная посредством шпонок на верхнем конце пустотелого вала, передаёт часть крутящего момента на тарельчатый диск, неподвижно закреплённый шпонками на валу моталки, вращающемся в пустотелом валу. качество проката; - сократить время внеплановых простоев; Исходя из поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - рассчитать и спроектировать гидропривод виткоукладчика; - рассчитать и спроектировать механический привод тарельчатого диска; - разработать технологию изготовления деталей привода моталки; - обосновать необходимость реконструкции, рассчитать затраты и экономический эффект. Рисунок 2.1 - Схема проволочной моталки стана «250»: 1 - электродвигатель, 2 - тормоз, 3 - упругая муфта, 4 - цилиндрическая передача, 5 - вал-шестерня, 6 - тарельчатое колесо, 7 - пустотелый вал, 8 - решетка моталки, 9 - тарельчатый диск, 10 - зубчатая рейка, 11 - зубчатое колесо, 12 - трубка виткоукладчика, 13 - тяга виткоукладчика, 14 - червячная передача, 15 - двигатель виткоукладчика, 16 - цилиндрическая передача, 17 - сталкиватель бунтов Разработка и описание кинематической схемы привода На барабане моталки требуется подобрать крутящий момент такой, чтобы бунт был более плотным, в тоже время такой чтобы не производил негативного влияния на качество проката, т.е. не было вытягивания по длине и смятия о наматывающее плечо моталки. Исходные данные для расчёта привода вращения барабана намотки проволоки: - частота вращения барабана : nб = n3 = 96 288 об/мин - мощность на валу барабана : Nб = N3 = 29 кВт Расчёт всех силовых и скоростных параметров будем вести при минимальных оборотах, т.к. при них крутящий момент максимальный. Определение частот вращения на валах : n1= nном=500 мин-1 - частота вращения ведущего вала; n2- частоте вращения промежуточного вала: , мин-1, (2.4) мин-1 n3- частоте вращения вала моталки (диска моталки): , мин-1 (2.5) мин-1 Расхождение требуемой частоты вращения выходного вала nвых.треб=96 мин-1 с расчетной nвых =96,1мин-1: % , (2.6) (допускается до 5%) Расчет мощностей и вращающих моментов на валах привода Вращающий момент на быстроходном валу, Нм: , Нм (2.7) где N1-мощность на быстроходном валу, Вт: , Вт (2.8) Вт где ?эл.д -угловая скорость вала электродвигателя , с-1: , с-1 (2.9) с-1 Нм Вращающий момент на промежуточном валу, Нм: , Нм (2.10) где N2-мощность на промежуточном валу редуктора, Вт: , Вт (2.11) Вт ?2 -угловая скорость выходного вала редуктора, с-1: с-1 Нм Вращающий момент на тихоходном валу, Нм: ,