Проектирование электротехнических устройств Курс лекций по электротехнике Курс лекций по теории электрических цепей Курс лекций по информатике

Проектирование и моделирование электротехнических устройств

СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ГИДРОНОЖНИЦ

Ножницы с верхним резом

 При таком резе отрезаемая часть непрерывной заготовки смещается вниз на величину, равную толщине заготовки.

 Рольганг, отводящий помимо привода вращения роликов должен иметь привод подъёма и опускания рамы на величину, равную ²а².

 В процессе резания на отрезаемую заготовку действует момент Мрез., который через ролики передается на привод подъёма – опускание рольганга.

 Величину Мрез. Можно определить, если знать значение ²m². Из опыта ( блумовая МНЛЗ меткомбината Желе – Зенице, Югославия) ²m² находится в пределах 15¸ 20 мм. Тогда:

Мрез.=1500× 0,02=30мм

 Длина отрезаемых заготовок 6¸ 12 м.

 Вертикальную нагрузку на рольганг от Мрез можно определить так:

;

где  - плечо приложения силы,

l – длина отрезаемой заготовки

 Приближенно можно считать, что Рверт распределяется равномерно по роликам, на которые опирается отрезаемая заготовка.

 Кинематику механизма подъёма – опускания рольганга можно представить так:

 Полость ²а² гидроцилиндра 3 соединена с азотно–масляным аккумулятором, поддерживающим в полости ²а² постоянное давление 50кг/см2. При резе рольганг ²приседает² совершая плоско – параллельное перемещение. После окончания реза рольганг под действием гидроцилиндра 3 возвращается в исходное положение.

 Так как длина отрезаемых заготовок до 12м, то общая длина отводящих рольгангов ( 2 или 3 секции) должна быть с некоторым запасом 14м.

 Есть ещё одна особенность при верхнем резе, которую необходимо рассмотреть.

 Движущаяся по подводящему и отводящему рольгангам непрерывно – литая заготовка проходит над нижним ножом с некоторым зазором. При резе этот зазор будет выбран, а заготовка, находящаяся на подводящим рольганге, будет изогнута, если не принять специальных мер.

 Для того, чтобы избежать деформации заготовки при опускании её верхним ножом до нижнего ножа на величину ²n² (если деформацию нельзя исключить полностью, то надо, чтобы она не превышала допустимой величины) рассмотрим следующее решение:

- n следует отрегулировать на минимально возможную величину. На практике n »5¸ 10мм.

- ролик № 1 подводящего рольганга должен иметь перемещение по вертикали 20мм, и усилие, которое надо преодолеть, чтобы опустить его, должно быть около 20т. По оценке пластичности заготовки этого усилия достаточно, чтобы вернуть заготовку после пореза в исходное положение.

- остальные ролики подводящего рольганга (шаг роликов 1500мм) должны иметь ²мягкую² посадку на раму рольганга, за счет чего ролики могут опуститься  на 10мм при резе. Длина подводящего рольганга – 6000мм.

Итак, во время резания:

- верхний нож опускается на заготовку

- под действием верхнего ножа заготовка ²проседает² до встречи с нижним ножом. При этом рольганги перед и за ножницами и ролик №1 перемещаются на величину 10мм.

- верхний нож продолжает движение вниз. Усилие резания при этом замыкается между ножами. Отводящий рольганг перемещается по вертикали на величину хода ножа

- во время реза ножницы перемещаются за счет движения непрерывной заготовки

По окончании резания:

- отрезанная заготовка ускоренно транспортируется от зоны ножей

- но возвращается в верхнее положение

- ролик №1 возвращается в исходное положение. При этом обеспечивается зазор 10мм между заготовкой и нижним ножом

- рольганги перед и за ножницами возвращаются в исходное положение

 Итак итоговая оценка конструкции ножниц с верхним резом:

 - конструкция ножниц максимально проста и надёжна

 - для осуществления процесса резания необходимы специальные рольганги перед и за ножницами. Рольганги более сложной и трудоёмкой конструкции, чем обычные транспортные

 управление системой ножницы – рольганги максимально проста и надежна. Объектом управления является только рабочий гидроцилиндр. Управляется только рез. Остальные движения выполняются автоматически, без участия системы управления.

 

Ножницы с нижним резом

 При таком резе отрезанная часть непрерывной заготовки смещается вверх на величину, равную толщине заготовки.

 Рольганги подводящий и отводящий выполнены по обычной схеме транспортных рольгангов. Но рольганг отводящий должен иметь усиленную конструкцию, т. к. на него возможно падение отрезанной заготовки. В данном случае момент Мрез. Поворачивает заготовку, отрывая её от рольганга. Чтобы избежать нежелательного задира заготовки, необходимо применить прижим её во время реза.

 Место реза выглядит таким образом:

Мрез= 0,02× 1500=30т

т

 Если длина заготовки будет 12м, то когда она будет оторвана от рольганга в сечение в – в возникнет изгибающий момент:

Мизг=12× 6 = 72т=7200000 кга

 Если сечение заготовки 300 ´400мм,то напряжения в сечение в –в:

кг/см2

 При таком уровне напряжений горячая заготовка (t=900°С) прогнется. Следовательно, для длинной заготовки (12м) рольганг отводящий должен иметь также функцию опоры для отрезаемой заготовки во время реза, т.е. рольганг должен иметь механизм подъёма – опускания.

 Рез осуществляется в следующей последовательности:

 - движется нижний нож и упирается в заготовку

 - движется верхний нож и упирается в заготовку, после чего происходит рез

 - во время реза ножницы перемещаются за счет движения непрерывной заготовки

 - во время реза осуществляется прижим отрезаемой заготовки, в результате чего заготовка занимает в пространстве горизонтальное положение.

 По окончании резания ножи и ножницы возвращаются в исходное положение.

 Итоговая оценка конструкции ножниц с нижним резом:

 - конструкция ножниц усложнена наличием гидроцилиндров ²подвешивания² (зависание) верхней траверсы, механизма прижима заготовки, тягами, соединяющими верхнюю и подвижную траверсы. Трудоёмкость изготовления ножниц высокая.

 - для осуществления реза не требуются специальные рольганги,

если длина отрезаемой заготовки не превышает 6м. При порезе длинных заготовок (12м) специальный рольганг требуется.

 Объектом управления, как и в случае ножниц с верхним резом, является только рабочий гидроцилиндр.

 Выбор конструкции ножниц с верхним или нижним резом определяется в каждом конкретном случае с учетом сказанного, условий эксплуатации, обоснованного мнения заказчика.

Заключение

В представленной монографии, состоящей из двух частей, раскрыта авторская концепция конструирования, которая позволяет создавать надежные, легко управляемые, легко поддающиеся модернизации сложные агрегаты современного металлургического завода.

В работе из металлургических агрегатов выделены наиболее сложные: конвертер для производства стали, машины непрерывного литья заготовок, прокатный стан. Большая часть посвящена самому современному оборудованию - литейно-прокатным агрегатам, в которых объединены процессы непрерывной разливки стали и прокатки.

В представленной работе приведена разработка многодвигательных приводов и показано их достоинство в тяжелонагруженных металлургических машинах. Подробно изложена теория непрерывной разливки стали с иллюстрациями, поясняющими особенности металлургического процесса. Приведены примеры силовых расчетов технологической линии машины непрерывного литья заготовок. Показан принципиально новый подход к определению оптимальных конструкторских решений.

 В первой части работы представлены технологические процессы и основные параметры конвертеров, машин непрерывного литья заготовок, прокатных станов, литейно-прокатных агрегатов производство которых осваивается в настоящее время, с точки зрения конструктора, создающего надежные, легко доступные в обслуживании, способные к гибкой модернизации машины и агрегаты металлургического оборудования современного завода.

 Во второй части монографии обосновывается авторская концепция конструирования машин металлургического оборудования. Все стадии проектирования машины приведены для машин непрерывного литья заготовок нового поколения. Приведены примеры расчета скорости разливки по заданной производительности и расчета силовых параметров технологической линии. Продемонстрированы интересные конструкторские решения.

Новая концепция конструирования, демонстрируемая авторами, позволит добиться высокой эффективности производства и снизить нарастающую тенденцию усложнения и удорожания систем управления сложными агрегатами.

При раскрытии каждого из вопросов монографии был использован многолетний конструкторский опыт, включающий в себя этапы создания машины от идеи до реализации.

Усиление конкуренции и необходимость снижения цен на стальную полосу в сочетании с другими факторами (рост заработной платы, повышение расходов на электроэнергию и сырьевые материалы) оказали сильное влияние как на мини-заводы, так и на металлургические заводы с полным циклом. Для того чтобы быть конкурентоспособным и удерживать свою долю на будущих рынках, заводы должны использовать новые эффективные технологии, способные обеспечить поставку стальной полосы высокого качества при низкой стоимости. Большие инвестиции, сделанные в разработку технологии непрерывного литья полосы, объясняются возможностью существенно сократить объем капиталовложений в процесс производства стальной полосы.

Преимущества непрерывно литой полосы Стоимость производства полосы резко увеличивается при уменьшении ее толщины и зависит от начальной толщины заготовки [49]. Так, при обработке тонкого сляба производственные расходы резко возрастают при прокатке полосы тоньше 1,2 мм [50]. Однако если отливать полосу толщиной менее 1,8 мм, то Цена остается стабильной

Качество литой полосы

Расходы на научно-исследовательские работы в области технологии литья полосы Ожидается, что замена традиционной технологии производства полосы новым процессом непрерывного литья полосы существенно сократит вредные выбросы и уменьшит энергозатраты. Внедрение этой новой технологии активно поддерживается правительствами ряда стран через некоторые международные организации в Европе (Европейское объединение угля и стали — ЕОУС), в США (Национальный департамент энергетики) и в Канаде (Национальный исследовательский совет).

 Рассматривая концепцию проекта МНЛЗ, был сделан вывод о целесообразности ( необходимости) перехода на 3-х ручевую машину.


На главную