Модернизация участка технологического оборудования доменной печи

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Содержание

Введение

1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи модернизации шихтоподачи

2. Разработка участка отсева мелочи агломерата

3. Проектирование привода ленточного конвейера

3.1 Исходные данные для проектирования

3.2 Энерго-кинематический расчет привода

3.3 Подбор стандартных узлов привода

3.4 Проектный расчет вала приводного барабана

3.5 Проверочный расчет вала приводного барабана

3.6 Проверка подшипников

3.7 Подбор муфт

4. Разработка гидропривода перекидного шибера

4.1 Исходные данные для проектирования

4.2 Выбор гидравлической схемы и ее обоснование

4.3 Определение геометрических параметров и выбор гидродвигателя

4.4 Расчет и выбор насосной установки

4.4.1 Расход жидкости в поршневую область цилиндра

4.4.2 Расход жидкости в штоковую область цилиндра

4.4.3 Выбор насосной установки

4.5 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

4.5.1 Подбор гидроаппаратуры

4.5.2 Расчет и выбор трубопроводов

4.6 Потери давления и проверка насосной установки

4.6.1 Определение потерь давления в аппаратах

4.6.2 Потери давления в трубопроводах по длине

4.6.3 Местные потери давления в трубопроводах

4.6.4 Суммарные потери давления

4.6.5 Проверка насосной установки

5. Разработка технологии производства опоры подшипника

5.1 Описание конструкции детали

5.2 Технологический контроль чертежа детали

5.3 Анализ технологичности конструкции детали

5.4.1 Выбор метода получения заготовки

5.4.2 Проектирование отливки

5.6 Выбор плана обработки

5.7 Выбор типового оборудования и типовых приспособлений

5.8 Выбор режущих инструментов

5.9 Расчет режимов резания

5.10 Расчет основного технологического времени

5.11 Расчет технической нормы времени

5.12 Управляющая программа для обработки детали на станке с ЧПУ

6. Безопасность и экологичность проекта

6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов на участке отсева агломерата

6.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда

6.3 Расчет заземления конвейера

6.4 Меры по обеспечению устойчивой работы цеха в условиях чрезвычайных ситуаций

6.5 Меры по охране окружающей среды

Заключение

Список использованных источников

Введение

Металлы являются основным материалом для машиностроения и других металлопотребляющих отраслей народного хозяйства. Развитие производства новых синтетических не металлических материалов (полимеров, пластмасс, композиционных материалов и стеклопластиков) в ближайшие годы несколько снизит потребность в металлах, однако благодаря своим физико - химическим свойствам металлы являются незаменимыми и производство их не прекратится, а наоборот -- будет только расширяться.

Самыми распространенными в земной коре (по массе) являются металлы: алюминий, железо, магний, титан; мало распространенные металлы: марганец, ванадий, хром, цинк, никель, кадмий, литий, медь; редкие металлы: вольфрам, молибден, ниобий, кобальт, олово и др.

Железо, судя по данным раскопок, стало известно около 4500 лет до нашей эры. Первые изделия из метеоритного и самородного железа получали ковкой. В 3 - 4 тысячелетий до нашей эры в Вавилоне при изготовлении украшений из благородных металлов применяли волочение и прессование проволоки.

Машиностроительными заводами и проектными институтами “Гипромез” и “Сталь проект” были созданы первые отечественные прокатные станы: трубопрокатный агрегат для Ижевского металлургического завода (1929 год), блюминг 1150 для завода “Запорожсталь” (1937 год); непрерывный заготовочный стан для КМК (1939 год); толстолистовой стан и стан холодной прокатки для завода “Запорожсталь” (1938 год).

По уровню механизации и производительности первые советские прокатные станы были более совершенными по сравнению с аналогичными станами поставленными иностранными фирмами. Изготовление проката в 1940 году достигло 13.1 млн. тонн.

ПАО “Северсталь” это крупнейшее предприятие Северо Запада. На площади, более 500 гектаров расположено более 80 цехов и производств, в которых трудятся более 45000 человек. Продукция комбината разнообразна: чугун, сталь сортовая, холодно и горячекатаный лист, лента холодного проката с покрытиями из корозионно стойких материалов, гнутые профили и др.

В конце 2002 начале 2003 года был построен и введен в эксплуатацию выпуск сортового литья на сортовых машинах в электросталеплавильном цехе (ЭСПЦ).

Комбинат работает на привозном сырье и топливе. Железорудные концентраты поступают из Оленегорского и Ковдорского комбинатов, металлизированные окатыши -- из Костомукши, коксующийся уголь -- из Печорского и Кузнецкого бассейнов. Природный газ идет из Поволжья, Республики Коми и Тюмени.

Потребители ПАО “Северсталь” -- это крупнейшие предприятия автомобильной промышленности, такие как ЗИЛ, ЛиАЗ, КамАЗ, ГАЗ, ВАЗ и др., а также крупнейшие судостроительные верфи таких городов, как Архангельск, Санкт Петербург, Мурманск, Северодвинск, Калининград. Не так давно потребителем продукции ПАО “Северсталь” стал ОАО «Газпром». Покупка металла ведется не только предприятиями России, но и странами ближнего и дальнего зарубежья, как развивающимися (Алжир, Афганистан, Таиланд и др.), так и высокоразвитыми (Германия, США, Австралия, Италия и страны Скандинавии).

1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи модернизации шихтоподачи

Доменный цех современного предприятия обычно включат в себя несколько комплексов доменных печей, комплекс подготовки сырья (шихтоподача) отдельный или совместный на несколько печей, а также вспомогательные участки.

Комплекс доменной печи включает в себя [22]:

- Непосредственно доменную печь;

- Пульт управления процессом плавки;

- Литейный двор с желобами чугуна и шлака;

- Воздухонагреватели для подготовки горячего воздуха используемого при дутье в печь;

- Скиповый подъемник для подачи шихты на колошник доменной печи от шихтоподачи.

Комплекс шихтоподачи включает в себя [22]:

- Конвейерное хозяйство для подачи шихты от складов, коксохимического цеха и агломерационного;

- Пульт управления конвейерным хозяйством

- Участок бункеров для накопления шихтовых материалов;

- Участок подготовки шихты, на котором происходит сортировка, взвешивание шихтовых материалов и далее подача в скип скипового подъемника для подачи на колошник;

- Участок отсева коксовой мелочи;

- Участок уборки мелочи агломерата;

- Пульт управления участком бункеров, участка подготовки шихты и участками отсевов кокса и агломерата;

- Рудный двор для подачи различных добавок в виде железосодержащего скрапа и других добавок.

С увеличением объема производства и улучшением качества выплавляемого чугуна, повышением показателей работы доменных печей и ростом уровня механизации и автоматизации шло постепенное развитие доменного цеха по пути изыскания более рационального состава технологического оборудования, обслуживающего отдельные участки цеха, его компоновки и взаимосвязи с другими отделениями и цехами металлургического предприятия.

Схема комплекса доменной печи объемом до 3000 м3 и комплекса шихтоподачи представлена на рисунке 1.1 [22].

В ближайшее время в соответствии с общемировыми требованиями будет расширяться машиностроение и технологическое оборудование, обеспечивающих для потребителей более широких функциональных возможности по сравнению с имеющимися образцами и обладающих более высокими техническими характеристиками, в том числе, в части энергосбережения. В частности, прогнозируется существенный рост в потребности оборудования, снабженного электронно-гидравлическими системами управления, обеспечивающими возможность адаптации рабочих режимов к условиям работы машины и автоматизацию управления рабочим циклом и его элементами, повышающими точность регулировки рабочих параметров, производительность и качество работы машины, улучшающими условия труда оператора и экономию энергоресурсов. В связи с этим предприятие, по своему техническому уровню и оснащенности, способно создавать и продвигать на рынок «интеллектуальную» гидравлику.

Технологическая структура производственного цикла доменной печи обусловила структуру автоматизированной системы управления технологическими процессами как распределительную систему управления.



Рисунок 1.1 - Схема комплекса доменной печи объемом до 3000 м3:

1 - зондовая лебедка; 2 - станция смазки; 3 - лебедка скипового колошникового подъемника; 4 - таль электрическая; 5 - лебедка конусов; 6 - лебедка уравнительных клапанов малого конуса; 7 - лебедка уравнительных клапанов большого конуса; 8 - привод распределителя шихты; 9 - кран литейного двора; 10а,б, в - бурмашина; 11 - электропушка; 12 - исследовательские лебедки; 13 - станция смазки; 14 - лебедка атмосферных клапанов; 15 - лебедка консольного крана; 16а, б - поворотный желоб; 17 - винтовой транспортер; 18 - лебедка атмосферного и отсечного клапанов пылеуловителя (ПУ); 19 - лебедка отсекающего клапана ПУ; 20 - лебедка пылевого клапана ПУ; 21 - кран мостовой воздухонагревателей (ВН); 22 - таль электрическая ВН; 23 - газовая горелка ВН; 24 - привод отсечного клапан горелки ВН; 25 - привод клапана КГД ВН; 26 - привод перепускного клапана ВН; 27 - привод клапана холодного дутья ВН; 28 - дымовой клапан ВН; 29 - дроссельный клапан ВН; 30 - отделительный клапан ВН; 31 - станция смазки ВН; 32 - клапан дроссельный ВН; 33 - регулятор давления чистого газа; 34 - клапан воздухоразгрузочный; 34а, б - привод барабанного сита коксовой мелочи (КМ); 35а, б - затвор верхнего бункера КМ; 36 - лебедка подъемника КМ; 37 - насосы для откачки шлама из скиповой ямы; 39а, б - грохот кокса; 40а, б - воронка весы кокса; 41а, б - грохот кокса; 42 - клапан поливки шихты в скипах; 43 - устройство подогрева воды

Автоматизированная система управления технологическими процессами доменной печи является иерархической системой, в которой выделяются следующие функциональные уровни:

- автоматизированных подсистем управления;

-автоматического управления отдельными технологическими процессами;

- автоматического регулирования или стабилизации технологических

параметров;

-автоматического контроля и ручного ввода информации.

Автоматизированная подсистема управления доменным процессом выполняет: автоматический сбор и представление информации о ходе процессов доменной плавки; управляемое отображение информации и использованием дисплейных модулей и печатающих устройств; автоматическое регулирование давления газа под колошником; автоматическое регулирование соотношения природный газ - холодное дутье с коррекцией по содержанию кислорода в дутье, а также распределение природного газа по фурмам, автоматический контроль содержания СО, СО2 и Н2 в колошниковом газе.

Доменный процесс является весьма сложным физико-химическим процессом, на ход которого влияет большое количество взаимосвязанных факторов [22]. Нарушение доменного процесса вызывается в первую очередь непостоянством свойств материалов шихты, которое влечет за собой изменение распределения материалов по сечению домны, изменение потока газов в печи и сказывается на тепловом состоянии печи. При временных изменениях свойств шихты принимают меры для устранения отклонения распределения газового потока и нарушения теплового режима печи, что достигается, с одной стороны, изменением режима загрузки, а с другой -- изменением режима дутья. Изменение режима загрузки и режима дутья выполняется мастером доменной печи на основании показаний контрольно-измерительных приборов и анализа чугуна и шлака. Однако при этом возможны большие отклонения от оптимальных режимов, что приводит к снижению производительности печи, перерасходу топлива и увеличению брака чугуна. Для сохранения нормального хода доменной печи применяют регулирующие устройства, с помощью которых производится поддержание на заданном уровне отдельных параметров, характеризующих доменный процесс. Например, в настоящее время применяют: регулирование температуры и влажности дутья, распределения газовых потоков по радиусу и окружности сечения печи, давления на колошнике и др.

Одним из не маловажных факторов соблюдения параметров плавки и выпуска качественного чугуна является химический и гранулометрический состав агломерата поступающего в доменную печь [22]. Одно из требований к агломерату кроме его химического состава - это его размер. При увеличении или уменьшении относительно требуемых размеров гранул подаваемых в печь происходит нарушение движения потока газов проходящих через шихту, что ухудшает условия плавки чугуна, падает производительность печи. Также ухудшение теплового режима печи, вследствие нарушения гранулометрического состава агломерата, приводит к интенсивному износу футеровки печи, что может привести к аварии. Для предотвращения подачи в печь не кондиционного по гранулометрическому составу агломерата производят его рассев по размерам на грохотах. Он отсеивается и по системе конвейеров поступает обратно на аглофабрику для переработки.

В данном ВКР рассматривается модернизация участка отсева агломерата шихтоподачи доменной печи доменного производства ПАО «Северсталь».

Комплекс шихтоподачи доменных печей на участке отсева агломерата имеет существенный недостаток - линия уборки и обратной транспортировки некондиционного агломерата на аглофабрику всего одна и не имеет сдублированного тракта как на более современных комплексах шихтоподач. При незапланированной или аварийной остановке линии уборки транспортировки агломерата на аглофабрику. Для поддержания доменной печи в рабочем состоянии приходится временно грузить агломерат без отсева, что существенно влияет на ход плавки и качество выпускаемого чугуна.

Цель ВКР - найти пути уменьшения потерь производства вследствие простоя участка отсева мелочи агломерата.

Для решения поставленной цели требуется решить ряд задач:

– выполнить анализ текущей ситуации на участке отсева мелочи агломерата;

– разработать и предложить вариант реконструкции участка;

– выполнить проектирование привода для модернизированного конвейера;

– разработать гидропривод перекидного шибера;

– для уменьшения затрат на покупку оборудования и сборку лебедки разработать технологический процесс изготовления опоры подшипника на станках с ЧПУ;

– рассчитать и подобрать оптимальные параметры режущего инструмента для изготовления опоры подшипника;

– провести технико-экономическое обоснование реконструкции;

– выполнить анализ условий труда и разработать меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда;

– рассмотреть меры по охране окружающей среды.

2. Разработка участка отсева мелочи агломерата

Схема подачи агломерата из накопительного бункера в скип скипового подъемника доменной печи и уборка отсева представлена на рисунке 2.1.

В накопительный бункер 2 агломерат подается с аглофабрики конвейерным трактом подачи агломерата 1. Горловина бункера снабжена шиберным затвором 3, который может отсекать подачу агломерата на грохот-питатель 4 по программе загрузки доменной печи и при ремонтах или замене грохота.

С грохота 4 требуемая фракция агломерата попадает в агломерационную весовую воронку 5, имеющую затвор. После набора заданной массы (объема) агломерата в весовую воронку шиберный затвор 3 закрывается, привод грохота автоматически останавливается в соответствии с программой загрузки доменной печи по команде с пульта автоматической системы загрузки. Открывается затвор весового бункера, и агломерат под действием собственного веса по лотку 6 высыпается в скип скипового подъемника 7 и далее транспортируется на колошник доменной печи для загрузки в загрузочное устройство и подачи его в печь.

Мелкая фракция агломерата ссыпается из грохота 4 по течке 8 на конвейер уборки мелочи агломерата 9. И далее на общий конвейерный тракт 10 для нескольких печей транспортировки мелочи агломерата обратно на аглофабрику.

Подача некондиционного агломерата приводит к ухудшению процесса плавки в доменной печи, снижению производительности и ухудшению качества выплавляемого чугуна. Это может происходить по разным причинам, например, незапланированная остановка или выход из строя одного из конвейеров тракта транспортировки мелочи агломерата на аглофабрику. Данная ситуация осложняется отсутствием сдублированной линии транспортировки мелочи агломерата.



Рисунок 2.1 - Схема уборки мелочи агломерата и подачи его в скип скипового подъемника доменной печи:

1 - конвейерный тракт подачи агломерата; 2 - накопительный бункер; 3 - шиберный затвор; 4 - грохот-питатель; 5 - весовая воронка; 6 - лоток; 7 - скип; 8 - течка; 9 - конвейер; 10 - конвейерный тракт уборки мелочи агломерата

Рисунок 2.2 - Схема модернизации участка отсева мелочи агломерата:

1 - конвейерный тракт подачи агломерата; 2 - накопительный бункер; 3 - шиберный затвор; 4 - грохот-питатель; 5 - весовая воронка; 6 - лоток; 7 - скип; 8 - течка; 9 - конвейер; 10 - конвейерный тракт уборки мелочи агломерата; 11 - перекидной шибер; 12 - направляющий лоток; 13 - приямок

модернизация доменный печь конвейер

Для предотвращения подачи некондиционного агломерата в печь при таких ситуациях предлагается воспользоваться удобным расположением рудного двора с грейферными кранами и снабдить участок отсева агломерата отводом отсева на рудный двор в приямок, из которого отсев убирается грузоподъемными кранами и складируется на рудном дворе. Далее автомашинами или железнодорожным транспортом в удобное время транспортируется обратно на аглофабрику. Схема модернизации участка уборки отсева мелочи агломерата показана на рисунке 2.2.

В случае незапланированной или аварийной остановки общего тракта транспортировки мелочи агломерата 10 на аглофабрику, машинист шихтоподачи включает привод перекидного шибера 11 и направляет мелочь агломерата по направляющему лотку 12 в накопительный приямок рудного двора 13. Машинисты грузоподъемных кранов, обслуживающие рудный двор постоянно отслеживают, уровень мелочи агломерата в приямке и с помощью грейферного крана вычерпывают его на свободное место рудного двора.

Таким образом, рассев агломерата не останавливается и некондиционный агломерат не попадает в доменную печь. Процесс плавки не нарушается, и чугун выплавляется в плановом порядке. Также в связи с введением данной модернизации уменьшаются простои доменной печи из-за остановки рассева агломерата, что позволяет увеличить производительность печи в целом.

3. Проектирование привода ленточного конвейера

3.1 Исходные данные для проектирования

Разработать привод удлиненного ленточного конвейера на основе базового [15] для транспортировки мелочи агломерата. Основные параметры конвейера представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Основные параметры конвейера

Параметр	Значение
Производительность, т/ч	89
Скорость перемещения груза, м/с	0,375
Ширина ленты, мм	800
Диаметр приводного барабана, мм	670
Длина перемещения груза, м	7,25
Высота подъема груза, м	1,7
Режим работы конвейера	тяжелый
Продолжительность работы в сутки, час	8
Срок службы, лет	5

В приводе используем схему с отклоняющим барабаном для увеличения угла обхвата ( 250). Кинематическая схема привода представлена на рисунке 3.1.

Срок службы механизма

Срок службы механизма в часах [24]:

V, ч., (1)

где - срок службы привода, лет;

- продолжительность смены, ч;

- число смен.

ч.

Рисунок 3.1 - Кинематическая схема привода ленточного конвейера:

1 - электродвигатель, 2 - муфта упругая компесирующая, 3 - тормоз, 4 - редуктор, 5 - муфта зубчатая, 6 - приводной барабан, 7 - натяжной барабан, 8 - лента конвейера.

С учетом остановки конвейера на техобслуживание и ремонты, которые составляют до 20%, принимаем срок службы:

ч.

3.2 Энерго-кинематический расчет привода

Требуемая мощность привода для ленточного конвейера находится по следующей эмпирической формуле [4]:

, кВт, (2)

где Н - высота подъема груза, м;

Lг - длина перемещения груза, м;

B - ширина ленты конвейера, м;

- скорость конвейера, м/с;

k1 - эмпирический коэф., учитывающий влияние длины конвейера;

k2 - эмпирический коэф., учитывающий расход энергии на

разгрузочную тележку;

k - эмпирический коэф., учитывающий расход энергии на работу

разгрузочного устройства.

k1 = 1,25, k2 = 1, k = 0,004 (с учетом очистителя ленты).

КПД привода определим исходя из кинематической схемы.

, (3)

где - КПД быстроходной муфты, 9 [24];

- КПД редуктора, [24];

- КПД тихоходной муфты, [24].

.9

1. исходя из общегообщего

Необходимая мощность электродвигателя [24]:

, кВт, (4)

где - КПД привода.

кВт. 9

В виду требуемых условий эксплуатации: круглосуточная работа, допустимость кратковременной работы двигателя в заторможенном состоянии при возможном завале шихтой для постепенной остановки линии существующей номенклатуры выбираем электродвигатель типа АРМ53-12. У данного двигателя возможна работа до 10 мин. В заторможенном состоянии.

Основные технические характеристики представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Основные характеристики электродвигателя

Параметр	Значение
Мощность, кВт	1,6
Номинальная частота вращения вала, об/мин	455
Длинна, мм	600
Ширина, мм	205
Высота, мм	317
Диаметр выходного конца вала, мм	40

3.3 Подбор стандартных узлов привода

Выбор редуктора

Требуемое передаточное число редуктора [24]:

. nu (5)

Частота вращения приводного барабана [24]:

, об/мин, (6)

об/мин.

Отсюда требуемое передаточное число редуктора:

.

Крутящий момент на выходном валу редуктора [24]:

, Н·м, (7)

где - крутящий момент на быстроходном валу, Н·м.

Крутящий момент на быстроходном валу [24]:

, Н·м, (8)

где - номинальная угловая скорость на валу, с-1.

Угловая скорость на валу барабана [24]:

, с-1, (9)

где - номинальное число оборотов электродвигателя, об/мин.

с-1.

Н·м. 9

Отсюда требуемый крутящий момент на тихоходном валу редуктора:

Н·м.

Исходя из полученного расчетного передаточного числа u = 41,6 и требуемого крутящего момента Н·м, выбираем из справочника [24] цилиндрический 2-х ступенчатый редуктор типа Ц2У-160 с передаточным отношением u = 40 и допускаемым крутящим моментом при ПВ=100% (постоянная работа) Т = 1250 Н·м.

Обозначение редуктора в документации Ц2У-160-40-21Ц-У3,

Ц - цилиндрический редуктор;

2 - трехступенчатый;

У - универсальный;

160 - межосевое расстояние между промежуточным и

тихоходным валом;

40 - номинальное передаточное число;

21 - вариант сборки;

Ц - цилиндрический выходной конец вала ;

У - климатическое исполнение (умеренный климат);

2- категория.

Выбор тормоза

Тормоз выбираем исходя из расчетного тормозного момента:

, Н·м, (10)

где Kт =1,5 - коэффициента запаса торможения;

Т - крутящий момент на тихоходном валу, Н·м

змех - КПД привода;

uобщ - передаточное отношение привода.

.

Выбираем тормоз типа ТКГ-160 с максимальным тормозным моментом 100 Н·м.

3.4 Проектный расчет вала приводного барабана

Проектный расчет вала ведем по напряжениям кручения [ф]к = 20 H/мм2 по методике представленной в [24] .

Для изготовления вала применяем по рекомендации [24] Сталь 45 со следующими характеристиками: термообработка - Улучшение; твердость поверхности - 235…262 HRC; твердость поверхности - 235…262 HRC; предел прочности - 780 МПа; предел текучести - 540 МПа; предел выносливости при симметричном цикле - 335 МПа.

Расчет ведем согласно методике представленной в [24].

Минимальный диаметр вала [24]:

, м. (11)

м.

Принимаем согласно стандартных линейных размеров по ГОСТ 6636-69 диаметр выходного конца вала мм.

Длина выходного конца вала по формуле:

мм.

Диаметры под подшипники d2 и d5:

Высота буртика мм [24].

мм.

Принимаем мм.

Длина ступени под подшипник и уплотнение:

мм.

Длина ступени под подшипник равна ширине подшипника. Предварительно выбираем радиальные сферические шариковые подшипники легкой серии 1216 ГОСТ 28428-90 с шириной B = 26 мм.

Диаметры под ступицы барабана:

Ориентировочная фаска ступицы мм [24].

мм.

Принимаем согласно стандартных линейных размеров по ГОСТ 6636-69 диаметр вала под ступицы барабана мм.

Длина ступеней и под ступицы барабана:

мм.

Принимаем согласно стандартных линейных размеров по ГОСТ 6636-69 длину участка вала под ступицы барабана мм.

Остальные линейные размеры принимаем конструктивно. Компоновочная схема приводного барабана показана на рисунке 3.2.

Исходя из диаметра вала под муфту мм выбираем из справочника [24] стандартную шпонку: 20х12х130 ГОСТ 23360-78.

Для соединений призматическими шпонками основным условием является расчет на смятие [24]:

, H/мм2, (12)

где - рабочая длина шпонки, мм;

t - глубина врезания шпонки в вал, мм;

- допускаемое напряжение смятия, H/мм2.

Рабочая длина шпонки мм. t = 7,5 мм [24].

H/мм2.

Шпонка по прочности пригодна.

Исходя из диаметра вала под ступицу мм выбираем из справочника [24] стандартную шпонку: 25х14х90 ГОСТ 23360-78.

Рабочая длина шпонки мм; t = 9 мм [24].

Проверим шпонку:

H/мм2.9

Шпонка по прочности пригодна.

Рисунок 3.2 - Компоновочная схема приводного барабана

3.5 Проверочный расчет вала приводного барабана

Расчет ведем согласно методике представленной в [24] и схемы представленной на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Расчетная схема вала приводного барабана

Окружное усилие на барабане [24]:

, Н. (13)

Н.

Натяжение сбегающего конца ленты [4]:

, Н, (14)

Н.

где - коэффициент трения;

- угол обхвата барабана.

При использовании стального барабана и сухой окружающей среде [4], угол обхвата барабана 250.

Натяжение набегающего конца ленты [4]:

, Н. (15)

Н.

Отсюда нагрузка на барабане от натяжения ленты при транспортировании груза:

Н.

Консольная сила от муфты [24]:

, H. (16)

Н.

Усилия от ступиц найдем через нагрузку на барабан.

Из условия действующих моментов [9] действующие силы от ступиц барабана:

, H. (17)

Н.

Расчет и построение эпюр изгибающих моментов

Реакции опор:

.

, Н.

Н.

.

, Н.

=-6715,8Н.

Проверка:

.

Изгибающие моменты:

H?м;

H?м;

H?м;

H?м;

H?м.

Крутящие моменты:

Крутящие моменты на одном валу всегда численно равны.

Mк = Т = 2187.2 H·мм.

Проверка опасного сечения

Исходя из эпюры приведенных моментов (см. рисунок 3.3) и геометрии вала, опасное сечение находиться в районе левой ступицы барабана (со стороны муфты). Расчет ведем по методике приведенной в [24].

Определяем коэффициент запаса прочности для нормальных напряжений.

Нормальные напряжения в опасном сечении:

, Н·мм2, (18)

где М - изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Нм.

Н·м

W - осевой момент инерции сопротивления сечения вала,

ослабленный шпоночным пазом, мм3.

Осевой момент инерции сопротивления сечения вала, ослабленное шпоночным пазом:

, мм3, (19)

где d - диаметр вала в рассматриваемом сечении, мм;

b - ширина шпоночного паза, мм;

t - глубина шпоночного паза, мм.

d = 90 мм, b = 25 мм, t = 14 мм.

мм3.

Отсюда нормальные напряжения в опасном сечении:

Н/мм2

Коэффициент концентрации нормальных напряжений:

, (20)

где - эффективный коэффициент концентрации напряжений;

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного

сечения;

- коэффициент влияния шероховатости.

= 1,94 [24] ,= 0,63 [24] , = 1,0 [24]

.

Предел выносливости по нормальным напряжениям:

, Н/мм2, (21)

где - предел выносливости при симметричном цикле изгиба, Н/мм2.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба для Стали 45 Н/мм2.

Н/мм2.

Определяем коэффициент запаса по касательным напряжениям:

. (22)

.

Определяем коэффициент запаса прочности для касательных напряжений.

Касательные напряжения в опасном сечении:

, Н/мм2. (23)

где Т - вращающий момент в рассматриваемом сечении, Н·м;

W - полярный момент инерции сопротивления сечения вала,

ослабленного шпоночным пазом, мм3.

Полярный момент инерции сопротивления сечения вала, ослабленного шпоночным пазом:

, мм3. (24)

мм3.

Касательные напряжения в опасном сечении:

Н/мм2.

Коэффициент концентрации нормальных:

, (25)

где - эффективный коэффициент концентрации напряжений;

- коэффициент влияния абсолютных размеров сечения;

- коэффициент влияния шероховатости.

= 1.61 [24].

.

Предел выносливости по касательным напряжениям:

, Н/мм2, (26)

где - предел выносливости при симметричном

цикле, Н/мм2.

Для Стали 45 Н/мм2.

Н/мм2.

Определяем коэффициент запаса по касательным напряжениям:

. (27)

.

Расчетный коэффициент запаса прочности:

, (28)

где - допускаемый коэффициент запаса прочности.

.

Так как , условие прочности выполняется.

3.6 Проверка подшипников

Предварительно выбраны подшипники 1216 ГОСТ 28428-90 со следующими характеристиками:

d = 80 мм, D = 140 мм, B = 26 мм, Cr = 40,0 кН, C0r = 23,6 кН

Наибольшую нагрузку испытывает подшипник в точке А.

Радиальная нагрузка на подшипник в данной точке RА = 6715,8 Н:

Исходя из того, что осевой нагрузкой на подшипник, согласно расчетных данных, можно пренебречь, эквивалентная нагрузка:

, Н, (29)

где V - коэффициент вращения;

- коэффициент безопасности;

- температурный коэффициент.

V = 1 [24] , [24] , [24].

Н.

Определяем расчетную динамическую грузоподъемность и проверяем условие пригодности:

, Н, (30)

Н.

где - срок службы привода, .

Условие пригодности выполняется.

Определяем базовую долговечность подшипника:

, ч. (31)

ч.

Условие пригодности выполняется.

Подшипник 1216 ГОСТ 28428-90 пригоден.

3.7 Подбор муфт

Выбор быстроходной муфты

Муфту выбираем по максимальному крутящему моменту на быстроходном валу и диаметрам быстроходных валов электродвигателя и редуктора.

Требуемый передаваемый крутящий момент муфтой [24]:

, Н·м, (32)

где - коэффициент, зависящий от характера нагрузки,

- крутящий момент на валу, Н·м.

Н·м.

По справочнику [24] выбираем согласно исходных данных муфту упругую втулочную пальцевую:

Муфта 200-I-40-II-25-У2 ГОСТ 21424-93.

У которой 200 - максимальный передаваемый крутящий момент (Н·м), I и II - исполнения посадочного места под вал (цилиндрическое и коническое), 40 и 25 - посадочные диаметры валов (мм) электродвигателя и редуктора соответственно.

Выбор тихоходной муфты

Тихоходную муфту также выбираем по максимальному крутящему моменту на тихоходном валу и диаметрам тихоходных валов редуктора и барабана.

Н·м.

По справочнику [9] выбираем, согласно исходных данных, зубчатую муфту типа МЗ по ГОСТ 5003-83:

Муфта МЗ 2500-II-55-I-60-У2 (Муфта МЗ №4) ГОСТ 5006-83.

У которой 2500 - максимальный передаваемый крутящий момент (Н·м), I и II - исполнения посадочного места под вал (цилиндрическое), 55 и 70 - посадочные диаметры валов (мм) редуктора и вала барабана соответственно.

4. Разработка гидропривода перекидного шибера

4.1 Исходные данные для проектирования

Разработать гидропривод перекидного шибера со следующими характеристиками:

– Тип гидродвигателя - гидродвигатель поступательного движения;

– Осевое усилие - 8,4 КН;

– Максимальная скорость - 0,08 м/с;

– Ход штока гидроцилиндра - 0,40 м.

– Способ регулирование скорости - дроссельное, параллельно.

4.2 Выбор гидравлической схемы и ее обоснование

Гидравлическая схема представлена на рисунке 4.1.

Рабочая жидкость посредством насоса Н через напорный фильтр Ф и обратный клапан КО подается в блок управления. При среднем положении гидрораспределителя ГР жидкость поступает обратно в бак через сам гидросраспределитель (нерабочее положение). Фильтр Ф служит для очистки рабочей жидкости. Обратный клапан КО предотвращает обратный ток жидкости к насосной установке. Дроссель Д, включенный параллельно согласно ТЗ, регулирует скорость выдвижения штока. Гидрозамок ГЗМ позволяет удерживать задвижку в нужном состоянии требуемое время. В схеме используем гидрораспределитель с разгрузкой рабочих трубопроводов системы при среднем положении (схема по справочнику [20] №64), что позволяет беспрепятственно стекать рабочей жидкости из поршневой и штоковой областей гидроцилиндра в бак и соответственно быстрому срабатыванию гидрозамка ГЗ.



Рисунок 4.1 - Гидравлическая схема привода

При переводе распределителя ГР в левое положение рабочая жидкость (см. рисунок 4.2) от насосной установки через гидрораспределитель и гидрозамок ГЗМ поступает в поршневую полость гидроцилиндра ГЦ, тем самым, выдвигая шток и производя перевалку задвижки шихтоподающего конвейера вправо. Жидкость из штоковой полости цилиндра поступает через гидрозамок ГЗМ и гидрораспределитель ГР в бак.

Рисунок 4.2 - Схема потоков жидкости

При переводе распределителя ГР в вправое положение рабочая жидкость (см. рисунок 4.3) от насосной установки через гидрораспределитель и гидрозамок ГЗМ поступает в штоковую полость гидроцилиндра ГЦ, тем самым, втягивая шток и производя перевалку задвижки шихтоподающего конвейера влево. Жидкость из поршневой полости цилиндра поступает через гидрозамок ГЗМ и гидрораспределитель ГР в бак.

Рисунок 4.3 - Схема потоков жидкости

4.3 Определение геометрических параметров и выбор гидродвигателя

В механизме применяем гидроцилиндр с односторонним штоком двухстороннего действия. Исходя из конструктивных особенностей привода ход штока гидроцилиндра S = 0,4 м.

При данном требуемом осевом усилии гидроцилиндра R = 8,4 КН, согласно рекомендаций из стандартных давлений в гидравлике по ГОСТ 12445-80 принимаем рабочее давление гидросистемы равное p = 6,3 МПа.

Диаметр поршня D гидроцилиндра [10]:

, м, (33)

м.

где Rmax - максимальное осевое усилие, Н;

p1 и p2 - давления соответственно в напорной и сливной полостях гидроцилиндра, Па;

Ш1 и Ш2 - коэффициенты зависящие от конструкции гидроцилиндра.

Максимальное осевое усилие Rmax = 8 400 Н.

Исходя из конструкции применяемого гидроцилиндра и согласно рекомендаций [10] коэффициенты Ш1 = 0, Ш2 = 0,71.

Давление p1 в напорной линии гидроцилиндра [10] примем равным p1 = p = 6,3 МПа.

Противодавление в сливной полости цилиндра, согласно рекомендаций [10], примем p2 = 0,5 МПа.

В соответствии с ГОСТ 12447-80 диаметр поршня D округляем до ближайшего стандартного значения в большую сторону и принимаем равным Dст = 50 мм.

Диаметр штока: мм;

По справочнику [20] принимаем стандартное значение: dст = 36 мм.

Исходя из полученных данных выбираем по [20] гидроцилиндр с односторонним штоком 712-50х36х400 УХЛ4 ОСТ2-Г25-1-86. Характеристики данного гидроцилиндра представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Характеристики гидроцилиндра

№ п/п	Параметр	Значение
1	Номинальное давление, МПа	6,3
2	Диаметр поршня, мм	50
3	Диаметр штока, мм	36
4	Ход поршня, мм	400

4.4 Расчет и выбор насосной установки

Для выбора насосной установки определим расходы жидкости, при работе гидроцилиндра.

4.4.1 Расход жидкости в поршневую область цилиндра

Требуемый расход жидкости при рабочем ходе гидроцилиндра (в поршневую полость) [10]:

, м3, (34)

где х - скорость перемещения поршня, м/с;

F1ст - площадь в поршневой (напорной) полости выбранного гидроцилиндра, м2.

Площадь в поршневой области цилиндра [10]:

, м2. (35)

м2.

Исходя из заданной рабочей скорости х = 0,08 м/с:

м3/с (9,42 л/мин).

4.4.2 Расход жидкости в штоковую область цилиндра

Расход жидкости, для обратного хода гидроцилиндра (в штоковую область) [10]:

, м3, (36)

где х - скорость перемещения поршня, м/с;

F1ст - площадь в штоковой полости выбранного

гидроцилиндра, м2.

Площадь в штоковой полости цилиндра [10]:

, м2, (37)

где dшст - диаметр штока выбранного гидроцилиндра, м.

м2.

Исходя из заданной рабочей скорости х = 0,08 м/с:

м3/с (4,5 л/мин).

4.4.3 Выбор насосной установки

Исходя из полученных расчетных данных, максимальный расход жидкости получается при выдвижении штока:

м3/с (9,42 л/мин).

Требуемое давление насоса с предварительным учетом потерь давления в системе [10]:

, МПа. (38)

= 9,45 МПа.

Исходя из полученных расчетных данных, выбираем [20] нерегулируемый пластинчатый гидронасос БГ12-41 ТУ2-053-1342-78. Характеристики данного насоса представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Характеристики насоса БГ12-41 ТУ2-053-1342-78

№ п/п	Параметр	Значение
1	Рабочий объем, см3	8
2	Номинальное давление, МПа	10
3	Максимальное давление, МПа	12,5
4	Номинальная подача, л/мин (м3/с)	10,5 (0,000175)
5	Номинальная частота вращения, об/мин	1 500
6	Мощность, кВт	2.58
7	Объемный КПД , %	90

Для наоса подбираем модель насосной установки:

ТУ2-053-1535-80

1 - исполнение по высоте гидрошкафа (1200 мм);

М - исполнение по расположению и количеству насосных агрегатов (один);

П - расположение насосного агрегата (правое);

Г48-84 - обозначения насосной установки;

УХЛ - климатическое исполнение;

- исполнение комплектующего насосного агрегата (вверху насос, внизу эл.двигатель); - номер насосного агрегата.

4.5 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

4.5.1 Подбор гидроаппаратуры

Зная расходы и ориентировочные величины давлений, выбираем гидроаппаратуру из [20].

Фильтр напорный Ф типа 1-10 ГОСТ 21329-75:

номинальное давление,9

номинальный расход л/мин (м3/с),

перепад давлений МПа.

Гидрораспределитель ГР типа ВЕ6.64.В220 УХЛ4 ГОСТ 24679-81:

номинальное давление,9

номинальный расход (м3/с),

перепад давлений ,

В - золотникового типа,

Е - электрическое управление

6 - условный проход в мм,

64 - номер схемы по исполнению,

В220 - напряжение управления 220В, ток переменный,

УХЛ4 - климатическое исполнение.

Клапан предохран. КП типа КПМ 6/3МР УХЛ4 ТУ2-053-1441-79:

номинальное давление,9

номинальный расход (м3/с),

перепад давлений ,9

КПМ - клапан предохранительный,

6 - условный проход,

3 - номинальное давление 32 МПа,

М - модульный монтаж,

Р - клапан установлен в линии Р,

УХЛ4 - климатическое исполнение.

Клапан обратный КО типа КОМ 6/3МВ УХЛ4 ТУ2-053-1400-78:

номинальное давление,

номинальный расход (м3/с),

перепад давлений ,

КОМ - обратный клапан,

6 - условный проход,

3 - номинальное давление 32 МПа,

М - модульный монтаж,

В - клапан установлен в линии В,

УХЛ4 - климатическое исполнение.

Гидрозамок ГЗМ типа ГЗМ 6/3МА УХЛ4 ТУ2-053-1828-87:

номинальное давление,

номинальный расход (м3/с),

перепад давлений ,

ГЗМ - гидрозамок,

6 - условный проход,

3 - номинальное давление 32 МПа,

М - модульный монтаж,

А - гидрозамок установлен в линии А,

УХЛ4 - климатическое исполнение.

Дроссель Д типа ДКМ 6/3МА УХЛ4 ТУ2-053-1397-78:

номинальное давление,

номинальный расход (м3/с),

перепад давлений ,

ДКМ - дроссель с обратным клапаном,

6 - условный проход,

3 - номинальное давление 32 МПа,

М - модульный монтаж,

А - дроссель установлен в линии А,

УХЛ4 - климатическое исполнение.

4.5.2 Расчет и выбор трубопроводов

Для нахождения диаметров трубопроводов зададимся скоростью движения жидкости согласно рекомендуемым [20] в зависимости от давления в гидросистеме:

– для напорной линии uрек = 3,2 м/с;

– для напорно-сливной и сливной линий uрек = 2 м/с.

В качестве трубопроводов применяем стальные трубы ГОСТ 8734-75.

Внутренний диаметр участка трубы определяем по формуле (39) [10]:

, м, 9 (39)

где Q - максимальный расход рабочей жидкости через трубу, м3/с;

uрек - рекомендуемая скорость течения рабочей жидкости, м/с. Толщину стенки участка трубы определяем по формуле (40) [10]:

, мм, (40)

где P - максимальное давление рабочей жидкости в трубе, МПа;

[у] - допускаемое напряжение на растяжение для стали увр = 340 МПа;

kб - коэффициент запаса, kб = 2…8.

При выборе сортамента труб руководствуемся рекомендуемыми размерами для шаровых соединений по ГОСТ 20969-75 - ГОСТ 20987-75. Стальной трубопровод приваривается к ниппелю, на который предварительно надевается накидная гайка. При затяжке накидной гайки сферическая поверхность ниппеля плотно прижимается к конической поверхности штуцера, обеспечивая герметичность соединения.

Напорные трубопроводы 1-11, 11-12

максимальный расход жидкости равен подаче насоса м3/с;

максимальное давление равно максимальному давлению, обеспечиваемому насосом МПа.

м (8,4 мм).

мм.

Выбираем трубу 14х2 ГОСТ 8734-75 [20].

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Напорные трубопроводы 11-2, 3-4

максимальный расход жидкости равен м3/с;

максимальное давление равно максимальному давлению, обеспечиваемому насосом МПа.

м (7,9 мм).

мм.

Выбираем трубу 12х2 ГОСТ 8734-75 [20].

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Напорно-сливной трубопровод 5-6

максимальный расход жидкости равен м3/с;

максимальное давление равно максимальному давлению, обеспечиваемому насосом МПа.

м (10 мм).

мм.

Выбираем трубу 14х2 ГОСТ 8734-75 [20].

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Напорно-сливной трубопровод 7-8

максимальный расход жидкости равен м3/с;

максимальное давление равно максимальному давлению, обеспечиваемому насосом МПа.

м (6,9 мм).

мм.

Выбираем трубу 12х2 ГОСТ 8734-75 [20].

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Сливной трубопровод 9-10

максимальный расход жидкости равен м3/с;

максимальное давление равно МПа.

м (10 мм).

мм.

Выбираем трубу 14х2 ГОСТ 8734-75 [20].

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Сливной трубопровод 13-14

максимальный расход жидкости равен м3/с;9

максимальное давление равно МПа.

м (10,5 мм).

мм.

Выбираем трубу 16х2 ГОСТ 8734-75 [20].

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

Проверяем условие :

мм - условие выполнено.

4.6 Потери давления и проверка насосной установки

4.6.1 Определение потерь давления в аппаратах

При определении перепадов давлений исходят из расходов, на которые рассчитана гидроаппаратура. Действительные перепады давлений отличаются от справочных взятых предварительно для расчета. Поэтому необходимо уточнить их значения.

Потери давления в аппаратах [10]:

,МПа, (41)

где Дp0 - перепад давления открывания или настройки аппарата, МПа;

A и B - коэффициенты аппроксимации экспериментальной

зависимости потерь давления от расхода через гидроаппарат;

Qmax - максимальный расход рабочей жидкости через

гидроаппарат, МПа.

Коэффициенты аппроксимации экспериментальной зависимости потерь давления [10]:

, МПа · с/м3;, МПа · с2 / м6; (42)

где Дp0 - перепад давления открывания или настройки аппарата, МПа;

Дpном - потери давления при номинальном расходе, МПа;

Qном - номинальный расход гидроаппарата, МПа.

Номинальный расход, перепад давления открывания или настройки аппарата и потери давления при номинальном расходе указываются в характеристиках на гидроаппарат и приведены для выбранной гидроаппаратуры.

Приведем расчет потерь давления для гидрораспределителя ВЕ.6.34.Г24.Н

УХЛ.4:

Qном = 12,5 л/мин (0,000208 м3/с);

Дp0 = 0 МПа;

Дpном =0,21 МПа.

Коэффициенты аппроксимации:

МПа · с/м3.

МПа · с2 / м6.

Отсюда вычислим потери давления:

Выдвижение штока м3/с:

МПа.

Втягивание штока м3/с:

МПа.

Рассчитанные значения перепадов давлений для остальных гидроаппаратов представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Расчетные значения полных перепадов давления

Наименование гидроаппарата	Дp0, МПа	A, МПа · с/м3	B, МПа · с2 / м6	Этап цикла	Qmax	ДpГА
Фильтр Ф		269,5	1613539,4	Выдвижение Втягивание	0,000157 0,0000756	0,0821 0,0296
Клапан обратный КО	0,15	240,4	1155695,3	Выдвижение Втягивание	0,000157 0,000756	0,2162 0,1748
Гидрораспределитель ГР		504,8	2426960,1	Выдвижение Втягивание	0,000157 0,0000756	0,1391 0,0743
Гидрозамок ГЗМ		721,2	3467085,8	Выдвижение Втягивание	0,000157 0,000756	0,1987 0,0520

Итого потери в гидроаппаратах:

Выдвижение штока:

напорная линия МПа;9

сливная линия МПа.

Втягивание штока:

напорная линия МПа;9

сливная линия МПа.

4.6.2 Потери давления в трубопроводах по длине

Для нахождения потерь давления по длине трубопроводов вычислим числа Рейнольдса [10]:

Ru) , (43)

где u - фактическая скорость течения жидкости в трубопроводе, м/с;

- кинематический коэффициент вязкости жидкости, м2/с.

Потери давления на вязкое трение [10]:

, МПа, (44)

где - плотность рабочей жидкости, кг/м3;

Qmax - максимальный расход жидкости в линии, м3/с;

i - коэффициент гидравлического трения на - том участке;

Li - длина i - го участка трубопровода, м;

dст - внутренний диаметр i - го участка трубопровода, м;

fст - площадь внутреннего сечения i - го участка, м.

Для гладких цилиндрических трубопроводов коэффициент [10]:

. 9 (45)

Расчет потерь давления приведем для напорного трубопровода на участке 1-11 при максимальных значениях расхода жидкости. На данном участке используется труба 11х1 ГОСТ 8734-75.

длинна трубопровода L = 0,1 м;

внутренний диаметр трубопровода dст = 0,010 м;

максимальный расход жидкости Qmax = 0,000175 м3/с.

Рабочая жидкость И-20А ГОСТ 20799-75 [20]:

плотность рабочей жидкости = 885 кг/м3;

кинематический коэффициент вязкости = 23 · 10-6 м2/с.

Площадь внутреннего сечения трубопровода определим по формуле:

, м2. 9 (46)

м2.

Фактическая скорость движения рабочей жидкости в трубопроводе:

, м/с. (47)

м/с.

Число Рейнольдса:

9 - поток ламинарный.

.

Па (0,015 МПа).

Рассчитанные значения потерь на остальных участках трубопроводов представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Потери давления по длине трубопровода

Этап цикла	Линия	Участок по схеме	Qmax, м3/с	dТi, м	Li, м	fТi, м2	ui, м/с	Rei	?i	pТi, МПа
Выдвижение штока	Напорная	1-11	0,000175	0,01	0,1	0,000079	2,22	968,7	0,0660	0,0015
		11-2	0,000157	0,008	0,1	0,000050	3,12	1086,4	0,0589	0,0032
		3-4	0,000157	0,008	0,15	0,000050	3,12	1086,4	0,0589	0,0048
		5-6	0,000157	0,01	4,2	0,000079	1,99	869,1	0,0736	0,0547
	Сливная	7-8	0,0000756	0,008	4,8	0,000050	1,50	523,1	0,1223	0,0735
		9-10	0,0000756	0,01	0,2	0,000079	0,96	418,5	0,1529	0,0013
									ИТОГО:	0,1388
Втягивание штока	Напорная	1-11	0,000175	0,01	0,1	0,000079	2,22	968,7	0,0660	0,0015
		11-2	0,0000756	0,008	0,1	0,000050	1,50	523,1	0,1223	0,0015
		3-4	0,0000756	0,008	0,15	0,000050	1,50	523,1	0,1223	0,0023
		7-8	0,0000756	0,008	4,8	0,000050	1,50	523,1	0,1223	0,0735
	Сливная	5-6	0,000157	0,01	4,2	0,000079	1,99	869,1	0,0736	0,0547
		9-10	0,000157	0,01	0,2	0,000079	1,9	869,1	0,0736	0,0026
									ИТОГО:	0,1360

Итого потери по длине трубопроводов:

Выдвижение штока:

напорная линия МПа;

сливная линия МПа,

Втягивание штока:

напорная линия МПа;

сливная линия МПа,

4.6.3 Местные потери давления в трубопроводах

Местные потери складываются из потерь в различных местных сопротивлениях (углы, тройники, изменение диаметра и т.д.) и определяются [10]:

(48)

где жj - коэффициент j-го местного сопротивления;

nн - число местных сопротивлений;

fМj - площадь внутреннего сечения трубопровода перед j - тым

сопротивлением.

Полный расчет местных потерь произведем для местного сопротивления типа «тройник»участка 1-11:

местное сопротивление - тройник;

количество местных сопротивлений n = 1;

диаметр трубопровода Ш0,01 м;

коэффициент местного сопротивления ж = 0,3 [20].

Па (0,0007 МПа).

Остальные рассчитанные местные потери приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Местные потери давления

Этап цикла	Линия	Участок	Вид местного сопротивления	Параметр	Кол-во	Qmaxj, м3/с	жj	dмj, м	fмj, м2	ДPмj, Мпа
Выдвижение штока	Напорная	1-11	Тройник Ф10 мм		1	0,000175	0,3	0,010	0,000079	0,0007
		3-4	Резкое сужение Ф8/Ф6 мм (Вход в плиту)	d0/d=0,75	1	0,000157	0,3	0,006	0,000028	0,0041
		4-5	Тройник Ф6 мм		1	0,000157	0,3	0,006	0,000028	0,0041
		4-5	Колено Ф6 мм	90 град.	4	0,000157	1,2	0,006	0,000028	0,0655
		5-6	Резкое расширение Ф6/Ф10 (Выход из плиты)	d0/d=0,6	1	0,000157	1,2	0,006	0,000028	0,0164
		5-6	Колено Ф10 мм	90 град.	2	0,000157	1,2	0,010	0,000079	0,0042
		5-6	Вход в емкость		1	0,000157	2,0	0,010	0,000079	0,0035
	Сливная	7-8	Колено Ф8 мм	90 град.	2	0,000076	1,2	0,008	0,000050	0,0024
		7-8	Резкое сужение Ф8/Ф6 мм (Вход в плиту)	d0/d=0,75	1	0,000076	0,3	0,006	0,000028	0,0009
		8-9	Колено Ф6 мм	90 град.	4	0,000076	1,2	0,006	0,000028	0,0152
		8-9	Тройник Ф6 мм		1	0,000076	0,5	0,006	0,000028	0,0016
		9-10	Резкое расширение Ф6/Ф10 (Выход из плиты)	d0/d=0,6	1	0,000076	1,2	0,006	0,000028	0,0038
									ИТОГО	0,1224
Втягивание штока	Напорная	1-11	Тройник Ф10 мм		1	0,000175	0,3	0,010	0,000079	0,0007
		3-4	Резкое сужение Ф8/Ф6 мм (Вход в плиту)	d0/d=0,75	1	0,000076	0,3	0,006	0,000028	0,0009
		4-8	Тройник Ф6 мм		1	0,000076	0,3	0,006	0,000028	0,0009
		4-8	Колено Ф6 мм	90 град.	4	0,000076	1,2	0,006	0,000028	0,0152
		7-8	Резкое расширение Ф6/Ф8 мм (Выход из плиты)	d0/d=0,75	1	0,000076	1,0	0,006	0,000028	0,0032
		7-8	Колено Ф8 мм	90 град.	2	0,000076	1,2	0,008	0,000050	0,0024
		7-8	Вход в емкость		1	0,000076	2,0	0,008	0,000050	0,0020
		5-6	Колено Ф10 мм	90 град.	2	0,000157	1,2	0,010	0,000079	0,0042
		5-6	Резкое сужение Ф10/Ф6 мм (Вход в плиту)	d0/d=0,6	1	0,000157	0,4	0,006	0,000028	0,0048
	Сливная	5-9	Колено Ф6 мм	90 град.	4	0,000157	1,2	0,006	0,000028	0,0655
		5-9	Тройник Ф6 мм		1	0,000157	0,5	0,006	0,000028	0,0068
		9-10	Резкое расширение Ф6/Ф10 (Выход из плиты)	d0/d=0,6	1	0,000157	1,2	0,006	0,000028	0,0164
		1-11	Тройник Ф10 мм		1	0,000175	0,3	0,010	0,000079	0,0007
		3-4	Резкое сужение Ф8/Ф6 мм (Вход в плиту)	d0/d=0,75	1	0,000076	0,3	0,006	0,000028	0,0009
									ИТОГО	0,1230

Итого местные потери в трубопроводах:

Выдвижение штока:

напорная линия МПа;9

сливная линия МПа.

Втягивание штока:

напорная линия МПа;9

сливная линия МПа.

4.6.4 Суммарные потери давления

Общие суммарные потери давления приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Общие суммарные потери в гидросистеме

Этап цикла	Линии	PГА, МПа	Pl, МПа	PМ, МПа	p, МПа
Выдвижение штока	Напорная Сливная	0,6361 0,1264	0,0641 0,0747	0,0985 0,0239	0,7987 0,2250
Втягивание штока	Напорная Сливная	0,3307 0,3379	0,0788 0,0573	0,0253 0,0977	0,4348 0,4929

4.6.5 Проверка насосной установки

Давление насосной установки должно обеспечивать требуемое давление в гидросистеме с учетом потерь [10]:

, МПа. (49)

МПа.9

Максимальные потери при выдвижении штока МПа.9

Выбранная насосная установка удовлетворяет заданным условиям.

5. Разработка технологии производства опоры подшипника

5.1 Описание конструкции детали

Деталь «корпус подшипника» используется для установки подшипника качения барабана в приводной станции ленточного конвейера. Эскиз представлен на рисунке 5.1.

Деталь представляет собой полый цилиндр наружным диаметром 200 мм и внутренним диаметром 140 мм небольшой высоты 52 мм горизонтально опирающийся на две лапы с общим размахом 320 мм и шириной 58 мм. Внутренний диаметр 140 мм является установочным местом подшипника качения и имеет допуск точности по квалитету H7 и шероховатость поверхности Ra 1,6. Для крепления крышек корпуса в корпусе по диаметру 165 мм имеются 6 сквозных отверстий диаметром 10,5 мм под крепежные болты. Для плотного прилегания крышек с каждой стороны имеется замкнутая контактная поверхность шириной ~ 23 мм с малой шероховатостью поверхности Ra2,5. Опорная поверхность в виде двух лап имеет цилиндрические выемки диаметром 40 мм на каждой лапе для уменьшения площади контактной поверхности, что позволяет получит более плотный контакт между установочной поверхностью корпуса подшипника и рамы привода. С этой же целью на контактной поверхности предусмотрена выемка между лапами глубиной 1 мм и длинной 200 мм. Для крепления корпуса подшипника к раме на лапах имеются отверстия диаметром 22 мм с цековками диаметром 40 мм и глубиной 1 мм сделанных в целях более плотного прилегания крепежного болта к поверхности лап и соответственно более надежного соединения. Для изготовления детали используем материал типа сталь 45Л по ГОСТ 977-88 [1], химический состав и механические свойства, которой приведены в таблице 5.1 и таблице 5.2, что достаточно для данных условий эксплуатации детали.

Рисунок 5.1 - Эскиз детали

Таблица 5.1 - Химический состав стали 45Л, %

С	Si	Mn	не более	Ni	Cr
			S	P
0,42-0,5	0,2-0,52	0,45-0,9	0,04	0,04	0,45	0,4

Таблица 5.2 - Механические свойства стали 45Л

ут, Мпа	увр, МПа	д, %	Ш, %	бн, Дж/см2	HB (не более)
не менее		горячекатаной	отожженной
320	600	10	20	50	241	197

5.2 Технологический контроль чертежа детали

Для изготовления корпуса подшипника вновь проектируемого конвейера выполнен новый чертеж. Чертеж содержит все необходимые сведения, дающее полное представление о детали, т.е. все проекции, разрезы, сечения, совершенно четкие и однозначно объясняющее ее конфигурацию, и возможные способы получения заготовки. Количество размеров на чертеже достаточно для качественного изготовления детали. Чистота поверхностей, их шероховатость и точность соответствуют служебному назначению детали. Чертеж содержит все необходимые сведения о материале детали.