Проектирование новых деталей литейно-прокатного агрегата
Анализ конструкции гильзы кристаллизатора. Поиск аналога для проектирования чистовой клети. Устройство и принцип работы летучих ножниц. Технология изготовления опорного ролика, вала редуктора ЦО-450 литейно-прокатного агрегата. Оценка труда литейщика.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.10.2014 |
| Размер файла | 3,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для того, чтобы предотвратить данные отклонения необходимо осуществлять регулярный контроль за износом гильз с помощью специального прибора. В качестве подобного диагностического оборудования предлагается прибор MCS - 3000 фирмы Concast AG. MCS-3000 включает электронный блок, компьютер типа «ноутбук», штангу со сменными измерительными головками, калибры для различных сечений гильз. Данный прибор позволяет измерять внутренние размеры гильз (между противоположными стенками и углами гильзы) с помощью самоцентрующихся датчиков при передвижении измерительной головки по гильзе и записывать их в базу данных компьютера. На дисплей компьютера выводится информация о фактических размерах гильзы, которые можно сравнить с номинальными значениями. MCS-3000 позволяет получать распечатки графиков с размерами гильз, которые накапливают в паспорте кристаллизатора для отслеживания его работы.
С помощью данного прибора возможен обмер гильз в мастерской по подготовке кристаллизаторов или непосредственно на МНЛЗ во время переподготовки установки. Обмер гильзы на МНЛЗ выполняется через заданное регламентное время (после эксплуатации кристаллизатора в течение разливки 50-100 плавок стали) или при отклонениях процесса разливки из-за кристаллизатора. Обмер гильз на МНЛЗ позволяет отслеживать изменение их размеров без замены кристаллизаторов, что существенно сокращает продолжительность переподготовки установки.
Перед проведением обмеров, с помощью прибора MCS-3000, необходимо произвести тщательную очистку рабочей полости гильзы от нагара от смазки, скрапин металла, окалины. Для этой цели используется специальная жидкость-очиститель. Жидкость, с помощью тампона, наносится на рабочие стенки гильзы. После выдержки в течение около 5-ти минут поверхности гильзы протираются сухой ветошью. При необходимости, участки поверхности гильзы с царапинами, задирами, имеющие острые кромки, зачищаются наждачной бумагой. При проведении обмеров гильз на МНЛЗ, во избежание повреждения измерительной головки прибора, масленки кристаллизаторов должны быть очищены от скрапин металла.
Замена кристаллизаторов на МНЛЗ производится по следующим причинам:
- достижение гильзой предревизионной стойкости;
- два прорыва подряд по трещине в ходе эксплуатации;
- ромбичность заготовок выше допустимых значений;
- появление течи воды через уплотнения;
- утечка смазки или засорение каналов для подачи смазки, которые не удается прочистить без снятия кристаллизатора;
- "чулок" или слиток металла в гильзе после окончания разливки.
Перед отправкой кристаллизатора в ремонт его наружные поверхности очищают от нагара, масла и скрапа.
Кристаллизатор передают в ремонт вместе с паспортом, в котором заполнены все графы и указаны причины снятия с МНЛЗ.
Браковочные признаки гильз кристаллизаторов:
- дефекты на рабочей поверхности (задиры, раковины, царапины): на расстоянии 100 - 250 мм от верхнего торца - глубиной более 0.5 мм, на расстоянии 250 - 800 мм от верхнего торца - глубиной более 1.0;
- ступенчатое изменение размеров гильзы по длине - на величину более 0.5 мм (искажение профиля гильзы определяется по отклонению пика деформации от заданного профиля в том же сечении);
- износ в нижней части гильзы (увеличение размеров с уровня 400-600 до 800 мм) более чем на 1.0 мм.
Основные рекомендуемые параметры кристаллизаторов для отливки заготовок сечением 60 80 мм: длина гильзы - 700 мм; радиус внутреннего угла - 4 мм; величина зазора между гильзой и обечайкой - 3.25 мм; расход охлаждающей воды - 1700 - 1900 л/мин; рабочее давление воды на кристаллизаторе - 0,8 МПа; максимальная температура воды на входе в кристаллизатор - .
Рекомендуемый материал гильз кристаллизаторов - раскисленная медь с добавками серебра.
Рабочая поверхность гильз защищена слоем хромированного покрытия толщиной 0.12 - 0.15 мм.
Основной частью кристаллизаторов сортовых и блюмовых современных МНЛЗ является водоохлаждаемая гильза, причем вода вдоль гильзы движется по щелевому каналу, образованному рубашкой охлаждения, которая должна быть расположена концентрично относительно гильзы.
Известен кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок с прямолинейной осью кристаллизатора, установленного вертикально.
Недостатком известного устройства является большая высота машины непрерывного литья - до 45 метров, что требует строительства специальных высотных цехов.
Известен кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок с искривленной осью кристаллизатора. Это машин радиального литья заготовок. Она лишена недостатка предыдущей машины и может быть установлена в металлургическом цехе обычной высоты.
Известны кристаллизаторы, содержащие гильзу и рубашку охлаждения, в зазор между которыми подается вода, охлаждающая гильзу.
В дипломном проекте произведена модернизация кристаллизатора путем замены ранней конструкции более современной. Новая конструкция дает нам такие плюсы, как: большая производительность, меньшая себестоимость, легкость обслуживания, лучшая система охлаждения, меньшая себестоимость и, конечно, улучшенная поверхность слитка.
Но и в современных конструкциях есть недостаток. Во всех ранее известных конструкциях рубашка охлаждения не зажата между верхней и нижней крышками. Это сделано для того, чтобы она имела возможность во время работы само - устанавливаться относительно гильзы. Однако, это приводит к тому, что под действием разницы давления воды (давление в нижней напорной полости на 0,25ч0,3 МПа больше чем в верхней сливной полости), диафрагма, разделяющая обе полости, всплывает вверх, из- за чего образуется зазор между диафрагмой и корпусом кристаллизатора. Это приводит к прямому перетеканию на слив существенной части воды, назначение которой - охлаждать гильзу кристаллизатора. Потери воды снижают скорость её протекания вдоль гильзы до уровня, при котором начинает образовываться накипь на наружной стенке гильзы, а это приводит к образованию трещин и прорывам металла.
Этот указанный недостаток известной конструкции устранен в предлагаемом устройстве (рис. 2.1) .
Рис. 2.1. Новый кристаллизатор
Результатом предлагаемой модернизации является поддержание постоянного зазора между гильзой и ее рубашкой, равномерного по их периметру, а с другой стороны, полное исключение потери воды, предназначенной для охлаждения гильзы.
Технический результат достигается тем, что в кристаллизаторе, который содержит гильзу с концентрично установленной относительно неё рубашкой, корпус с верхней и нижней крышками, образующими замкнутую полость кристаллизатора, а также диафрагму, связанную с одной из крышек фиксирующими элементами, которая разделяет замкнутую полость кристаллизатора на напорную и сливную полости, при этом фиксирующие элементы выполнены в виде шпилек-стяжек, проходящих через напорную полость. В данном частном случае шпильки-стяжки установлены в количестве трех штук под углом 120 друг относительно друга и выполнены из пружинной стали с наружным диаметром шпильки-стяжки Dн = D/(33ч60) (где D - внутренний диаметр корпуса) и диаметром тела шпильки-стяжки d = Dн / (1,2ч5); зазор между наружной поверхностью диафрагмы и внутренней поверхностью корпуса равен s1 = 0,10ч0,70 мм на каждую сторону, а зазор между гильзой и рубашкой составляет s2 = 2,5ч6,0 мм на сторону с отклонением от номинала не более, чем на 5%.
Кристаллизатор устроен следующим образом. Гильза 1, в которую осуществляется разливка металла, установлена вертикально. Корпус кристаллизатора 2, который совместно с верхней крышкой 3 и нижней крышкой 4 образуют замкнутую полость кристаллизатора. Диафрагмой 5 эта полость разделена на напорную полость 6 и сливную полость 7. Гильза 1 окружена рубашкой 8, установленной по отношению к гильзе с зазором s2 = 4ч5 мм. Диафрагма 5 закреплена на крышке 3, установленной со стороны напорной полости, тремя шпильками-стяжками 9, т.е. проходящими через напорную полость 6. Зазор между наружной поверхностью диафрагмы 5 и внутренней поверхностью корпуса 2 должен быть в диапазоне 0,10ч0,70 мм. в зависимости от размера отливаемого слитка. Диаметр каждой шпильки-стяжки 9 определяется как Dн= D/(33ч60), где D -диаметр корпуса 2. Небольшой диаметр d, придает шпильке-стяжке большую степень гибкости в поперечном направлении. Это позволяет выдерживать зазор s2 по всему периметру рубашки 8 в диапазоне 5%. Учитывая тяжелые условия работы шпилек-стяжек 9 и ту среду, которой они окружены, они должны быть выполнены из пружинной нержавеющей стали. Для подвода охлаждающей воды имеется патрубок 10, а для отвода - патрубок 11. Охлаждение гильзы кристаллизатора 1 происходит следующим образом. Через патрубок 10 подают охлаждающую воду в напорную полость 6 под давлением на 0,2ч0,3 МПа большим, чем в сливной полости. Через зазор s2 , как показано стрелками 12, вода с большой скоростью протекает по этому зазору и, тем самым, интенсивно охлаждает гильзу 1. В сливную полость 7 вода попадает, как показано стрелками 13. Диафрагма 5 на крышке 3 может быть закреплена, например, на трех шпильках-стяжках, что в наибольшей степени обеспечивает равномерное распределение нагрузки на шпильки.
Данный кристаллизатор предназначен для непрерывного литья прямоугольных заготовок от 60 х 80 мм. Предложенное техническое решение предотвращает потери воды, предназначенной для охлаждения гильзы, устраняет перекос рубашки относительно гильзы и ликвидирует опасность местного перегрева гильзы кристаллизатора за счет обеспечения равномерного распределения по периметру гильзы охлаждающей воды и исключения образования накипи на её наружной стенки.
2.2 Проектирование новой чистовой рабочей клети
В новой горизонтальной рабочей клети можно будет прокатывать арматурную сталь №12, 14, 16, 18, 20, 22, круг диаметром 12…20 мм, квадратный профиль 12…30 эквивалентного сечения; угловую сталь 25х25х4, 28х28х4, 32х32х4, 36х36х4, 40х40х4, арматуру термоупрочненную №12…32.
Техническая характеристика клети следующая:
Сила прокатки, кН ……………………………………………. 80…394
Момент прокатки, кН·м ………………………………………. 0,7…10,9
Частота вращения валков, об/мин 274…960
диаметр валков - 280…250 мм;
длина бочки валков - 400 мм;
осевая регулировка валков - ± 3,0 мм;
смазка подшипников - густая, закладная.
масса клети - 6,15 т.
скорость прокатки - 4,0….14,0 м/с;
Электродвигатель главного привода клети:
тип - RH450 S8 IMB3
Мощность двигателя номинальная, кВт 525
Частота вращения номинальная, об/мин 742
Шестеренная клеть
Межцентровое расстояние, мм 315
Число зубьев вала-шестерни 39
Модуль передачи нормальный, мм 8
Угол наклона зубьев, 75450
Передаточное число 1
Шпиндель карданный вал типа ЭК1-531-2201010
Максимально допускаемый крутящий момент, кН·м 18
Угол перекоса шпинделя при рабочей нагрузке, не более 2,9
Осевая регулировка валков, мм 3
Мотор-редуктор механизма установки раствора валков:
тип 7МЦ 2-60-20-Ф//0,55/4-200-К1
Мощность двигателя номинальная, кВт 0,55
Частота вращения выходного вала, об/мин 69
Передаточное число мотор-редуктора 20
Передаточное отношение специального редуктора
механизма установки раствора валков 40
Механизм уравновешивания подушек- плунжерные гидроцилиндры;
Диаметр плунжера, мм 36
Ход рабочий, мм 20
Количество, шт 8
Гидроцилиндр перемещения клети -СКМ-00-80/56*450-Е 2 0 8 Т S 20
Диаметр поршня, мм 80
Диаметр штока, мм 56
Полный ход, мм 450
Рабочий ход, мм 400
Гидроцилиндр стойки шпиндельной
тип -CD 210 G 40/25-40 Z 1X/01 HBUM 1-1A BOSH REXROTH
Диаметр поршня, мм 40
Диаметр штока, мм 25
Мax раб.ход, мм 40
Усилие, кН 4
Рабочее давление в гидросистеме, МПа 10
Общий вид линии новой горизонтальной клети представлен на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Оборудование линии новой горизонтальной клети 280: 1- клеть рабочая горизонтальная 280; 2 - стойка шпиндельная; 3 - шпиндель; 4 - клеть шестеренная 315; 5 -редуктор ЦО-450; 6 - плитовина; 7 - рама привода; 8 - рама двигателя; 9 - электродвигатель
Подвод воды для охлаждения ручьев валков, масла к гидроцилиндрам перемещения клети, стойки шпиндельной и механизма уравновешивания подушек, а также смазка подшипников валков осуществляется от соответствующих станций по трубопроводным магистралям.
Двухвалковая бесстанинная горизонтальная рабочая клеть 280 (рис. 2.3) устанавливается на направляющих плитовинах и фиксируется гидрозажимами. При перевалке и в процессе прокатки клеть перемещается гидроцилиндром перемещения клети в поперечном направлении относительно оси прокатки.
Рис. 2.3. Новая рабочая горизонтальная клеть 280: 1 - узел валков; 2 - рама; 3 - откидной болт
Узел валков изображен на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Узел валков: 1-механизм установки раствора валков; 2-валок рабочий; 3-подушка верхняя; 4-подушка нижняя; 5-опора левая; 6-опора правая; 7-винт левый; 8-винт правый; 9-гайка левая; 10-гайка правая; 11-опора сферическая; 12-плунжер; 13-крышка стопорная; 14-стакан; 15-стакан; 16-кольцо; 17-калибр.
Рабочие валки установлены в подушках на четырехрядных цилиндрических роликовых подшипниках.
Осевые нагрузки на каждом валке воспринимаются радиально-упорными шарикоподшипниками, установленными в корпусе на неприводной стороне клети.
Зазор между нажимными винтами и подушками во время прокатки устраняется гидроцилиндрами плунжерного типа, установленными в опоры узла валков.
Смазка подшипников качения - пластичная, централизованная. Смазка поверхностей скольжения опор винтов, резьбы винтов S80x4 и лабиринтов - пластичная.
Механизм установки раствора валков предназначен для изменения зазора между валками.
Вращение от мотор-редуктора через муфту зубчатую передается редуктору правому, а через муфту расцепную - редуктору левому. Корпуса редукторов устанавливаются на цилиндрические концы винтов узла валков со шпонками. Зубчатые колеса редукторов передают вращение винтам, с двух сторон которых навинчены гайки с разным направлением нарезки резьбы.
Гайки зафиксированы от вращения стопорными крышками и штифтуются совместно с подушками. При вращении винтов зазор между подушками увеличивается или уменьшается.
Стойка шпиндельная (рис. 2.5) устанавливается на плитовине линии клети и предназначена для рассоединения клети 280 с карданными валами главного привода, а так же для поддержки шпинделей при перевалке клети.
Рис. 2.5. Стойка шпиндельная. 1-рама; 2-стул верхний; 3-стул нижний; 4-стержень; 5-гидроцилиндр; 6-болт откидной; 7-гайка стяжная; 8-датчик положения.
Гидроцилиндр (поз.5) обеспечивает вертикальное перемещение стульев шпиндельной стойки. Датчик положения (поз.8) фиксирует верхнее положение стульев и запрещает включать главный привод клети при демонтаже.
При демонтаже рабочей клети из линии стана (перевалке), клеть выдвигается гидроцилиндром перемещения клети в крайнее положение (удаленное от привода). Предварительно рабочие валки клети разведены в положение перевалки.
В этом положении поршень гидроцилиндра шпиндельной стойки занимает крайнее верхнее положение. Фланцы карданных валов касаются стульев. Откидные болты, соединяющие шпиндельную стойку с рамой клети, убираются, и с помощью гидроцилиндра перемещения клети шпиндельная стойка совершает перемещение без клети по направляющим плитовины, стаскивая фланцы карданных валов с концов валков рабочей клети.
При образовании зазора 200…250 мм между торцами валков и фланцев, шпиндельная стойка останавливается.
Шпиндели предназначены для передачи вращения и крутящих моментов от шестеренной клети к валкам рабочей клети.
Шпиндель (рис. 2.6) состоит из раздвижного покупного карданного вала. ЭК1-531-2201010 (размер по осям шарниров в сжатом состоянии 996мм, ход 400мм), двух фланцев.
Рис 2.6. Шпиндель.1-фланец; 2-фланец; 3-планка; 4-болт; 5-шайба торцевая; 6-винт установочный.
При сборке шлицевой вал шпинделя должен располагаться со стороны клети.
Сборка шпинделей происходит следующим образом:
На выходные валы шестеренной клети, а также приводные концы рабочих валков одеваются и крепятся фланцы, в которых закреплены планки. Фланцы соединяются с карданным валом при помощи прецизионных болтов и гаек, причем паз должен войти в лопату фланца, надетого на конец приводного валка.
Шпиндели удерживаются шпиндельной стойкой, обеспечивающей сохранение их положения во время перевалки.
Клеть шестеренная «315» предназначена для передачи крутящего момента двум валкам рабочей клети. Установлена на раме и крепится к ней болтами. Рама жестко установлена на фундаменте. В конструкции шестеренной клети использовано косозубое цилиндрическое зацепление, верхний приводной валок и литой корпус, состоящий из трех частей.
Все три корпуса стянуты между собой шпильками и болтами. В среднем корпусе имеется смотровое окно, закрытое крышкой, которое предназначено для периодического осмотра зубчатого зацепления. В нижнем корпусе выполнено сливное отверстие, предназначенное для слива отработанного масла.
Шестеренные валки установлены в корпусе на двухрядных конических роликоподшипниках. Смазка зубчатого зацепления и подшипников качения - жидкая циркуляционная. Со стороны прокатной клети валы имеют цилиндрические хвостовики с лысками. С противоположной стороны ведущий вал шестеренной клети через зубчатую муфту соединен с редуктором.
Редуктор ЦО-450 предназначен для передачи крутящего момента и понижения частоты вращения от электродвигателя к шестеренной клети.
Редуктор установлен на одной раме с шестеренной клетью.
Корпус редуктора литой, состоящий из двух частей.
Тип редуктора - цилиндрический горизонтальный, одноступенчатый.
Межосевое расстояние - 450мм.
Зубчатое зацепление - цилиндрическое, косозубое. Опоры валов смонтированы на однорядных конических роликоподшипниках.
Смазка зубчатого зацепления и подшипников качения - жидкая централизованная.
Валы редуктора соединены через зубчатые муфты с шестеренной клетью и электродвигателем.
Плитовина предназначена для установки на ней клети и стойки шпиндельной.
Плитовина представляет собой сварную конструкцию, закрепленную на фундаменте анкерными болтами. В верхней части плитовины имеются направляющие, необходимые для обеспечения перемещения клети при перевалке и в процессе прокатки.
В направляющие установлены гидрозажимы, которые фиксируют положение клети в процессе прокатки. Упоры, установленные на плитовине, определяют положение клети при монтаже.
На плитовине установлен гидроцилиндр, который через стойку шпиндельную соединен с клетью. С помощью гидроцилиндра осуществляется горизонтальное перемещение клети при переходе на прокатку в разных калибрах (т.е. установке калибра на ось прокатки) и при демонтаже. Датчик, встроенный в гидроцилиндр, определяет положение клети во время ее перемещения.
Работа линии клети 280 может происходить в различных режимах в зависимости от сортамента прокатываемого профиля.
Прокатка в клетях чистовой группы осуществляется в соответствии со схемами прокатки и временной технологической инструкцией.
При производстве проката диаметром более 22 мм рабочие клети чистовой группы снимаются и на их место устанавливаются транспортные проводки .
Полоса c температурой t=850… 950 после петлеобразователя через проводку подается в валки клетей. Валки охлаждаются водой снаружи. При производстве круга заготовка обжимается в калибрах круг- овал- круг, при этом перед четными клетями происходит кантовка заготовки на 90. Прокатка производится с минимальным натяжением. При выходе из выпускной клети проводка снимает профиль с калибра.
Перед началом работы клеть находится в исходном положении:
-системы централизованной смазки и водяного охлаждения должны быть включены;
-обеспечено рабочее давление в гидроцилиндрах;
-валки выставлены в рабочее положение, обеспечивая необходимый зазор между калибрами валков, положение валков контролируется датчиком, установленным в механизме установки раствора валков, при необходимости производится «прожиг» калибров;
-выполнена центровка положения калибров валков относительно оси прокатки;
Основной режим работы линии - автоматический и при необходимости (например, при настройке механизмов) предусмотрено ручное управление.
Запрещается включение механизма установки раствора валков при затянутом механизме осевой регулировки.
Перевалка рабочей клети 280 производится после износа калибров или для замены ее на другую рабочую клеть. Перевалка клети выполняется с помощью мостового крана грузоподъемностью не менее 8 т.
Процесс перевалки осуществляется следующим образом:
Остановить и отключить электродвигатель привода клети.
Отсоединить подвод смазки и охлаждения.
Отвести вводную и выводную проводки. При необходимости откинуть коллектор системы охлаждения.
Развести рабочие валки в положение перевалки - 282 0,05мм. Это расстояние является постоянным для всех клетей 280, независимо от степени переточки валков.
Предварительно необходимо ослабить затяжку рычагов механизма осевого регулирования валков, обеспечив возможность радиального перемещения валков.
Зафиксировать шпиндели в положении перевалки.
Для этого переместить «стулья» стойки шпиндельной в верхнее положение. При этом поддержка «стула» должна войти в обнижение фланца, соединяющего шпиндель с рабочим валком. Шпиндельная стойка удерживает шпиндели, сохраняя их положение во время перевалки.
Отключиь электродвигатель механизма установки раствора валков. Отсоединить кабель от клемной коробки.
Отключить гидроцилиндры уравновешивания подушек.
Поднять гидрозажимы в верхнее положение, освободив направляющие рамы клети.
Переместить клеть гидроцилиндром перемещения клети в крайнее положение (удаленное от привода), до упора.
В таком положении прижимные гайки гидрозажимов попадают в пазы направляющих рамы клети.
Убрать откидные болты, соединяющие раму клети со стойкой шпиндельной.
Отвернуть винты установочные М24, соединяющие приводные концы валков рабочих с фланцами карданных валов.
Переместить стойку шпиндельную по направляющим плитовины в сторону привода, стаскивая фланцы карданов с приводных концов валков рабочей клети.
При образовании зазора 200…250мм между торцами валков и фланцами карданов, стойку шпиндельную остановить. Клеть находится в положении демонтажа.
Установить шаблон между подушками верхнего валка.
Клеть снимается с плитовины с помощью крана и на передаточной тележке поступает на участок подготовки клетей, где на специальной площадке узел валков вынимают из рамы. Перед разборкой клеть должна быть промыта от окалины и масла.
Рис. 2.7. Разборка узла валков клети. 1-валок рабочий; 2-подушка верхняя; 3-корпус; 4-кожух; 5-втулка; 6-втулка; 7-полукольцо; 8-гайка; 9-крышка; 10-втулка; 11-болт специальный.
Далее необходимо отвернуть откидные болты на раме клети, а так же развести рычаги механизма осевого перемещения валков, освободив опорные плоскости корпуса радиально-упорного шарикоподшипника.
Затем узел валков с помощью крана установить на стенд клети 280
для предварительной разборки.
На этом стенде снимается узел радиально-упорных подшипников, установленных в корпусе на неприводной стороне клети (рис. 13).
Операцию производить в следующей последовательности:
- снять кожух поз.4;
- освободить гайку поз.8, (сняв болт) и отвернуть ее;
- снять полукольца поз.7, с втулкой поз.6;
- отвернуть болты специальные, поз.11, фиксирующие корпус шарикоподшипника от проворота;
- снять корпус поз.3, с шарикоподшипником вместе с крышкой поз.9, и втулкой поз.5, на которой насажено внутреннее кольцо упорного подшипника.
Далее узел валков передается на стенд для смены валков 280. Стенд предназначен для разборки узла валков и позволяет, в частности, выполнить замену изношенных валков на новый комплект.
Установку клети с переваленными валками в линию стана производить в обратном порядке. При монтаже на участке подготовки клетей необходимо выполнить предварительную осевую регулировку взаимного положения валков.
Выполним поверочный расчёт энергосиловых параметров прокатки.
Пpокатываемый матеpиал-сталь 35ГС
Расчет усилия прокатки.
Определение общего давления металла на валки при прокатке обычно состоит из решения двух основных задач:
- вычисление площади соприкосновения прокатываемого металла с валком или, точнее, проекции этой площади на плоскость, нормальную к равнодействующей усилия на валки ;
- определение контактного давления (среднего контактного нормального напряжения) на валки ;
Когда эти величины найдены, общее усилие металла на валки определяют как их произведение:
,
где - Н, - мм2, - МПа;
Величину в большинстве случаев найти относительно просто, так как она зависит от геометрических размеров валков и прокатываемой полосы.
Контактное давление определяется двумя основными факторами:
механическими свойствами прокатываемого металла, зависящими в свою очередь от температуры, степени и скорости деформации металла в очаге деформации;
напряженным состоянием, зависящим главным образом от геометрических размеров очага деформации, контактных сил трения, натяжения полосы и внешних зон.
При линейном напряженном состоянии фактическое сопротивление простому (однородному) сжатию находиться по уравнению, МПа:
,
где , , - коэффициенты, учитывающие влияние температуры, степени и скорости деформации на сопротивление деформации;
- предел текучести материала, МПа.
Влияние напряженного состояния можно выразить в виде произведения двух коэффициентов, из которых первый (коэффициент Лоде) учитывает влияние среднего нормального напряжения в очаге деформации , а второй - влияние контактных сил трения, внешних зон и натяжения.
Значение можно определить по формулам В. С. Смирнова:
а) при ;
б) при ,
где - средняя высота полосы, ;
- средняя ширина, ;
- коэффициент внешнего трения при установившемся процессе прокатки.
Коэффициент трения между прокатываемым металлом и валками зависит от состояния контактных поверхностей, условий соприкосновения (свойств прокатываемого металла, температуры прокатки, присутствия окислов, рода смазки, давления и скорости прокатки) и от характера самого скольжения.
Коэффициент трения при захвате при горячей прокатке стали (выше 700 єС) определяется в зависимости от температуры , єС по формуле:
,
для стальных валков ; для чугунных валков с закаленной поверхностью .
Поправочный коэффициент учитывает влияние скорости прокатки. Коэффициент учитывает химический состав прокатываемого металла.
При установившемся процессе прокатки коэффициент трения может быть определен по формуле: .
Коэффициент напряженного состояния представляет собой произведение четырех коэффициентов:
,
где , , , - коэффициенты, учитывающие влияние ширины прокатываемой полосы, внешнего трения, внешних зон и натяжения.
Коэффициент учитывает перераспределение контактных касательных напряжений в связи с уширением в тех случаях, когда , где - длина дуги контакта,
;
Коэффициент - в случае горячей прокатки при отношении определяют по формуле:
,
когда отношение :
.
когда отношение :
При прокатке высоких полос с небольшими обжатиями, когда , большое влияние на контактное давление оказывают влияние внешние продольные зоны. Зависимость их влияния в интервале выражается эмпирическим уравнением:
.
Так как прокатка ведется без натяжения .
Как следует из экспериментальных данных, давление при прокатке в калибрах обычно выше, чем при прокатке на гладкой бочке, и определяется по формуле, МПа:
,
где - МПа, - коэффициент, учитывающий влияние условия трения и формы калибра на контактное давление. Этот коэффициент можно найти из выражения:
,
здесь - угол охвата полосы стенками калибра в плоскости выхода из валков. При прокатке в сложных фасонных калибрах .
Момент, необходимый для привода двух валков, находят по формуле, кН·м:
,
где вертикальная составляющая усилия прокатки, кН; - длина дуги контакта, м; - координата центра тяжести эпюры относительно оси валков.
Коэффициент плеча может меняться в пределах . Для практических расчетов можно пользоваться опытными значениями коэффициента в зависимости от отношения , полученные при прокатке сталей без натяжения полосы.
Мощность прокатки, кВт:
,
где - кН·м, - угловая скорость вращения валков, с-1.
Рассчитаем энергосиловые параметры для клети 13г.
При прокатке в калибрах расчет ведем по методу приведенной полосы.
,
где - площадь поперечного сечения профиля (см. выше), - ширина калибра.
мм;
мм;
мм;
мм;
;
Определим коэффициент трения.
,
(стальные валки);
Для определения коэффициента необходимо знать окружную скорость. При об/мин окружная скорость равна
м/с.
м/с , =>;
Для стали 35ГС ;
;
;
Для остальных калибров скорость находиться через коэффициенты вытяжки , так как прокатка ведется на непрерывном стане:
,
где ;
, ;
Длина дуги захвата ;
мм;
мм;
мм;
;
=>
Так как , то ;
;
;
;
Фактическое сопротивление деформации ;
Для Ст 35ГС МПа;
По эмпирическим кривым находим , , :
();
Относительное обжатие , ;
Скорость деформации ,
где - окружная скорость, м/с;
- длина дуги захвата, м;
с-1, ;
МПа;
Контактное давление:
МПа;
Площадь контакта:
мм2;
Усилие прокатки:
773*313=241949 Н, ( кН);
Момент прокатки:
, - коэффициент плеча равнодействующей силы Р
, по эмпирической кривой ;
кН·м;
Мощность прокатки:
,
Угловая скорость с-1;
кВт;
Мощность привода
[Nдв *0.85]>Nпр
Nпр - мощность прокатки, кВт
Nдв *0.85=525*0.85=446 кВт>Nпр=> двигатель выбран с достаточным запасом мощности.
Силовой расчёт винтовой передачи механизма регулировки раствора валков.
Винт: упорная резьба 80 х 10 мм.
средний диаметр dср = 77 мм.
Диаметр пяты трения 100 мм.
Усилие прокатки 27 т.
Вес 1 валка с комплектом подушек 1100 кг.
Вес винта 40 кг.
Вес механизма установки валков 500 кг.
Диаметр гидроцилиндра уравновешивающего dц = 36 мм.
Давление 100 атм.
Усилие, развиваемое гидроцилиндром
Суммарное усилие 8-ми гидроцилиндров равно 8144 кг
Требуемая скорость перемещения подушки:
при перевалке V = 0,33 мм/с;
при регулировке калибров V = 0,05 мм/с.
Определим необходимую скорость перемещения винта
1 об/с - 10 мм/с:
об/с - 0,33 мм/с (0,05 мм/с)
(при перевалке)
при регулировке калибров
tg(+) = tg (2,36 + 6,58) = 0,16
Мкр = Мкр1 + Мкр2 + Мкртр
Мкр1 = 0,5 F1 d2tg(+)
Мкр2 = 0,5 F2 d2tg(+)
Мкр2 = 0,5 (1018 + 275) 0,08 0,16 =8,27 кгм
= (550+125+40) 0,1 0,1 0,5 = 3,57 кгм
Мкр.= 5 + 8,3 + 3,6 = 17 кгм = 1700 кгсм
Червячная передача (ступень II):
Принимаем аw = 100 мм; Z1 = 1; Z2= 40; m = 4; q = 10; = 0, тогда qm = 104 = 40 мм; d2 = Z2 m = 404 = 160 мм
Проверяем аw= 0,5(Z2 + q + 2) m = 0,5(40+10+0) 4 = 100 мм
da1 = d1+2m = 40 + 8 = 48мм
di1= 40 - 2,4 4 = 30,4 мм
в1 (11 + 0,06 40) 4 = 53,6 мм
Принимаем в1= 60 мм
da2 = 160 + 2 4 = 168 мм
daм2 da2 + 2m= 168 + 8 = 176 мм
в1 0,75 da1= 0,75 48 = 36 мм
Определим условный угол обхвата передачи 2.
При заданной линейной скорости перемещения подушки 0,05 мм (при регулировке калибров), осуществляемой передачей винт - гайка, при шаге винта - 10 мм, окружная скорость вращения винта (минимальная) составит:
об/мин
Скорость вращения червяка соответственно
V1= V2 U = 0,3 40 = 12 об/мин
Определим скорость скольжения червяка
м/с
Определим КПД червячной передачи
; '= 5030' ; = 0,5
Крутящий момент на червяке
кгм
Крутящий момент на выходном валу мотор-редуктора
кгм = 35,4 Н.м
Необходимая мощность двигателя
где n - максимальные обороты выходного вала мотор-редуктора
об/мин
Максимальная скорость перемещения подушки в клети 0,35 мм/с - при перевалк).
кВт
Определим:
напряжение изгиба в зубьях червячного колеса
кг/мм2
коэффициент запаса по изгибу
контактные напряжения в зубьях
Прямозубая передача (I ступень):
Крутящий момент на валу колеса М = 0,85 кгм.
Конструктивно принимаем
аw = 120 мм ; m = 4 мм; U = 1;
d1 = 430 = 120 мм; da1 = 120 + 8 = 128 мм; d1= 120 - 10 = 110 мм
Предварительно выбираем мотор-редуктор 3МП-25М-90-78-310-Ц-У3.
Номинальная мощность эл. двигателя 0,75 кВт
Допускаемый крутящий момент на вых. валу мотор-редуктора - 78 Нм.
Передаточное отношение редукторной части i = 16
Исполнение - фланцевое
Тип - планетарный модернизированный
Радиус расположения осей сателлитов - 25 мм
КПД редукторной части 0,95 (НТЦ «Редуктор»)
2.3 Летучие ножницы
Летучие ножницы предназначены для резки металла на ходу («на лету») при его движении с большой скоростью.
Во многих случаях работоспособность этих ножниц определяет производительность прокатного стана.
Барабанные ножницы весьма просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Они получили широкое применение для горячей резки широких стальных полос толщиной до 30 мм., холодной резки стальных полос толщиной до 3 мм. и горячей резки мелких сортовых профилей.
Устройство и принцип работы этих ножниц состоит в следующем (рис. 2.8): на двух барабанах по их образующим радиально закреплены ножи (по одному или по несколько на каждом барабане).
Рис. 2.8. Схема барабанных летучих ножниц: 1 - подающие ролики; 2 - барабан с ножами; 3 - ножи; 4 - ролики рольганга
Полоса движется непрерывно и подается к ножницам подающими роликами (или валками последней клети непрерывного стана) с постоянной скоростью . При встрече верхнего и нижнего ножей происходит резание полосы. Для создания разрыва между отрезанными кусками полосы скорость выходного рольганга должна быть больше скорости полосы перед ножницами.
Так как барабаны вращаются равномерно с постоянной угловой скоростью и вращающиеся массы полностью уравновешенны, то эти ножницы позволяют резать металл со скоростью 15 м/с и выше. Однако эти ножницы имеют следующие недостатки:
1) траекторией движения режущих кромок ножей являются окружности, поэтому при встрече с горизонтальной движущейся полосой резание будет проходить при переменном угле и плоскость резанья на полосе не будет вертикальной. Однако этот недостаток не является существенным при резке тонких полос;
2) резание полосы осуществляется параллельными ножами, т.е. одновременно по всей ширине ее, вследствие чего возникают большие усилия резания при динамическом их приложении. Для уменьшения усилия резания желательно один нож делать наклонным (по принципу гильотинных ножниц) или шевронным, однако при резании широких полос с большей скоростью, при изменении угла по ширине полосы в процессе резания, осуществление этого принципа требует увеличения бокового зазора между ножами, что не всегда желательно.
При резании металла барабанные летучие ножницы могут работать по двум основным режимам: периодических запусков и остановок; непрерывного вращения барабанов.
Режим периодических запусков применяют в двух случаях: при отрезке короткого переднего конца полосы, некондиционного, имеющего неправильную форму и при резке полосы на длинные куски, направляемые на холодильник.
При непрерывном режиме полоса поступает со скоростью , а резание происходит периодически через каждые t секунд, поэтому длина отрезаемых слитков
Таким образом, длина отрезаемых листов зависит от промежутка времени между последовательными резами. Введем следующие обозначения:
коэффициент пропуска реза; он характеризует число оборотов барабана за время между двумя последовательными резами; например, если рез происходит за каждый оборот, то ; если рез происходит через каждые 2 оборота, когда барабаны имеют разные диаметры и диаметр нижнего ведущего барабана в 2 раза меньше диаметра верхнего барабана, то
угловая скорость ножей барабанов за время между двумя последовательными резами; если барабаны имеют различные диаметры, то угловая скорость приводного барабана меньшего диаметра (нижнего или верхнего).
Очевидно, что за время между двумя резами нож барабана совершит путь, равный при окружной скорости . Промежуток между резами составит: поэтому формула для нахождения длины листов получит следующий вид:
Таким образом, при постоянной скорости полосы () длина отрезаемого листа зависит от коэффициента пропуска реза и угловой скорости ножа приводного барабана.
Величину k можно изменять двумя способами: 1) установкой различного числа ножей на барабанах; 2) применение барабанов различного диаметра.
Из предыдущего анализа следует, что если изменять только величину k, то можно получать различные, но вполне определенные длины отрезаемых полос с большими интервалами размеров этих длин.
Требуемы различные промежуточные длины можно получить только предварительным подбором необходимых отношений скорости , каждое из которых в процессе резания листов заданной длины должно быть строго постоянным с целью получения точных допусков по длине листов
Для поддерживания отношения постоянным применяют синхронизацию 2-х видов: электрическую и механическую.
Электрическую синхронизацию выполняют, когда летучие ножницы установлены за последней клетью непрерывного стана и имеют свой привод, механически не связанный с приводом валков клети. В таком случае при помощи различных сельсинных синхронно-следящих систем обеспечивающих синхронное изменение скоростей двух отдельных электродвигателей для привода последней клети стана и для привода летучих ножниц. Однако электрическая синхронизация пока еще не является достаточно точной и надежной, поэтому она применяется только для летучих ножниц при горячей резке полосы: заготовки, сорта, когда не требуется большая точность реза (тем более, что при остывании полосы происходит уменьшение ее линейных размеров на 4-5%), а также при отрезке только переднего конца.
Механическую (жесткую) синхронизацию применяют в поточных агрегатах холодной резки рулонной полосы на лист небольшой длины при непрерывном вращении барабанов ножниц. В этих случаях в комплект установки летучих ножниц обязательно входят собственно ножницы и подающие ролики, причем ножницы и подающие ролики имеют привод от одного общего электродвигателя постоянного тока через различного рода зубчатые редукторы, жестко связанные между собой муфтами.
Промежуточные длины и точность резания. При холодной резке рулонной полосы шириной 1000-2350 мм, толщиной 0,2-0,3 мм на листы длиной от 500 до 8000 мм интервалы длин, согласно ГОСТ, составляют 3-30 мм. Очевидно, что для получения такого широкого сортамента листов (по длине) требуется широкий интервал синхронизации отношения скоростей ножей к скорости полосы или скорости подающих роликов.
Для этого в линии привода ножниц или линии привода подающих роликов устанавливают многоступенчатый редуктор, который позволяет получить 200-400 различных передаточных чисел. Так как при работе ножниц максимальное допустимое повышение скорости ножей по отношению к скорости полосы должно составлять не более 200%, то этот диапазон различных передаточных чисел должен находиться в пределах от 1 до 2.
Согласно техническому заданию ножницы должны обеспечить обрезку переднего и заднего концов (диаметром 20 мм) - отходов заготовки после прокатной планетарной клети, стоящей в линии УНРС на металлургическом заводе ОАО «Электросталь».
Температура разрезаемого метала 800 - 500 С°.
Разрезаемые стали - низколегированные и углеродистые стали.
Общий вид на листе № 1.
Межцентровое расстояние режущих барабанов - 500 мм.
Передаточное число приводной ступени i = 4.067
Рис. 2.9. Кинематическая схема ножниц
Исходные данные:
1.максимальная скорость движения - 2,5 м/с
2.сечение разрезаемого металла - ? 20х20 мм
3.площадь поперечного сечения
4.максимальное сопротивление сдвигу, с учетом захоложенного металла
5.максимальное усилие резания
6.расчетное усилие резанья
Так как маховой момент вращающихся частей ножниц мал, и кроме того, возможна работа при весьма малых скоростей движения проката, будет считать, что имеет место «силовой рез», т.е. рабочая клеть нагружается полными усилиями и моментами от реза.
Угол начала резания
Угол конца резания
Угол, при котором действует наибольшее усилие резания
Принимают относительную высоту надреза
Рис. 2.10. Схема механизма резания
По таблицам находим
Определим момент от максимальных сил резания на верхнем и нижнем валах ножниц
T=0, IP=0, I·7200=720 кг.
Общий момент от сил резания
Зубчатое зацепление рабочей клети имеет следующие параметры:
1.Межцентровое расстояние А=500 мм
2.Ширина рабочего венца Вр=100 мм
3.Ширина венца шестерни выбор люфта Вв.л=40мм
4.Число зубьев шестерни Z1=61
5.Число зубьев колеса Z2=61
6.Передаточное число i=1
7.Угол наклона зубьев в=
Расчет ведем по полному моменту на верхнем валу
Контактные напряжения в поверхностном слое по «Методике расчета»
Я.Г. Кистьяна, Машгиз, 1963 г.
,
где i=1, A=50 см, b=10 см, Мк=355 кг·м
Q=1.9, д= 1.5, з= 0.5, ж=0.38
Проверим также напряжения на изгиб зубьев колеса
Рассчитаем приводную ступень зацепления, которая имеет следующие параметры:
1.Межцентровое расстояние А1=311.475
2.Ширина рабочего венца Вр=150 мм
3.Число зубьев шестерни Zш=15
5.Число зубьев колеса Zк=61
6.Передаточное число i=4.067
7.Угол наклона зубьев в=
Расчет ведем по моменту реза Мрез=1006 кг·м
где i=4.067, A=31.15 см, b=15 см, Мк=1006 кг·м
Q=1.5, д= 1.45, з= 0.8, ж=0.38
Выполним расчет валов
1)Ведущий вал.
Рис. 2.11. Расчетная схема
Определим реакцию на подшипники.
Вертикальная реакция на опору А1
Вертикальная реакция на опору Б1
Горизонтальная реакция на опору А1
Горизонтальная реакция на опору Б1
Полная реакция на опору А1
Полная реакция на опору Б1
Осевая сила воспринимаемая опорой Б1
Изгибающий момент в точке В1 приложения силы R в горизонтальной плоскости
Изгибающий момент в той же точке в вертикальной плоскости
Суммарный изгибающий момент
Расчетное сечение для вала-шестерни принимается равным диаметру начальной окружности d0
Касательные напряжения от кручения
Совместное действие нагрузок равно уэкв
2)Нижний вал ножниц.
Рис. 2.12. Расчетная схема
Определим реакции на опорах А2 и Б2
Изгибающий момент в сечении опоры А2
в вертикальной плоскости
в горизонтальной плоскости
Суммарный момент
Изгибающий момент в сечении В2 в вертикальной плоскости
в горизонтальной плоскости
Суммарный момент
Расчет ведем по сечению А2
Совместное действие нагрузок равно уэкв
3)Верхний вал ножниц.
Так как верхний вал ножниц по конструкции такой же как и нижний, но нагружен меньшим крутящим моментом и на нем отсутствуют нагрузки от ведущего вала, то его расчет на прочность не производим.
Рассчитаем шпонки.
1)Верхний вал.
Шпонка между валом и режущей головкой установлена на конусе, средний диаметр которого
Размер шпонки 36х20х140
Между валом и ступицей колеса установлена d=135мм такая же шпонка 36х20х140
2)Нижний вал.
На нижнем валу установлены такие же шпонки.
На шпонке конус
На шпонке под зубчатым колесом
- для соединения на конус и для легкопрессовой посадки.
3)Ведущий вал.
Установлена шпонка 24х14х125 на d=90мм
Проверим подшипники.
Так как рабочая клеть ножниц нагружается усилиями реза на очень коротко время, величина которого несоизмеримо мала со временем разгона ножниц, то проверку подшипников производим по статической грузоподъемности. Поскольку нагрузка носит характер удара, то при проверке подшипников берем удвоенную величину реакции опор.
Ведущий вал смонтирован на подшипниках с бочкообразными роликами №3522, имеющими Qст=27000 кг
Реакция в опоре А1
Коэффициент запаса по статической нагрузке
Реакция в опоре Б1
Осевая сила
Нижний и верхний валы ножниц смонтированы также на подшипниках с бочкообразными роликами. Передние опоры имеют подшипники № 3528 с Qцm =44000 кг, а задние опоры - подшипники № 3524 с Qцm =32000 кг.
Реакция в опоре А2
Коэффициент запаса по статической нагрузке
Реакция в опоре Б2
Осевая сила
Таким образом, подшипники имеют достаточный запас прочности.
Расчет маховых масс ножниц
Маховые массы ножниц по узлам приводятся ниже:
1.Верхний вал с шестерней…………………………………
2.Нижний вал с шестерней………………………………….
3.Верхний режущий рычаг…………………………………...
4.Нижний режущий рычаг……………………………………
Всего:
5.Ведущий вал - шестерня……………………………………
6.Муфта МЗП - 5………………………………………………
Всего:
Так как передаточное число приводной ступени i=4.06, то суммарный маховой момент, приведенный к валу электродвигателя
Пружины выбора люфта должны удерживать шестерни от раскрытия зазора при разгоне ножниц. Для определения инерциального момента на верхнем валу определим угловое ускорение при разгоне е.
Угол разгона вала
Время разгона
Маховый момент верхнего вала в сборе с шестерней и режущим рычагом
Момент инерции
Максимальный момент от инерционных сил:
Для надежности выбираем коэффициент запаса, равный 2.
Радиус расположения пружин R=175 мм.
Суммарное рабочие усилие пружин
Выбираем число пружин n=4 и коэффициент запаса по максимальному усилию пружины 1.5
По нормали НМ97-65 выбираем пружину 4х20х5 из проволоки П - 4
ГОСТ 9389 - 60 с рабочей осадкой 10 мм.
3. Технологическая часть
3.1 Технология изготовления опорного ролика МНЛЗ
Данная деталь служит для транспортировки заготовок из зоны вторичного охлаждения МНЛЗ дальше по рабочей линии. Ролик не является водоохлаждаемый. На один ручей МНЛЗ приходится одна данная деталь. Основным требованием к данной детали является долговечность, т.к. выход ее из строя приведет к полной остановке одного из ручьев МНЛЗ. Для этого применяется поверхностное упрочнение методом деформации обкаткой роликом.
Исходя из условий эксплуатации, к ролику предъявляются следующие требования:
Предельные отклонения размеров.
а) Поверхности ролика IT 8: IT2 240 p6 Ra 6.3;
- Диаметральная точность: IT8 240 p6, обеспечивается токарно-винторезной операцией на последней стадии обработки детали.
- Отклонение формы и взаимного расположения:
- допуск полного радиального биения поверхностей бочки относительно базы А, в качестве которых выбраны самые ответственные поверхности, составляет 0,050 мм;
- Шероховатость поверхностей: Ra 6.3- обеспечивается токарно-винторезной операцией и режимом обработки;
б) Остальные поверхности выполняются от 10 до 14 квалитетов точности и могут быть легко обеспечены на этапах предварительной обработки поверхности.
в) Шпоночный паз Р9 Ra 3.2 мкм обеспечивается операцией долбления
Выполнение данных технических требований достигается соответствующей схемой составления технологического процесса: для получения поверхностей по IT8 необходим ряд обработок точением черновая, получистовая и чистовая.
Контроль выполнения данных требований осуществляется методом замера диаметральных и линейных размеров скобой, калибром, штангенциркуль.
Требования по шероховатости поверхности.
Посадочные поверхности Ra 3.2..
Остальные поверхности Ra 6.3, Ra 12.5.
Ввиду того, что вал представляет собой тело вращения, то в качестве основной технологической базы при обработке цилиндрических поверхностей целесообразно выбрать самые точные поверхности, т.е. посадочную поверхность под подшипник качения. Согласно рабочему чертежу необходимо проконтролировать диаметральные размеры (средство измерения -- микрометр или измерительная скоба) и радиальное биение (в качестве средства измерения служит индикатор). Радиальное биение можно определить как наибольшее показание индикатора за один оборот детали. В качестве измерительной базы- поверхности А.
Технологичная деталь характеризуется:
- минимальным расходом металла;
- использованием наиболее экономичных методов изготовления с применением типовых технологических процессов и оснастки при заданном типе производства.
Технологичность детали:
1. вал представляет собой тело вращения, поэтому основным видом обработки является точение. Точность обработки и шероховатости поверхностей детали соответствуют условиям её эксплуатации;
2. форма и размеры детали обеспечивают достаточную жесткость детали и применение жесткого инструмента, нет необходимости в применении люнета при токарной обработке;
3. в качестве основной технологической базы при обработке цилиндрических поверхностей выбираем ось вала;
4. соблюдается принцип постоянства баз (обрабатывается в центрах);
5. унифицированы элементы конструкции детали (фаски, резьбы, канавки);
6. обеспечивается свободный подвод режущего инструмента.
7. имеется не глубокое отверстие, т.к. это мелкосерийное производство, то обрабатываем на вертикально-сверлильном станке.
Выбор материала детали вала определяет всю качественную сторону обработки и эксплуатации вала. Критериями выбора материала валов для транспортировки заготовок следующие:
Основным требованием к данной детали является долговечность, т.к. выход ее из строя приведет к полной остановке одного из МНЛЗ. Для этого применяется поверхностное упрочнение методом деформации обкаткой роликом. Одними из основных параметров, являются прочность, жесткость, твердость и износостойкость валов. При выборе материала валов следует учитывать термомеханические условия их службы. Валы не подвергаются значительным статическим и ударным нагрузкам, а также термическому воздействию. Обычно вала изготавливаются из сталей конструкционных легированных. Например: 34ХН1М, 38Х2НМ, 34ХН3М, 38Х2Н2МА, 40Х2Н2МА. Эти стали по своим характеристикам подходят для изготовления валов. В связи с этим для валов применяется более мягкая термическая обработка, не приводящая к возникновению существенных остаточных напряжений. Т.к. в данном стане осуществляется транспортировка заготовки, то есть в процессе больших усилий не возникает, то в качестве материала для изготовления вала выбрана Сталь 34ХН1М.
Выбор и обоснование метода получения заготовки: критерии выбора, схематическое изображение (эскиз заготовки с припусками)
Выбор метода получения заготовки определяется следующими критериями:
1) Размеры и конструктивная форма заготовки. Максимальный размер наружной поверхности - ш280 мм, длина вала - 159 мм; конструктивная форма - ступенчатый цилиндр.
2) Заготовительные свойства материала - материал обладает хорошей пластичностью.
3) Особые требования к материалу детали - необходимо обеспечить долговечность, т.к. выход ее из строя приведет к полной остановке МНЛЗ.
4) Ответственность детали - в детали не должно быть рыхлости, анизотропии свойств, трещин и других внутренних дефектов.
5) Тип производства - единичное.
В качестве основных способов получения заготовки детали целесообразно рассматривать сортовую прокатку, литье, ковку и штамповку. Материал не обладает жидкотекучестью, следовательно метод литья нельзя использовать. Получение вала методом ковки нецелесообразно, ввиду единичного производства и небольших габаритов.
Поэтому, на основании вышесказанного можно заключить, что наиболее приемлемой заготовкой для последующей механической обработки является прокат 34ХН1М ГОСТ 8479-70. Эскиз заготовки, с припусками, напусками и допусками согласно ГОСТ 7829-70, представлен в последнем разделе
Выбор баз и анализ схем базирования для основных операций
При проектировании технологических процессов большое значение, с точки зрения достижения заданной точности, имеет выбор баз. Обработку заготовки следует начинать с выбора баз.
При построении маршрута обработки следует придерживаться принципа постоянства баз, т.е. на всех основных технологических операциях использовать одни и те же поверхности в качестве технологических баз.
В качестве базы выберем центровые отверстия, полученные после токарно-винторезной операции. Это позволит на всех основных технологических операциях использовать одну и ту же поверхность в качестве базы.
3.2 Технология изготовления вала редуктора ЦО-450
Подобные документы
Рабочая клеть как механизм прокатного производства. Понятие и структура, механизм и основные этапы проектирования валкового комплекта, подушек, винтовой пары. Критерии определения, расчет на прочность и деформацию станин, а также модуля жесткости клети.
курсовая работа [218,8 K], добавлен 15.06.2011Характеристика деятельности СПП ПАО "Северсталь". Назначение сортопрокатного цеха, описание основного оборудования. Устройство и принцип работы летучих ножниц. Описание реконструкции привода путем замены зубчатой муфты на упругую втулочно-пальцевую.
дипломная работа [649,4 K], добавлен 13.07.2015Устройство, назначение и принцип действия дисковых ножниц с кромкокрошителем. Предварительный выбор подшипников и корпусов подшипниковых узлов приводного вала. Определение потерь давления в аппаратуре и трубопроводах. Выбор метода изготовления заготовки.
дипломная работа [725,6 K], добавлен 20.03.2017Выбор стандартного редуктора. Уточненный расчет вала. Проверка долговечности подшипников. Разработка привода конвейера для удаления стружки. Назначение и анализ детали. Выбор способа изготовления заготовки. Расчет и проектирование резца проходного.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 22.03.2018Устройство и принцип работы машинного агрегата. Структурный анализ его механизмов, их кинематический, силовой анализ и синтез. Уравновешивание сил инерции кривошипно-ползунного механизма. Расчет махового колеса и коэффициента полезного действия агрегата.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 11.11.2010Разработка технологического процесса детали шестерня. Анализ работы привода наматывающего устройства. Требования к исходной заготовке. Расчеты проектирования привода. Описание конструкции, назначение и принцип действия агрегата. Выбор электродвигателя.
дипломная работа [558,2 K], добавлен 09.12.2016Описание конструкции агрегата: газохода, рекуператора. Характеристика и принцип работы тепловой работы агрегата. Расчет процесса горения природного газа, вертикального газохода, металлического трубчатого петлевого рекуператора для нагрева воздуха.
курсовая работа [496,5 K], добавлен 24.02.2012Назначение и механическое оборудование цеха, организация технического обслуживания и ремонта. Назначение, устройство, кинематика и принцип действия гильотинных ножниц с нижним резом, расчет расхода смазки узла и агрегата, расчет агрегата на прочность.
курсовая работа [249,2 K], добавлен 06.06.2010Анализ конструкции узла. Входной вал конического редуктора - механизма, состоящего из зубчатых или червячных передач, выполненного в виде отдельного агрегата. Выбор посадки с гарантированным натягом. Расчет предельных отклонений, размеров, зазоров.
курсовая работа [67,2 K], добавлен 10.12.2014Выбор заготовки, подбор станочных приспособлений, режущего и измерительного инструмента с целью проектирования технологического маршрута изготовления вала. Рассмотрение алгоритма выполнения токарной чистовой, фрезерной и сверлильной обработки детали.
курсовая работа [153,3 K], добавлен 29.02.2012
