Тема 3. Проектирование вспомогательного

ОБОРУДОВАНИЯ

Лекция №12

12.1 Проектирование рольгангов..............................................

12.2 Расчет роликов рольгангов на прочность.........................

12.3 Конструкции рольгангов....................................................

12.4 Расчет мощности двигателей рольгангов..........................

Лекция №13

13.1 Определение параметров роликоправильных машин..........

13.2 Элементы теории правки полос..........................................

13.3 Определение усилий и моментов при правке в РПМ.........

Лекция №14

14.1 Ножницы прокатных цехов....................................................

14.2 Определение усилия резания параллельными ножами......

14.3 Определение усилия резания гильотинными ножницами..

14.4 Определение усилия резания дисковыми ножницами.....

Лекция №15

15.1 Конструкции моталок………………………..…..…………..115

15.2 Расчет барабана моталки……………………………..

15.3 Расчет мощности привода моталки………………………

Лекция №16

16.1 Динамические расчеты оборудования прокатных цехов….

16.2 Составление физической модели машины…………………

16.3 Динамические нагрузки в машинах…………………………

16.4 Динамические нагрузки от ударов в зазорах…………………..

16.5 Уменьшение динамических нагрузок………………………

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА…………………………….

Тема 1. Введение Лекция № 1

1.1 Общие требования к оборудованию прокатных цехов

К основному и вспомогательному оборудованию прокатных цехов предъявляются общие для всех машин и механизмов требования:

1. Высокая производительность;

2. Обеспечение требуемого уровня качества продукции;

3. Экономичность, т.е. малые расходы на эксплуатацию;

4. Высокая прочность и надежность;

5. Ремонтопригодность (минимальные длительность и стоимость ремонтов, удобство сборки и разборки);

6. Долговечность, как физическая, так и моральная;

7. Способность нормально функционировать в условиях сильно загрязненной окружающей среды;

8. Простота и безопасность обслуживания;

9. Малая металлоемкость и минимальные габариты;

10.Максимальная автоматизация процесса управления;

11.Минимальная стоимость;

12.Соответствие требованиям технической эстетики.

Однако удельный вес каждого из перечисленных требований к машинам и механизмам прокатных цехов может существенно отличаться от требований к машинам общего назначения, что связано с особенностями металлургического производства.

Высокая производительность машин и агрегатов прокатного цеха необходима для достижения максимальной экономической эффективности, т.к. чем больше продукции в единицу времени производит цех, тем меньше ее себестоимость. Кроме того, это позволяет выполнять заказы в сжатые сроки, что повышает конкурентоспособность предприятия.

Качество продукции непосредственно влияет на критерий эффективность – стоимость, определяющий целесообразность всего процесса. Для прокатного производства это требование является одним из главных стимулов развития технологии и конструкций оборудования.

При оценке экономичности оборудования ее следует отличать от экономичности технологии, реализуемой на данном оборудовании. Например, количество газа, идущего на нагрев металла перед прокаткой, определяет экономичность технологии, а количество электроэнергии, потребляемой двигателями прокатных клетей, правильных машин, ножниц и т.д. – экономичность самих машин.

Характерным для оборудования прокатных цехов является высокий коэффициент использования машин, достигающий 0,95. Это связано с круглосуточным режимом работы и вытекает как из непрерывного характера металлургического цикла, так и из требования максимальной производительности. Кроме того, изменение параметров технологии часто происходит плохо предсказуемым образом и при большой амплитуде, что приводит иногда к нагрузкам, существенно превышающим расчетные. Поэтому необходима высокая надежность. Из этого следуют большие коэффициенты запаса прочности прокатных механизмов (n = 5÷10, тогда как в общем машиностроении они равны 2÷2,5). Отсутствие тех жестких требований по минимизации массы, какие имеют место при конструировании летательных аппаратов, позволяет делать прокатное оборудование доста-

точно прочным.

При любой прочности оборудования неизбежен его износ. Осо-

бенно интенсивно он идет при эксплуатации прокатного оборудования из-за тяжелых условий его работы. Поэтому в прокатных цехах каждый месяц проводятся планово-предупредительные ремонты (ППР) и, как правило, раз в несколько лет – капитальные ремонты. При ППР заменяются вышедшие из строя или исчерпавшие свой ресурс детали отдельных машин и механизмов. Во время капремонтов меняют устаревшие или износившиеся клети, рольганги, двигатели и т.п. Поскольку время, отводимое на ремонты, ограничено (смена на ППР и несколько дней на капремонт), то оборудование должно отвечать требованию ремонтопригодности.

Высокая стоимость машин и механизмов прокатных цехов не позволяет их часто менять. Поэтому весьма важным является требование долговечности. Выход из строя прокатного оборудования со временем происходит по двум причинам: из-за потери усталостной прочности и при горячей прокатке - вследствие интенсивной эрозии металла, приводящей к изменению формы деталей. Для предупреждения усталостного износа оборудование проектируют так, чтобы коэффициенты циклической прочности его деталей соответствовали нормам. Для уменьшения эрозии детали следует по возможности защищать их от воздействия агрессивных физико-химических факторов среды.

Под моральным износом понимается ситуация, когда машина, сохраняя физическую работоспособность, перестает удовлетворять производство по своим показателям вследствие повышения требований к продукции или появления новых, более совершенных машин. Для предотвращения быстрого морального износа машины следует проектировать с учетом тенденций развития данной отрасли, причем как технологических, так и конструкционных.

Требование способности нормального функционирования в условиях сильно загрязненной окружающей среды является само собой разумеющимся. Для его выполнения узлы, подвергающиеся интенсивному износу (в особенности опоры валков, валов, роликов рольгангов и правильных машин) необходимо тщательно герметизировать и обеспечивать эффективную их смазку; детали, воспринимающие высокую температуру, нужно снабжать системами охлаждения и т.д.

Поскольку большинство машин и механизмов управляется или обслуживается людьми, то их необходимо проектировать с учетом требований техники безопасности. В идеале машина при любой, даже аварийной ситуации не должна причинять вред здоровью обслуживающего персонала.

Несмотря на отсутствие жестких ограничений по массе и габаритам, все же прокатное оборудование желательно иметь минимальной массы и габаритов. Первое связано с тем, что стоимость оборудования в среднем пропорциональна его массе. Уменьшение же габаритов (особенно по высоте) способствует уменьшению размеров здания цеха, что значительно уменьшает его стоимость.

Известно, что механизация и автоматизация технологического процесса способствуют повышению качества продукции и снижению ее себестоимости. Поэтому уже при проектировании следует предусматривать размещение датчиков и исполнительных механизмов систем автоматизации.

Требование минимальной стоимости не нуждается в комментариях. Высокий уровень технической эстетики необходим для создания благоприятного психологического климата на рабочем месте, что способствует повышению эффективности работы.