|
|
РАСЧЕТ ЦАПФЫ СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОГО КОВША
Цель работы: Изучение конструкции и назначение сталеразливочного ковша, выполнить расчет на прочность цапфового узла ковша. Исходные данные приведены в таблице 6.1.
Теоретическая часть
Для приема стали из сталеплавильного агрегата, транспортировки, обработки жидкой стали и разливки ее применяются ковши. Они представляют собой стальные сварные сосуды, футерованные изнутри огнеупорами. Основными элементами ковша являются корпус, цапфовый пояс с цапфами, стопорное или шиберное устройство. Цапфовый пояс состоит из цапфы 1, запрессованной в плиту 4, ребер коробки 5, двух кольцевых ребер жесткости (верхнего 2 и нижнего). Все элементы приварены к средней обечайке 3 корпуса ковша (см. рис. 6.1). Цапфа в месте сопряжения с плитой испытывает деформацию от посадки с натягом, давления от которой равны
Здесь
где При опирании цапфы на крюк возникает реакция, равная половине веса груженого ковша, тогда в месте запрессовки действует равномерно распределенное давление от силы
где
Рис. 6.1 – Схема к расчету при давлении на цапфу
Давление в стыке цапфа – плита создается моментом от силы
откуда
где Максимальные суммарные напряжения смятия в точке А
где Согласно исследованиям ЮУМЗ, под нагрузкой наблюдается частичное раскрытие стыков в точках B, E (см. рис.6.1) цапфовых соединений сталеразливочных ковшей большой вместимости, что изменяет распределение характера давлений. Если
Здесь Это уравнение можно упростить при решении задачи для крупнотоннажных ковшей, у которых
Максимальные суммарные напряжения смятия в точке А при раскрытии стыков
Напряжение изгиба в сечении АЕ цапфы находится из рассмотрения выступающей части в виде консольной балки, нагруженной сосредоточенной силой
где Рассмотренную методику расчета на прочность можно применить и к другим цапфовым соединениям металлургических конструкций.
Отчет о работе должен содержать: тему и цель работы, расчетную схему и расчетную часть со всеми пояснениями; самостоятельно изобразить эпюру распределения изгибающих моментов по длине цапфы используя ранее полученные знания в курсе «Сопротивление материалов»; в конце работы необходимо сделать вывод. Если условия прочности не выполняются, то в выводе необходимо записать предложения по решению возникшей проблемы. Для подготовки к защите ответьте на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Назовите область применения сталеразливочных ковшей и их основные элементы. 2. Какие металлургические машины имеют цапфовые соединения еще.
Таблица 6.1. Исходные данные к работе №6
где Практическая работа №7
РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА КАЧАНИЯ КРИСТАЛЛИЗАТОРА МНЛЗ
Цель работы: Изучение конструкции привода и принципа работы механизма качания кристаллизатора МНЛЗ, определение мощности электродвигателя привода. Исходные данные приведены в таблице 7.1.
Теоретическая часть
Сила трения затвердевающей заготовки (сляба) о стенки в радиальном кристаллизаторе
где μ – коэффициент трения затвердевающего металла о стенки кристаллизатора (μ=0,47…0,55); B – периметр сечения заготовки, м; ρ – плотность жидкой стали (ρ=7000 кг/см3); R – радиус кристаллизатора, м; ψ – центральный угол между мениском жидкого металла, нижним торцом кристаллизатора и центром кривизны, рад. Усилие при вытягивании заготовки из радиального кристаллизатора зависит, кроме того, от степени приработки кристаллизатора и химического состава разливаемой стали. Расчетное усилие с учетом этих факторов
F=F1k1k2, (7.2)
где k1 – коэффициент, учитывающий степень приработки кристаллизатора (k1=1,5…2); k2 – коэффициент, учитывающий химический состав стали (k2=1,75…1,8). Сила, действующая на качающуюся раму (звено АВ)
T=F±G, (7.3)
где G – суммарный вес кристаллизатора с водой и качающейся рамой. Знак «плюс» в формуле относится к случаю подъема кристаллизатора, знак «минус» - опускания. Силу давления в шарнире А(рис. 7.1) четырехзвенного шарнирного механизма ОАВСопределяем графоаналитическим методом выделения двухповодковой группы. На выделенную двухповодковую группу АВС (рис. 7.1, б) действует одна внешняя сила T, приложенная к звену АВ. Неизвестные силы в шарнирах А и С представляем силами, направленными вдоль и перпендикулярно звеньям. Нормальные и тангенциальные силы для шарнира А Тангенциальную силу
где k – плечо силы Т относительно шарнира В; lAB – длина звена АВ. Из уравнения моментов для звена ВС следует Величины нормальных сил
Рис. 7.1 – Расчетные схемы механизма качения кристаллизатора: 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
. (6.1)
– модуль продольной упругости; 
- натяг при посадке; 
– диаметр цапфы; 
– коэффициенты:
, 
;
– диаметр отверстия в цапфе; 
– приведенный диаметр плиты; 
– коэффициент Пуассона.
(рис.6.1).
, (6.2)
– расстояние от края до середины плиты.
при нераскрытом стыке и треугольном законе распределения определяют из условия равновесия цапфы
, (6.3)
, (6.4)
– расстояние от точки приложения силы до края плиты.
, (6.5)
- допускаемые напряжения смятия ( 
).
, то раскрытие происходит в точке Е, при 
раскрывается также стык в точке В и давление в точке А увеличивается до 
. Значение 
, (6.6)
; 
.
, тогда
. (6.7)
. (6.8)
, (6.9)
- момент сопротивления сечения цапфы; 
– коэффициент концентрации напряжений; 
- допустимые напряжения изгиба ( 
).
– масса груженного ковша в тоннах.
, (7.1)
и 
; для шарнира С 
и 
.
найдем из уравнения моментов сил
, (7.4)
.
и 
определяем построением многоугольника сил для двухповодковой группы АВС (рис. 7.1, в), откладывая последовательно известные по величине и направлению силу Т и 
и проводя через начало и конец крайних векторов направления сил 
. Так как двухпо водковая группа находится в равновесном состоянии под действием всех приложенных к ней сил, то многоугольник сил должен быть замкнутым. Полную силу давления FA в шарнире А определяем по силовому многоугольнику, графически складывая силы 
и 
.