Сделай Сам Свою Работу на 5

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

 

. (6.1)

 

Здесь – модуль продольной упругости; - натяг при посадке; – диаметр цапфы; – коэффициенты:

 

, ;

где – диаметр отверстия в цапфе; – приведенный диаметр плиты; – коэффициент Пуассона.

При опирании цапфы на крюк возникает реакция, равная половине веса груженого ковша, тогда в месте запрессовки действует равномерно распределенное давление от силы (рис.6.1).

 

, (6.2)

где – расстояние от края до середины плиты.

 

Рис. 6.1 – Схема к расчету при давлении на цапфу

 

Давление в стыке цапфа – плита создается моментом от силы . Величину давления при нераскрытом стыке и треугольном законе распределения определяют из условия равновесия цапфы

 

, (6.3)

откуда

, (6.4)

где – расстояние от точки приложения силы до края плиты.

Максимальные суммарные напряжения смятия в точке А

 

, (6.5)

где - допускаемые напряжения смятия ( ).

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 , то раскрытие происходит в точке Е, при раскрывается также стык в точке В и давление в точке А увеличивается до . Значение определяется из уравнения цапфы, которое после преобразования принимает вид



 

, (6.6)

 

Здесь ; .

Это уравнение можно упростить при решении задачи для крупнотоннажных ковшей, у которых , тогда

 

. (6.7)

 

Максимальные суммарные напряжения смятия в точке А при раскрытии стыков

. (6.8)

 

Напряжение изгиба в сечении АЕ цапфы находится из рассмотрения выступающей части в виде консольной балки, нагруженной сосредоточенной силой

, (6.9)

где - момент сопротивления сечения цапфы; – коэффициент концентрации напряжений; - допустимые напряжения изгиба ( ).

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

вариант
т. мм мм мм мм мм мм
207,5 0,098
207,5 0,098
207,5 0,098
207,5 0,108
207,5 0,108
290,2 0,108
290,2 0,108
290,2 0,108
290,2 0,108
314,1 0,108
314,1 0,108
314,1 0,108
314,1 0,108
361,2 0,108
361,2 0,108
361,2 0,108
361,2 0,108
381,0 0,108
381,0 0,108
381,0 0,108
381,0 0,108
424,8 0,108
424,8 0,108
424,8 0,108
424,8 0,108
446,1 0,108
446,1 0,108
446,1 0,112
446,1 0,112
446,1 0,112

где – масса груженного ковша в тоннах.

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

, (7.1)

 

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 и ; для шарнира С и .

Тангенциальную силу найдем из уравнения моментов сил

, (7.4)

где k – плечо силы Т относительно шарнира В; lAB – длина звена АВ.

Из уравнения моментов для звена ВС следует .

Величины нормальных сил 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 и . 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 .

Рис. 7.1 – Расчетные схемы механизма качения кристаллизатора:



©2015- 2017 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.