А) схема действия сил; б) двухповодковая группа; в) многоугольник сил для двухповодковой группы.

На несущую раму (звено ОА) будет действовать сила F_A, направленная в противоположенную сторону. В результате переноса силы F_A на механизм становится известным его плечо m. Поскольку перемещения звеньев рычажного механизма ОАВС в процессе работы незначительны, то для дальнейшего расчета можно принять среднее положение механизма и определить два значения сил F_A, соответствующих двум величинам силы Т для случаев подъема и опускания кристаллизатора.

Конструктивно четырехзвенный механизм ODEF выполнен так, что угол между коромыслом и шатуном близок к 90° и изменяется незначительно при повороте кривошипа EF (эксцентрика) вследствие большого отношения длины шатуна к эксцентриситету.

При этих условиях равновесия усилие Q в шатуне будет постоянным и из условия равновесия рычага АО равным

, (7.5)

где G₁ и G₂ – силы тяжести соответственно коромысел OD и несущей рамы ОА; a и b – расстояния от оси качания О до центров тяжести звеньев OD и OA соответственно; c – длина коромысла OD.

Крутящие моменты на валах эксцентрика и электродвигателя для полупериодов подъема и опускания кристаллизатора:

при подъеме (φ=0…180°)

(7.6)

при опускании (φ=180…360°)

(7.7)

где Q₁, Q₂ – усилия в шатуне, определяемые для случаев подъема и опускания кристаллизатора; r – радиус эксцентрика; φ – угол поворота эксцентрика, отсчитываемый от верхнего крайнего положения; η – к.п.д. рычажного механизма (η=0,94).

Максимальные крутящие моменты при подъеме и опускании кристаллизатора

; . (7.8)

Эквивалентный момент на валу электродвигателя при синусоидальном законе измерения крутящих моментов по полупериодам подъема и опускания кристаллизатора

(7.9)

Мощность электродвигателя по нагреву

P_экв=М_эквω, (7.10)

где ω – угловая скорость вращения вала электродвигателя.

Подобранный электродвигатель необходимо проверить на перегрузочную способность при его пуске

, (7.11)

где М_н – номинальный момент выбранного электродвигателя; - допускаемый коэффициент перегрузки ( =1,8…2 – с последовательным возбуждением; =1,8…1,9 – со смешанным; =1,7…1,8 – с параллельным возбуждением; =1,5…1,6 - ассинхронные); M_max – максимальный момент по формулам (6.8).

Отчет о работе должен содержать: тему и цель работы, расчетную часть со всеми пояснениями, а так же расчетную схему в масштабе (l_EF=r=0,2 м; l_ED=3,1 м; l_DO=c=2,2 м; l_OA=1,4 м; l_AB=1,5 м; l_CB=1,6 м; d=2,2 м; e=1,5 м; α=9°30'; φ=60°; G₁=12,5 кН; G₂=8,1 кН). Используя формулы (7.6) и (7.7) построить график М_ст=f(φ). Подобрать электродвигатель с частотой вращения его вала 0…100 мин^-1, чтобы обеспечить диапазон регулирования частоты качания 5…100 кач./мин. В конце работы необходимо сделать выводы и для подготовки к защите ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Объясните причину применения качающего кристаллизатора МНЛЗ.

2. Объясните особенности конструкции кристаллизатора.

3. Назовите типы механизмов применяемых для качания кристаллизатора и в чем их достоинства и недостатки.

4. Объясните, как образуется дно кристаллизатора, в момент начала разливки стали.

Таблица 7.1. Исходные данные к работе №7

Практическая работа № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ПРИВОДА

РОЛИКОВЫХ ПРОВОДОК МНЛЗ

Цель работы:Изучение конструкции роликовых проводок МНЛЗ, определение мощности двигателя привода. Исходные данные приведены в таблице 8.1.

Теоретическая часть

В зоне вторичного охлаждения, состоящей из нескольких групп роликовых секций, происходит дальнейшее затвердевание поверхностной корки слитка. Параметры первых (после кристаллизатора) секций неприводных роликов выбирают с таким учетом, чтобы предупредить выпучивание и разрыв корки слитка.

Приводные роликовые проводки или правильно-тянущие механизмы служат для дальнейшего перемещения слитка на радиальном, а также правки и перемещения на горизонтальном участках.

Для определения мощности привода проводок рассмотрим действие сил на двух участках: радиальном и горизонтальном. Сила, действующая на ролики на радиальном участке по широкой поверхности слитка длинной от действия ферростатического давления жидкой фазы стали, показана на рис.7.1.

; (8.1)

где - плотность жидкой стали; - ширина жидкой фазы слитка; - радиус кривизны слитка; , - углы, координирующие положение заготовки по отношению к горизонтали, рад; - угол, определяющий положение мениска металла в кристаллизаторе.

Ширина жидкой фазы слитка уменьшается по мере его движения

; (8.2)

где - ширина слитка; - угол, определяющий положение роликовой секции на радиальном участке проводке, рад; - скорость движения заготовки; - коэффициент, зависящий от условий охлаждения слитка.

Сила давления на опоры нижних роликов

; (8.3)

где - нормальная сила, направленная по радиусу ; - сила тяжести части слитка длинной ; - вес ролика.

Рис.8.1. Расчетная схема четырёхроликовой проводки.

Сила давления на опоры верхних роликов

. (8.4)

Суммарная сила давления на ролики

. (8.5)

Тогда момент сил трения в опорах роликов при качении заготовки по роликам

; (8.6)

где - коэффициент трения в опорах; - диаметр цапфы роликов; - коэффициент трения качения слитка по роликам.

Вращающий момент от тангенциальной силы , направленной в сторону вращения роликов

; (8.7)

где - диаметр бочки ролика.

Общий вращающий момент на приводном ролике

. (8.8)

Затем находят моменты, необходимые моменты для вращения приводных роликов для всех секций числом : ; ; … . Суммарный вращающийся момент приводных роликов на радиальном участке проводки

. (8.9)

Общая статическая мощность электродвигателей

; (8.10)

где - к.п.д. редуктора; - угловая скорость вращения роликов.

Мощность одного электродвигателя на радиальном участке

; (8.11)

где - число приводов на радиальном участке.

Выбранный электродвигатель проверяют на перегрузочную способность при пуске под нагрузкой.

Электроприводы роликовых секций прямолинейного участка должны преодолеть следующие сопротивления: от перемещения части слитка в пределах секций, от правки слитка на ролике первой секции, от передвижения свободного конца слитка по приёмному рольгангу.

Общие моменты от сил сопротивления вращению верхних и нижних роликов:

; (8.12)

; (8.13)

где - суммарная сила прижатия верхних роликов, создаваемая действием гидроцилиндров или пружин; , - суммарный вес верхних и нижних роликов.

Момент пластического изгиба при правке слитка на ролике первой секции

; (8.14)

где - предел текучести металла, зависящий от температуры; - пластический момент сопротивления сечения

;

, - ширина и высота сечения.

Усилие на ролики при пластическом изгибе (см. рис.7.1)

; (8.15)

где - шаг роликов.

Вращающий момент для правки слитка

. (8.16)

При выходе из последней секции слиток силами трения вращает ролики рольганга. Сопротивление передвижению свободной части слитка по роликам

; (8.17)

где - вес части слитка, приходящий на рольганг (остальные величины относятся к ролику рольганга).

Дополнительный вращающийся момент от сил сопротивления

. (8.18)

Суммарный вращающийся момент на приводных роликах горизонтального участка проводки

. (8.19)

Статическая мощность электродвигателя

; (8.20)

где - число электродвигателей на горизонтальном участке роликовой проводки; - к.п.д. механизма.

Окончательно выбор мощности электродвигателя производят с учетом динамических нагрузок при его пуске.

Отчет о работе должен содержать: тему и цель работы, расчетную схему и расчетную часть со всеми пояснениями. В конце работы необходимо сделать вывод. Указать выбранный двигатель со всеми его характеристиками. Для подготовки к защите ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы:

1. Назовите типы и назначение роликовых проводок машин непрерывного литья заготовок.

2. Объясните принцип работы и конструкцию роликовых проводок машин непрерывного литья заготовок.

Таблица 8.1. Исходные данные к работе №8:

Литература

Основная:

1. Александров М.П. Подъёмно-транспортные машины. – М.: Машиностроение, 1984

2. Гребеник В. М., Иванченко Ф. К, Ширяев В.И. Расчет металлургических машин. Киев.: 1988.

3. Кружков. В. А. Металлургические подъемно-транспортные машины. - М.: Металлургия, 1989.

4 Ловчиновский Э.В., Вагин B.C. Машины и механизмы сталеплавиль­ного производства.- М.: Металлургия, 1982.

5 Целиков А.И., Полухин П.И, Гребеник В.М. и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т. 1-3. - М.: Метал­лургия, 1987-1988.

6 Якушев А. М. Основы проектирования оборудования сталеплавиль­ных и доменных цехов. - М.: Металлургия, 1992.

Дополнительная:

1. Денисенко Г.Ф., Губонина 3. И. Охрана окружающей среды в черной металлургии.- М.: Металлургия, 1989.

2. Плахин В.Д. Надежность, ремонт и монтаж металлургических машин. – М.: Металлургия, 1983.

3. Франценюк И.В., Франценюк Л.И. Современное металлургическое производство. – М.: Металлургия, 1999.

4. Шишкова А. П., Новиков Ю. В. и др. Охрана окружающей среды от загрязнения предприятиями черной металлургии. М.: Металлур­гия, 1982.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: