Блок-схема унифицированного транспортного рольганга

Актуальность проблемы, описание конструкции, принципа работы.Прокатные станы современных металлургических производств характеризуются поточным технологическим процессом обработки металла, при этом общая длина рольгангов весьма значительна, их масса достигает 20–30% от массы механического оборудования каждого прокатного стана. Они применяются для транспортирования металла к прокатным станам, задачи его в валки, приема из валков, а также для транспортирования металла между остальными технологическими агрегатами. От рольгангов существенно зависит надежность всего стана, а также качество прокатываемых полос.

Одной из основных проблем, связанных с эксплуатацией транспортных рольгангов прокатных цехов, является большое разнообразие их конструкций. Например, на Орско-Халиловском металлургическом комбинате (ОХМК) эксплуатируется 287 рольгангов 133 разновидностей, практически каждый из которых является оригинальной конструкцией. Уровень агрегатирования рольгангов не выходит за рамки использования серийно выпускаемых элементов: электродвигателей, редукторов и муфт. Коэффициент агрегатирования эксплуатируемых рольгангов равен 0,1, а коэффициент стандартизации - 0,025. Производство всех деталей рольгангов единичное, или в лучшем случае, мелкосерийное. Низкий уровень унификации, стандартизации и блочно-модульного конструирования существующих рольгангов существенно снижает показатели их ремонтопригодности и безотказности. Так, например, во втором листопрокатном цехе (ЛПЦ №2) ОХМК из 53 эксплуатационных отказов металлургических машин и оборудования в 2003 году - 10 пришлось на транспортные рольганги. Продолжительность простоя узкополосного стана “800” ЛПЦ №2 по этой причине составило 19%, а толстолистового стана “2800” первого листопрокатного цеха (ЛПЦ №1) ОХМК - 7% от общего времени простоев по вине механического оборудования. Кроме того, из-за особенностей конструкций рольгангов невозможно обеспечение полной и даже частичной централизации технического обслуживания и ремонтов (ТОиР).

Таким образом, разработка и исследование унифицированного рольганга повышенной ремонтопригодности, основанной на принципах взаимозаменяемости деталей, узлов и агрегатов, является перспективной и необходимой. На рисунке 1 приведена конструктивная схема унифицированного рольганга повышенной ремонтопригодности. Рольганг состоит из следующих основных элементов:

- двух быстросъемных модулей подшипниковых опор (1);

- быстроразъемной рамы, которая состоит из двух модульных одинаковых стоек (2), связанных между собой, варьируемой по длине, поперечной соединительной траверсой (3);

- полого ролика (4), снабженного унифицированными коническими присоединительными элементами для соединения с валами модульных подшипниковых опор;

- группового либо индивидуального унифицированного привода (5).

Работа рольганга состоит в следующем: крутящий момент от электродвигателя через понижающий и распределительный редукторы и промежуточный вал передается на шлицевой конец приводного подшипникового модуля (1) и далее ролику (4), на котором располагается транспортируемый материал. В процессе вращения роликов последовательно установленных друг за другом рольгангов осуществляется транспортировка грузов.

5 1 2 3 4 2 1

Рисунок 1- Унифицированный рольганг повышенной ремонтопригодности

Описание математической модели рольганга. На рисунке 2 приведена блок-схема математической модели транспортного рольганга. Исходными данными для разработки математической модели явились заданная линейная скорость перемещения металлопроката по рольгангу и его масса , зависящая от сортамента (геометрические размеры и плотность материала заготовки). Выходными данными модели являются мощность привода рольганга , создаваемые крутящий момент и угловая скорость . Предельно допускаемое значение крутящего момента , исключающее взаимное скольжение поверхностей конического соединения втулки подшипникового модуля и ролика рольганга, определено по формуле:

,

где – средний диаметр, длина и угол конуса фрикционного соединения “ролик – втулка”.

Расчёты на прочность ролика были выполнены с использованием математической модели рольганга по допускаемым напряжениям и с учетом массы металлопроката. Параметры конического соединения были получены на основании экспериментальных данных по определению зависимости . Значения величин , , и определены с помощью САПР КОМПАС 3D.

В блок-схеме на рисунке 2 математической модели транспортного рольганга введены следующие условные обозначения влияющих факторов и откликов:

- и - заданная и действительная линейные скорости перемещения металлопроката;

- - геометрические размеры и материала металлопроката;

- и - крутящий момент и угловая скорость ролика;

- - геометрические размеры и плотность конструкционного материала ролика;

- и - масса ролика и проката;

- - допускаемые напряжения для расчёта ролика на прочность;

- - геометрические характеристики конического соединения;

- f – коэффициент трения фрикционной пары “сталь-сталь” конического соединения;

- - параметр шероховатости (характеристика способа и вида обработки фрикционной пары), кинематическая вязкость смазки и температура нагрева конического соединения;

- - осевое усилие пружины прижатия втулки к ролику;

- p – давление на поверхности соприкосновения фрикционной пары, создаваемое усилием пружины;

- - мощность привода.

Рисунок 2 – Блок- схема математической модели унифицированного транспортного рольганга

Контрольная работа № 2

“Подготовка научного материала для публикации”