Модернизация комбинированного редуктора вертикальной клети стана 500 цеха Блюминг-2

Описание

В проекте выполнена модернизация комбинированного редуктора вертикальной клети стана 500 цеха Блюминг-2.

Приведена общая часть.

Дана краткая характеристика предприятия.

На рассматриваемом предприятии организованы производства: аглодоменное, сталеплавильное и прокатное. Имеется ремонтная база, энергетическое и железнодорожное хозяйство, служба автоматизации и механизации.

Составлена характеристика цеха Блюминг-2.

Цех Блюминг-2 специализируется на производстве блюмов и товарных заготовок из горячих слитков. Слитки массой от 8 до 13 тонн нагреваются в специальных колодцах, расположенных в отдельной зоне цеха. После нагрева, слитки извлекаются из колодцев при помощи клещевых кранов и устанавливаются на платформу слитковоза. Далее, слитки транспортируются к приемному рольгангу по кольцевой слиткоподаче. Прокатка слитков в рабочей клети осуществляется рабочими рольгангами и манипуляторами с контователями. Непрерывно-заготовочный стан используется для производства заготовок для проволочного и мелкосортных станов, а также для изготовления товарной продукции из квадратных и плоских заготовок (блюмов).

Приведена характеристика основного механического оборудования.

Разработана специальная часть.

Описано назначение и область применения вертикальной клети конструкции ЮУМЗ. Прокатная клеть с вертикальными валками используется для сжатия металла вдоль вертикальных граней. Приведена техническая характеристика вертикальной клети № 9 стана 500 с параметрами механизмов: установки валков, подъема станины, комбинированного редуктора, гидрозажимов станины.

Вертикальная клеть на рабочей линии включает клеть, комбинированный редуктор, промежуточный вал, механизм перевалки валков и главный приводной электродвигатель. Клеть включает в себя следующие компоненты: рамы с плитовинами, механизмы установки валков (левый и правый), шпиндель, станина, механизм подъема станины, подушки с валками, замок шпинделей, площадки комбинированного редуктора и клети. Узел рам состоит из двух стальных рам, соединенных траверсами. Узел станин служит основой для установки подушек с валками и механизмов установки валков, а также для осевой регулировки валков. Он выполнен из двух жестко соединенных стальных станин, которые служат площадками для установки левого и правого механизмов валков. Рабочие валки установлены на подшипниках и помещены в подушки, которые находятся в станинах. Механизм подъема станин расположен под клетью и предназначен для поднятия и опускания узла станин с механизмами установки валков и узлами валков и подушек при переходе от одного калибра к другому и при смене валков. На площадках станин установлены правый и левый механизмы установок валков. Для индивидуальной работы нажимных винтов каждый механизм имеет расцепную зубчатую муфту. Узел шпинделей используется для передачи крутящего момента от выходных валов комбинированного редуктора к рабочим валкам и состоит из универсальных шпинделей, которые установлены на подшипниках качения. Механизм перевалки валков состоит из тележки и привода. Тележка поддерживается тремя бегунками на трех направляющих и соединяется своим крюком со скобой узла станины. На тележке закреплена рейка, которая взаимодействует с выносной вал-шестерней цилиндрического редуктора привода механизма перевалки валков.

Проведен анализ недостатков в работе комбинированного редуктора вертикальной клети. Установлены основные недостатки: выламывание зубьев в конических прямозубых и цилиндрических косозубых передачах, шумность зацепления, односторонняя выработка посадочных мест в корпусе редуктора.

Рассмотрены предполагаемые причины недостатков.

1. Выполнен литературно-патентный обзор, в ходе которого рассмотрены патенты: Коническая передача, Самоустанавливающаяся коническая зубчатая передача, Способ сборки конической зубчатой передачи.
2. В качестве модернизации комбинированного редуктора вертикальной клети стана 500 предложено применение конических колес с круговым зубом.
3. Описана конструкция и принцип работы клети после модернизации.
4. Сделаны расчеты по модернизации конструкции редуктора.
5. Определена мощность привода 1566 кВт. Принят двигатель П20-60-7К.
6. Вычислены крутящие моменты валов: тихоходного 27015 Н×м и I горизонтального вала 8457 Н×м, и зубчатый передач на ступенях.

Произведен расчет и выбор элементов кинематической схемы комбинированного редуктора. Определены значения:

Выполнены прочностные расчеты деталей модернизированных узлов с определением значений допускаемых напряжений для трех ступеней. Первая ступень – коническая пара с круговым зубом, вторая и третья - косозубая цилиндрическая передача.

Сделано определение окружной скорости для ступеней: I – 9,65 м/с, II – 6,8 м/с, III – 3,5 м/с.

Проведен расчет опора и валов. В ходе расчета левого быстроходного вала определено осевое усилие на шестерне 1349 Н и радиальное – 11425 Н.

Проверена прочность быстроходного вала с вычислением суммарного напряжения, действующего в опасном сечении, равного 18567 кН/м².

Произведены расчеты вертикального вала I, вала II, тихоходного вала III с определением опорных реакций, построением эпюр и проверкой на прочность.

Выполнена проверка редуктора на момент отключения. Приняты шпонки: конической шестерни 50 х 28 х 220 мм, вала I 60 х 32 х 220 мм, вала II 60 х 32 х 315 мм, вала III 60 х 32 х 255 мм, промежуточной муфты 45 х 25 х 200 мм. Выбрана зубчатая муфта № 12.

Составлен раздел по монтажу, эксплуатации и ремонту оборудования.

Приведена электрическая часть.

Для привода вертикальной клети используется следующая схема: напряжение питания 6000 в подается на масляный выключатель. Затем, через анодный трансформатор, напряжение снижается до 600 в. После прохождения через сглаживающий дроссель и автомат двигателя, напряжение напрямую поступает на двигатель. Через обмотки двигателя. напряжение проходит через тиристорный выпрямитель и автомат, и затем Цепь замыкается на трансформаторе. Контактор торможения и сопротивление динамического торможения подключены параллельно с обмотками двигателя и используются для динамического торможения двигателя.

Сделан выбор тока и напряжения, проверка пригодного выбранного двигателя, расчет и построение его нагрузочной диаграммы.

В организационной части приведена характеристика ремонтного хозяйства комбината и цеха Блюминг-2. Описано планирование ремонтов оборудования и           организация выполнения ремонтных работ.

Выполнена экономическая часть с вычислением годового выпуска 3620500 т, экономического эффекта от модернизации 33429,42 руб и срока окупаемости 2 года.

Разработаны разделы по охране труда и окружающей среды

В работе выполнена разработка мер по модернизации конструкции комбинированного редуктора вертикальной клети стана 500 цеха Блюминг-2 с целью повышения надежности его работы и уменьшения материальных затрат на проведение капитальных ремонтов.