Раcчет металлургических машин и механизмов.

В.М.Гребеник, Ф.К.Иванченко, В.И.Ширяев

Вища шк., 1988 г.

 Повышение эффективности металлургического производства осуществляется по двум основным направлениям: совершенствование технологических процессов производства металла с использованием новейших достижений науки; создание новых рациональных конструкций машин на основе детального исследования и анализамеханизмов и машин с применением новейших методов расчета.

В настоящей главе обобщены методы расчета энергосиловых и прочностных параметров металлургических машин, определения технологических нагрузок, приведены результаты экспериментальных исследований машин в производственных условиях при различных режимах работы, вскрыты физические процессы в машинах и даны математические описания колебательных процессов, возбуждаемых в приводных линиях, определены динамические нагрузки в упругих связях машин.

Приведены методы определения мощности электродвигателей приводов, расчета деталей машин на прочность и долговечность, дана оценка ограниченной долговечности деталей и надежности машин.

Для практического выполнения расчетов помещены необходимые справочные материалы.

1.1. ПРИВОДЫ  МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ  МАШИН

В соответствии с большим разнообразием машин для металлургического производства, отличающихся друг от друга структурнойсхемой передачи энергии к рабочим органам, приводы можно разделить на три типа: групповые, индивидуальные а многодвигательные. Групповые приводы, в которых заложен принцип механической передачи и распределения энергии от электродвигателя к рабочим или исполнительным звеньям, являются устаревшими.

Современные машины, как правило, оборудованы индивидуальными приводами на каждый механизм с максимальным сокращением сложных трансмиссий и передач, что значительно повышает надежность машин и сокращает их металлоемкость. На некоторых агрегатах применяют прогрессивные многодвигательные навесные приводы. Например для поворота конвертеров, передвижных миксеров и других устанавливают от 6 до 12 электродвигателей.

Для осуществления необходимого движения и скоростного режима рабочих звеньев машины применяются соответствующие системы автоматического управления приводами: пуском, торможением, реверсом, изменением скорости, поддержанием постоянных момента и скорости, автоматизацией цикла и т. д. В настоящее время интенсификация

производственных процессов немыслима без широкого внедрения автоматизированных систем приводов, использования полупроводниковой техники в системах управления электроприводами и применения ЭВМ.

В металлургических машинах применяются электрический, гидравлический, пневматический и гидропневматический приводы.

Основным типом привода в машинах металлургического производства, как и в других отраслях промышленности, является электрический привод. Электрический привод состоит из электродвигателя, комплекта аппаратуры для управления и промежуточной механической передачи для снижения скорости рабочего звена механизма. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия (к. п. д.), простоте конструкции и управления, надежности и экономичности в работе, возможности изготовления любой мощности электродвигателя электрический привод относится к наиболее распространенным приводам. Электродвигатель выбирают с учетом его устройства и управления, надежности в эксплуатации, а также с учетом массы, габаритов я стоимости. Электродвигатель должен полностью удовлетворять требованиям технологического процесса и окружающей среды. Поэтому электродвигатель выбирают еще в зависимости от рода тока, номинального напряжения и мощности, пусковых и тормозных свойств, вида естественной механической характеристики, конструктивного исполнения (горизонтальный или вертикальный вал, фланцевое крепление, открытое или закрытое исполнение, способ вентиляции).

Для многих металлургических машин и механизмов нормальным является повторно-кратковременный режим их работы с частыми пусками, резкими реверсами, быстрыми остановками, а также с широким диапазоном изменения скорости. От работы таких приводов в значительной мере зависит производительность машин, определяемая во многих случаях продолжительностью разгона, торможения и реверса. Снижение времени переходныхпроцессов вызывает повышение ускорений. Приводымашин подвергаются действиям больших динамических нагрузок, которые во много раз могут превышать технологические. Поэтому в таких машинах применяют специальные электродвигатели металлургического типа, обладающие высокими параметрами по механической прочности и перегрузочной способности и имеющие небольшие моменты инерции. Последнее достигается минимально возможным диаметромротора за счет увеличения его длины. Снижение момента инерции ротора способствует улучшению динамических характеристик привода, а также снижению продолжительности переходныхпроцессов и увеличению производительности машины. К приводам, кроме обеспечения высокой производительности, часто предъявляются требования обеспечения заданной точности выполнения технологических операций и остановки машины в определенный период.