Модернизация коксового конвейера в агломерационном цеху ОАОНЗФ

Роликоопора модерн..spw

Рама ролика холостой ветви
Пояснительная записка
Гайка М16-6H ГОСТ5916-70
Шайба 16 65ГО 29 ГОСТ6402-70

Болт40.cdw

Острые кромки притупить.
Неуказанные предельные отклонения H14
Сталь 35 ГОСТ 7805 - 70

Министерство образования и науки Украины.doc

Министерство образования и науки Украины
Министерство промышленной политики Украины
ПОДГОТОВКИ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ КАДРОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
НИКОПОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Пояснительная записка
к курсовой работе по механическому оборудованию

СОДЕРЖАНИЕ.doc

3Агломерационный цех 6
4Участок реконструкции 11
5Устройство и работа узла 12
6Описание недостатков существующего узла 14
7Описание предлагаемой реконструкции 14
1Расчёт ленточного конвейера 15
2 Кинематический расчёт 20
3 Расчёт на прочность вала приводного барабана 24

Втулка.cdw

Каток.cdw

Кокс . конвеер.spw

Пояснительная записка
Лента транспортёрная
Секция средней части
Верхняя роликовая опора
Рама ролика холост. ветви

Опора.cdw

Рама ролика холостой ветви
Модернезированная роликоопора

Конвейерcdw.cdw

Техническая характеристика
Конвейер ленточный желобчатый предназначен для транспортирования коксового
материала от загрузочного устройства к разгрузочному.
Наменование материала
Производительность max
Скорость перемещения транспортерной ленты
Ширина транспортерной ленты
На заводе изготовителе производится изготовление
и секции средней части поз.7. ленточного конвейера
с шириной ленты-800 мм. длиной-6000 мм.;кроме конечных
выключателей и скребков.
Барабаны и ролики роликоопор должны проворачиваться
от руки без заеданий.
На монтаже приварить скребки
Сварку прозводить электродом Э46 ГОСТ 9467-75.
Швы сварных соединений по ГОСТ 5264-80.
проиводительностью 150 тчас
Линия обода барабана

Введение.doc

Дальнейшее развитие черной металлургии в направлении коренного улучшения качества и увеличения выпуска эффективных видов металлопродукции возможно лишь на основе широкого технического перевооружения предприятий.
Основной задачей дальнейшего развития черной металлургии является обеспечение снижения затрат на производство 1 т стали некоторую часть составляет ремонт металлургических агрегатов. С этой целью на металлургических заводах стали большими объёмами проводить реконструкции металлургических предприятий Украины и в ремонтных трестах начали применять эффективные средства механизации ремонтных работ которые решают две основные задачи - освобождение рабочих от тяжелого физического труда и сокращение продолжительности ремонтных простоев агрегатов. Так для механизации ремонтных работ конвертеров используют комплексы специализированных ремонтных машин облегчающих выполнение ранее трудоемких ручных операций. При капитальных ремонтах не только заменяют изношенные элементы но и проводят реконструкцию агрегата с целью увеличения производительности и улучшения других технико-экономических показателей.
Машины механизмы и приспособления в металлургических агрегатах необходимо правильно эксплуатировать постоянно поддерживать в рабочем состоянии своевременно ремонтировать. Эти требования особенно актуальны в настоящее время потому что непрерывно повышается технический уровень машин и внедряются новые прогрессивные технологические режимы. Основной обязанностью ремонтного персонала металлургических предприятий является борьба с износом как главной причиной потерь производительности и мощности оборудования. Нарастающий износ деталей и сборочных единиц неизбежно вызывает постепенное снижение точности работы и как следствие ухудшение качества выпускаемой продукции. Повышение качества и снижение стоимости ремонта оборудования путем более широкого внедрения новых надёжных дешевых конструкций и технологий.
Строительство Никопольского завода ферросплавов начало в 1962 году. Площадь завода составляет 403 Га. В состав завода входили два основных цеха:
Цех №1 – введен в эксплуатацию в 1975 году расширение цеха произведено в 1983 году.
Цех №2 – введен в эксплуатацию в 1968 году расширение цеха произведено в 1980 году.
Завод расположен в юго-восточной части Украины на территории обширного месторождения марганцевых руд и специализируется на производстве силикомарганца и высокоуглеродистого ферромарганца.
Цех по производству ферросплавов (ЦПФ) состоящий из двух корпусов:
Корпус №1 – выпускает силикомарганец ферромарганец с алюминием;
Корпус №2 – выпускает ферромарганец силикомарганец малофосфористый шлак.
Цех №9 – Выпускает более 40 марок сварочных флюсов.
Цех электродной массы:
Аглоцех – выпускает агломерат для ЦПФ.
Цех электродной массы (ЦЭМ) – выпускает электродную массу для ЦПФ.
Вспомогательные цеха:
Участок переработки шлаков (УПШ)
Цех товаров народного потребления.
Вспомогательные цехи:
Центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ).
Ремонтно-механический цех (РМЦ)
Ремонтно-строительный цех (РСЦ)
Цех ремонта металлургического оборудования (ЦРМО)
Автотранспортный цех (АТЦ)
Железнодорожный цех (ЖДЦ)
Электроремонтный цех (ЭРЦ)
Поступающие на завод сырьевые материалы после взвешивания разгружаются на роторном вагоноопрокидывателе агломерационного цеха (технология производства агломерата подробно рассматривается в данном дипломном проекте пункт
Готовый агломерат из агломерационного цеха после охлаждения и отсева мелкой фракции системой конвейеров подается на центральный распределительный пункт шихты сюда же из склада сырых материалов поступают остальные шихтовые материалы – кварцит известняк подготовленный кокс железорудные окатыши. Оператор центрального распределительного пункта имея информацию о наличии материалов на дозировках цехов направляет материал в соответствующие бункера дозировочных отделений корпусов №1 и №2. Отсюда и начинается собственно процесс производства ферросплавов.
В дозировочных отделениях плавильных корпусов шихтовые материалы смешиваются в определенных соотношениях и по роликовым конвейерам направляются в печные бункера плавильных корпусов.
Ферросплавный цех (каждый из двух корпусов) начиная с дозировочных отделений включает плавильный участок и склад горячего металла.
Выплавка ферросплавов производится в плавильных корпусах №1 и №2 в мощных рудотермических электропечах. На заводе имеется три вида печей:
РКЗ – 165 – круглые закрытые с мощностью трансформаторов 225 МВА
РПЗ – 48 и РПЗ-63 – прямоугольные закрытого типа и в герметичном исполнении с мощностью трансформаторов 63 МВА
РКГ – 75 – круглые герметичные с трансформаторами 75 МВА японской фирмы «Танабе»
Дозированные в определенном соотношении шихтовые материалы поступают из дозировочных отделений по наклонным и раздаточным роликовым конвейерам в печные бункера откуда по труботечкам поступают в ванну печи. Электроснабжение печей осуществляется через цеховые подстанции путем подачи через соответствующие электрические аппараты на печные трансформаторы напряжения 154 кВт.
Электроэнергия в ванну печи поступает от печных трансформаторов по короткой сети через самоспекающиеся непрерывные электроды оборудованные механизмом перемещения и перепуска.
По мере расходования рабочего конца электрода в верхней его части производится наращивание новых металлических секций и загрузка внутрь кожуха специальной электродной массы изготавливаемой на заводе.
При работе печи и перепуске электрода брикеты в кожухе попадая в зону высоких температур расплавляются а затем жидкая масса коксуясь образует монолитный электрод.
Все круглые печи имеют по три цилиндрических электрода а прямоугольные – по шесть электродов прямоугольной формы.
Образующиеся в процессе выплавки газы отводятся через наклонный газоход на газоочистку мокрого типа и после очистки по общезаводскому газопроводу феррогаза поступают в котельную завода агломерационный цех и другие подразделения где используются как газообразное топливо. Оставшийся неиспользованный феррогаз сжигается на свечах над зданиями корпусов №1 и №2 цеха по производству ферросплавов.
Процесс выплавки ферросплавов в печи контролируется с пульта управления. Периодически от трех до пяти раз в смену производится выпуск расплава из печи через ледки расположенные в нижней части печной ванны имеющие механизмы для открывания и закрывания. Во время выпуска происходит совместный выход из печи металла и шлака в ковш. При этом металл остается в ковше а шлак в силу меньшего удельного веса переливается в шлаковую чашу.
Оставшийся шлак сливается из ковша в чашу остаток загущается песком при помощи металлического слитка и ковш становится на разливочную машину. Разливочная машина типа М 702-1 представляет собой двухленточный конвейер оборудованный мульдами для приема металла. Длина машины 70м. В процессе разливки от жидкого металла отбирается проба которая по пневмопочте отправляется в центральную заводскую лабораторию для определения марочности. Короба с готовым металлом после взвешивания комплектуются в партии грузятся в вагоны; еще раз взвешиваются и готовая продукция отправляется потребителям.
Попутно получаемый при производстве ферросплавов шлак транспортируется в шлаковозах на участок переработки шлака где из него изготавливают гранулированный шлак и шлаковый щебень являющийся отличным строительным материалом. Грануляции подвергается весь жидкий шлак как силикомарганца так и ферромарганца.
Шлаковозы с намерзшим на стенки во время транспортировки из плавильных цехов коркой шлака отводятся на эстакаду дробильно- сортировочного комплекса где корка из чаш выбивается и дробится на конусных дробилках. Полученный материал рассеивается по фракциям с получением шлакового щебня. На производстве щебня используются корки шлака силикомарганца. Корки шлака ферромарганца выбиваются на шлаковом отвале. Из шлака также извлекают металлоконцентрат который возвращают в основное производство в качестве марганецсодержащего сырья.
Жидкий шлак силикомарганца стал сырьем для получения различных изделий методом шлакового литья. Для этой цели на заводе был построен специализированный цех.
Продукция предприятия поставляется более чем 300 предприятиям металлургической промышленности среди них крупнейшие заводы: Украины – Криворожсталь Запорожсталь Алчевский меткомбинат; России – Магнитогорский Нижнетогильский Кузнецкий меткомбинаты.
В дальнем зарубежье партнерами завода являются металлургические фирмы таких стран как Румыния Польша Турция Япония и др. Заводские электрофлюсы отгружаются потребителям как на Украине так и Россию Беллорусию странам Прибалтики. Электродная масса используется рядом предприятий Украины России Грузии.
3 Агломерационный цех
Характеристика цеха. Количество агломашин и их характеристика.
Поступающие на завод сырьевые материалы после взвешивания разгружаются на роторном вагоноопрокидывателе агломерационного цеха
Агломерационный цех состоит из двух участков: шихтоподготовки и агломерации. Корпус подготовки материалов №1 был введен в эксплуатацию в 1968 году. Полностью участок был построен в 1970 году. Корпус подготовки материалов №2 относится ко второй очереди развития предприятия и был построен в1984 году. Первая очередь аглофабрики была введена в эксплуатацию в составе аглолент №1 и №2.
Аглолента №1 – 30сентября 1973 года
Аглолента №2 – 30 декабря 1973 года
торая очередь в составе аглолент №3 и №4
Аглолента №3 – сентябрь 1980 года
Аглолента №4 – сентябрь 1981 года
Цех шихтоподготовки и аглофабрика в 1977 году были объеденены в один агломерационный цех для централизованного руководства технологическими процессами двух участков.
В состав участка шихтоподготовки входят следующие корпуса:
Корпус вагоноопрокидывателя
Склады сырых материалов (ССМ – 1 и ССМ – 2).
Корпуса подготовки материалов (КПМ – 1 и КПМ – 2).
Склад агломерата (СА).
Центральный распределительный пункт.
В состав участка агломерации входят следующие корпуса и отделения:
Корпус агломерации с отделением охлаждения и сортировки
Эксгаустерное отделение (ЭО)
Газоочистка аглолент.
Корпус шихтовых бункеров с отделением абезвоживания шламов.
Центральная шлавовая насосная станция.
Корпус сортировки возврата (КСВ).
Отгрузочный пункт агломерата.
Станция центрального воздухоснабжения.
Газоочистные сооружения.
В корпусе агломерации расположены четыре агломашины типа АКМЗ – 100
Техническая характеристика агломашины АКМЗ – 100:
- площадь спекания м2 .115
- длина рабочей поверхности м .. 46
- скорость движения ммин ..6
- ширина аглоленты м 25
- максимальная толщина спекаемого слоя мм 500
Технологическая схема цеха
Участок шихтоподготовки
Корпус вагоноопрокидывателей (ВО)
Все шихтовые материалы и технологическое топливо используемые для производства агломерата и выплавки ферросплавов прибывают на завод в полувагонах. Для разгрузки полувагонов в аглоцехе НЗФ установлены два роторных вагоноопрокидывателя (рис.1.1).
Техническая характеристика вагоноопрокидывателя:
Тип . роторный стационарный ВРС – 2.
Назначение .. разгрузка полувагонов 65 и 93 т.
а)при разгрузке 93т. полувагонов тчас .. 2700
б) при разгрузке 65т. полувагонов тчас .1800
Определяющим фактором производительности вагоноопрокиды-вателя является производительность конвейеров и вид груза. Проектная производительность трактов вагоноопрокидывателя составляет 1200 тчас.
Из бункеров вагоноопрокидывателей сырые материалы пластинчатыми питателями ПУ – 1 и ПУ – 2 типа 2-12-45 производительностью до 2000 тчас выдаются на ленточные конвейера СМ – 5 и СМ – 6 шириной ленты 1400мм через пластинчатые питатели КП – 3 и КП – 4 конвейерами СМ – 5 и СМ – 6 подаются в склады сырых материалов.
Склады сырых материалов.
Склады сырых материалов предназначены для хранения и усреднения исходного сырья для аглофабрики (ССМ – 1).
Через перегрузочный узел ПУ – 3 конвейерами СМ – 9 СМ – 12 и СМ – 13 материалы подаются в склад ССМ – 1 а ленточными конвейерами СМ – 7 СМ – 8 СМ – 10 СМ – 11 СМ – 14 и СМ – 15 – в склад ССМ – 2.
Каждый склад оборудован электромостовыми грейферными кранами грузоподъемностью 20т и штабелеукладчиками. Для удобства создания штабелей и сокращения занимаемой площади каждая из двух секция складов разделена вертикальными железобетонными стенками на отдельные отсеки – закрома (В ССМ – 2 – 12шт)
В склад ССМ – 2 принимаются сырые материалы предназначенные только на агломерацию. Каждый вид материалов выгружается и хранится в отдельном закроме.
Выдача шихтовых материалов со склада ССМ – 1 осуществляется с помощью самоходных бункеров ленточными конвейерами: в корпус подготовки материалов (КПМ – 1) – СМ – 16 СМ– 17 КП – 21 КП – 22 КП – 23 КП – 27 КП – 28;
а через СМ – 20 СМ – 21 СМ – 22 СМ – 23 2КЛ – 1 и 2КЛ – 2 – в корпус подготовки материалов (КПМ – 2).
Выдача шихтовых материалов со склада ССМ – 2 производится ленточными конвейерами: СМ – 18 СМ – 19 (через самоходные бункера
-6) ПУ – 20 ПУ – 21 Ш -70 и Ш - 71 – в корпус шихтовых бункеров (КШБ).
Ширина лент конвейеров выполняющих выдачу материалов из ССМ – 1 и ССМ – 2 составляет 1200мм.
Корпуса подготовки материалов
В состав оборудования КПМ – 1 входят следующие агрегаты: пять дробилок четырех валковых для подготовки коксика ферросплавных печей; шесть дробилок четырех валковых для подготовки аглотоплива; четыре грохота ГИТ – 42 – М.
В КПМ – 2 установлено следующее оборудование:
дробилок 4-х валковых; 1 дробилка зубчатая; 10 грохотов .
Движение шихтовых материалов в корпусе КПМ – 2 происходит следующим
ячейкой сита 20 х 20 мм (2 шт.). Фракция больше 20 мм подается ленточными конвейерами 2КП – 3 и 2КП – 4 в семь бункеров дробильного отделения (Б1 – Б7) затем непосредственно в дробилки (ДЗ1 – ДВ – 1 ДВ – 2 ДВ – 3 ДВ – 4 ДВ – 5 ДВ – 6). Фракция 0 – 20мм конвейерами 2КП – 1 и 2КП – 2 подается на четыре грохота.
Материал прошедший стадию дробления ленточными конвейерами 2КЛ – 7 2КЛ – 8 2КЛ – 9 2КЛ – 10 2КЛ – 11 и 2КЛ – 12 снова подается на четыре грохота с ячейкой сита 20 х 20 мм либо в расходные бункера. Фракция больше 20 мм конвейерами 2КЛ – 5 2КЛ – 6 2КП – 3 2КП – 4 возвращается для прохождения следующей стадии дробления. Фракция же 0 – 20 также подается на четыре грохота с ячейкой сита 5 х 5 мм.
С этих грохотов вся мелочь 0 – 5 мм поступает в бункера мелочи (77 – 82) из которых подается конвейерами: 2КЛ – 13 2КЛ – 15 2КЛ – 16
КЛ – 17 2КЛ – 18 2КЛ – 19 2КЛ – 20 СМ – 24 СМ – 25 в склады сырых материалов ССМ – 1 и ССМ – 2 либо через склады в КПМ – 1 и в КШБ.
Фракция 5 – 20 мм подается на пластинчатые конвейеры 2КП – 5 и
КП – 6 которыми распределяется по бункерам 84 – 89. Из бункеров материал попадает на ленточный конвейер 2КЛ – 14 а затем конвейерами 2КЛ – 17 2КЛ – 18 2КЛ – 19 2КЛ – 20 СМ – 24 и СМ – 25 отправляется в ССМ – 1 ССМ – 2 КПМ – 1 либо в КШБ.
Движение материалов в КПМ – 1осуществляется следующим образом. Материалы для ферросплавных печей не нуждающихся в подготовке конвейерами КП – 21 КП – 23 КП – 50 КП – 51 КП – 52 РП – 1 и РП – 2 подаются в центральный распределительный пункт (ЦРП).
Материалы подготовленные для агломерации конвейерами
КП – 23 КП – 24 Ш – 70 и Ш – 71 подаются в корпус шихтовых бункеров (КШБ).
Материалы нуждающиеся в подготовке конвейерами КП– 27 и КП-28 подаются на реверсивные катучие конвейера КП – 29 и КП – 30 и распределяются ими по бункерам дробильного отделения 7 – 11. Из бункеров материалы пластинчатыми питателями П – 7 П – 8 П – 9 П – 10 подаются в четырех валковые дробилки 7 – 11. С дробилок 7 – 8 материал собирается на конвейер КП – 36 а с 9 – 11 – на КП – 37. Этими конвейерами материал подается на грохота
Фракция задержанная ситом грохотов конвейерами КП – 38 КП – 41 РП – 3 РП – 2 (сюда же: конвейерами КП – 29 КП – 35 или КП – 21 КП – 23 КП – 25 КП – 26 КП – 41; подается сортированный коксик не нуждающийся в дроблении) РП – 4 РП – 5 подается на центральный распределительный пункт (ЦРП).
Фракция прошедшая через сито грохотов 1 – 4 конвейерами КП – 39 КП – 40 КП – 42 КП – 43 КП -44 КП – 45 КП – 46 КП – 47 подается в бункера дробильного отделения 1 – 6. Из бункеров материал пластинчатыми питателями П – 1 П – 2 П – 3 П – 4 П – 5 П – 6 подается в четырех валковые дробилки для подготовки аглотоплива 1 – 6. Материал прошедший стадию дробления конвейерами КП – 58 КП – 59 Ш – 67 Ш – 68 и Ш – 69 подается в корпус шихтовых бункеров (КШБ).
Склад агломерата СА предусмотрен как резервная емкость обеспечивающая бесперебойное снабжение шихтовыми материалами ферросплавных цехов. В настоящее время через СА в цеха подаются отходы ферросплавного производства. В подземной части склада установлен ленточный конвейер шириной ленты 1200мм которым шихтовые материалы с бункеров подаются в
Центральный распределительный пункт (ЦРП).
Все подготовленные шихтовые материалы и агломерат поступают в ЦРП по системам ленточных конвейеров и направляются на дозировки систем шихтоподачи (корпус №1: ДО – 1 ДО – 2 ДО – 3 ДО – 4; корпус №2: ДП – 1 ДП – 2 ДП – 3 ДП – 4) плавильных корпусов. В центральный распределительный пункт входят четыре транспортные галереи:
- с корпуса агломерации (КА) галерея с тремя нитками конвейеров подачи агломерата: А – 4 А – 5 А -69.
- со склада агломерата (СА) галерея с одной ниткой конвейеров А–89.
- с корпуса подготовки материалов (КПМ – 1) галерея с двумя нитками конвейеров: РП – 4 и РП – 5.
- с плавильного корпуса №2 конвейерами КЛ – 15 КЛ – 3 ШП – 1 подается малофосфористый шлак в корпус №1.
С ЦРП выходят две галереи:
- шихтоподачи в корпус №1: ШП – 1 ШП – 2 ШП – 3 ШП – 4;
- шихтоподачи в корпус №2 : КЛ -7 КЛ – 8 КЛ – 9 КЛ – 10.
Агломерат с конвейеров А -4 А – 5 А – 9 перегружаются на реверсивные конвейера КЛ – 4 КЛ – 5 и КЛ – 6 с помощью которых распределяются по конвейерам шихтоподач плавильных корпусов.
Шихтовые материалы из КПМ – 1 конвейерами РП – 4 и РП – 5 перегружаются на конвейера КЛ – 1 и КЛ – 2 затем на КЛ – 9а и КЛ – 10а либо сразу распределяются по конвейерам шихтоподач плавильных корпусов.
4 Участок реконструкции
дробилок 4-х валковых; 1 дробилка зубчатая; 10 грохотов ГИЛ – 52 – Б.
Производительность оборудования:
-х валковая дробилка: для подготовки аглотоплива – 15 тчас; для подготовки коксика сортированного – 50 тчас
Грохот: ГИЛ – 52 – Б - 300 тчас; ГИТ – 42 – М - 100 тчас .
Движение кокса в корпусе КПМ – 2 происходит следующим образом.
С конвейеров 2КЛ – 1 и 2КЛ – 2 материалы подаются на грохота с ячейкой сита 20 х 20 мм (2 шт.). Фракция больше 20 мм подается ленточными конвейерами 2КП – 3 и 2КП – 4 в семь бункеров дробильного отделения (Б1 – Б7) затем непосредственно в дробилки (ДЗ1 – ДВ – 1 ДВ – 2 ДВ – 3 ДВ – 4 ДВ – 5 ДВ – 6). Фракция 0 – 20мм конвейерами 2КП – 1 и 2КП – 2 подается на четыре грохота с ячейкой сита 5 х 5 мм.
Фракция 5 – 20 мм подается на конвейеры 2КП – 5 и
Цвет кокса – светло-серый или слегка серебристый. Хороший кокс не пачкает рук при ударе куска о твердую поверхность издается легкий звон. Куски кокса
пористые с трещинами на поверхности. Кокс плотнее и прочнее древесного угля. Содержание золы в коксе должно быть минимальным. Зола является не только балластом уменьшающим содержание углерода в коксе но требует добавочного расхода известняка для ошлакования и дополнительного расхода тепла для расплавления шлака. Зола снижает прочность кокса. Среднее содержание золы в коксе 8— 12 %. Обычно кокс содержит 05—20 % S. Повышенное содержание серы нежелательно. Так при повышении содержания серы в коксе на 01 % расход кокса возрастает а производительность уменьшается на 20%. Содержание фосфора в коксе обычно не превышает 005 % влаги 2—6 % летучих 09—125 %
температура воспламенения (600—700°С). Большое значение имеют физико-механические свойства кокса: механическая прочность сопротивляемость дроблению и истиранию.
Большое значение имеет гранулометрический состав кокса. Весь полученный в коксовых печах кокс рассеивается после тушения на три фракции: мелочь размером 15 мм орешек 15—25 мм и металлургический кокс >25 мм.
Донецкий кокс имеет повышенное содержание серы (до 18 %) и зольность 9—И %. Кузнецкий кокс содержит меньше серы (05 %) но больше золы (до 12 %) и фосфора (004 %). Механические свойства кузнецкого кокса хуже донецко
5 Устройство и работа узла
На данном участке КПМ-2 на транспортёрных ленточных конвейерах
стоят на нижней ветви поддерживающие одно роликовые опоры.
Основной частью роликовой опоры является ролик изготовленный из стальной трубы вращающейся на шарикоподшипниках . Оси роликов устанавливаются в роликоопоры (кронштейны). Очень важное значение в роликах имеет уплотнение предохраняющее шарикоподшипники от загрязнения пылью. Практика показала что основной причиной повышенного расходования энергии и преждевременного износа ленты является неудовлетворительное состояние опорных роликов вследствие забивания шарикоподшипников пылью а также на данном участке цеха происходит значительный расход поддерживающих роликов из-за раннего износа поверхности.
Предлагаемая роликовая опора должна заменить старую на холостой ветви конвейера поддерживая ленту не давая ей провиснуть под своим весом до пола.
Предлагаемая для замены роликовая опора состоит из катков оси натяжной гайки кронштейна для крепления роликовой опоры к раме конвейера.
Лента двигаясь под конвейером в сторону натяжного барабана поддерживается катками из полиамида данные катки обладают минимальным коэффициентом трения как по поверхности наружной так и внутренней поверхности соприкасающаяся с металлом оси. Ось расположенная в роликовой опоре натянута натяжка оси способствует распределить нагрузки от движения веса транспортёрной ленты по каткам роликовой опоры натяжка оси не даёт прогиб осевой что способствует лёгкому вращению катков.
6 Описание недостатков существующего устройства.
Смысл замены существующего ролика является агрессивная среда в которой работает ролик на КПМ-2 при подаче кокса конвейерами на ленте в большей своей части на рабочей поверхности остаются частицы коксовой пыли. На конвейерах предусмотрено устройство по снятию кокса и пыли с рабочей поверхности резиновыми скребками. Скребок состоит из трёх слоёв клееной резиновой ленты при увеличении слоёв скребка создаётся неблагоприятная работа рабочего слоя транспортёрной ленты происходит быстрое изнашивание ленты и частой ёё замены что ведет к значительному удорожанию готовой продукции. По мере износа резинового скребка который крепится на раме подтягивается к ленте с помощью винт гайка. При такой очистке фактически не возможно снять все частицы коксовой пыли при этом происходит налипание пыли на поверхности поддерживающих роликов. В таких условиях работы ролик не выдерживает заданных характеристик и долговременной работы что приводит к частой замене поддерживающего ролика по причине раннего износа поверхности ролика (бочки).
Предлагаю данный ролик заменить на поддерживающий ролик катки которого изготовлены из полиамида при работе данного ролика достигается более продолжительная работа простота сборки постепенная замена изношенных катков отсутствие подшипникового узла что является слабым местом существующего ролика по причине не возможного достижения чистоты в подшипниковом узле.
Катки из полиамида. Общим для углепластиков является высокое
содержание порошковых углеродных наполнителей и смол горячего отверждения высокую износостойкость углепластикам придает порошок нефтяного кокса являющийся основным наполнителем. Результаты исследования и эксплуатации показали что наиболее перспективны подшипники из углепластиков для работы без смазки в воздухе запыленном цементом угольной и другой пылью в сточных водах промышленных предприятий в морской воде.
7 Описание предлагаемой реконструкции
Предлагаю на горизонтальном конвейере 2 Кл-18 который находится в подвальном сыром помещении на отметке -5 метров произвести замену на холостой ветви конвейера стальных роликов и опор на новые роликовые опоры и катки из полиамида.
Длина конвейера 60 метров.
Расчет ленточного конвейера
Исходные данные для расчета и проектирования. Конвейер предназначен для транспортирования среднекускового камня в приемный бункер. Транспортируемый груз — камень крупностью 0—50 мм плотность 0.8 тм3 влажность до 40 % груза с кусками аmах= 50 мм не более 30 % общего количества. Конвейер установлен в не отапливаемом помещении с температурой окружающей среды от -2 до +25 °С.
Максимальная влажность воздуха в помещении до 50 % присутствует абразивная пыль в воздухе . Конвейер работает три смены по 7 ч в смену 21 ч в сутки и 305 дней в году.
Плановая средняя массовая производительность конвейера Qm = 100 тч или
Qu = 90 м3ч; плановая максимальная производительность по загрузочному оборудованию: массовая — Qm — 150 тч; объемная Qu.m = 185 м3ч. Коэффициент готовности конвейера kГ — 096; расчетный коэффициент рабочего использования конвейера по времени kt = 09.
Коэффициенты использования конвейера по времени:
По табл. 2.1 определяем что эти значения коэффициентов соответствуют классу В4 использования конвейера по времени.
Определяем коэффициент средней нагрузки на ленту (производительности) по формуле.
По табл. 2.2 это соответствует классу Н2 использования конвейера по производительности. По табл. 2.4 устанавливаем что конвейер будет работать в тяжелом режиме (Т) и в средних производственных условиях (С). Устанавливаем что транспортируемый груз — среднекусковой камень — соответствует группам среднекускового груза средней плотности и средней подвижности группа абразивности D.
Расчетная объемная производительность конвейера по формуле.
Принято в соответствии с заданием расчетный коэффициент рабочего использования конвейера по времени kt = 09; общий коэффициент готовности kr = 096; коэффициент неравномерности загрузки kн = 12.
На основании данных табл. 4.41 и расчетной объемной производительности предполагаем что лента должна иметь ширину в пределах 800—1000 мм. Тогда по табл. 4.39 принимаем скорость движения ленты v = 10 мс. Принимаем желобчатый профиль сечения рабочей ветви ленты опирающейся на трехроликовую желобчатую роликоопору с углом желобчатости аж = 20°. По кусковатости груза в соответствии с табл. 4.44 ширина ленты должна быть не менее 650 мм.
По формуле (4.2) ширина ленты.
Принято из табл. 4.42 для аж = 20° и груза средней подвижности с 1= 15° и
По табл. 4.43 для груза средней подвижности и .
Принимаем ширину ленты В = 800 мм.
По табл. 4.41 при скорости v= 1 мс и имеем производительность
Для наших условий следовательно выбранные параметры обеспечивают заданную производительность.
Устанавливаем на конвейере резинотканевую ленту общего назначения типа 2Р по ГОСТ 20—76. По табл. 4.50 и 4.51 выбираем роликоопоры с роликами диаметром 127 мм общего исполнения. Диаметр оси и подшипник выбираем из табл. 4.52. По табл. 4.53 выбираем расстояния между роликоопорами
Расположение роликоопор по трассе конвейера принимаем по рис. 4.20. В зоне загрузки устанавливаем четыре амортизирующие роликоопоры на расстоянии 350 мм друг от друга.
Погонная нагрузка вращающихся частей роликоопор определяется по чертежам или по приближенным формулам.
масса груза на 1м длины ленты.
Необходимое расчетное тяговое усилие Р на обводе приводного барабана
где - коэффициент учитывающий дополнительные сопротивления движению ленты по роликам барабану в местах загрузки выбирается в зависимости от длины конвейера - (25);
- коэффициент сопротивлению движению ленты по роликоопорам и барабанам - (004); (табл. 470)
- масса груза приходящаяся на 1 м длины ленты - (28) кгм;
gл.ср – средняя линейная нагрузка от массы ленты численно равная среднему значению массы ленты определяю в зависимости от ширины и типа ленты для резинотканевой при ширине ленты 800мм - (14)кгм;
Н=1-горизонтальный конвейер
L-длина конвейера - (60 м).
и - линейные нагрузки определяются по формулам
где и - масса вращающихся частей одной роликоопоры соответственно верхней и нижней определяется в зависимости от насыпной плотности
груза (179 ; 19) кг.
и - расстояния между роликоопрами соответственно верхней и нижней ветви ленты (шаг роликоопор).
В зависимости от ширины ленты выбираю расстояние между роликами на верхней ветви =13 м; на нижней принимаю = 26 м.
По табл. 4.70 принят коэффициент сопротивления для средних производственных условий w = 003; по рис. 4.27 коэффициент Кд = 25.
По формуле (4.39) определяем мощность приводного электродвигателя
Принято: к3 = 115 и = 087
Принимаем: короткозамкнутый электродвигатель типа 4 А 132 S 4 УЗ мощность 75 кВт; 1455 обмин. На конвейере устанавливаем однобарабанный привод с углом обхвата барабана лентой а = 240° с отклоняющим роликом барабан футерован прорезиненной лентой без обкладки; коэффициент трения ленты по барабану при средних производственных и влажных атмосферных условиях = 030.
В соответствии с этим по табл. 4.73 имеет место фактор сцепления е= 352 и член ема(ем'а— l) = 14.
Отсюда расчетное натяжение ленты
Выбираем по ГОСТ 20—76 резинотканевую ленту с прокладками из ткани ТА-100 с пределом прочности на разрыв одной прокладки Sр = 100 Нмм.
Количество прокладок равно
Расчетный коэффициент запаса прочности ленты
Принято = 7; kпр = 0.9; kСт = 09 (для вулканизированного стыка); kT = 085 и kр = 09. Принимаем ленту с тремя прокладками. Проверка по формулам гл. 2 при Sd = 11 по ГОСТ 20—76:
Время прохождения ленты через пункт загрузки по формуле (4.6)
где L — 65 м — общая длина ленты между осями концевых барабанов по контуру трассы.
Для грузов группы абразивности D при тяжелом режиме работы и частоте
прохождения ленты через пункт загрузки кч — 130 с учетом кусковатости груза принимаем толщины обкладок — верхней — 4.5 мм нижней — 2 мм из резины класса А по ГОСТ 20—76.
Окончательно принята лента 2Р-800-5-ТА100-4.5-2А ГОСТ 20—76.
Принятая лента имеет массу 111 кгм ( ГОСТ 20—76) и qл = 104 Нм.
Диаметр приводного барабана
принимаем диаметр приводного барабана -500 мм.
Диаметр натяжного барабана
принимаем диаметр натяжного барабана-500 мм.
2 Кинематический расчет
Кинематическая схема привода
Электродвигатель (мотор)
Вал-шестерня быстроходной ступени
Подшипниковый узел с глухой крышкой
Зубчатое колесо быстроходной ступени
Вал-шестерня тихоходной ступени
Вал-шестерня промежуточный
Зубчатое колесо тихоходной ступени
Барабан приводной ленточного конвейера
Вал приводного барабана
Опора подшипниковая приводного барабана
Подшипниковый узел со сквозной крышкой с уплотнением
Проектируемый редуктор служит для передачи вращения и изменяющегося крутящего момента от электродвигателя к исполнительному механизму – приводному барабану ленточного конвейера. Передача крутящего момента от электродвигателя 1 посредством муфты 2 передается на быстроходный вал 3 установленный в корпусе 5 на подшипниках 6. Быстроходный вал имеет зубчатый венец 4 (шестерня) которая зацепляется с зубчатым колесом 7 установленным посредством шпоночного соединения с промежуточным валом 9 установленным также на подшипниках качения. На промежуточном валу имеется также зубчатый венец 8 (промежуточный вал может быть выполнен в виде вал-шестерни) которое зацепляется с зубчатым колесом 10 установленным посредством шпоночного соединения на тихоходном валу 17 установленном также в корпусе редуктора на подшипниках качения. Выходной конец тихоходного вала 17 посредством шпоночного соединения и муфты 15 соединен с приводным валом 12 барабана 11 ленточного конвейера с лентой 14.
Условно называют зубчатую передачу 4-7 быстроходной ступенью и зубчатую передачу 8-10 тихоходной ступенью редуктора. Крутящий момент передается: с вала электродвигателя на быстроходную ступень 4-7 далее на промежуточном валу на участке 7-8 на тихоходную ступень 8-10 далее на муфту 15 и на вал приводного барабана 16. Число оборотов электродвигателя в данной системе максимально. Число оборотов промежуточного вала в раз меньше; число оборотов тихоходного вала в раз меньше. Момент на валу электродвигателя в данной системе минимальный а на выходном валу – максимальный с учетом небольших потерь в подшипниках зубчатых передачах и муфтах момент возрастает в раз.
Выбор электродвигателя
Частота вращения вала барабана находим
Для выбора электродвигателя определяют требуемую его мощность и частоту вращения.
Потребляемую мощность (кВт) привода (мощность на выходе) определяют по формуле:
где - общее КПД звеньев кинематической цепи:
по таблице 1.1 находим значения КПД отдельных звеньев кинематической цепи:
Тогда требуемая мощность электродвигателя:
С учётом условий работы конвейера и ранее посчитанными значениями выбираем электродвигатель по таблице 14. принимаем: короткозамкнутый электродвигатель типа 4 А 132 S 4 УЗ мощность кВт с асинхронной частотой вращения обмин.
Уточнение передаточных чисел привода
Общее передаточное число привода находим по формуле:
Полученное передаточное число распределяем между первой и второй ступенями редуктора по формулам:
Определение вращающих моментов на валах привода
Частота вращения быстроходного вала:
Частота вращения промежуточного вала:
Частота вращения тихоходного вала:
Вращающий момент электродвигателя определяется по формуле:
Вращающие моменты соответственно на быстроходном промежуточном и тихоходном валах определяются по формулам:
Подставляя имеющиеся значения в указанные формулы получим:
Из данного расчёта редуктор принимаем типовой по (таблице 91) типа Ц2У-200.
межосевое расстояние 325 мм
передаточное отношение 355;
По ГОСТ 2144-76 передаточное число должно отличаться от расчетного не больше чем на 4%:
Крутящий момент на тихоходном валу кНм – 20;
3 Расчет на прочность вала приводного барабана
Тяговое усилие рассчитывается по формуле:
G = 10×[w×(q + qр)×L]×m1×m2× m3×m4×m5
где=003 – коэффициент учитывающий условия работы конвейера;
q=28 кгм – погонная масса транспортируемого материала;
qр=17.2 кгм – погонная масса движущихся частей конвейера;
L –60 длина конвейера м;
m1 m2 m3 m4 m5 – коэффициенты учитывающие конструктивные признаки конвейера:
m1 – длины при L 15 м m1=12 15;
m2=1 – прямолинейность;
m3 – в зависимости от привода: головной однобарабанный привод – m3=1;
m4=1 при хвостовой натяжной станции;
m5=1 – без сбрасывающей тележки.
G = 10×[003×(28 + 17.2)×60]×15×1× 1×1×1 = 1.2 кН
Расчет вала приводного барабана на усталость.
Учитывая возможность неравномерного распределения шихты на транспортерной ленте для расчета на крепость примем натяжное усилие которое в два раза превышает расчетное:
Т = 2G = 2 × 1.2= 2.4 кН
Момент на валу барабана равняется крутящему моменту и рассчитывается по формуле:
Мб = Мкр = 20 × 35.5 = 710 кНмм
Реакции опор находят по формулам:
RА = RБ = 2.42 = 1.2 кН
Изгибающий момент на валу барабана равняется:
Мз = 1.2× = 655.5 кНмм
Рис. 2.3.1 К расчету вала приводного барабана на прочность.
Построив эпюры изгибающих и крутящих моментов определим что наибольше нагруженными являются разрезы 1-1 и 2-2. Разрез 1-1 прослаблен посадкой с натягом и шпоночным пазом. Этот разрез проверяем на усталостную прочность по максимальным напряжениям изгиба и кручения. Разрез 2-2 круглой формы – по таким же напряжениям.
Проверку на сопротивление усталости выполняем по коэффициенту запаса сопротивления усталости:
Момент сопротивления изгиба для разреза 1-1 которое ослаблено шпоночным пазом:
Приd=80 мм b=22 мм t1=90 мм.
Wзг = 01×803 -- = 38723 мм3
Момент сопротивления кручению
Wк = 02×603 -- = 89924 мм3
При расчете принимаем что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу а напряжение кручения – по нулевому циклу. Выбор нулевого цикла связан с тем что большинство валов передает измененные значения но постоянные по направлению крутящие моменты.
Амплитуда циклов напряжений при изгибе равняется:
Амплитуда циклов при кручении равно:
Материал вала Сталь 45 для которой sв =890 МПа sт =650МПа s-1= =380МПа t-1 = 058 s -1 = (058×380 )МПа = 2204МПа. Для этой стали выбираем соотношения эффективных коэффициентов концентрации напряжений:
KsKd = 425; KtKd = 295[3]табл.17.6.
По (3) табл. 17.4; 17.5:
- коэффициент влияния шероховатости KF = 1 – для шлифованной посадочной поверхности;
- коэффициент влияния поверхностной закалки Kn = 1 – поверхность вала не закаливается.
Коэффициенты концентрации напряжений вала в разрезе 1-1:
Границы выносливости вала в разрезе 1-1:
(s-1)D = s-1(Ks)D = МПа
(t-1)D = t-1(Kt)D = МПа
Коэффициенты запаса сопротивления усталости вала в разрезе 1-1 по нормальным и касательным напряжениям – по (3) ф.ф. 17.3; 17.4:
Расчетный коэффициент запаса сопротивления усталости вала в разрезе 1-1:
Сопротивление усталости вала в разрезе 1-1 обеспечивается.
Определение напряжений в разрезе 2-2.
Момент сопротивления изгибу для разреза 2-2:
Wзг = 01×753 = 421875 мм3
Wк = 02×753 = 84375 мм3
Напряжение кручения равняется:
В разрезе 2-2 согласно с (3) табл. 17.2 к расчету принимаем концентрацию напряжения от галтели для которой:
По (3) табл. 17.3 Кd = 07
По (3) табл. 17.4; 17.5:KF = 11 – для обработанной поверхности;
Kn = 1 – поверхность вала на упрочняется.
Коэффициенты концентрации напряжений вала в разрезе 2-2:
Границы выносливости вала в разрезе 2-2:
(s-1)D = s-1(Ks)D = МПа
(t-1)D = t-1(Kt)D = МПа
Коэффициенты запаса сопротивления усталости вала в разрезе 2-2 по нормальным и касательным напряжениям – по (3) ф.ф. 17.3 и 17.4:
Расчетный коэффициент запаса сопротивления усталости вала в разрезе 2-2:
Сопротивление усталости вала в разрезе 2-2 обеспечивается.
Согласно с расчетами разрезов 1-1 и 2-2 вал удовлетворяет условиям прочности.
Результатом данной курсовой работы является проект модернизации коксового конвейера участка КПМ-2 в условиях агломерационной фабрики ВАТ «НЗФ».
С этой целью выполнен расчёт несущих частей конвейера привода.
Выявлено что масса вращающихся деталей конвейера влияют на необходимое расчётное тяговое усилие на обводе приводного барабана что влияет на выбор мощности электродвигателя. Значит снижение массы роликов на холостой ветви конвейера способствует снижению потребляемой мощности.
Предлагаю заменить металлические ролики на полиамидные ролики.
Предложенная модернизация даёт возможность отказаться от подшипникового узла в роликах что ведёт к стабильной его работе. Замена металла на полиамид многократно увеличивает срок службы ролика простота монтажа и демонтажа катков уменьшает затраты на ремонт и уменьшение времени проведения ремонта.
Машина и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т.1. Машины и агрегаты доменных цехов. Учебник для ВУЗов Целиков А.И. Гребенюк В.М. и др. 2-е издание переработанное и дополненное. – М.: Металлургия 1987. 440 с.
Нещерет И.И. Механическое оборудование агломерационных фабрик. – М.: Металлургия 1961 г.
Биргер И.А. Шорр Б.Ф. Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей и машин. 3-е издание дополненное и переработанное. – М.: Машиностроение 1979 г. – 702 с.
В.Н. Кудрявцев Ю.А. Державец Е.Г. Глухарев Конструкции и расчет зубчатых редукторов. – Ленинград: Машиностроение 1971г.
Н.Ф. Киркач Р.А. Баласанян Расчет и проектирование деталей машин. 2-е издание переработанное и дополненное. – Харьков «Высшая школа» 1987. – 52 85с.
В.И. Анурьев Справочник конструктора машиностроителя. В 3-х томах 5-е издание переработанное и дополненное. – М.: Машиностроение 1979г.