Расчет привода сталевоза

Деталировка Вала ходового колеса.cdw

улучшение HB 270 290
Неуказанные предельные отклонения IT142

Спецификация Ходового колеса Охрименко Д.А..cdw

Колесо цельнокатанное 957х190
Шайба 6.37 ГОСТ 11872-89
Шпонка 36 X 20 X 150

Сборочный чертеж Ходовое колесо Охрименко Д.А..cdw

Курсовой проект на тему -Сталевоз - Охрименко Д А П-145.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(национальный исследовательский университет)»
Факультет материаловедения и металлургических технологий
Кафедра процессов и машин обработки металлов давлением
Разработка механизма передвижения сталевоза
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
«Оборудование рудоподготовительных и плавильных цехов»
Проект защищен с оценкой
студент группы П-145
Охрименко Д.А. Разработка механизма передвижения сталевоза. – Челябинск: ЮУрГУ ПИ МиМТ 2021. – 15 с. 5 ил. библиогр. список – 5 наим. 3 - листа чертежей ф. А1 1-лист чертежей ф.А3
В курсовой работе проанализирована кинематическая схема выявлены её достоинства и недостатки. На основании выбора разработан привод сталевоза с редуктором расположенным горизонтально приводимым от электродвигателя. Рассчитана мощность электродвигателя и моменты на быстроходном и тихоходном валах редуктора. Произведены расчеты на прочность и долговечность вала ходового колеса механизма.
Обзор существующих конструкций сталевозов5
Обоснование и выбор схемы передвижения8
Расчет мощности привода9
Расчет на прочность и выносливость вала 12
Библиографический список 15
В настоящее время наиболее распространённым и эффективным способом поучения качественной стали является электросталеплавильное производство. С каждым годом доля электростали в мировом объёме выплавки стали только увеличивается. Не маловажную роль в данном технологическом процессе играет и сталевоз который предназначен для перемещения сталеразливочного ковша в разливочный пролёт и подачи порожнего ковша обратно. Сталевоз работает в условиях постоянного воздействия вредных факторов - высокой температуры запылённости и агрессивных сред. Это часто приводит к аварийным простоям что отрицательно сказывается на производстве. Для повышения надёжности в данном курсовом проекте передвижение сталевоза осуществляется электроприводом с двумя асинхронными электродвигателями.
Обзор существующих конструкций сталевозов
В кислородно-конвертерном цехе широко используют транспортные средства рельсового типа для перевозки жидкого металла и шлака. Сталевоз (рисунок 1.1) предназначен для транспортировки наполненного металлом ковша от конвертора в разливочные пролеты а также для передачи порожнего ковша под конвертор или другой пролет для подготовки под очередную плавку.
Рисунок 1.1 – Сталевоз в сталеразливочном пролете
При готовности стали конвертор наклоняют в сторону разливочного пролета и выпускают сталь в сталеразливочный ковш емкостью 130 т установленный на сталевозной тележке. Сталевоз с жидкой сталью в ковше движется в сталеразливочный пролет где ковш принимается сталеразливочным краном который поднимает его на стенд машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). После слива металла кран опускает ковш и ставит обратно на сталевозную тележку для передачи порожнего ковша к конвертору для приема стали (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 – Схема движения сталевоза по цеху
Сварная рама сталевоза состоит из двух продольных и четырех поперечных балок коробчатого сечения. Верх рамы для защиты механизмов передвижения от попадания стали и шлака закрывается плитными настилами футерованным огнеупорным кирпичом. Продольные балки рамы в средней части имеют площадки на которые устанавливается ковш. На поперечных балках смонтированы две автосцепки предназначенные для сцепления сталевозных тележек со шлаковозом. Рама продольными балками опирается на две двухосные тележки (рисунок 1.3). У каждой тележки по одной приводной колесной паре. Делается это для того чтобы при выходе из строя одного двигателя сталевоз продолжил работу с оставшимся работоспособным двигателем.
Питание к электродвигателям сталевозной тележки подается от троллея расположенного в туннеле при помощи токоприемного устройства в которое входят: бугель шарнирно-соединенный с кареткой роликовый подъемник ленты закрывающий щель туннеля от попадания в него мусора и шлака а также токосъемники.
Рисунок 1.3 – Сталевоз для ковша емкостью 130 т
– держатель токосъемников; 2 – ковш; 3 – рама сталевоза;
– скребок; 5 – ходовое колесо.
Обоснование и выбор схемы механизма передвижения
Сталевоз включает платформу опертую на пары соосных ходовых колес посредством упругих элементов расположенных симметрично относительно осей ходовых колес и приводы перемещения пары ходовых колес. Приводы перемещения размещены на общих рамах связанных с платформой посредством подвижных в вертикальном направлении вкладышей установленных соосно с упругими элементами и боковых ограничителей закрепленных на платформе. На рисунке 2.1 показана схема привода сталевоза.
Рисунок 2.1. Схема привода сталевоза
Движение передается от двух электродвигателей 1 через упругие втулочно-пальцевые муфты 2 к редуктору 3. Двигатель 1 болтовым соединением крепится к основанию 7 основание 7 закрепляется на раме 4. Редуктор крепится болтовым соединением на раме 4. На валах электродвигателей установлены тормозы 9. От редуктора 3 движение передаётся к ходовым колесам 6 через муфты с удлиненными трансмиссионными валами 5. Валы ходовых колес опираются через подшипники 8 на основание сталевоза.
Достоинство приведенного привода заключается в работе машины при выходе из строя одного электродвигателя.
Расчет мощности привода
Расчет мощности привода сталевоза
Исходные данные для расчета:
Вес сталевоза с футерованным ковшом и металлом: 181423025 кН.
Скорость передвижения сталевоза v=06 мс.
Статическая мощность электродвигателя механизма передвижения:
где G - Вес сталевоза с футерованным ковшом и металлом
W – сопротивление передвижению;
- коэффициент дополнительного сопротивления движению =15;
z – количество электродвигателей z=1;
- скорость движения платформы =06 мс;
- общий К.П.Д. передачи. = 09;
Найдем коэффициент сопротивления движению:
В рельсовых механизмах передвижения суммарное статическое сопротивление передвижению равно сумме сопротивлений от трений в ходовых колесах W1 и возможного уклона рельсового пути W2.
Найдем сопротивление передвижению от сил трения в ходовых колесах:
где G – вес сталевоза
- коэффициент трения в подшипниках;
- диаметр подшипников ходовых колес (для подшипников качения условно принимают диаметр цапфы вала); d=150 мм;
k - коэффициент трения качения колеса по рельсу; k = 0.0007 м;
D – диаметр ходовых колес; D=960 мм;
kp - коэффициент учитывающий трение реборд о рельсы и зависящий от конструкции и качества изготовления ходовой части платформы и путей; kp=1.
Найдем сопротивление передвижению от возможного уклона пути:
где - коэффициент уклона пути;
Суммарное сопротивление передвижению:
Подставляя все значения в формулу (3.1) получим:
Для обеспечения движения подходит электродвигатель 4АМУ250M4.
Характеристики электродвигателя: Рдв=20 кВт; nдв=1500 обмин.
Передаточное отношение редуктора определим из формулы:
где nдв – частота вращения вала электродвигателя nдв=1500 обмин;
nk – частота вращения колеса.
Частоту вращения колеса определим из условия:
Подставим полученное значение в формулу (3.8):
Близким передаточным отношением к расчетному обладает редуктор
Момент на быстроходном валу редуктора:
Момент на тихоходном валу редуктора:
Расчет на прочность и выносливость вала колеса
Проведем проверочный расчет вала на статическую прочность по эквивалентному моменту. На рисунке 4.1 изображены эпюры напряжений возникающих в вале колеса. На рисунке 4.1 показаны расчетные сечения.
Рисунок 4.1. Эпюры крутящего и изгибающего момента
Рассмотрим три потенциально опасных сечения.
Определим максимальный воспринимающий сечением изгибающий момент:
где М – максимальный изгибающий момент в сечении М=13500 Н; d–диаметр сечения d=015 м.
Определим максимальный крутящий момент:
где Т – крутящий момент воспринимаемый сечением Т=1773 кНм.
Эквивалентный момент:
Для выбранного материала вала сталь 45 запас прочности принимаем n=3.
Для обеспечения работоспособности должно выполняться следующее условие:
где =3503=1166 МПа – допустимое напряжение для данного материала.
Условие работоспособности выполняется для всех сечений.
Проверочный расчет подшипников на долговечность
Для опор вала исполнительного органа применим роликовые радиальные сферические двухрядные подшипники из-за возможных перекосов колец подшипника. Назначаем подшипники 3630 ГОСТ 5721-75:
- диаметр отверстия dП = 150 мм;
- диаметр внешнего кольца D = 320 мм;
- ширина подшипника В = 108 мм;
- динамическая радиальная грузоподъёмность Cr = 1200 кН;
- статическая радиальная грузоподъёмность C0r = 900 кН.
Определим силу действующую на подшипник:
Определим эквивалентную динамическую нагрузку:
Pr = VXFrKБKТ;(4.12)
где Х – коэффициент радиальной нагрузки Х = 1;
e – коэффициент осевого нагружения е = 019;
V – коэффициент внутреннего кольца V = 1;
КТ – температурный коэффициент КТ = 1;
КБ – коэффициент безопасности КБ = 13.
Определяем расчетный ресурс подшипника:
где a1 – коэффициент долговечности a1 = 1;
a23 – коэффициент учитывающий влияние на долговечность особых свойств материала a23 = 1;
n2 –частота вращения подшипника n2=2352 обмин.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Машины и агрегаты металлургических заводов А.И. Целиков П.И. Полухин В.М. Гребеник и др.: Металлургия 1988. – 344 – 384 с.
Расчет металлургических машин и механизмов В.М. Гребеник Ф.К. Иванченко В.И. Шираяев и др.: Киев 1988. – 397 – 420 с.
В.И. Анурьев Справочник конструктора – машиностроителя.: машиностроение 2001.
А.А. Королев Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов 2-е изд.: - Металлургия 1985.
Детали машин: Атлас конструкций: Учеб. Пособие для студентов машиностроительных вузов. В 2ч. Ч. 2 Б.А. Байков В.Н Богачев А.В. Буланже и др.: Под ред д-ра техн. Наук проф. Д.Н. Решетова. - 5-е изд. переработ и доп. М.: Машиностроение 1992. – 296с.

Спецификация Общий вид сталевоза самоходного Охрименко Д.А..cdw

Шайба 18Л ГОСТ 6402-70
Шайба 22Л ГОСТ 6402-70
Шайба 30Л ГОСТ 6402-70
Шайба 42Л ГОСТ 6402-70
Редуктор Ц3У-810-125-25-У1

Сборочный чертеж сталевоза самоходного Охрименко Д.А..cdw

Вес футированного ковша с металлом
Вес сталевоза с ковшом и металлом
Скорость передвижения тележки
Диаметр ходовых колес
Механизма передвижения
передаточное число 125
межосевое расстояние
Момент на быстроходном валу
Момент на тихоходном валу
На 13 свободного пространства подшипниковые узлы заполнить Литол-24-МЛи 413-3
Покрасить движещиеся части в красный
Техническая характеристика