Усовершенствование машины для забивки чугунной летки МЗЧЛ2-0,25/130П

Чертеж8.cdw

Техническая характеристика
Номинальное давление
Диаметр крышки-поршня
Диаметр поршня цилиндра
Рабочая жидкость масло ИГП-114 ТУ 38.101413-97.
Технические требования
*Размеры для справок.
Перед сборкой все детали протереть насухо
обработанные поверхности смазать смазкой ЦИАТИМ-221 ГОСТ
Цилиндр испытать давлением 40 МПа
уплотнения не допускается.
.5 Цилиндр испытать статическим пробным давлением 52 МПа в
при этом утечки масла и остаточных деформаций не
Движения цилиндра должно быть плавным.
Все нерабочие поверхности должны быть загрунтованы
грунтовкой ФЛ-03к ГОСТ 9109-93 и окрашены эмалью ПФ-115

Чертеж9.cdw

Цилиндр направляющий
*Размеры исполнительные
остальные - для справок.

Чертеж2.cdw

Размеры для справок.
Собранный переходный патрубок с носком должен открываться
плавно одним человеком без особых усилий.
Крышки люков должны открываться свободно без заеданий.
В закрытом состоянии крышка поз. 18 не должна доходить
нижней частью до внутреннего диаметра цилиндра не менее
мм в любой точке по образующей поверхности цилиндрической
Регулировочные кольца поз. 5 и поз. 11 даны с припуском.
Окончательная толщина определяется при сборке.
Штифты поз. 14 не должны выступать над поверхностью колец
Поверхности сопрягаемых деталей смазать солидолом.
Покрытие - эмаль НЦ-132 серо-голубая

Чертеж6.cdw

Сталь 35 ГОСТ 1050-88
Размеры в скобках - после сборки.
* Размеры обеспеч. инстр.

Чертеж3.cdw

00 (наибольший вылет носка 3029)
Техническая характеристика
Вместимость рабочего цилиндра
Давление леточной массы под поршнем
Диаметр рабочего цилидра
Диаметр поршня цилиндра
Время движения поршня вперед
Скорость выхода огнеупорной массы из носка пушки
Номинальное давление нагнетания маслостанции
Рабочая жидкость масло ИГП-114 ТУ 38.101413-97.
Технические требования
Размеры для справок.
Проверить работу гидроцилиндра. Движение цилиндра должно
без рывков. Течь масла недопускается.
Защитный кожух поз.6 установить после монтажа пушки.

Пояснительная записка - 2.doc

Доменное производство является одним из основных производств металлургического комплекса. Чугун выплавляемый в доменном цехе служит для производства стали из которой изготавливают прокатные изделия что завершает металлургический цикл комплекса. Выпускаемый сорт и марка чугуна в значительной степени предопределяют технологический процесс последующих производств.
Интенсификация доменного процесса достигается благодаря улучшению качества шихты повышению давления под колошником увеличению температуры дутья обогащению дутья кислородом автоматизации процесса загрузки шихты в печь и другим мероприятиям направленным на сокращение продолжительности плавки уменьшение расхода кокса повышение качества и снижение себестоимости чугуна.
Доменная печь имеет чугунную летку предназначенную для периодической выдачи жидкого чугуна и шлака из печи. Машины и устройства для обслуживания леток располагают на площадке непосредственно примыкающей к горну доменной печи. Одной из таких машин является машина для забивки чугунной летки являющаяся предметом усовершенствования. Так как в результате эксплуатации были выявлен ряд недостатков в конструкции и технических решениях.
Основные требования предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность надежность технологичность ремонтопригодность минимальные габариты и масса удобство эксплуатации экономичность техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.
Разработать техническое решение повышающее надежность работы машины.
1 Структурная схема металлургического предприятия. Ассортимент выпускаемой продукции
В целом же структура предприятия состоит из следующих подразделений:
- Коксохимическое производство;
- Горно-обогатительный комплекс;
- Аглодоменное производство;
- Сталеплавильное производство;
- Прокатное производство;
Шахтоуправление представлено:
-шахтой им. Артема №1;
- шахтой Проходческая;
Горно-обогатительный комплекс представлен:
-дробильными фабриками;
-обогатительными фабриками;
Аглодоменное производство представлено:
-агломерационным цехом
-шлакоперерабатывающим цехом
Чугун в чушках Чугун в чушках
Рисунок 1.1 Структурная схема основных цехов предприятия
В агломерационном цехе исходным сырьем для производства агломерата служит концентрат ГОКа аглоруда шахтоуправления и основная часть - утилизированные отходы производства: шламы шлаки отсевы колошниковая и известковая пыль и др. Полученный агломерат поступает в доменные цехи № 1 2 предприятия.
В состав доменного цеха № 1 входят 4 доменные печи № 5 6 7 8 а также бункерная эстакада отделение приготовления огнеупорных масс и смесей участок десульфурации чугуна.
Сырьем для производства чугуна служит: агломерат агломерационного цеха и ГОКа окатыши Сев-ГОКа и ЦГОКа железная руда шахтоуправления скрап. В качестве топлива используется кокс коксохимического производства природный газ и антрацит.
В составе доменного цеха № 2 - крупнейшая в Украине доменная печь № 9 объемом 5000 м3.
Темпом загрузки управляет вычислительный комплекс. В составе цеха участок разливочных машин.
Печь оснащена двумя установками придоменной грануляции шлака что обеспечивает полную его переработку.
Сталеплавильное производство предприятия – это два самостоятельных цеха основная деятельность которых направлена на выпуск стали соответствующей мировым стандартам. В состав производства входят:
Конвертерный цех оснащен шестью конвертерами емкостью 160 тонн. Продувка металла в конвертере кислородом осуществляется сверху. Для повышения стойкости конвертеров широко применяются горячие ремонты футеровки: торкретирование и азотирование. Монолитная футеровка сталеразливочных ковшей выполняется машинами "Орбита".
В составе мартеновского цеха двухванный сталеплавильный агрегат № 6 и мартеновская печь № 4. Выплавка стали производится путем интенсификации процесса кислородом подаваемым через сводовые фурмы. На двухванном агрегате внедрены желоба специальной конструкции для отсечки печного шлака освоен непрерывный контроль температуры металла. Система автоматического контроля и регистрации положения шиберов с цифровой индикацией двухкомпонентные весодозирующие бункера для выдачи ферросплавов в сталеразливочный ковш при сливе стали обеспечивают высокую производительность агрегатов повышают культуру производства.
Прокатное производство служит для производства высококачественного проката предприятие располагает мощными современными автоматизированными станами специальными агрегатами и оборудованием для термической обработки и осуществления отделочных операций В состав прокатного производства входят:
Сортопрокатный цех № 1.
Сортопрокатный цех № 2.
В цехе блуминг № 1 установлены рекуперативные нагревательные колодцы стан «1250» и непрерывно-заготовочный стан «730500». Цех прокатывает слитки массой 85 т в квадратную заготовку сечением 125x125 мм и 80x80 мм которая затем передается для дальнейшего переката на мелкосортные и проволочные станы и отгружается товарной продукцией. В цехе осуществляется огневая зачистка блюмов в потоке что обеспечивает высокое качество продукции.
Нагрев слитков в блуминге № 2 осуществляется в рекуперативных нагревательных колодцах а прокатка на обжимном стане «1350» и непрерывно-заготовочном стане «900700500». Цех прокатывает слитки массой 85 т в квадратную заготовку сечением 80x80 мм и 150x150 мм которая отгружается товарной продукцией и передается для переката на станы сортопрокатных цехов.
В составе сортопрокатного цеха № 1 три мелкосортных и один проволочный стан. Сортамент выпускаемой продукции: горячекатаная и термически упрочненная арматурная сталь диаметром от 10 до 14 мм круглые профили диаметром 10-14 мм угловая полосовая и квадратная сталь а также катанка диаметром 55 - 6.5 мм Продукция мелкосортных станов выпускается в прутках длиной 12 м а проволочных - бунтах до 1700кг.
Сортопрокатный цех № 2 в его составе два мелкосортных стана и проволочный стан. Мелкосортные станы «250-4» и «250-5» выпускают круглую и арматурную сталь диаметром 14-32 мм квадратную сталь со стороной 16-22 мм шестигранную сталь 17-27 мм круглую сталь 14-28 мм. катанку диаметром 65 и 8 мм круглую арматурную сталь диаметром 6 и 8 мм. Готовая продукция мелкосортных станов выпускается в прутках длиной 12 м а проволочного - в бунтах массой 550 кг.
В состав прокатного цеха № 3 цеха входит мелкосортно-проволочный стан «250-150-6» производящий сортовой прокат диаметром 14-32 мм и катанку диаметром 55-18 мм в соответствии с мировыми стандартами в бунтах массой до 21 т.
Ассортимент выпускаемой продукции
2 Характеристика доменного цеха № 2
Комплекс оборудования доменной печи № 9 доменного цеха № 2 (далее ДЦ №2) показан на рис. 1.2.
Рисунок 1.2 Комплекс доменной печи № 9 ДЦ № 2
- литейный двор; 2- конвейерные системы передачи шлака; 3- установки придоменной грануляции шлака; 4- железнодорожный путь; 5- склад шлака; 6- бункерная эстакада; 7- ленточный конвейер; 8- блок воздухонагревателей;
- пылеуловители сухие; 10- пылеуловители тонкой очистки.
ДЦ № 2 состоит из участков подготовки и подачи шихтовых материалов на колошник доменной печи собственно доменной печи с четырьмя воздухонагревателями и с выносными камерами горения. Участок придоменной грануляции шлака и участок разливочных машин.
Участок загрузки включает в себя два конвейера КБ-1 и КБ-2.
Бункерная эстакада представляет собой сооружение с двухрядным расположением бункеров размерами в плане 275 м х 180 м и предназначена для приемки шихтовых материалов их хранения дозировки и подачи материалов из бункеров на ленточные конвейеры с последующей транспортировкой для загрузки в доменную печь.
Ряд бункеров расположенных со стороны доменной печи с двумя железнодорожными путями предназначен для хранения кокса и добавок другой ряд бункеров с двумя железнодорожными путями и реверсивным загрузочным конвейером предназначен для хранения агломерата и окатышей. Бункеры агломерата и окатышей взаимозаменяемы.
Подача шихтовых материалов на бункерную эстакаду осуществляется по железнодорожным путям в специализированных составах с дистанционным открыванием люков вагона от локомотива.
Подача агломерата от агломерационных фабрик ГОКа на бункерную эстакаду предусмотрена ленточными конвейерами с разгрузкой его по бункерам реверсивным конвейером.
Подача агломерата железнодорожным транспортом является резервной.
Бункеры для хранения материалов располагаются с обеих сторон наклонного конвейера подачи шихты на колошник (КД-1) и система шихтоподачи обеспечивает нормальную загрузку доменной печи при любом сочетании порций и подач механизмами одной стороны бункерной эстакады (вторая сторона – резервная).
Агломерат окатыши и кокс выдаются из соответствующих бункеров при помощи грохотов – (под каждым бункером устанавливаются по два грохота производительностью по 400 м3 час каждый) в стационарные весовые воронки емкостью 25 м3. Из весовых воронок набранные порции материалов по заданной программе загрузки печи выдаются двумя питателями производительностью каждый 1000 м3 в час на конвейера КБ-1 и КБ-2 и затем наклонным конвейером КД-1 на колошник доменной печи.
Добавки из бункеров питателями выдаются в соответствующие весовые воронки грузоподъемностью 32 т и по заданной программе выгружаются питателями воронок на конвейеры КБ-1 или КБ-2.
Шихтовые материалы располагаются на конвейерах отдельными порциями с заданными интервалами.
Для надежной работы наклонного конвейера подачи материалов на колошник предусматриваются:
- резервные приводы на обоих приводных барабанах;
- дополнительные микроприводы с пониженной скоростью движения ленты (036 мсек) которые используются при ремонте и замене ленты а также для контроля за ее состоянием;
- центрирующие и регулирующие роликоопоры а также желобчатые гумминированные нижние роликоопоры;
- приспособления предохраняющие ленту от продольного пореза;
- устройства по контролю скорости движения ленты ее схода целости тросов в ленте автоматическому регулированию и контролю за системой централизованной смазки редукторов и пр.
Конвейеры снабжены устройствами для очистки ленты (вращающие щетки скребки установки для очистки водой сжатым воздухом). Под головной частью конвейера КД-1 предусмотрен подборщик просыпи скребкового типа подающий просыпь в воронку загрузочного устройства.
Для приема и переработки шлака у доменной печи предусматривается сооружение двух придоменных гранустановок.
Каждая установка состоит из двух независимых технологических линий - рабочей и резервной. Каждая технологическая линия рассчитана на прием всего шлака поступающего на установку от печи.
Анализ работы оборудования ДЦ № 2 показывает что основные причины отказов машины для забивки чугунной летки – это износ элементов винтовой передачи механизма выталкивания леточной массы. Характер износа винта и гайки свидетельствуют что износ происходит из-за попадания абразива на контактные поверхности.
Целью проекта является разработка механизма выталкивания конструкция которого не будет иметь отмеченных недостатков.
Для достижения поставленной цели необходимо произвести:
- литературно-патентный поиск известных технических решений;
- анализ выявленных решений на предмет использования;
- необходимые расчеты для обеспечения работоспособности и надежности.
1.1 Назначение и область применения машины для забивки чугунной летки
Машина для забивки чугунной летки (в дальнейшем машина) предназначена для забивки чугунной летки огнеупорной массой и устанавливается на литейном дворе доменной печи.
В стенке горна – нижней части доменной печи — имеются отверстия – летки для периодической выдачи жидкого чугуна и шлака из печи. Эти летки стыкуют с желобами литейного двора для приема и направления чугуна и шлака в ковши. Машины и устройства для обслуживания леток располагают на площадке непосредственно примыкающей к горну доменной печи.
Чугунная летка (рис. 2.1) представляет собой прямоугольный канал 1 в нижней части кладки горна заполняемый леточной массой 2. Отверстие в кожухе горна укреплено рамой 3 охлаждаемой плитовыми холодильниками 4. Внутренняя поверхность рамы защищена футляром 5 (набивкой из более плотной огнеупорной массы). В футляре выполнено углубление в которое устанавливается носок машины для забивки (закрывания) летки называемой пушкой.
Рисунок 2.1 Чугунная летка доменной печи
- прямоугольный канал; 2- леточная масса; 3- рама; 4- плитовые холодильники; 5- футляр.
Для выпуска чугуна в летке печи делают круглое отверстие диаметром 50-65 мм и длиной 1500-2500 мм. Для этой цели применяют машины для вскрытия чугунной летки.
После выпуска чугуна осуществляют забивку летки с помощью пушки; при этом вдавливаемая в отверстие леточная масса не только полностью закрывает канал но и восстанавливает часть внутренней футеровки печи разрушенную во время выпуска чугуна.
Как правило леточную массу при закрывании летки подают при полном дутье так как при противодавлении канал заполняется лучше и не снижается производительность печи.
Для доменной печи объемом 5000 м3 приняты четыре чугунные летки. Число выпусков чугуна из печи в сутки достигает 24. За один выпуск через чугунную летку проходит до 300—500 т металла.
1.2 Описание конструкции машины
В состав машины для забивки чугунной летки входят механизмы: поворота машины прижима носка к летке и выталкивания огнеупорной массы из цилиндра машины в летку и др.
К машинам для забивки чугунной летки предъявляют следующие основные требования:
- давление поршня на леточную массу должно быть достаточным для преодоления сопротивления ее движению в цилиндре переходном патрубке носке пушки и в леточном канале а также для распространения этой массы по внутренней стенке горна у летки (на полном ходу доменной печи);
- полезный объем рабочего цилиндра пушки должен обеспечивать заполнение канала летки длиной 1500-2500 мм леточной массой и ремонт окололеточного пространства внутри печи;
- носок пушки должен иметь прямолинейное движение при подходе к летке;
- дистанционность управления всеми механизмами;
- возможность отвода пушки в сторону после забивки летки высота пушки должна позволять разместить ее под кольцевой площадкой для обслуживания фурм т. е. они должны быть малогабаритными;
- высокая степень надежности в работе.
В ДЦ № 2 на доменной печи № 9 используется машина МЗЧЛ2-025130 П показано на рис. 2.2 2.3.
Рисунок 2.2 Машина для забивки чугунной летки
- носок; 2- переходный патрубок; 3- опорная плита; 4- промежуточный цилиндр; 5- привод; 6- указатель; 7- люк; 8- качающиеся рычаги; 9- рабочий цилиндр; 10 11- клинья; 12- рычаг; 13- привод; 14- ролик; 15- неподвижная колонна; 16- электродвигатель; 17- редуктор; 18- крюк; 19- поворотная консоль.
К рабочей площадке литейного двора крепится основа пушки – опорная плита 3 с установленной на ней неподвижной колонной 15 на которой с помощью подшипников качения закреплена поворотная консоль 19. Консоль вращают вокруг колонны 15 с помощью привода 13. На конце консоли смонтирована собственно пушка: рабочий цилиндр 9 для леточной массы к одному концу которого прикреплен переходный патрубок 2 с носком 1 для выхода леточной массы а к другому – промежуточный цилиндр 4 с поршнем соединенным с приводом 5 выталкивания леточной массы; привод включает электродвигатель редуктор и винтовую передачу и снабжен указателем 6 положения поршня. Клин 10 служит для фиксации переходного патрубка 2 на цилиндре клин 11 – для фиксации носка на патрубке. Механизм прижима пушки к летке включает электродвигатель 16 редуктор 17 и качающиеся рычаги 8. Механизм фиксации поворотной консоли и пушки имеет ролик 14 который сцепляется с крюком 18 консоли; расцепление производится электромагнитом а в аварийных случаях рычагом 12 вручную.
Рисунок 2.3 Машина для забивки чугунной летки (вид сверху)
Перед началом работы пушку заряжают: отводят в сторону переходник 2 с носком 1 после чего заполняют леточной массой открытый цилиндр и полость переходника и носка. Затем переходник устанавливают на место и закрепляют клином 10 включают поршень уплотняя легочную массу и после появления массы на выходе из носка поршень отводят в исходное положение. Освободившееся в цилиндре пространство заполняют массой через люки 7. Включая механизм поворота пушку устанавливают над главным желобом где она удерживается механизмом фиксации.
Далее механизмом прижима (рис. 2.4) подводят носок к летке и прижимают его к футляру после чего из цилиндра в канал летки выталкивают массу.
Рисунок 2.4 Механизм прижима
- винт; 2- электродвигатель; 3- муфта предельного момента; 4- редуктор;
Механизм прижима пушки (рис. 2.5) устанавливают на лафете 28 который жестко прикреплен болтом 23 к консоли поворотной колонны. На щековинах лафета с каждой стороны имеются два фигурных паза 19 по которым перемещаются ролики 18 тележки 15. К тележке при помощи шарнира 17 и винтовой стяжки 16 подвешен механизм выдавливания легочной массы. Фигурные пазы обеспечивают уменьшение угла наклона цилиндра механизма выдавливания массы при отводе тележки в крайнее левое положение что нужно для вывода пушки из желоба и удобства заполнения цилиндра леточной массой. При передвижении тележки в крайнее правое положение механизм выдавливания массы наклоняется примерно на угол 17 град вводится в главный желоб и прижимает носок цилиндра к летке.
Тележка перемещается электродвигателем 22 через двухступенчатый цилиндрический вертикальный редуктор 21 и винтовую пару 26 и 27 гайка которой 26 соединена с правой осью роликов тележки 15. Корпус механизма на котором смонтированы двигатель редуктор и винт шарнирно опирается через подшипник 20 на лафет и через гайку 26 – на тележку 15. Электродвигатель соединен с редуктором при помощи муфты предельного момента.
Механизм выталкивания леточной массы (см. рис. 2.5) обеспечивает поступательное перемещение винта 7 и связанного с ним поршня 2 от электродвигателя 12 через трехступенчатый редуктор и винтовую пару 6 и 7. Поршень выталкивает массу из цилиндра 1 через переходной патрубок 33 и носок 32 в леточный канал. Приводная вал-шестерня 13 входит в зацепление с зубчатым колесом 5 установленным при помощи подшипника на валу-гайке 6. Зубчатое колесо 5 входит в зацепление с шестерней 14 также свободно установленной на подшипнике на валу. Шестерня 14 находится в зацеплении с колесом 4 жестко укрепленном на валу-гайке 6. Вал-гайка опирается через два подшипника на корпус редуктора. Упорный подшипник 3 воспринимает осевое усилие винта. При вращении гайки винту и связанному с ним поршню 2 сообщается поступательное движение. Проворот винта и поршня исключают установкой шпонок которые располагают внутри защитного кожуха винта. Для предохранения нарезки винта от загрязнения при выталкивании леточной массы имеется телескопическое защитное устройство. Зарядку рабочего цилиндра массой осуществляют как правило вручную с торца при отведенном в сторону переходном патрубке 33 с носком 32. После заполнения цилиндра массой к нему прикрепляют клиньями переходный патрубок. Включением механизма выталкивания уплотняют леточную массу и заполняют полностью переходный патрубок и носок пушки. После этого поршень отводят в исходное положение и в освободившееся в цилиндре пространство добавляют леточную массу через люки 34.
Рисунок 2.5 Кинематические схемы механизмов прижима пушки и выталкивания леточной массы
- цилиндр; 2- поршень; 3- упорный подшипник; 4 5- зубчатые колеса;
- вал-гайка; 7- винт; 8- циферблат; 9- указатель - стрелка;
- двухступенчатый редуктор; 11- винтовая передача; 13- вал-шестерня;
- шестерня; 15- тележка; 16- винтовая стяжка; 17- шарнир; 18- ролики;
- фигурные пазы; 20- подшипник; 21- вертикальный редуктор;
22- электродвигатели; 23-болт; 24- электромагнит; 25- двуплечий рычаг; 26 - гайка 7 27- винты; 28- лафет; 29- тяга; 30- захват; 31- скоба; 32- носок; 33- переходной патрубок; 34- люк.
Для наблюдения за положением поршня предусмотрен специальный циферблат 8 указатель-стрелка 9 которого через двухступенчатый кинематический редуктор 10 и многозаходную винтовую передачу 11 связана с винтом 7.
При выталкивании массы в типовых пушках реактивное усилие при помощи захвата 30 заходящего в скобу 31 передается на кожух печи или специальную балку на которой укреплена скоба. Это разгружает механизмы поворота и прижима пушки от реактивного усилия. Перед отводом пушки электромагнит 24 при помощи двуплечего рычага 25 и тяги 29 поднимает захват.
Для закрытия летки заполненный леточной массой цилиндр механизмом поворота устанавливают над главным желобом а защелка лафета захватывает скобу после чего механизм прижима передвигает тележку наклоняет механизм выталкивания массы и прижимает носок цилиндра к футляру летки затем этим механизмом масса выталкивается в летку.
После выдавливания определенного количества леточной массы пушка остается в летке еще 10 20 минут.
По окончанию заполнения канала и затвердевания в нем массы механизм прижима возвращает рабочий цилиндр в исходное положение механизм фиксации (рис. 1.8) пушки у чугунной летки доменной печи с помощью защелки 1 управляемой электромагнитом 10 через систему рычагов 3 освобождает поворотную часть и с помощью механизма поворота она отводится в сторону от желоба.
Рисунок 2.6 Механизм захвата
- защелки; 2- ролик; 3- рычаг; 4- упор.
Механизм поворота (рис. 1.9) имеет неподвижную колонну 2 установленную на фундаменте 1 на которую через подшипники опирается поворотная колонна 3 с консолью для подвески лафета.
Рисунок 2.7 Кинематическая схема механизма поворота колонны
- фундамент; 2- неподвижная колонна; 3- поворотная колонна; 4- пружина;
- электродвигатель; 6- червяк; 7- червячный венец; 8- шестерня;
- неподвижное колесо; 10- конечный выключатель.
Колонна 3 поворачивается на 180 град электродвигателем 5 через червячно-цилиндрический редуктор со встроенной муфтой предельного момента. От червяка 6 вращение передается червячному венцу 7 на котором укреплены ведущие диски фрикционной муфты. Ведомые диски закреплены на ступице червячного колеса закрепленной на одном валу с шестерней 8. Диски прижимаются пружиной 4. Шестерня 8 обкатывает неподвижное колесо 9 закрепленное на колонне 2 и поворачивает редуктор вместе с колонной и лафетом на угол ограничиваемый конечным выключателем 10.
Механизм выталкивания леточной массы – пушка (рис. 2.8) выполнен в виде стального цилиндра 7 к которому с одной стороны шарнирно прикрепляется переходный патрубок 5 а с другой – промежуточный цилиндр 9 редуктор 2 с электродвигателем 14.
На пушке установлены два ролика 10 при помощи которых она передвигается в направляющих консоли при работе прижимного устройства.
Для дозаряди цилиндра леточной массой предусмотрены люки закрываемые крышками 8.
- кожух; 2- редуктор; 3- винт; 4- поршень; 5- патрубок; 6-носок 7- цилиндр;
- крышка; 9-цилиндр; 10- ролик; 11-устанаока аппаратов управления;
-муфта; 13- указатель расхода леточной массы; 14- электродвигатель.
Внутри цилиндра перемещается поршень 4 который прессует леточную массу и выталкивает ее из цилиндра через носок 6 в летку доменной печи.
Поршень закреплен на винте 3 имеющем упорную резьбу.
Электродвигатель соединен с валом редуктора при помощи упругой муфты 12. Для защиты от перегрева и попадания брызг шлака и чугуна электродвигатель рабочий цилиндр и редуктор закрыты кожухами 1.
Для контроля количества выдавленной массы из цилиндра при забивке летки пушка оборудована указателем расхода леточной массы 13.
1.3 Техническая характеристика машины
Вместимость рабочего цилиндра м3025
Давление леточной массы под поршнем МПа1275
Диаметр рабочего цилиндра внутренний мм580
Время движения поршня вперед с72
Скорость выхода леточной массы из носка пуши мс 0265
Сила прижима носка к летке МН 0129
Мощность электродвигателя механизма прессования кВт 72
Мощность электродвигателя прижимного устройства кВт 22
Мощность электродвигателя поворотного устройства кВт 75
1.4 Анализ недостатков в конструкции машины
Согласно анализа записей агрегатного журнала который ведется механослужбой доменного цеха № 2 наиболее часто упоминаемыми недостатками машины забивки летки доменной печи являются:
- абразивный износ резьбы при попадании леточной массы на ходовой винт – как следствие происходит ускоренный износ порыв ходовой резьбы как винта так и гайки механизма выталкивания (допустимая величина износа резьбы гайки – 40% винта – 50% по толщине).
- попадание абразивных частиц на винтовую передачу и др.) приводит к значительным потерям мощности привода механизма выталкивания.
В результате износа ходовой резьбы механизма выталкивания ухудшаются параметры работы пушки – в период выталкивания леточной массы происходит пробуксовка винта в гайке или его стопорение что нарушает режим забивки летки доменной печи (увеличивается время забивки летки) повышает расход чугуна снижает производительность печи.
1.5 Литературно-патентный обзор
Известна конструкция [1] пушки для заделки летки доменной печи (рис. 2.9; 2.10; 2.11; 2.12; 2.13) которая содержит съемный поворотный барабан с приводом и цилиндрами для леточной массы имеющими индивидуальные механизмы выдавливания носок отличающаяся тем что с целью упрощения конструкции пушки уменьшения ее габаритов и энергозатрат механизм выдавливания каждого цилиндра выполнен в виде канала частично заполненного жидкостью и соединённого с тыльной частью цилиндра причем жидкость расположена в прилегающей к носку части канала.
Известна конструкция [2] гидравлического цилиндра (рис. 2.13) в корпусе которого размещены два поршня со штоками проходящими через торцовые крышки корпуса причем один из штоков прикреплен неподвижно к внешнему элементу и выполнен со сквозным каналом соединяющим общую поршневую полость с гидросистемой отличающийся тем что с целью повышения надежности конструкции в неподвижно прикрепленном к внешнему элементу в штоке выполнен дополнительный канал соединяющий его штоковую полость с гидросистемой при этом штоковые полости соединены между собой трубопроводом.
Рисунок 2.9 Пушка продольный разрез
- поворотный цилиндровый барабан; 2- цилиндр для леточной массы; 3- канал заполненный жидкостью 4- тыльная часть поршня; 5- носок пушки; 6- кольцевой упор; 7- ствол пушки.
Рисунок 2.10 Поперечный разрез пушки А-А на рис. 2.9
- цилиндры для леточной массы.
Рисунок 2.11 Цилиндр для леточной массы с индивидуальным
механизмом ее выдавливания
- цилиндр для леточной массы; 3- канал заполненный жидкостью
- тыльная часть поршня; 6- кольцевой упор
Рисунок 2.12 Поперечный разрез Рисунок 2.13 Поперечный разрез
цилиндра Б-Б рис. 2.11 цилиндра В-В рис. 2.11
- канал заполненный жидкостью
Рисунок 2.14 Гидравлический цилиндр
- корпус; 2 3- поршень; 4 5- шток; 6- проушина; 7- сквозной канал; 8- поршневая полость; 9- дополнительный канал; 10 13- штоковая полость;
12- каналы; 14- трубопровод.
1.6 Предложения по модернизации
Изучив и проанализировав недостатки в работе базового механизма выталкивания леточной массы из пушки для забивки чугунной летки доменной печи и причин их возникновения а также учитывая проведенный литературно-патентный обзор и накопленный в этом направлении опыт других предприятий и заводов предлагается заменить существующую конструкцию электромеханического привода механизма выталкивания леточной массы с использованием электродвигателя редуктора передачи винт-гайка на гидравлический привод с применением специального гидроцилиндрам (рис. 2.15).
Рисунок 2.15 Гидравлический механизм выталкивания леточной массы
- цилиндр рабочий; 2- цилиндр направляющий; 3- гидроцилиндр;
- переходной патрубок; 5- носок; 6- люк; леточная масса.
1.7 Описание предлагаемой конструкции
Конструкцию гидравлического привода предлагается выполнить по
схеме: гидроцилиндр с подвижным рабочим цилиндром и неподвижным штоком. В качестве направляющей – гильзы по которой будут двигаться поршень используем существующий цилиндр пушки см. рисунок 2.8.
Пушка (рис. 2.15) выполнена в виде стального цилиндра 1 к которому с одной стороны шарнирно прикрепляется переходный патрубок 4 с носком 5 а с другой – цилиндр нагнетания леточной массы 2 внутри которого размещен гидравлический привод 3.
На пушке установлены два ролика 8 при помощи которых она передвигается в направляющих консоли при работе прижимного устройства.
Для дозаряди цилиндра леточной массой 7 предусмотрены люки закрываемые крышками 6.
Рисунок 2.16 Гидроцилиндр нагнетания леточной массы пушки
- цилиндр направляющий; 2- гильза гидроцилиндра; 3- поршень-крышка;
- поршень; 5- шток; 6- фланец; 7 гайки крепления штока; 8- уплотнения;
- поршневая полость; 10- штоковая полость; 11- канал подвода рабочей жидкости в поршневую полость; 12- канал подвода рабочей жидкости в штоковую полость.
Внутри цилиндра (рис. 2.16) перемещается поршень 4 который прессует леточную массу и выталкивает ее из цилиндра через носок 6 в летку доменной печи.
Поршень одновременно является крышкой гидроцилиндра соединенной посредством резьбы с гильзой. Шток цилиндра закреплен неподвижно с задней крышкой цилиндра пушки. Подвод масла осуществляется через отверстия в штоке.
Масло подается от маслостанции которая может быть расположена на расстоянии от машины и соединятся магистральным трубопроводом или непосредственно на самой пушке с соединением гибкими шлангами.
Для защиты от перегрева и попадания брызг шлака и чугуна маслостанция закрыта кожухом.
Основными преимуществами модернизированной пушки машины для забивки летки доменной печи по сравнению с базовой можно отметить:
- замена существующей конструкции электромеханического привода механизма выталкивания леточной массы гидравлическим приводом увеличит стабильность работы привода за счет исключения сложной кинематической цепи;
- восприятие динамических нагрузок непосредственно поршнем гидроцилиндра исключает неравномерность действия нагрузки на составные части привода (например: редуктора винтовой передачи и т.д.) что позволит увеличить время безаварийной работы т.е. межремонтный период;
- уменьшение металлоемкости – исключение массивных и габаритных узлов (редуктор электродвигатель передача винт-гайка соединяющих элементов кинематической цепи);
- широкий диапазон регулировки времени выхода леточной массы;
- снижение уровня шума – исключение электромеханического привода;
- простота конструкции технического обслуживания работы пушки машины для забивки летки доменной печи.
1.8 Расчеты по модернизации
1.8.1 Определение исходных данных для расчета
Для расчета гидроцилиндра нагнетания леточной массы пушки используем данные модернизируемого узла – редуктора с винтовой передачей приводящего в действие поршень пушки поступательным движением винта.
При замене редуктора с винтовой передачей – гидроцилиндром двойного действия используем схему – гидроцилиндр с подвижным рабочим цилиндром и неподвижным штоком. В качестве направляющей – гильзы по которой будет двигаться поршень используем существующий цилиндр пушки.
Исходные данные для расчетов:
р =1275 МПа – давление леточной массы под поршнем;
D =580 мм – внутренний диаметр рабочего цилиндра пушки;
s =1325 мм – ход поршня;
t =72 с – время движения поршня вперед.
Определим толкающее усилие поршня пушки по формуле [3].
где D =580 мм – диаметр поршня;
р =1275 МПа – давление леточной массы.
При выборе давления рабочей жидкости нужно иметь в виду что при приближении р к значению ропт (начиная с какого-то давления) имеет место незначительное уменьшение размеров цилиндра при повышении давления [4 5]. Поэтому часто принимают
р = (070 - 075)·ропт = 07·522 = 365 МПа.
Принимая во внимание то что стандартное оборудование маслостанций гидроаппаратура трубопроводы в большинстве случаев изготавливаются на номинальное давление 32 МПа а также учитывая принципы взаимозаменяемости унификации и ремонтопригодности оборудования исключающие применение и конструирование уникальных узлов гидрооборудования связанных с повышенным давлением выбираем стандартное значение давления масла развиваемое маслостанциями по ГОСТ 6450-68.
Принимаем номинальное давление рабочей жидкости р = 32 МПа.
1.8.2 Силовой и кинематический анализ механизма
Основными составными частями гидропривода (гидравлическая схема рис. 2.17) являются: маслостанция – 1 (включающая в себя аксеально-поршневой регулируемый РНАМ 12535 р=32 МПа для питания гидропривода электродвигатель 4АМУ 250S4 – 4 маслобак – 3 фильтр заливной ФЗ-100-80 тонкость фильтрации 80 мкм – 2 фильтр сливной ЗФГМ1-40М 42×2 тонкость фильтрации 40 мкм – 13 маслоохладитель – 12 и температурное реле ТР-200 – 15); гидравлического цилиндра – 9; гидроклапана давления КП32-20-2-11 – 14; обратного клапана 1МКО-1020 – 6; распределителя управления Р1002-АЛ64 – 7; регулятора скорости (дросселя) МДО-103 – 11 распределителя торможения – 18 и контрольного манометра ДМ2018 – 17.
В исходном положении при выключенных электромагнитах распределителя 7 масло подаваемое насосом 5 сливается в бак 3 через маслоохладитель 12. Поддержание номинального давления в гидросистеме в 32 МПа обеспечивается клапаном давления 14 контроль давления осуществляется при помощи манометра 17 включающего вентилем 16.
Включением электромагнита распределителя 7 приводится в движение гидроцилиндр 9.
Для исключения инерционного движения машины в конечной точке поворота при отключении подачи масла в линии слива дополнительно установлен регулятор потока 11 позволяющий замедлить движение цилиндра перед остановкой машины при отключенном электромагнита распределителя 18. Скорость движения цилиндра настраивается дросселем.
Обратный клапан 6 предотвращает слив масла из гидросистемы.
Слив масла в бак осуществляется через маслоохладитель 12 и фильтр 13.
Температура масла в баке контролируется температурным реле 15 подающим сигнал на пульт управления оператора при превышении допустимой температуры.
Рисунок 2.17 Гидравлическая схема привода механизма
выталкивания леточной массы из пушки
- маслостанция; 2- фильтр заливной; 3- маслобак; 4- электродвигатель;
- насос аксеально-поршневой; 6- обратный клапан; 7- распределитель;
10- трубопровод; 9- гидроцилиндр; 11- регулятор скорости;
- маслоохладитель; 13- фильтр сливной; 14- гидроклапан давления;
- температурное реле; 16- обратный клапан; 17- контрольный манометр;
- распределитель торможения.
Для установки гидроцилиндра в рабочий цилиндр пушки необходимо неподвижно закрепить шток гидроцилиндра с задней крышкой рабочего цилиндра пушки которая в свою очередь неподвижно соединена с корпусом рабочего цилиндра.
Гидравлический привод механизма выталкивания леточной массы из пушки по сравнению с механическим менее подвержен воздействию рабочей среды доменного производства так как основные его рабочие органы герметически закрыты что препятствует попаданию пыли на рабочие органы и исключает их преждевременный износ.
Определим скорость движения поршня пушки [5].
= 184 ммс = 00184 мс
где s = 1325 мм – ход поршня пушки по условию;
t = 72 с – время движения поршня вперед по условию.
Скорость движения поршня гидроцилиндра [5].
где 1000 – коэффициент перевода подачи выраженной ммс в мс.
Q – подача масла к гидроцилиндру лс;
F = r2 – площадь поршня мм2;
F = r2 = 314·1852 = 1074665 мм2
r = 185 мм – внутренний радиус цилиндра (см. рисунок 2.10).
Откуда подача масла к гидроцилиндру
где = 00184 мс – скорость движения поршня пушки;
F =1074665 мм2 – площадь поршня;
00 – коэффициент перевода подачи выраженной ммс в лс.
Q = 198·60 = 1193 лмин
где 60 – коэффициент перевода подачи выраженной лс в лмин.
1.8.3 Расчет мощности гидропривода машины
Определим мощность насоса маслостанции [6]
где Р = 32 МПа – рабочее давление;
Q = 1193 лмин – расход жидкости;
– коэффициент перевода мощности выраженной МПамин в кВт.
Для нормальной работы маслостанции выбираем электродвигатель тип - 4АМУ 250S4
частота вращения обмин 1500
Расчет необходимого количества масла поступающего в гидроцилиндр.
Определим объем бака гидростанции [6].
Минимальная емкость бака определяется изменением емкости агрегатов гидравлической системы в процессе работы.
где Vг.ц. – объем масла гидроцилиндра в поршневой полости л;
Vтр – объем масла в гидросистеме обусловленный температурным ее расширением л;
Vt – объем масла в трубопроводах гидросистемы л;
Vз – запас масла для компенсации утечек л.
Объем масла гидроцилиндра
Для упрощенного расчета емкость бака часто выбирают равной 2-3 кратной производительности насоса.
V = 2Q = 2·1193 = 2386 л
Согласно стандартного ряда объемов гидробаков принимаем Q = 250 л.
Маслостанция приводящая в действие проектируемый гидроцилиндр должна быть оснащена насосом с такими расчетными параметрами:
Подача масла ммин – 1193
Номинальное давление МПа – 32
Выбираем: насос аксеально-поршневой регулируемый РНАМ 12535 ТУ 4141-005-00221623-98.
Подача масла лмин до 170
Номинальное давление МПа 32
Рабочий объем см3 125
Частота вращения обмин 1500
Габаритные размеры L×B×H мм 484×372×362
Тип регулятора регулятор мощности (P×Q=const)
Масло ИГП-114 ТУ 38.101413-97 для тяжелого прессового оборудования
Температурный диапазон оС -15 +230
Вязкость кинематическая сСт при 40 оС 188 205
Зная величину потока масла проходящего через трубопровод определим внутренний диаметр круглого трубопровода [6].
где Q = 1193 лмин – подача маслостанции;
= 5 мс – рекомендуемое значение скорости при р = 32 МПа [6].
Минимально допустимая толщина стенки трубопровода [5]
где dтр = 225 мм – внутренний диаметр круглого трубопровода;
= 140 МПа – допускаемое напряжение на разрыв для стали 20 ГОСТ 1050-88 [7];
р =32 МПа – давлении передаваемое трубопроводом.
Выбираем: труба dн ×s = 30×35 ГОСТ8734-75 [7].
1.8.4 Прочностные расчеты деталей узлов подвергающихся модернизации
Проектируемый цилиндр изображен на рисунке 2.18. По особенностям напряженного состояния цилиндр можно условно разбить на три зоны: цилиндрическую А фланца Б и дно В.
Рисунок 2.18 Гидроцилиндр нагнетания леточной массы пушки
- цилиндр рабочий; 2- леточная масса; 3- гильза гидроцилиндра;
- цилиндр направляющий; 5- поршень-крышка; 6- поршень; 7- крышка задняя; 8- шток; 9- фланец; 10- поршневая полость; 11- штоковая полость; 12- канал подвода рабочей жидкости в поршневую полость; 13- канал подвода рабочей жидкости в штоковую полость
Цилиндрическую зону достаточно удаленную от дна и
фланца допустимо рассматривать как толстостенную трубу и рассчитывать по формулам Ляме [3 4].
Допускаемое напряжение цилиндра находим из выражения [3]
где Т - предел текучести при растяжении МПа;
n - запас прочности по пределу текучести;
Величина допускаемого напряжения для литых цилиндров [] = 80-100 МПа для кованых цилиндров из стали (03÷035% С) [] =110-150МПа для кованых цилиндров из низколегированной стали (15÷2% Ni) []=150-180 МПа [3].
Для гильзы цилиндра выбираем сталь 12ХН2 ГОСТ 4543-71.
Определим соотношение между [] и р при котором наружный диаметр цилиндра будет наименьшим. Номинальное усилие развиваемое цилиндром
Подставляя последнее значение в выражение (rн) получим
Из полученного выражения следует что rн будет минимальным при максимальном значении выражения
в котором [] постоянно а р изменяется.
откуда получим оптимальное давление
где [] =180 МПа – для стали 12ХН2 ГОСТ 4543-71 [7].
Подставляя значение р в выражение (rн) получим
Внутренний радиус гильзы цилиндра
Исходя из стандартного ряда размеров принимаем rв = 185 мм.
Определим номинальное усилие цилиндра
Pн=314·1852·32 = 3438928 Н.
Условие работоспособности цилиндра пушки
38928 Н > 33669435 Н
условие выполняется.
Уточняем наружный диаметр гильзы цилиндра
Исходя из стандартного ряда размеров принимаем rн = 225 мм.
Если на цилиндр действует только внутреннее давление р то в стенках его возникают напряжения:
осевые от влияния дна
Наибольшие напряжения возникают на внутренней поверхности гильзы цилиндра (r=rв). По энергетической теории прочности эквивалентное напряжение определяется выражением
Максимальное напряжение будет на внутренней стенке
Запас прочности стенки гильзы цилиндра по пределу текучести
где Т =600 МПа - предел текучести при растяжении [3].
По экспериментальным данным при конструировании прессов запас прочности по пределу текучести n ≥ 25 [3].
Условие выполняется.
В сечениях цилиндра расположенных близко к фланцу или дну возникают дополнительные напряжения от изгиба которые соизмеримы с напряжениями подсчитанными по формулам Ляме. На основе проведенных расчетов и исследований [3] толщину плоского днища обычно принимают не менее полуторной толщины стенки цилиндра она должна иметь плавный переход от цилиндрической части к дну (R≥04t).
Внутренний радиус перехода от стенки цилиндра к поршню.
где t - толщина стенки гильзы цилиндра мм;
t = rн-rв = 225 - 185 = 375 мм.
Размер бурта фланца проверяют по удельному усилию принимаемому около 80 Нмм2. Обычно ширина фланца b= 07t высоту его h проверяют на срез допускаемое напряжение принимают до 40 Нмм2 или выбирают в зависимости от толщины стенки t обычно h (15÷20)t. Для уменьшения концентрации напряжений в углах образуемых наружной стенкой цилиндра и поверхностью фланца их необходимо скруглять радиусами
Ширина фланца (задней крышки)
b = 07t = 07·40 = 28 мм.
Высота фланца (задней крышки)
h = 175·t = 17·40 = 68 мм.
Радиус перехода от стенки цилиндра к фланцу (поршню)
r = 02t = 02·40 = 8 мм.
Расчет элементов крепления гидроцилиндра.
Крышка гидроцилиндра одновременно является и поршнем соединяется крышка-поршень с гильзой цилиндра резьбой М450
Расчетная нагрузка действующая на крышку с учетом предварительной затяжки крышки-поршня [8].
где Q = Р = 3438928 Н – нагрузка действующая на крышку-поршень;
Кзат =2÷4 – коэффициент запаса предварительной затяжки [8];
= коэффициент внешней нагрузки.
Допускаемое напряжение
где Т =315 МПа - предел текучести при растяжении для стали 35 ГОСТ 1050-88 [7].
[nТ] = 5 – запас прочности [8].
Допускаемая нагрузка действующая на витки резьбы крышки-поршня
Условие прочности резьбы крышки-поршня
8412425 Н > 7290527 Н
Определим длину свинчивания резьбы крышки из условия прочности: на срез витка
где Qрас = 7290527 Н – расчетная нагрузка действующая на крышку с учетом предварительной затяжки;
[]ср = 90 МПа – допускаемое напряжение при срезе [7];
где Р = 6 мм – шаг резьбы;
Н – рабочая высота профиля резьбы мм [7];
b – толщина витка у основания мм;
[]из = 185 МПа – допускаемое напряжение при изгибе [7].
Н = 1866Р = 1866·6 = 11196 мм
b = 075Р = 075·6 = 45 мм
где []см = 220 МПа – допускаемое напряжение при смятии [7].
При действии осевой нагрузки учитываем только расчет на изгиб витка резьбы.
Принимаем длину резьбы согласно нормальным линейным размерам
Проверочный расчет крышки-поршня на срез и смятие.
Проверку выполняем в опасном сечении А-А см. рисунок 2.19.
Рисунок 2.19 Крышка-поршень
где Р = 3438928 Н – нагрузка действующая на крышку-поршень;
F – площадь сечения крышки-поршня мм2;
[]см = 220 МПа – допускаемое напряжение при смятии.
F = r2 = 314·1902 = 113354 мм2
r = 190 мм – радиус проточки в опасном сечении (из чертежа);
где F – площадь сечения крышки-поршня в сечении среза мм;
[]ср = 90 МПа – допускаемое напряжение при срезе.
F = d·b = 314·380·25 = 29830 мм2
где d = 380 мм – диаметр крышки-поршня (из чертежа);
b = 25 мм – ширина крышки-поршня (из чертежа);
Расчет соединения задней крышки с цилиндром.
Определим min расчетный диаметр резьбовых соединений в гидроцилиндре.
где Q'расч – расчетная нагрузка в штоковой полости Н;
[]р – допускаемое напряжение МПа;
Усилие развиваемое цилиндром при обратном ходе (штоковая полость).
где D = 370 мм – диаметр поршня цилиндра;
d = 250 мм - диаметр штока цилиндра;
р = 32 МПа – давление масла в цилиндре.
Расчетная нагрузка в штоковой полости цилиндра по формуле (2)
Крепление поршня на штоке цилиндра с помощью резьбы невозможно так как стандартный ближайший диаметр резьбы М300 мм больше диаметра штока. Для решения этой проблемы необходимо увеличение диаметра штока или замена резьбового крепления поршня другим видом крепления.
Увеличение диаметра штока нецелесообразно так как это увеличивает металлоемкость и вес цилиндра.
Заменим резьбовое крепление поршня к штоку креплением полукольцами см. рисунок 2.20.
Данные для расчета определяем из рисунка 2.20.
Проверка поршня на смятие по формуле
где F – площадь сечения поршня мм2;
F = (R2 - r2) = 314·(1252 – 1052) = 14444 мм2
где = 314;R = 125 мм – радиус штока (из чертежа);
r = 105 мм – радиус проточки штока (из чертежа);
[]см = 300 МПа – допускаемое напряжение при смятии для стали 40Х ГОСТ 4543-71 [7].
Рисунок 2.20 Крепление поршня к штоку
- шток гидроцилиндра; 2- поршень; 3- втулка направляющая; 4- кольцо;
- полукольца; 6- кольцо; 7- манжета уплотнительная.
Проверка поршня на срез
где F – площадь сечения поршня работающая на срез мм;
[]ср = 115 МПа – допускаемое напряжение при срезе для стали 40Х ГОСТ 4543-71.
F = db 314·250·125 = 98125 мм2;
где d = 250 мм – диаметр штока из чертежа;
b = 125 мм – ширина штока из чертежа.
Проверка кольца на смятие
где усилие развиваемое цилиндром при обратном ходе (штоковая полость);
F – площадь сечения кольца мм2;
[]см = 310 МПа – допускаемое напряжение при смятии для стали 45 ГОСТ 1050-88 [5 стр. 88].
F = (R2 - r2) = 314·(105 – 90) = 471 МПа;
где R = 105 мм – радиус штока (из чертежа);
r = 90 мм – радиус канавки штока (из чертежа).
= 2035 ≤ []см= 310 МПа
Проверка кольца на срез
где F = d·b – площадь сечения кольца работающая на срез мм2;
где d = 210 мм – диаметр проточки штока из чертежа;
b = 40 мм – ширина кольца из чертежа;
[]ср = 125 МПа – допускаемое напряжение при срезе для стали 45 ГОСТ 1050-88.
ср =674 МПа []ср=125 МПа
Так как кольцо и шток выполняются из одного материала а их размеры практически аналогичны (уступ штока больше на 10 мм – дополнительный запас прочности) то расчет уступа штока производить не будем.
Определим количество болтов необходимых для крепления задней крышки к гильзе цилиндра по формуле. Расчет будем производить для болтов различного диаметра с целью выбора оптимального варианта.
где Q'расч – расчетная нагрузка в штоковой полости;
[]р – допускаемое напряжение;
z – количество болтов.
где Q'расч = 39621274 Н – расчетная нагрузка в штоковой полости;
[]р = 682 МПа – допускаемое напряжение;
d – диаметр болта мм.
Расчеты показывают что увеличение диаметра резьбы хотя и приводят к уменьшению количества болтов но не настолько чтобы это было применимо. Дальнейшие расчеты не целесообразны.
Принимаем: крепление задней крышки к гильзе цилиндра аналогично креплению крышки-поршня – резьба М420.
Проверка направляющего цилиндра в котором установлен и крепится гидроцилиндр на условие прочности при растяжении.
где Р = 3438928 Н – нагрузка действующая на внутреннею полость цилиндра;
F – площадь сечения цилиндра направляющего мм;
[]р = 74 МПа – допускаемое напряжение при растяжении для стали 35Л ГОСТ 977-75 [7].
F = (R2 - r2) = 314(3252 – 2902) = 675885 мм2;
где R = 325 мм – наружный радиус цилиндра (из чертежа);
r = 290 мм – внутренний радиус цилиндра (из чертежа).
см =51 МПа ≤ []см= 75 МПа
- шток гидроцилиндра; 2- поршень; 3- втулка направляющая;
- кольцо; 5- полукольца; 6- кольцо; 7- манжета уплотнительная.
2Монтаж эксплуатация и ремонт машины
для забивки чугунной летки
2.1.1 Разработка фундамента
Машина для забивки летки доменной печи (в дальнейшем пушка) в доменном цехе №2 согласно рекомендациям СНиП 11-19-79 устанавливается на железобетонный фундамент в который предварительно закладываются металлические закладные части в виде анкерных болтов. На анкерные болты устанавливается металлоконструкция – плита квадратной формы.
Колонна вокруг которой движется машина для забивки летки доменной печи устанавливается на плиту с помощью болтов. За нулевую высотную отметку принимается уровень чистого пола первого этажа цеха.
Допустимое отклонение расположения осей: ±1мм точность установки репера по высоте: ±05мм.
Фундаменты под установку опоры сооружают на полную проектную высоту и сдают под монтаж с выровненной поверхностью. Закрепленные на фундаменте оси должны быть выверены по отношению к оси доменной печи а высотные отметки по отношению к уровню чистого пола. Готовность фундамента к производству монтажных работ определяют в результате выполнения контрольных измерений отмечаемых в исполнительной схеме: проектных и фактических размеров и отметок закладных частей; расположение знаков закрепление осей и реперов. Сдача фундамента под монтаж оформляется актом подписанным представителями заказчика строительной и монтажной организацией.
Опорой установки машины для забивки летки доменной печи является металлическая плита. Высотная отметка установки колоны на плите - +0880.
Размеры болтов указывают в рабочих чертежах на оборудование где кроме того нанесены монтажные оси и показаны привязка их к главным осям здания или сооружения (см. рис. 2.21 2.22). Количество болтов данного фундамента:
- болты для крепления колонны – 8М64;
- анкерные болты для крепления плиты – 7М80.
Так как предлагаемая в настоящем проекте машина устанавливается на существующей площадке двора доменного цеха №2 где уже существует бетонное основание (пол) и на основание устанавливается металлическая плита то расчеты будем производить только для болтов крепления колонны к плите.
Рисунок 2.21 Схема фундамента машины для забивки летки доменной печи
Рисунок 2.22 Схема фундаментных болтов крепления машины для забивки
летки доменной печи
Определим необходимую площадь сечения болтов по формуле:
Aрасч = = = 103989 мм2.
F - расчетная нагрузка (F = 346630 Н - масса машины);
Rв = 110 Нмм2 – расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов для стали ВСт 3.
Согласно таблицы расчетных площадей поперечного сечения фундаментных болтов (ГОСТ 24379.0-80) принимаем диаметр болта М80 с такими характеристиками:
- Номинальный диаметр резьбы болта – 80 мм;
- Расчетная площадь поперечного сечения – 4087 мм2;
Тогда количество болтов необходимых для крепления:
Окончательно принимаем n = 8 шт.
А = 8·4087 = 32696 мм2 > Арасч = 4087 мм2.
Глубину заделки фундаментных болтов принимаем согласно
h = 15·d = 10·80 = 800 мм
где d – диаметр болта мм.
Выполним проверку диаметра болтов крепления колонны машины к плите (см. рис. 2.23).
Рисунок 2.23 Схема крепления колонны поворота машины для забивки летки
доменной печи к плите
Расчетная нагрузка действующая на болты с учетом предварительной затяжки [9] рис. 2.24.
Рисунок 2.24 Схема нагрузки действующая на болты крепления колонны
Определим нагрузку из условия равновесия (устойчивости) машины относительно т. В
где Q = 40150 Н – масса пушки;
R – реакция силы действующая на болт;
L = 1400 мм – расстояние между болтами.
Расчетное усилие действующее на болт
Qрасч = [13kзат(1 – )+]·Q = [132(1 – 03)+03] 20075 =42559 Н
где Q = R = 20075 Н – нагрузка действующая на болты;
Кзат = 2÷4 – коэффициент запаса предварительной затяжки [9];
= 03 – коэффициент внешней нагрузки [9].
Нагрузка на один болт
где z = 8– количество болтов.
где Т =785 МПа – предел текучести при растяжении для стали 35Х ГОСТ 1050-88 [7].
[nТ] = 33 – запас прочности [7].
Условие прочности резьбы крышки-поршня определяется из допускаемой нагрузки действующей на витки резьбы
Qдоп= 119521 Н ≥ Qрасч=53199 Н
где D = 64 мм – диаметр резьбы.
2.1.2 Геодезическое обоснование монтажа
Геодезическое обоснование монтажа (см. рисунок 2.25). Высотное положение фундаментов определяют нивелированием от реперов находящихся в близи сооружения или от реперов заложенных под оборудование.
Рисунок 2.25 Геодезическое обоснование монтажа машины
для забивки летки доменной печи
- контрольный репер;
- контрольная плашка;
Плашки должны иметь рабочую площадь поверхности не менее 30х150 мм. Положение горизонтальной оси на плашках отмечают точкой выбиваемой керном с точностью ±05 мм. Вокруг осевой точки кернением обозначают треугольник одна сторона которого указывает направление оси. Положение вертикальной оси на плашках обозначают рядом точек расположенных по вертикальной линии. Реперами обычно служат стальные стержни с полукруглой головкой или обрезки арматуры. Верхнюю часть репера устанавливают с точностью ± 02 мм.
2.1.3 Способы доставки оборудования к месту монтажа
После изготовления всех комплектующих узлов и деталей а также сборки и проверки машины для забивки летки доменной печи заводом изготовителем и разработанными схемами крепления узлов и деталей на МПС вагоны производится погрузка в соответствии с документацией. После погрузки выдается сопроводительный документ комплектности оборудования. Вагоны с оборудованием доставляют на предприятие заказчика где в процессе приемки оборудования проверяют: комплектность (по заводским спецификациям отправочным и упаковочным ведомостям); соответствие оборудования чертежам и техническим условиям на монтаж; наличие возможных повреждений или поломок; наличие и полноту технической документации; После сверки комплектности оборудования его отправляют в цех ДЦ № 2.
Разгрузку машины производят кольцевым мостовым краном.
При этом используют типовую такелажную оснастку (стропы) которые подбирают в зависимости от габаритов и веса перемещаемых компонентов. Этот выбор производят согласно требованиям стандарта предприятия который распространяется на грузовые канатные и цепные стропы. Для подъема и перемещения частей машины используются стропы типа СКП1 СКП2 грузоподъемностью 1-5 т (см рис. 2.26). При этом должно выполнятся условие чтобы угол между ветвями стропов в любой плоскости не превышал 90о. Схема строповки наиболее габаритного элемента машины для забивки летки доменной печи - пушки (на рис. 2.27).
Рисунок 2.26 Строп СКП2
Рисунок 2.27 Строповка пушки машины для забивки летки доменной
2.1.4 Технологическая карта монтажа
Ведомость необходимых для монтажа материалов полуфабрикатов и инструментов сведена в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 Перечень монтажного оборудования инвентаря и приспособлений
Ключи S= 17х22; 32х36; 41х46; 46х50; 50х60; 60х75; 95х110
Монтажный чертеж со спецификацией приведены на рис. 2.28
Рисунок 2.20 Машина для забивки чугунной летки
- опорная плита; 2- неподвижная колонна; 3- поворотная консоль; 4- пушка.
Технологическая карта монтажа машины для забивки летки доменной печи объем стоимость и потребность в рабочих по квалификациям и разрядам представлена в таблице 2.2.
Контроль точности установки машины. До начала монтажа машины выверяют фундаментные болты. Монтаж машины для забивки летки доменной печи осуществляется последовательно. Отклонения осей болтов не должны превышать 1 мм. На фундаментные болты устанавливают плиту. Затем последовательно монтируют механизмы поворота прижима и прессования. Качество монтажа оценивают по траекториям движения цилиндра и носка частоте срабатывания защелки. Пушка должна двигаться плавно не задевая главный желоб. Положение носка регулируют изменением длины задней подвески. Затем плиту подливают и проверяют механизм прессования выдавливая легочную массу через шайбу диаметр которой в 2 раза меньше выходного диаметра носка.
Контроль и расположение составных частей машины по высоте и в горизонтальной плоскости осуществляется нивелиром принимая за базу ось поворотной колонны.
Таблица 2.2 Технологическая карта монтажа машины забивки летки доменной печи
Описание работ по сборке в
технологической последовательности
Продолжительность операции. час
График выполнения работ
Монтаж плиты основания с установкой гаек (М100 - 7 шт.)
Монтаж колоны с установкой болтов (М64х180 -16 шт.)
Монтаж консоли поворотной
Монтаж узлов оборудования гидропривода
Подключение к системе смазки
2.5 Условия работы проектируемого оборудования
Машина для забивки летки работает в тяжелых условиях она должна на скорости (0265 мс) и давлением (под поршнем 1275 МПа) выдавливать леточную массу при повышенной температуре. Устанавливается машина на открытом воздухе и подвержена всем атмосферным явлениям дополнительно вредным фактором является повышенная запыленность. Режим работы машины как и всего доменного производства является – непрерывным. Однако в течение смены производятся остановки для профилактического обслуживания оборудования используемого в доменном производстве на 1-3 ч. Реальная загрузка Машины в течение суток определяется из целесообразных объемов производства т.е. продукции производится ровно столько сколько на нее имеется спрос (заказы заключенные контракты). Максимальное время работы машины за сутки – 12 ч.
2.6 Характер износа наиболее ответственных деталей проектируемого оборудования в процессе эксплуатации
В процессе работы машины входящей в комплекс машин обслуживающих доменную печь ее отдельные части получают характерный износ. Отметим наиболее ответственные детали пушки и характер их износа и представим их в виде таблицы 2.3.
Таблица 2.3 Характер износа деталей
Наименование детали узла
Редуктор специальный
Износ передач зубчатого зацепления механические повреждения от воздействия динамических нагрузок
Подшипниковые опоры
Износ подшипников посадочных поверхностей
Металлоконструкции пушки
Механические повреждения от воздействия больших внешних нагрузок коррозионный износ воздействие высоких температур.
Сроки службы отдельных узлов машины:
- редуктор от 2 до 3 лет;
- подшипники 1 до 15 лет;
- носок – до 1-2 месяца.
2.7 Анализ мероприятий по техническому обслуживанию машины
Техническое обслуживание и ремонты машин для забивки чугунных леток доменной печи необходимо проводить в соответствии с требованиями действующих Правил по обслуживанию оборудованию доменной печи при этом технологический и ремонтный персонал цеха обязаны выполнять работы по ТОиР и обеспечивать следующие требования к состоянию оборудования:
Перечень работ при приемке смены и технические требования к состоянию оборудования:
- произвести внешний осмотр механизмов машины креплений и несущих металлоконструкций не допускается наличие трещин и других видимых дефектов;
- проверить исправность электрооборудования и надежность заземления;
- проверить уровень смазочных материалов в редукторах машин. При необходимости долить;
- произвести проверку работы в холостом режиме всех механизмов машины – не допускается наличие постороннего шума и вибрации все замеченные неисправности устранить.
Перечень работ при техническом обслуживании в течение смены и технические требования к состоянию оборудования:
- выполнить работы перечисленные в пункте 1;
- содержать машину в чистоте – не допускается скопление пыли и грязи на механизмах машины. Обдуть машину сжатым воздухом;
- проверить и при необходимости подтянуть болтовые соединения. Особое внимание обратить ни крепление корпусов и крышек подшипников;
- проверить перед каждой забивкой летки поверхности сцепления крюка. Не допускается загрязнение и приварка чугуна и шлака на поверхности сцепления;
- производить чистку машины после забивки летки. Удалять оставшуюся массу из внутренних поверхностей и брызги чугуна и шлака с наружных поверхностей пушки. Смазывать внутреннюю поверхность рабочего цилиндра шарнирные соединения промежуточного патрубка и люков;
- следить за износом внутренней поверхности цилиндра пушки а также за износом поршня. Допустимое уменьшение толщины стенок цилиндра от износа не более 5 мм. Поршень необходимо заменять при износе 2- 3 мм по диаметру;
- при очистке машины проверить визуально все механизмы их исправность. Все замеченные неисправности устранить.
Перечень работ при техническом обслуживании по графику ТО и технические требования к состоянию оборудования:
- проконтролировать выполнение технологическим персоналом работ перечисленных в п. 2;
- произвести внешний осмотр всех механизмов машины произвести обтяжку крепежных соединений и проверить работу всех механизмов машины. Все неисправности устранить;
- произвести осмотр редукторов проконтролировать износ зубчатых передач;
- проверить исправность системы смазки механизмов машины и наличие смазки при необходимости долить или заменить;
- произвести внешний осмотр направляющих и роликов механизма выталкивания – трещины и задиры зачистить и заварить. Износ не более 20 %.
- отрегулировать положение конечных выключателей;
- проверить состояние подшипников машины;
- проверить состояние резьбы гайки и шток-винта поршня. При износе резьбы гайки более 30 % заменить комплектно цилиндр пушки с механизмом выталкивания.
Произвести смазочные работы машины забивки чугунной летки в соответствии с картой смазки.
В случае обнаружения неисправностей поломок и др. оператор должен немедленно сообщить об этом своему непосредственному начальнику и сделать соответствующую запись в журнале приема-передачи смены. Распоряжением по цеху за машиной закрепляется инженерно-технический работник (мастер по ремонту механического оборудования ДЦ № 2) ответственный за техническое состояние машины и который осуществляет технический контроль за работой машины. Следит за выполнением вышеперечисленных пунктов обслуживающим персоналом следит за графиком проведения ППР и др. Также в каждой бригаде назначается рабочий (оператор работающий на машине) ответственный за работу машины в обязанности которого входит поддержание ее в работоспособном состоянии.
2.8 Предложения по совершенствованию организационного и технологического характера направленного на поддержание исправного состояния машины
В целях совершенствования мероприятий организационного и технологического характера направленных на поддержание в исправном состоянии машины забивки чугунной летки предлагается:
- для всех работников (технологический ремонтный персонал) в обязательном порядке провести обучение в процессе которого ознакомить их с конструкцией модернизированной машины забивки чугунной летки а именно – пушки принципам и приемам работы правилам техники безопасности;
- для работников занятых непосредственно обслуживанием машины забивки чугунной летки проводить курсы повышения квалификации;
- для увеличения гарантийного срока службы машины забивки чугунной летки а следовательно увеличения межремонтного периода и снижения затрат времени и средств на его ремонт необходимо: применять передовые технологии ремонта изготовление запасных частей из износоустойчивых материалов приобретение современных долговечных частей оборудования.
2.9 Выбор формы и метода проведения ремонтов оборудования
Ремонт оборудования в ДЦ № 2 производится по графику. Для повышения качества ремонтных работ в ДЦ № 2 принята смешанная форма проведения ремонтов. Для изготовления запасных частей и проведения ремонтов привлекают:
- ремонтный персонал ДЦ № 2;
- ремонтные цехи МРК;
- ремонтные цехи ДКР;
Для сокращения простоев оборудования во время проведения ремонта принят узловой метод согласно которому восстановление узлов проводят в межремонтный период.
2.10 Разработка перспективного графика планово-предупредительных ремонтов оборудования на год
В цехе ДЦ № 2 принята система планово-предупредительных ремонтов. Эта система охватывает совокупность организационных и технических мероприятий по уходу надзору эксплуатации и ремонту оборудования направленных на предупреждение преждевременного износа деталей узлов механизмов и содержание их в работоспособном состоянии. В цехе проводятся текущие и капитальные ремонты оборудования. Планы предупредительных ремонтов оборудования оформляются в виде графика. Годовой график планово-предупредительных ремонтов (ППР) (табл. 2.4). Капитальный ремонт выполняется 1 раз в 9 месяцев.
Таблица 2.4. График планово-предупредительных ремонтов
Машина для забивки чугунной летки
2.11 Описание методов восстановления наиболее часто изнашивающихся деталей
К основным технологическим способам восстановления деталей пушки относятся следующие
- восстановление металлических деталей и узлов - сварочно-наплавочные (ручная электродуговая и газовая сварка и наплавка автоматическая и полуавтоматическая сварка и наплавка под слоем флюса в среде защитных газов и др.) металлизация гальванический способ (хромирование) химический (никелирование) пластическая деформация (холодная и горячая) покрытие полимерными материалами электроискровое наращивание.
Изношенные подшипники качения не восстанавливаются а заменяются на новые. Только в исключительных случаях допускается замена отдельных поломанных тел качения и удаление пятен коррозии на беговых дорожках пастой ГОИ.
Изношенные зубчатые зацепления как правило заменяют новыми. Однако в неответственных передачах при поломке зубьев но не более двух подряд допускается ремонт сваркой детали зубчатых передач (зубчатые колеса шестерни зубчатая муфта) испытывающие большие нагрузки сильно изнашиваются. Так как шестерни дефицитны при ремонте изыскивают различные способы качественного их восстановления. Такими способами являются восстановление зубьев шестерни наваркой напрессовка зубчатых венцов вдавливание прокатка зубьев установка зубчатых секций и ввертышей.
Зубчатые колеса с лопнувшим ободом ремонтируют электросваркой или механическим способом путем закрепления накладок с двух сторон обода.
Подвержены сильному механическому износу вследствие трения передача винт-гайка шарнирные соединения при этом изменяется их геометрическая форма чистота поверхности. К восстановлению таких деталей можно применить такой способ как наплавка под флюсом (рис. 2.21). При этом в металле наплавленном под флюсом содержится меньше азота и кислорода и поэтому не содержит шлаковых включений и пор. С целью повышения производительности наплавкии применяют многоэлектродную наплавку а также наплавку пластинчатыми электродами или электродной лентой. Для получения требуемых свойств наплавленного металла необходимо вводить в него легирующие элементы.
Применяют многоэлектродную наплавку а также наплавку пластинчатыми электродами или электродной лентой. Для получения требуемых свойств наплавленного металла необходимо вводить в него легирующие элементы. После наплавки деталь подвергают механической обработке на станке до требуемых размеров а затем цементируют закаливают в печи и отпускают. Кроме наплавки восстановление рабочих поверхностей валов осей и др. производится механической обработкой (метод ремонтных размеров). Сопрягаемые детали восстанавливают введением деталей-компенсаторов или изготовляют новые обеспечивая первоначальные (номинальные) посадки.
Ремонт посадочных поверхностей осуществляется путем наплавки изношенных участков с последующей их мехобработке до проектного размера или проточкой посадочной поверхности вала до ремонтного размера с одновременным изготовлением новых втулок под этот размер (рис. 2.21).
Рисунок 2.21 Восстановление валов методом ремонтных размеров
- корпус; 2- подшипник скольжения; 3- вал.
2.12 Смазка оборудования
Важным условием нормальной эксплуатации механизмов оборудования в течении всего межремонтного периода является строгое соблюдение периодичности смазочных работ и применение соответствующих смазочных материалов. Состояние смазки должно проверятся при каждом обслуживании и ремонте машины.
Смазка машины производится от автоматической смазочной станции консистентной смазкой для дозирования которой установлены питатели заключенные в металлические шкафы.
Консистентные смазки представляют собой минеральное масло сплавленное с различными загустителями (органические синтетические и металлические мыла парафин цезерин петролатум).
Вязкость масел обратно пропорциональна температуре. Это свойство является очень важным с эксплуатационной точки зрения. Неизбежные при работе оборудования колебания температуры приводят к изменению вязкости и скорости износа деталей.
В составе механизмов машины для забивки летки доменной печи – один специальный редуктор с емкостью ванны более 20 л. и редуктор перемещения пушки.
Определим долив масла в редуктор за сутки
q = k·Q = 22·100+22·30 = 286 г.
где k = 22 гл - для ванн вместимостью более 20 л;
Q = 100 л и 30 л - вместимость ванны редукторов.
Определяем расход смазки для подшипников машины (№ 8210)
q = 75·10-4 ·d·b·n =75·10-4·50·78·2 = 585 г.
где d = 50 мм - внутренний диаметр подшипника;
b = 78 мм - ширина обоймы подшипника;
n = 2- количество подшипников.
Определяем расход смазки для подшипников (№ 214 № 308)
q = 75·10-4 ·d·b·n = 75·10-4·40·23·1+75·10-4·70·24·2= 321 г;
Определяем годовой фонд рабочего времени работы машины
Ф = [ t·( 365 - В - С )]·n·k
где t = 8 ч - продолжительность рабочей смены;
В = 104 - число выходных дней в году;
С = 8 - число праздников;
k = 085 - коэффициент использования механизма по времени.
Ф = [ 8·( 365 - 104 - 8 ) ]·3·085 = 5161 ч.
Определяем общегодовой расход смазочных материалов
а) для редуктора (жидкая смазка)
где n = 365 - В - С = 365 - 104 - 8 = 253 сут - кол-во рабочих дней в году.
Карта смазки приведена в таблице 2.5. Схема смазки см.рис. 2.22.
Таблица 2.5 Карта смазки
Наименование смазываемого узла
Наименование смазочного материала и номер стандарта
Способ нанесения смазки
Периодичность проверки и замены смазки
Редуктор механизма передвижения пушки
Ежесменно. Замена 1 раз
УНИОЛ-2М2 ТУ38.5901243-92
Рисунок 2.22 Схема смазки
- шарнирные соединения; 3- зубчатые зацепления; 5- редукторы.
1 Актуальность проекта
В результате модернизации увеличивается срок службы механизма за счет применения более простой и надежной кинематической схемы передачи поступательного движения поршню уменьшатся затраты на ремонт и обслуживание. В механизме выталкивания леточной массы применены более надежные узлы и детали. За счет уменьшения элементов кинематической схемы привода механизма выталкивания планируется уменьшение затрат на ремонт и обслуживание механизма в целом.
Согласно закону «О налогообложении прибыли предприятий» затраты на ремонт которые составляют меньше 10% балансовой стоимости соответствующей группы основных фондов то они могут быть отнесены на затраты. Эти затраты относятся к статье – текущие ремонты. Балансовая стоимость основных фондов ДЦ № 2 где установлена машина для забивки чугунной летки составляет К=76830570 грн. Годовая программа производства для Доменного цеха № 2 составляет величину Пг = 950625 тонн готовой продукции (готового чугуна).
2. Проектные решения.
Предлагаемое решение позволит исключить нерегламентированные простои счет увеличения показателя надежности гидропривода в отношении механического и снизить на 30% простои за счет снижения длительности текущих ремонтов 1-й и 2-й категории. Одновременно с этим снижается трудоемкость ремонта и обслуживания нового оборудования за счет упрощения конструкции. Мощность электропривода который обеспечивает работу гидропривода составит 45 кВт в отличие от 72 кВт при механическом приводе. Таким образом уменьшится расход электроэнергии. В совокупности за счет сокращения времени и трудоемкости планово-предупредительных ремонтов а также снижение амортизационных отчислений за счет снижения стоимости гидропривода в отношении механического привода а также экономии электроэнергии возможно получение положительного решения которое будет опираться на показатели экономической эффективности.
3 Расчет экономического эффекта
Величина капитальных вложений на осуществления модернизации рассчитывается:
КВ = КН + М + Д - Л + ПР
где КН – стоимость нового привода;
М – стоимость монтажа;
Д – стоимость демонтажа;
Л – ликвидационная стоимость оборудования которое подлежит демонтажу и продаже;
ПР – затраты на проектные работы.
Стоимость нового привода рассчитывается с использованием укрупненных показателей стоимости
где М1 = 3587 кг – масса механического привода;
М2 = 1855 кг – масса гидравлического привода;
Ц1 = 48965 грн. – стоимость механического привода.
Стоимость проводимого монтажа составляет 10% от стоимости нового привода и составит:
М = 01КН = 012532202 = 253220 грн.
Стоимость демонтажа составляет 5% от стоимости нового привода
Д = 005 КН = 0052532202 = 126610 грн.
Демонтированное оборудование не подлежит реализации а остается в цехе для обеспечения ремонтов оставшихся без реконструкции трех пушек. Затраты на проектные работы составляют 5% от объема капитальных вложений которые составляют стоимость гидравлического привода его монтаж и демонтаж старого оборудования.
ПР = (КН + М + Д)005 =
= (2532202+253220 +126610)005 = 145602 грн.
Таким образом капитальные вложения составят:
КВ = 2532202+253220+126610+145602 = 3057634 грн.
Для проведения мероприятий по внедрению проекта необходимо затратить 3057634 грн.
Для определения экономической эффективности мероприятий проекта необходимо определить себестоимость проектного варианта.
Затраты на модернизацию отнесенные на 1 тонну готовой продукции:
Сз1т = КВ:Пг = 3057634:950625 = 0032 грн;
После проведения модернизации расходы по статье текущие ремонты по Доменному цеху № 2 составят:
Ст.р.п вн. = Ст.р. д.вн.+Сз1т = 20+0032 = 2032 грн;
где Ст.р. д.вн – затраты по статье текущие ремонты до проведения модернизации (см. табл. 3.1);
Сз1т – затраты на модернизацию;
Тогда затраты по статье текущий ремонт на годовой объем производства:
Ст.р.п.вн = Ст.р. д.внПг. = 2032·950625 = 1931670 грн;
Ремонт машины для забивки чугунной летки производится один раз в 9 месяцев за 24 часа. При этом затраты по статьям на 1 тонну составляют:
С1т = Ссм+Ст.р.+Сос ср. = 036+20+40 = 636 грн;
где Ссм = 036 грн – затраты на 1 тонну по статье сменное оборудование до внедрения (см. табл. 3.1);
Ст.р. = 20 грн – затраты на 1 тонну по статье текущий ремонт до внедрения (см. табл. 3.1);
Сос.ср = 40 грн – затраты на 1 тонну по статье содержание основных средств (см. табл. 3.1);
В результате модернизации машины для забивки чугунной летки предполагается уменьшение времени ремонта на 30% продолжительность ремонта после модернизации составит 17 часов. Снижение времени ремонта приводит к уменьшению его стоимости. В тоже время ожидается увеличение времени межремонтного периода работы машины что уменьшит расходы на содержание основных средств по цеху.
Расходы по статье «содержание основных средств» на 1 тонну:
Сос.ср 1т = С3:Пг = 12852:950625 = 0014 грн;
где С3 = 12852 грн – снижение затрат на ремонт машины для забивки чугунной летки за счет уменьшения стоимости ремонта определяется как:
С3 = Сд.м. - Сп.м. = 42840 – 29988= 12852 грн;
где Сд.м. = 42840 грн – стоимость проведения ремонта машины для забивки чугунной летки до модернизации;
Сп.м = 29988 грн – стоимость проведения ремонта машины для забивки чугунной летки после проведения модернизации;
После проведения модернизации общие по цеху расходы по статье «содержание основных средств» составляют:
Сос.ср 1т = 40 – 0014 = 3986 грнт;
На годовой выпуск продукции эти затраты составляют:
Сос.ср = Сос.ср 1т Пг = 3986950625 = 378919125 грн.
Также в результате проведения модернизации машины для забивки чугунной летки в результате применения более простой и надежной кинематической схемы выталкивания леточной массы из пушки а также применения более надежных и прочных узлов и деталей снизятся затраты на их замену и ремонт за счет увеличения срока их работы. Эти затраты относятся к статье расходов – «сменное оборудование». После модернизации планируется снизить годовые затраты на приобретение и установку элементов механизма выталкивания леточной массы из пушки – 8 000 грн.
Снижение затрат отнесенных на 1 тонну готовой продукции:
Сс.о.1т = Сс.о:Пг = 8000:950625 = 0008 грнт;
где Сс.о = 8000 грн – снижение затрат на замену элементов механизма выталкивания леточной массы из пушки;
После проведения модернизации расходы по статье сменное оборудование по цеху составят:
Ст.р.п.вн. = Ст.р д.вн - Сс.о.1т = 036 – 0008 = 0352 грнт;
где Ст.р. д.вн – затраты по статье сменное оборудование до проведения модернизации
Сс.о.= Сс.о.1т ·Пг = 0352·950625 = 334620 тыс.грн;
Расчет изменения затрат на электроэнергию производится по формуле
где затраты на электроэнергию до модернизации;
- затраты на электроэнергию после модернизации.
Расход электроэнергии
где Р – мощность электродвигателя до и после модернизации кВт;
ТФ = 8760 час – фактическое время работы машины;
КИ = 025 – коэффициент использования оборудования.
= 728760025 = 157680 кВт
= 458760025 = 98550 кВт.
Стоимость затраченной электроэнергии составляет:
Цэ = 15768005 = 78840 грн
Цэ = 9855005 = 49275 грн.
на единицу продукции
= :Пг = 78840: 950625 = 0082 грнт
=:Пг = 49275: 950625 = 0051 грнт.
Экономия затрат по статье «Электроэнергия» составит:
ΔЗЭ = -= 0082 – 0051 = 0031 грнт
Определим прирост амортизационных отчислений
где КВ = 3057634 грн – капитальные вложения;
НА – норма амортизации 15% годовых.
В расчете на единицу продукции это составит:
Общая экономия по статьям себестоимости составит:
Э = Сс.о.1т + ΔЗЭ - Δ А' = 0008+0031-0005 = 0034 грнт.
Плановая себестоимость одной тоны чугуна составляет:
С1 = Сзад+Зпр + Пр = 70508 + 904 - 2177 = 77371 грн.
где Сзад = 70508 грн – задано;
Зпр = 904 грн – всего затрат по переделу;
Пр = 2177 грн – доход от продажи попутной продукции;
Прирост прибыли после проведения мероприятия составит:
ΔП = (С1 – С2)·Пг = (77371 – 77366)·950625 = 3232125 грн;
где С1 = 77371 грн – себестоимость продукции до модернизации;
С2 = 773676 грн – себестоимость продукции после модернизации (табл. 3.1);
Пг = 950625 т – годовой выпуск продукции после модернизации;
Расчета калькуляционных статей себестоимости продукции с учетом влияния всех факторов сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 Калькуляция себестоимости продукции
Затраты на единицу продукции после модернизации
Сырье на основные материалы:
Металлургическая шихта
Агломерат железорудный
Затраты от отсева агломерата
Окатыши железорудные
Затраты от отсева окатышев
Кокс с влагой и выносом
Кокс из перерасчета на сухой
Затраты от отсева кокса
Всего задано с отчислением отходов
Энергетические затраты
Электроэнергия (кВтч)
Вода техническая (куб.г.)
Кислород (1000 куб.м)
Краткий воздух (1000 куб.м)
Всего энергетических затрат
Основная заработная плата
Дополнительная заработная плата
Отчисление на соц.страхование
Продолжение таблицы 3.1
Сменное оборудование
Содержание основных средств
Транспортные средства
Амортизация основных фондов
Другие затраты по переработке
Всего затраты по переработке
Общезаводские затраты
Всего затрат (включая энергетические)
Шлак гранулированный
Доменный газ для покупателей
Производственная себестоимость
Коэффициент абсолютной экономической эффективности составляет
где КВ = 3057634 грн.– затраты на модернизацию.
Определим срок окупаемости капитальных вложений:
Сравнение технико-экономических показателей до и после внедрения мероприятия по модернизации представлено в табл. 3.2.
Таблица 3.2 Технико-экономические показатели
Электроэнергия грнт
Основная заработная плата грн
Дополнительная заработная плата грн
Продолжение таблицы 3.2
Отчисление на соц.страхование грн
Сменное оборудование грн
Содержание основных средств грн
Амортизация основных фондов грн
Всего затраты по переработке грн
Всего затрат (включая энергетические) грн
Производственная себестоимость грнт
Анализ основных технико-экономических показателей позволяет отметить что проектируемое мероприятие позволяет уменьшить время текущих ремонтов машины для забивки чугунной летки на 30%. Дополнительные капитальные вложения представляют собой стоимость гидравлического привода с учетом затрат на монтаж последнего и демонтаж механического привода что составило 30576 тыс. грн. именно эта величина откорректировала стоимость основных фондов увеличив их на 042%. Себестоимость единицы продукции снизилась за счет статьи «Содержание основных средств» на 33462 тыс.грн что составило 035% и «Сменное оборудование» - 4753 тыс. грн- в отношении базового значения. Изменение мощности электродвигателя для гидравлического привода привело к уменьшению затрат по этой статье на 29469 тыс. грн. Таким образом влияние всех вышеперечисленных факторов привело к уменьшению себестоимости единицы продукции на 0034 грнт. Изменение прибыли продукции составляет 3232125 грн. Таким образом предлагаемое проектное решение позволяет улучшить такие показатели как себестоимость единицы продукции прибыль на единицу продукции. Коэффициент абсолютной экономической эффективности составляет 102 и показывает что затраченные капитальные ресурсы будут окуплены за 143 года.
Предлагаемое проектное решение есть экономически целесообразным.
Доменный цех № 2 входящий в состав металлургического предприятия расположен отдельно от городской черты с подветренной стороны по отношению к населенным пунктам чтобы газы пыль и дым не попадали на жилые кварталы. С той же целью санитарными нормами предусматривается защитная зона между предприятиями и населенными пунктами. Для металлургических предприятий минимальная ширина защитной зоны установлена в 1000 м при условии организации специальных мер по борьбе с выбросами в окружающую среду. В защитной зоне высаживаются деревья кустарники и газоны.
Существенное значение имеет также отвод заводских выбросов через дымовые трубы значительной высоты в вышележащие слой атмосферы что способствует рассеянию вредностей в атмосфере и значительному уменьшению концентрации газов и пыли в районе населенных мест.
ДЦ № 2 занимает территорию на которой рационально размещены транспортные коммуникации.
При разработке генерального плана цеха учтена возможность расширение цеха в будущем предусматривая для этого соответствующие площади. Рациональная планировка основных и вспомогательных зданий и сооружений цеха оказывает существенное влияние на общее состояние безопасности и оздоровления условий труда. При этом учитывается направление господствующих ветров с таким расчетом чтобы выбросы прокатных станов относились в сторону от заводской территории и не попадали на другие цехи и лаборатории завода.
Переезды через железнодорожные пути расположены в местах обеспечивающих хорошую видимость путей что дает возможность заблаговременно увидеть приближение подвижного состава а машинистам локомотивов — видеть на значительном расстоянии переходы и переезды и своевременно подавать сигналы а в случае необходимости принять меры для остановки состава. Переезды и переходы через пути снабжены настилом уложенным на одном уровне с головкой рельсов. В местах интенсивного передвижения людей и автотранспорта переезды оборудованы автоматически действующими шлагбаумами и свето-звуковой сигнализацией. В ночное время переходы и переезды хорошо освещены.
Для передвижения автотранспорта и подъезда автомашин к цеху устроены дороги с прочным и ровным покрытием. По бокам шоссе проложены тротуары для пешеходов. Для предотвращения аварий места пересечения железнодорожных путей и шоссейных дорог а также всякого рода углубления колодцы и т. п. перекрыты и надежно ограждены. Все свободные участки территории по возможности озелены. Суммарная площадь озеленения составляет не менее 10—20% территории цеха. Территория цеха содержится в чистоте и порядке; проходы и проезды в летнее время поливают водой в зимнее время очищают от снега и посыпают песком или шлаком.
В темное время суток территория цеха освещается согласно действующим нормам.
В цехе предусмотрен санитарно-бытовой корпус в состав которого входят: гардеробные умывальник душевые уборные помещения для личной гигиены женщин помещения для обогревания работающих помещения для обеспылевания и сушки рабочей одежды.
Гардеробные отдельно для мужчин и женщин с самообслуживанием. Для хранения личной и рабочей одежды предусмотрены шкафы размерами 05 035 18 м.
Ширина проходов между рядами шкафов 15 м. Гардеробные оборудованы скамейками шириной 03 м. Число шкафов равно количеству работающих во всех сменах. При гардеробных 1 унитаз. Умывальники размещены в помещении гардеробной из расчета 1 кран на 20 человек. В умывальниках предусмотрены крючки для полотенец и одежды полочки для кускового мыла.
Душевые размещены между гардеробными рабочей и личной одежды. Количество душевых сеток из расчета 1 сетка на 3 человека. Количество унитазов из расчета 1 унитаз на 15 человек но не более 16 унитазов в одной туалетной умывальники из расчета 1 умывальник на 4 кабины.
Помещения для обеспылевания и сушки рабочей одежды обособленные и расположены смежно с гардеробными оборудованы отопительными и вентиляционными устройствами для высушивания рабочей одежды в течении смены.
Кроме бытовых помещений непосредственно в цехе предусмотрен пункт питания – столовая. Оборудован здравпункт.
1 Опасные и вредные производственные факторы
В Доменном цехе №2 при выполнении технологических процессов по производству чугуна а также при выполнении работ по ремонту обслуживанию и эксплуатации оборудования цеха имеются нижеследующие опасные и вредные производственные факторы.
Опасные производственные факторы:
- вращающиеся и движущиеся части оборудования;
- электрический ток;
- повышенная температура воздуха рабочей зоны и оборудования;
- газоопасные места и работы;
- работы с грузоподъемными механизмами (экскаваторами кранами
лебёдками электроталями кран – балками);
- работы с транспортными средствами (жд транспорт вагоноопрокидыватель
ленточные конвейера и питатели);
- работы по эксплуатации газового хозяйства цеха;
- работы по эксплуатации электросварочного и газопламенного оборудования;
- работы по эксплуатации металлообрабатывающих станков;
- работы по дезинфекции санитарно – гигиенических помещений;
- работы с негашёной известью;
- работы по эксплуатации и обслуживанию кислородопроводов кислородорас-
пределительного пункта и кислородоразборных постов;
- погрузочно-разгрузочные работы;
- работы сопровождающиеся отлетанием осколков искр пыли извести.
Вредные производственные факторы:
- повышенная запылённость воздуха рабочей зоны;
- инфракрасные излучения;
- ионизирующее излучение.
Микроклимат помещений литейного двора Доменного цеха № 2 в значительной степени зависит от метеорологических условий и температуры окружающих поверхностей.
Показатели температуры воздуха в рабочей зоне по высоте и по горизонтали а также на протяжении рабочей смены не должны выходить за пределы нормативных величин оптимальной температуры для данной категории работ. Температура внутренних поверхностей рабочей зоны (стены пол потолок) технологического оборудования ограждений конструкций не должна выходить более чем на 2°С за границу оптимальных величин температур воздуха для данной категории работ (см. табл. 4.1).
Допустимые величины микроклиматических условий устанавливаются в случаях когда на рабочих местах не возможно обеспечить оптимальной величины микроклимата по технологическим требованиям производства технической недоступностью и экономически обусловленной нецелесообразностью. Эти показатели устанавливают для постоянных и непостоянных рабочих мест при этом перепад температуры воздуха по высоте рабочей зоны при обеспечении допустимых условий микроклимата не должен быть более 3 °С для всех категорий работ а по горизонтали рабочей зоны и на протяжении рабочей смены - выходить за границу допустимых температур для данной категории работы.
Таблица 4.1 Оптимальные величины температуры относительной влажности
и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных
Температура Воздуха °С
Относительная влажность %
В производственных помещениях литейного двора в которых невозможно установить допустимые величины микроклимата из-за технологических условий производственного процесса техническую недоступность или экономически обусловленную целесообразность предусматриваются меры по защите от перегрева и охлаждения.
Источниками шума в доменном производстве являются редукторы вентиляторы ручной ударный инструмент транспортные системы и т.п.
Продолжительное действие шума или вибрации на организм производит к снижению остроты зрения слуха к повышению давления расстройства нервной и сердечно-сосудистой систем а также опорно-двигательного аппарата. Функциональные изменения сердечно-сосудистой и нервной систем тяжелые формы вибрационной болезни ведут к частичной или полной потере работоспособности.
Освещение производственных помещений литейного двора - естественное созданное светом неба (прямое и отраженное) через оконные проемы искусственное (от электроламп) и смешанное (при использовании естественного и искусственного освещения).
Производственное освещение нормируется в соответствии с СНиП П-4-79 где указанны нормативные значения освещенности при естественном искусственном и смешанном освещении на рабочих поверхностях для производственных помещений.
Нормы освещенности для территорий и площадок литейного двора доменного цеха №2 на уровне земли или дорожных покрытий приведены в табл. 4.2 а для помещений участков и оборудования - в табл. 4.3.
Таблица 4.2 Нормы освещенности на уровне земли или дорожных покрытий
Проезды с интенсивным движением автомобилей в обоих направлениях
Пожарные проезды дороги для хозяйственных нужд подъезды к зданиям
Пешеходные дорожки с движением:
интенсивным обычным незначительным
Лестницы и мостики для пешеходов (на площадках и лестницах)
Пешеходные дорожки на площадках
В доменном цехе допускается разводка сетей тока для освещения напряжением не выше 127 В.
Таблица 4.3 Нормы освещенности основных помещений участков и
Освещенности основных помещений участков и оборудования
Нормы общего освещения лк
Площадки обслуживания вагоноопрокидывателей
Вагоноопрокидыватель
Конвейеры в галереях и туннелях
Отделение грохочения и сортировки
Эксгаустерное и дымоотсасывающее отделение
Привод и роликовые опоры открытые площадки скипового подъемника
Места уборки просыпи
2 Мероприятия по устранению вредных и опасных факторов
Для улучшения условий труда на рабочих местах и в цехе в целом разрабатываются комплексные мероприятия по достижению установленных нормативов безопасности гигиены труда и производственной среды повышению существующего уровня охраны труда предупреждению травматизма профессиональных заболеваний и аварий.
Заботясь об условиях труда и отдыха работающих необходимо постоянно улучшать эти условия. В сметах на капитальные ремонты предусматривать средства на выполнение ремонтов всех санитарно-бытовых помещений. На рабочих местах литейного двора ДЦ № 2 оборудованы дополнительные комнаты отдыха для персонала установлены дополнительные аппараты газированной воды и питьевые точки постоянно проводится работа по улучшению качества и набора средств индивидуальной защиты пересматриваются сроки носки спецодежды повышается качество и эстетический вид спецодежды производится постоянный контроль за качеством ремонта оборудования.
Обеспечение необходимого уровня безопасности при исполнении персоналом своих производственных обязанностей возможно только с постоянным применением средств индивидуальной защиты – спецодежды спецобуви защитных очков защитных касок респираторов наушников или противошумных вкладышей.
С целью заботы о здоровье трудящихся и профилактике заболеваний для работников доменного цеха организовано регулярное ежегодное прохождение флюорографии и профессиональные периодические осмотры трудящихся. Кроме того профсоюзный комитет цеха ведет работу по организации отдыха работников решаются вопросы приобретения путевок в лечебно-профилактические учреждения здравницы.
Для уменьшения запыленности воздуха на трактах подачи шихты сырья смонтированы герметичные укрытия в местах загрузки и выгрузки. Локализация выделения пыли на этих участках достигается за счет создания закрытых металлических укрытий или укрытий с резиновыми стенками соединенных с аспирационным вентилятором. Для уменьшения запыленности рабочей зоны рекомендуется произвести герметизацию пылящихся агрегатов и транспортных устройств по всему циклу производственного процесса. Герметизацией производственного оборудования в некоторых случаях удается полностью предотвратить выделение пыли и просыпания в окружающее пространство.
Для очистки запыленного воздуха литейного двора применяют различные способы: сухую очистку в пылеосадительных камерах циклонах мультициклонах инерционных и матерчатых фильтрах.
Производить удаление пыли с полов стен конструкций и оборудования гидросмывом или промышленными пылесосами.
При отборе новых технологий принимать во внимание не только технические показатели но и условия в которых придется работать персоналу.
Систематически необходимо производить ремонты действующих технических средств безопасности средств коллективной защиты средств производственной санитарии а также производить работы по общему улучшению условий труда.
Мероприятия по защите от шума и вибрации сводятся к следующим основным:
а)замене производственных процессов вызывающих шум и вибрации
другими менее шумными процессами;
б)рационализации производственного оборудования (например замене
стальных сопрягающихся частей деталями изготовленными из других
материалов: пластмасс текстолита и т.п. а также применением лучшей
обработки и пригонки сопрягающихся частей оборудования);
в)устройству специальных фундаментов независимых от конструкции
зданий и имеющих значительную массу и акустические швы.
г)применению изолирующих прокладок и амортизаторов;
д)рациональному сопряжению воздухопроводов с воздуходувными
машинами и креплению трубопроводов на опорах с амортизирующими
е)применению специальных амортизирующих прокладок при
креплении дисков пил для резки металла;
ж)применению звукоизолирующих кожухов для закрывания особенно
шумного оборудования или изоляции оборудования от производственных
з)применению глушителей шума при выпуске отработанных газов
и) применению звукоизолирующих и звукопоглощающих материалов (бетонная стена поглощает только 05% шума кирпичная 32% а стена обшитая войлоком толщиной 50мм 70% шума);
к) использованию индивидуальных средств защиты от шума и вибраций (амортизирующие подставки обувь с войлочными или резиновыми подошвами антивибрационные рукавицы антифоны для защиты органов слуха и т.п.) а также проведению мероприятий гигиенического характера. Например при работе с вибрирующим инструментом назначение кратковременных перерывов душа и облучения ультрафиолетовыми лучами по окончанию работы выдача рабочим витаминов С и В.
Для профилактики перегрева и переохлаждений работники литейного двора используют средства индивидуальной защиты медико-биологические и т.д. Нормированные параметры микроклимата на рабочих местах достигнуты в первую очередь за счет рационального планирования производственных помещений и оптимального размещения в них оборудования с тепло- холодо- и влаговыделениями. Для уменьшения термических нагрузок на трудящихся в Доменном цехе № 2 предусмотрена максимальная механизация автоматизация и дистанционное управление технологическим процессом и оборудованием.
В производственных помещениях с излишком явного тепла используют природную вентиляцию (аэрацию). Аэрационные фонари и шахты размещены непосредственно над основными источниками тепла на одной оси (над доменной печью). В случае невозможности или неэффективности аэрации устанавливают принудительную всеобщую вентиляцию. На крыше главного здания литейного двора выполнены отверстия в стенах: нижний для приплыва воздуха в теплое время года верхний - зимой и летом. Это размещение отверстий необходимо для того чтобы увеличить обмен воздуха летом (открывая оба ряда отверстий) а зимой закрывая нижние отверстия уменьшить его и подогревать воздух теплом помещения перед тем как воздух дойдет к рабочим местам. Когда нужен значительный обмен воздуха или с конструктивных соображений нет возможности обустроить фонари воздух из помещений вытягивается через трубы и шахты.
Одиночные источники тепловыделения оборудованы местной вытяжной вентиляцией в виде локальных всасывателей вытяжных зонтов и др.
Для профилактики перегрева трудящихся в условиях нагревающего микроклимата организован рациональный режим труда и отдыха.
При микроклиматических условиях что превышают допустимые параметры внутрисменный режим труда и отдыха организован за счет продолжительности рабочего времени:
-при температуре воздуха что превышает допустимый уровень продолжительность регламентирован: перерыв установлен не менее 10% рабочего времени на каждые 2 °С превышения;
-при соединении температуры воздуха что превышает допустимый уровень с относительной влажностью которая превышает 75% продолжительность регламентированных перерывов рекомендуется устанавливать не менее 20% рабочего времени;
-при интенсивности теплового излучения более 350 Втм и более 25% поверхности тела продолжительность беспрерывной работы и регламентированный перерыв установлен в соответствии с табл. 4.4 (ДНАОП 0.03.1.23-82).
Таблица 4.4 Допустимая продолжительность инфракрасного излучения и
регламентируемых перерывов на протяжении часа
Интенсивность ИК излучения Втм2
Продолжительность беспрерывных периодов излучения мин
Продолжительность перерывов мин
Суммарное излучение на протяжении смены %
Для профилактики нарушений вводно-солевого баланса тех кто работает в условиях нагретого микроклимата обеспечивается компенсация жидкости солей (натрий калий кальций и т.д.) микроэлементов (магний цинк медь йод и т.д.) растворимых в жидкости витаминов которые выводятся с организма. Для этого на территории литейного двора установлены автоматы газводы имеются пункты розлива витаминизированного напитка.
Для предупреждения возможного переохлаждения трудящихся в холодный период в помещениях где на рабочих местах микроклиматические условия ниже допустимых величин устроены воздушно-тепловые завесы около ворот технологичных и других отверстий в наружных стенах а так же тамбуры-шлюзы:
-выделены специальные места для обогрева установлены устройства для быстрого и эффективного обогрева верхних и нижних конечностей (локально лучевой - контактный обогрев и т.п.);
-установлен внутрисменный режим труда и отдыха что предусматривает возможность перерывов для обогрева;
-выполнено обеспечение трудящихся средствами (СИЗ) в соответствии с требованиями ГОСТов (ГОСТ 12.4.084-80 ГОСТ 12.4.088-80).
Расчет мощности осветительной установки и число ламп необходимое для создания общего равномерного освещения на литейном дворе ДЦ №2
В производственном помещении литейном дворе ДЦ №2 круглой формы площадью 9600 м2 с сильными выделениями пыли копоти и дыма минимальная освещенность по норме составляет 40 лк. Освещение осуществляется светильниками прямого света напряжение в осветительной сети 127 В. Мощность применяемых электроламп 1000 Вт. Определим мощность осветительной установки и число ламп необходимое для создания общего равномерного освещения. Расчет производим методом ватт.
Мощность осветительной установки здания по методу ватт производится по формуле:
где Е = 40 лк - нормируемая освещенность;
S = 9600 м2 – площадь освещаемого помещения;
K = 16 – коэффициент запаса учитывающий снижение освещенности в результате загрязнения ламп и осветительной арматуры а также из-за поглощения части светового потока налетом распыленного вольфрама оседающего на стенках колбы лампы;
Eср – средняя горизонтальная освещенность в лк при равномерном
размещении осветительных приборов общего освещения при расходе 1 Втм2.
Для приведенного примера при сильных выделениях копоти дыма и
пыли коэффициент запаса для ламп накаливания k = 16. Величина Eср при
мощности ламп 1000 Вт напряжении 127 В и светильниках прямого света
Необходимое количество ламп выбранной мощности определяется по формуле:
n = W W2 = 1181031000 = 118 шт.
где W – мощность осветительной установки Вт;
W2 – мощность одной лампы Вт.
Принимаем для осуществления искусственного освещения литейного двора Доменного цеха № 2 118 ламп мощностью 1000 Вт.
3 Средства индивидуальной защиты
Для защиты органов дыхания от вредных веществ в виде газов паров пыли применяют фильтрующие респираторы (срок службы которых составляет 6 месяцев). Для защиты тела применяют специальную одежду комбинезоны брюки куртки из хлопчатобумажной ткани и шинельного сукна.
Для защиты ног от механических повреждений используют защитную обувь – ботинки сапоги а в зимнее время при работе на открытом воздухе войлочные валенки.
Для работы с грузовыми приспособлениями и для выполнения заданий для защиты рук предусмотрены рукавицы из хлопчатобумажной ткани. Для защиты головы от механических повреждений применяют каски с амортизатором. Периодичность выдачи СИЗ приведена в таблице 4.5
Таблица 4.5 Периодичность выдачи СИЗ
4 Противопожарная профилактика
Пожарная безопасность Доменного цеха № 2 обеспечивается системой предотвращения пожара системой пожарной защиты и мероприятиями организационного характера.
Пожарная и взрывная опасность производственных зданий и помещений обусловлена характером технологического процесса который определяет возможность возникновения и размеры пожара. В ПУЭ относительно пожарной и взрывной опасности классифицируются здания сооружения и помещения а не производственные процессы. Согласно с СНиП 2.09.02-85 «Производственные здания промышленных предприятий».
Доменное производство относится к категории пожаро- и взрывоопасное - «Г».
Категория Г: несгораемые вещества и материалы в горячем нагретом или расплавленном состоянии процесс обработки которых сопровождается выделением искр и пламени; твердые вещества жидкости и газы которые сжигаются или утилизируются как топливо.
Основные причины возникновения пожаров:
- горячий металл находящийся в технологическом процессе;
-неисправность тепловых агрегатов и нарушение правил безопасности при
-неосторожное и халатное обращение с огнем;
-неисправность электрических установок - сетей приборов двигателей;
-взрывы газа и пылевоздушных смесей;
-смазочные участки и склад смазочных материалов;
-несвоевременно убранные отходы производства.
- разряды статического и атмосферного электричества.
Для тушения пожаров электрооборудование оснащено тепловыми извещателями типов ИШОЗ-1 и ИП101-2 из расчета один извещатель на площадь 20 м2.
Проектируемый цех оборудован системой внутреннего водопровода обеспечивающей расход воды - 25-50 литров в секунду расстояние между гидрантами 50 м.
Производственные помещения литейного двора обеспечены необходимым количеством эвакуационных выходов и огражденных лестничных клеток.
Наиболее вероятными очагами возникновения пожара при эксплуатации кранов литейного двора являются токоведущие кабели посты управления кабина электромостового крана.
Во избежание возникновения пожара воспламеняющиеся вещества складируются в установленных местах. Все помещения литейного двора где нет постоянного обслуживающего персонала оборудованы пожарной сигнализацией. В доменном цехе № 2 установлены пожарные пункты (шкафы и щиты) окрашенные в красный цвет с надписью «Пожарный пункт». Таких щитов на участке 12 штук. В качестве первичных средств пожаротушения предусмотрены углекислотные огнетушители ручного типа ОУ-2 ОУ-5 ОУ-8 а также пенные огнетушители химического воздействия. Кроме огнетушителей на пожарных щитах установлены ломы багры топоры лопаты и ведра. У щитов установлены ящики с песком. Эти щиты установлены на видных и легко доступных местах недалеко от выходов из здания.
Для защиты электрических машин от токов короткого замыкания и перегрева применены автоматические тепловые реле.
Все трудящиеся при поступлении на работу проходят первичный инструктаж о мерах пожарной безопасности по утвержденной программе. В качестве пожарной сигнализации используется автоматическая сигнализация и телефонная связь.
Опыт эксплуатации машины забивки чугунной летки доменной печи показывает что наибольшее число простоев вызваны отказами механизма выдавливания леточной массы.
Анализ конструкции и характер разрушения деталей механизма выдавливания леточной массы позволяет утверждать что отказы механизма вызваны абразивным износом как ходового винта так и гайки.
Поиск известных технических решений механизмов с поступательным движением исполнительного органа показал что наиболее распространенным техническим решением является применение гидроцилиндра. На основании анализа исполнительных схем гидроцилиндров предложено использовать гидроцилиндр с неподвижным штоком и подвижной гильзой гидроцилиндра. Предложенная конструкция:
- предотвратит попадание леточной массы на шток гидроцилиндра что уменьшит износ уплотнений и штока гидроцилиндра;
- повысит срок службы механизма выдавливания и машины в целом;
- снизит затраты на ремонт и расход по электроэнергии.
Ожидаемый экономический эффект от внедрения составит 32321 грн. в ценах 2007 года.
А.С. 1694651. Пушка для заделки летки доменной печи. Н.И. Перминов Ю.Ю. Зубакин.
А.С. 889986. Гидравлический цилиндр. Ю.И. Еветратов В.В. Колеганов В.Я. Кошкин.
В.К. Свешников А.А. Усов. Станочные гидроприводы. Машиностроение М. 1982г. 464 стр.
Н.И. Фролов. Основы эксплуатации гидроприводов. К. Вища школа 1964г. – 486с.
В.А. Марутов Расчет и конструирование линейных гидродвигателей промышленного оборудования автоматизированных производств. Учебное пособие. Киев. 1991г. – 163с.
В.А. Марутов Гидравлический привод станочного и промышленного оборудования. Учебное пособие. Киев. 1993г. – 246с.
А.И. Анурьев Справочник конструктора машиностроителя. Машиностроение. М. 1980г. 368 стр.
П.Ф. Дунаев Детали машин. Курсовое проектирование М. "Высшая школа" 1990г. 400 стр.
П.Г. Гузенков Краткий справочник по расчетам ремонта деталей машин. Высшая школа. М. 1968г. 312 стр.

Чертеж1.cdw

Чертеж5.cdw

Сталь 40ХГ ГОСТ 4543-71
Покрытие поверхности Б по ГОСТ 9.306-85 - Х тв. 42.
Неуказанные радиусы R 1
** Размеры для справок.

Чертеж4.cdw

Сталь 35Л ГОСТ 977-75
Покрытие поверхности А по ГОСТ 9.306-85 - Х тв. 42.
Поперечные риски на поверхности А недопустимы.
Неуказанные радиусы R 1