Дипломная (вкр): Модернизация привода перемещения режущих головок дисковых ножниц непрерывно-травильного агрегата

Модернизация привода перемещения режущих головок дисковых ножниц непрерывно-травильного агрегата

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Анализ состояния вопроса, цели и задачи работы

. Проектирование привода кромкокрошителя

.1 Устройство, назначение и принцип действия дисковых ножниц с кромкокрошителем

.2 Анализ кинематической схемы привода

.3 Энергокинематический расчет привода

.4 Подбор стандартного редуктора

.5 Проектирование зубчатой передачи клети кромкокрошителя

.6 Ориентировочный расчет и конструирование приводного вала

.7 Предварительный выбор подшипников и корпусов подшипниковых

узлов приводного вала

.8 Эскизная компоновка узла приводного вала

.9 Проверка долговечности предварительно выбранных подшипников

.10 Уточненный расчет приводного вала

.11 Подбор муфты

.12 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночного соединения

.13 Выбор смазочных материалов

.14 Карта смазки дисковых ножниц с кромкокрошителем

. Разработка конструкции гидропривода перемещения режущих головок дисковых ножниц

.1 Расчет и выбор исполнительного гидродвигателя

.2 Составление принципиальной схемы гидропривода

.3 Расчет и выбор насосной установки

.4 Расчет и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

.5 Разработка конструкции гидроблока управления

.6 Определение потерь давления в аппаратуре и трубопроводах

.7 Местные потери давления

.8 Суммарные потери давления

.9 Проверка насосной установки

. Разработка технологического процесса механической обработки детали обойма дисковый ножницы кромкокрошитель

.1 Описание конструкции и назначения детали

.2 Анализ технологичности конструкции детали

.3 Выбор типа производства и формы организации технологического

процесса

.4 Выбор метода изготовления и формы заготовки

.5 Выбор маршрута обработки

.6 Выбор типового оборудования и типовых универсальных

приспособлений

.7 Расчет припуска на обработку

.8 Выбор режущих инструментов

.9 Выбор режимов резания

.10 Уточненное нормирование времени операций

. Расчет и конструирование токарного резца

.1 Обоснование способа обработки и выбора резца

.2 Расчет и конструирование резца

.3 Выбор резца

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

В связи с высокими темпами развития тяжелой промышленности, а также увеличением темпов развития сельского хозяйства в СССР в послевоенные годы к концу 50-х годов ХХ века требовалось значительное увеличение производственных объёмов по изготовлению листового проката, а также особо тонкого холоднокатаного листа.

В ноябре 1961 года, Совет Министров СССР принял решение о начале строительства первой очереди цеха холодной прокатки на Череповецком Металлургическом Заводе. Срок пуска цеха холодной прокатки в эксплуатацию был запланирован на конец февраля - начало марта 1963 года.

В первую очередь цеха холодной прокатки Череповецкого Металлургического Завода входило отделение травления металла, которое включало в себя:

агрегат непрерывного травления металла №1 (проектная мощность 960 тысяч тонн) со двумя складами рулонов;

медно-купоросную установку (проектная мощность 1,25 миллионов тонн в год)

В конце 1964 года, когда цех уже работал, было начато строительство агрегата непрерывного травления металла №2. В ноябре 1965 года агрегат был также принят в эксплуатацию. Было освоено и активно наращивалось производство большого количества конструкционных марок стали, листа для нужд машиностроения, начинается активное производство легированной горячекатаной травлёной стали марки 65Г.

В связи с пуском непрерывного широкополосного стана 2000, входящего в состав ЛПЦ-2, который был способен поставлять непрерывным травильным агрегатам подкат в виде горячекатаных рулонов массой от 10 до 30 тонн, построили подземный цепной конвейер необходимый для транспортировки данных рулонов. Также произвели реконструкцию разделительно-задающих устройств непрерывных травильных агрегатов №1 и №2, чтобы они могли принимать рулоны массой до 30 тонн, затем заменили электромостовые краны, грузоподъёмность была поднята с 30 тонн до 50. Подобное увеличение веса горячекатанных рулонов позволило также увеличить производительность непрерывных травильных агрегатов, при этом уменьшить количество некачесвенных сварных швов на каждом рулоне, и серьезно увеличить качество перерабатываемого металла.

Также с целью наращивания объёмов производства череповецкого холоднокатаного листа в начале 1990 года на непрерывных агрегатах №1 и №2 были дополнительно установлены механические изгибо-растяжные машины, что незамедлительно позволило: осуществить изначальную, предварительную ломку вкатанной окалины перед процессом травления, уменьшить неплоскостность производимой полосы, увеличить рабочую скорость стравливания вкатанной окалины, ну и в конечном итоге помогло повысить общую производительность агрегатов травления на 20-25%.

В связи с началом строительства в цехе холодной прокатки высокопроизводительного пяти клетьевого стана 1700 НКМЗ назрела острая необходимость начала строительства агрегата непрерывного травления металла №3. Он конструктивно достаточно сильно отличается от двух других. В головной части агрегата установлены два разматывателя горячекатаной полосы, а также установлена самая современная сварочно-стыковая машина, которая может соединять конец первого рулона с началом последующего, что помогло обеспечить непрерывность данного процесс травления металла. Для уменьшения риска травмирования производимой полосы при размотке ее из горячекатаного рулона, было предусмотрено наборно-петлевое устройство. Перед кислотно-травильными ваннами также была установлена механическая изгибо-растяжная машина. Для обеспечения процесса свёртывания полосы на агрегате установлены две барабанные моталки, что не только позволяло сматывать травленные полосы без использования смазки, но и показывать хорошее качество смотки полосы. Система автоматического управления непрерывного травильного агрегата №3 построена на автоматических контроллерах, производства фирмы «Omron» (Япония), позволяющих непрерывно вести процесс травления металла, а также контролировать всё, происходящее в данный момент на агрегате.

В связи с пуском непрерывного травильного агрегата №3 на купоросной установке дополнительно были запущены в работу несколько еще более мощных агрегатов.

Для регулярного обслуживания и непрерывной работы всех трёх непрерывных травильных агрегатов, а также учитывая выдержку горячекатаного металла перед процессом травления, особенно с введением большевесных (до 30 тонн) рулонов в начале 1996 года в цехе была смонтирована и запущена в эксплуатацию установка непрерывного ускоренного охлаждения горячекатаных рулонов.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Удаление окалины с поверхности горячекатаной полосы из углеродистой стали осуществляется в непрерывных травильных агрегатах, где окалина химически растворяется в кислотных растворах. Наибольшей активностью обладает 26%-ный раствор серной кислоты при температуре 95ºС. Для подогрева раствора в него подают по трубам горячий пар.

Так как в поверхностных слоях окалины образуются многочисленные трещины и поры, то в них проникает кислотный раствор, который, реагируя с железом, выделяет водород; последний способствует отрыву окалины от металла и ускорению ее растворения. Для регулирования (замедления) разрушения металла кислотой (проникающей через трещины и поры) применяют так называемые ингибиторы (присадки из органических материалов). При травлении средний расход кислоты составляет 15-25 кг/т полосы.

При понижении концентрации кислоты в растворе до 10% раствор сливают и заменяют свежим маточным раствором. Отработавший раствор, содержащий H2SO4 и FeSO4, необходимо нейтрализовать известью для получения нерастворимого осадка (гипса) или использовать для регенерации маточного раствора H2SO4 осаждением железного купороса FeSO4 (охлаждением или выпариванием).

Травление горячекатаных полос из легированной стали (кремнистой динамной и трансформаторной, хромистой и хромоникелевой нержавеющей и др.) имеет свою специфику.

При разматывании рулонов на полосе из этих сталей образуются поперечные изломы, поэтому для повышения пластических свойств (уменьшения изломов) перед травлением такие полосы необходимо подвергать термической обработке (отжигу - для кремнистых сталей и закалке после нагрева до 1050ºС - для нержавеющих сталей). На горячекатаной и термически обработанной полосе образуется плотная и плотно соединенная с основным металлом окалина, состоящая из окислов легирующих элементов. Такую окалину весьма трудно травить в растворе серной кислоты, поэтому применяют специальные растворы, содержащие соляную и азотную кислоты или соли (селитру, поваренную соль).

Процесс травления и в этом случае значительно ускоряется благодаря проникновению раствора к основному металлу через трещины и поры в окалине; выделяющийся при этом водород механически отрывает окалину от металла.

Для интенсификации процесса выделения водорода и ускорения травления применяют электрический ток, т.е. процесс химического травления дополняют электролитическим процессом.

При электролитическом травлении расходуется меньше кислоты, чем при чисто химическом, и, кроме того, не нужно подогревать раствор паром, так как требуемая температура раствора достигается благодаря электрическому току. Полоса проходит в ванне между широкими свинцовыми электродами, соединенными с концами вторичной обмотки трансформатора. В качестве электролита используют растворы кислот и солей, хорошо проводящие электрический ток. Плотность тока 10-12 А/дм2 поверхности полосы.

Для полосы из нержавеющей стали широко применяют травление в непрерывных линиях, содержащих (кроме кислотных ванн) ванны с расплавом щелочи (70% NaOH) и селитры (30% NaNO3) при температуре 400-500ºС. Полоса сначала проходит через этот расплав, окалина становится рыхлой и легко растворимой в последующих ваннах с кислотными растворами (с серной и смеси серной и азотной кислот).

За последние годы получает широкое применение травление полосы в растворе соляной кислоты (вместо травления в растворе серной кислоты).

На практике выявлены следующие преимущества травления в соляной кислоте: лучшее качество поверхности после травления; уменьшение потерь металла при травлении на 25%; снижение стоимости травления (соляная кислота дешевле серной); повышение интенсивности растворения окалины в 1,6-2 раза. Так, при температуре раствора 80-90ºС и концентрации серной кислоты 15-20% и соляной 5-15% продолжительность травления в растворе серной кислоты составляет около 60-70 с, а в растворе соляной кислоты около 30-40 с (в зависимости от состояния окалины на поверхности полосы). Благодаря интенсивности процесса травления в растворе соляной кислоты скорость прохождения полосы в ваннах травления и производительность непрерывной линии травления повышаются в 1,5-2 раза.

Для ускорения процесса травления применяют перемешивание раствора в ванне (ультразвуком).

Травление горячекатаной углеродистой полосы осуществляют в непрерывных агрегатах (линиях) двух типов: башенных (вертикальных) и горизонтальных (как травление в серной кислоте).

Практика эксплуатации показала, что агрегаты травления горизонтального типа имеют существенные преимущества перед агрегатами башенного типа: более простая конструкция, меньшая стоимость капитальных затрат на строительство, легче обслуживание и ремонт, выше производительность; кроме того, эти агрегаты могут работать как с серной, так и с соляной кислотой. Для ускорения травления в агрегатах (как и при сернокислом травлении) применяют устройства для разрыхления окалины (окалиноломатели и дрессировочные клети с натяжными изгибающими роликами). Для того чтобы избежать повреждения поверхности (риски, царапины) в линии травления, полоса движется по роликам (роликовые проводковые транспортеры); в местах скольжения полосы установлены направляющие, облицованные латунью или деревом; горизонтальные петлевые устройства имеют натяжные ролики. Так как соляная кислота легко испаряется, предусматриваются условия для полной герметизации травильных ванн и отвода паров кислоты, что необходимо для обеспечения нормальных условий работы обслуживающего персонала и защиты оборудования от коррозии.

На рисунке 1 представлена схема непрерывно-травильного агрегата (НТА) для травления углеродистой горячекатаной полосы толщиной 1,5-6 и шириной 900-1850 мм в растворе соляной кислоты. Агрегат установлен в цехе травления металла, производства плоского проката, ПАО «Северсталь».

Рисунок 1.1- Схема непрерывного травильного агрегата №2

Рулоны горячекатаной полосы со склада при помощи магнитного крана устанавливают на транспортер 1, который подает их к кантователю 2. После кантовки очередной рулон скатывается на подъемный стол 3 двухпозиционного разматывателя 4. При помощи скребкового отгибателя передний конец полосы на рулоне отгибается и поступает затем в окалиноломатель 5 и тянущие ролики 6. Окалиноломатель осуществляет грубую ломку окалины путем двойного изгиба полосы вокруг роликов небольшого диаметра. Далее полоса правится на правильной машине 7 и поступает к сдвоенным гильотинным ножницам 8 с нижним резом (вторые ножи по движению полосы отрезают передний конец, а первые - задний конец полосы).

Для обеспечения непрерывного процесса травления задний конец полосы предыдущего рулона в стыкосварочной машине 9 сваривается с передним концом полосы последующего рулона; выступающий грат сварного шва срезается резцами гратоснимателя 10. Если материал полосы нельзя сварить (например, нержавеющую сталь), концы полос сшивают внакладку на сшивной машине 11. В период сварки )сшивки) полос (1-1,5 мин) непрерывность движения полосы через травильные ванны обеспечивается за счет запаса полосы (~700 м) в горизонтальном петлевом аккумуляторе №1, в котором полоса движется в четыре яруса (петли) под натяжением, создаваемым канатным барабаном на тележке. Далее полоса тянущими роликами 13 подается в дрессировочную клеть 14. При натяжении полосы роликами 12 и 15 и обжатии ее на 1-2% в дрессировочной клети, служащей вторым окалиноломателем, осуществляются дополнительное разрушение поверхностей окалины и создание в ней многочисленных трещин для ускорения процесса химического травления в ваннах с раствором соляной кислоты. Кроме того, дрессировочная клеть устраняет изломы полосы, образовавшиеся при разматывании рулона и прохождении ее через окалиноломатель, а также упрочняет (создает наклеп) полосу, что уменьшает возможность образования новых изломов при сматывании ее в рулон после травления.

Перед поступлением в травильную ванну полосу подогревают (для ускорения травления) в индукционной установке 16. Обычно в состав травильных агрегатов входят четыре ванны с кислотным раствором длиной каждая 25-30 м. Необходимая высота провисания петли в ваннах контролируется при помощи индукционного регулятора 17.

Чтобы не останавливать непрерывный агрегат при необходимости смены отработавшего кислотного раствора, применяют так называемый каскадный способ обновления раствора: свежий раствор с концентрацией 15-16% кислоты непрерывно подается в четвертую (по движению полосы) ванну. Из этой ванны раствор пониженной концентрации непрерывно переливается через перегородку в третью ванну, затем из третьей во вторую и из второй в первую. Из первой ванны отработавший раствор (концентрация кислоты около 3%) непрерывно удаляется в отделение для нейтрализации или регенерации.