Материал: Проект технологического производства двутавровой балки 35Ш3

Трения

МтрII=                                                           (100)

где - КПД передачи от двигателя к валкам 0,95

Мтр1I=3614,1*0,75*0,03=83,66 (кН*м)

Мтр2I=3819,27*0,75*0,03=85,93(кН*м)

Мтр3I=3838,48*0,75*0,03=86,37 (кН*м)

Мтр4I=3305,27*0,75*0,03=74,37 (кН*м)

Мтр5I= 35,21(кН*м)

Мтр6I=24,9 (кН*м)

Мтр7I= 10,63(кН*м)

М тр1=53,01+81,32=138,21 (кН*м)

М тр2=142,97(кН*м)

Мтр3=133,80 (кН*м)

Мтр4=107,48 (кН*м)

Мтр5=44,70 (кН*м)

Мтр5=29,33 (кН*м)

Мтр5=11,78 (кН*м)

Определяем момент холостого хода

Мх.х=(5-8)%*Мдв.ном,                                                               (101)

где Мдв.ном- номинальная мощность двигателя

Мдв.ном=9,75*      (102)

где N - мощность двигателя, установленная на стане=5250*2 кВт, т.к. раздельный двигатель;ном-номинальная скорость вращения=100 об/мин

Мдв.ном=9,75* =511,9 (кН * м)

Мх.х==25,6(кН * м)

Определяем динамический момент

,                                                                            (103)

где G*Dпр - цеховые данные.*Dпр=3000 кН*м2

=об/мин

Мдин=

Определяем максимальный момент на валу двигателя

Мдв.мах=Мпр.мах+Мтр.мах+Мдин+Мх.х.                                (104)

Выбираем Мпр.мах;Мтр.мах по итогам расчёта

Мдв.мах=997,77+142,97+320+25,6=1486 (кН*м)

Определяем потребную номинальную мощность двигателя

,                                                                          (105)

Где n-число оборотов двигателя в минуту,

М-максимальный момент на волу двигателя.

Вывод: Предложенная калибровка приемлема,т.к. (Nдв.ном<Nдв.существ.) 5080<5250 кВт, т.е. полученное значение меньше номинальной мощности привода, принимаемой в цехе.

2.3 Расчёт нажимного устройства на прочность и подшипника на жесткость обжимной клети «1300»

Расчет на прочность нажимного устройства

Данные для расчета:

Нажимной винт: наружный диаметр резьбы винта - d, м; шаг резьбы - S, м; диаметр пяты винта - d2, м; внутренний диаметр резьбы - d2, м.

Нажимная гайка: наружный диаметр гайки - Dг, м; высота нажимной гайки - Нг, м; диаметр отверстия в станине для прохода нажимного винта - dот, м; ширина витка резьбы у основания - В, м.=0.56 м; d2=0.44 м; S=0,01 м; d1=0.44 м; Dг=0,9 м; Нг=1 м; dот=0,6 м; B=0.005 м.

Предел прочности=1000Мпа Марка Стали 40ХН

Определяем реакции на шейки валка из условия равновесия моментов и сил, МН:

                                                               (106)

                                                                     (107)

=3718 (МН)=3819(МН)=3838(МН)=1565(МН)=1107(МН)=473(МН)=0.45+0.085+=0.67 (м)=1(м)=1.5(м)=1.99(м)=2.5(м)=2.96(м)=L+l=2.8+0.9=3.7 (м)

=9.3

Крутящий момент, необходимый для привода во вращение винта, рассчитывают по формуле:

где d- наружный диаметр резьбы винта; d2 - диаметр пяты винта;средний диаметр резьбы винта; f„ - коэффициент трения в пяте винта, принимающий значение 0.15-0,30 в зависимости от типа смазки; a- угол подъема резьбы; ф - угол трения в резьбе. Параметр dcpвыбирают в зависимости оттипа резьбы (обычно упорная}' и наружного диаметра винта по ГОСТ. Для ориентировочного расчета этого параметра можно использовать приближенную формулуср=0,56-0,75*0,01=0,55 рад

Угол трения в резьбе можно определить по формуле

=arctg()=0,33 рад

=arctg(0.15)=8.5 рад

Напряжение кручения в винте рассчитывают по формуле

Напряжение сжатие рассчитывают по формуле

Суммарные напряжения в винте от совместного действия сжатия и кручения определяют по 4 теории прочности

Далее рассчитывают коэффициент запаса прочности винта.

                                                                         (108)

коэффициент запаса прочности составит

Вывод: Условия прочности выполнены n>5

Нажимная гайка

Марка материала БраЖМц10-3-1.5

Напряжение смятия на поверхности соприкосновения гайки е поперечиной станины рассчитывают по формуле:

где - наружный диаметр гайки;- диаметр отверстия в поперечине станины для прохода нажимного винта

Напряжение смятения резьбы гайки рассчитывают по формуле

=

где d- внутренний диаметр резьбы гайки (обычно принимают равным наружному диаметру винта); d1r- наружный диаметр резьбы гайки, который можно определить по приближенной формуле d1r= d- 1.7S

Напряжение изгиба в резьбе рассчитывают по формуле:

Напряжение среза в резьбе

Рассчитаем коэффициенты запаса прочности при=600 МПа и tв =360 МПа

Результаты расчета свидетельствуют, что условия прочности нажимной гайки выполняются, так как коэффициенты запаса прочности превышают допустимое значение.

2.3.1 Расчёт подшипников на жёсткость

h2=0.04 м=6000 МПа

В=0,6м

С=0,9м

Жесткость или упругое сжатие f подшипника скольжения открытого типа под действием реакции усилия прокатки Rmax (принимаем из предыдущей работы) может быть определено по формуле:

где Е - модуль упругости материала вкладыша (для текстолита Е=(0,06÷0,10)·105 МПа;- горизонтальная проекция площади соприкосновения вкладыша с подушкой, м2;

Для двух подшипников скольжения (верхнего и нижнего) получим:

2.4 Расчет часовой производительности стана по заданному профилю

Определяем машинное время по пропускам

                                                                                            (109)

Определяем время пауз, при продольном перемещении раската по рольгангу

                                                                                          (110)

где L длина раската, м;длина рольганга, м;ср - скорость перемещения раската по рольгангу, м/с; принимаем 8 м/с

Определяем скоростной режим прокатки для универсальных групп клетей:=25,0859= 31,49603= 38,73612= 47,80451= 59,60603= 66,50226= 69,23989

Скорость прокатки по клетям:

Первая группа-8м/с

Вторая группа-10м/с

Чистовая клеть-10м/с

Первая группа (ВК-ГУК)

Вторая группа (ГУК-ВК)

Чистовая УБК

По найденным данным скоростного режима прокатки балки 35Ш3 строим график Адамецкого, представленный на рисунке 7.

Рисунок 7 - График прокатки К. Адамецкого

Определяем часовую производительность данного профиля

                                                                             (111)

где m- масса металла, т;

Ки - коэффициент использования стана, Ки=0,9;

Тр - время ритма, с;

Кр - расходный коэффициент, Кр=1,02

3       ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет себестоимости балки35Ш3

При освоении нового профиля в условиях действующего цеха дополнительных инвестиционных вложений не требуется, также не происходит изменении в штатном составе рабочих.

Целью расчета экономической эффективности является получение прибыли от реализации Балки 35Ш

Для расчёта прибыли составляется плановая калькуляция 1 тонны 35Ш3, представленная в таблице 7.

Таблица 7- Калькуляция расчетного профиля

Основой расчета себестоимости является расходный коэффициент из определения часовой производительности стана. Расходы по переделу, которые являются косвенными затратами, берутся по нормативам цеха.

В калькуляции заработная плата основных рабочих, оплачиваемых повременно, определяется на основе тарифных ставок, отработанного времени из графика выходов, системы премирования и доплат к заработной плате на основе Трудового кодекса РФ. Для сдельщиков заработная плата рассчитывается на основе установленных норм времени, норм выработки.

Пример расчета заработной платы оператора стана 4 разряда, тарифная ставка которого 69,84 руб. Отработанное время из графиков выходов 2097 часов в год, из них ночных - 1050часов, праздничных - 77часов, переработка - 86часа, при выполнении всех условий премирования - премия 50%.

Оплата по тарифу 69.64*2097=146454,48руб

Премия 0,5*146454,48=73227,24руб

Доплата за ночь 0,4*1050*69,84=29332,8руб

Доплата за праздник 77*69,84=5377,68руб

Доплата за переработку 0,5*69,84*86=3003,12руб

Основной фонд оплаты труда (ФОТ) (146454,48+73227,24+29332,8+5377,68+3003,12)*1,15=296004,62руб

Дополнительный фонд оплаты, предназначенный для оплаты нерабочего времени (очередные и учебные отпуска, командировки), составляет 11,7% от основного фонда оплаты труда.

Дополнительный ФОТ = 0,117*296004,62=34632,54руб

Страховой взнос, предназначенный для формирования пенсионного фонда, фонда обязательного медицинского страхования и фонда социального страхования составляет 30% от основного и дополнительного ФОТа. (296004,62+34632,54)*0,3=330637,2руб

Амортизация определяется по установленным нормам, средний размер которой около 10% от первоначальной (восстановительной) стоимости оборудования.

Определяем часовую производительность линии:

                                                                      (112)

где - число секунд в одном часе;- масса исходной заготовки, т;

- ритм прокатки, с;

Кр- расходный коэффициент при прокатке расчётного профиля на стане 1,3;

- коэффициент использования оборудования стана,

,                     (113)

,

              (114)

,

.

3.2    Расчет экономической эффективности

Экономическая эффективность определяется за счет реализации расчетного профиля, при этом прибыль считается по формуле:

,                                                             (115)