Аналіз компонування обладнання залізничного скраповозу ділянки підготовки брухту в умовах

Обладнання ділянки підготовки брухту: електромостові крани, залізничні та автомобільні скраповози, ваги підлоги. Конструкція залізничного скраповоза та основні проблеми його експлуатації. Розрахунок основних параметрів планетарного редуктора.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

До курсового проекту

Аналіз компонування обладнання залізничного скраповозу ділянки підготовки брухтув умовах філії ВАТ«ОМК-Сталь»

редуктор скраповоз залізничний

Виробництво високоякісної сталі на сучасних підприємствах неможливо без оснащених шихтових дворів. Шихтове подвір'я у філії ВАТ «ОМК-Сталь» не виняток. Завдяки його технічному оснащенню та кваліфікованому персоналу здійснюється своєчасна підготовка та подача металошихти для виробництва рідкої сталі в електросталеплавильний цех. На сьогоднішній день освоєно виробництво понад 70 марок сталі, освоєння яких у малій мірі, залежало від якості та своєчасної доставки заданих матеріалів до місця виробництва.

Для зменшення собівартості виробленої сталі необхідно мати надійні транспортні засоби для доставки забрудненого брухту.

1.Обладнанняділянки підготовки брухту

Ділянка підготовки брухту є критою будівлею довжиною240 метрів, розділене на два прольоти. Кожен проліт має залізничні колії для прийому напіввагонів з металобрухтом і по чотири одиниці електромістових кранів вантажопідйомністю 32 тонни кожен. Підвіска крана має два спарених електромагніти по 2 метри в діаметрі. Магніти можуть піднімати різну вагу брухту, залежно від марки(щільності) брухту. Від 6-7 тонн чавуну до 3 тонн легковагого брухту. Наявність 8 кранів в УПЛ дозволяє мати добовий обіг металобрухту до чотирьох тисяч тонн!

Крім того, ділянка підготовки брухту має один козловий кран на відкритих складах УПЛ. Він обладнаний двома вантажозахоплювальними пристроями, це грейфер об'ємом 1,7 м 3 та один електромагніт вантажопідйомністю 10 тонн.

1.2Залізничні скраповози

Для транспортування металобрухту до ЕСПУ використовуються залізничні скраповози. Скраповоз, представляє собою рамну металеву конструкцію, обладнану дизельною установкою, яка передає крутний момент на залізничні колеса за допомогою гідроприводу. Рама обладнана чотирма ваговими тензометричними датчиками, на які встановлена приймальна чаша для знімного кошика для завалки скрапу. Показання від датчиків передаються як на вагове табло залізничного скраповоза, так і на дистанційний екран, розташований для безпеки, на відстані від зони навантаження. Скраповози переміщуються залізними рейками КР 120 і керуються за допомогою радіозв'язку шихтовщиками ділянки.

Мал. 1 Залізничний скраповоз «DANIELI»

1.3Автомобільні скраповози

Так УПЛ має ще й відкриті склади для зберігання брухту, то для доставки шихти з віддалених територій використовуються два автомобільні скраповози німецької фірми «KIROV», вантажопідйомністю 200 тонн. Транспортування брухту відбувається за допомогоюпалет для транспортування скрапу, на які встановлюються кошики для завалки скрапу.

Скраповоз має активну підвіску всіх коліс, для опускання та підйому платформи, яка в залежності від ситуації, може підняти палету з баддю для переміщення, так і опустити на місце шихтівки.

Мал. 2 Автоскропоповоз «KIROV»

Для обліку металобрухту, що віддається у виробництво з відкритих ділянок, використовуються підлогові платформні ваги вантажопідйомністю 200 тонн. На них ставиться кошик із брухтом і дані автоматично передаються на монітор сталевара та контролера-обліковця УПЛ. Терези розташовуються в завалочному прольоті ЕСПУ, для оперативного зважування металобрухту. Крім того ваги використовуються для тарування вагових систем залізничних скраповозів.

Таким чином, вагові системи всієї техніки УПЛ взаємопов'язані між собою. Тарування самих ваг підлоги відбувається за допомогою постійних контр вантажів.

Мал. 3 Ваги для підлоги в ЕСПУ

Для передачі металошихти в ЕСПУ використовуються кошики для завалки скрапу ємністю 143 м3 та вантажопідйомністю 130 тонн. Вага самої бадді складає близько 70 тонн. Завалка відбувається двома прийомами - 1 це завалка 120 тонн і 2 підвалки 60 тонн.

Мал. 4 Кошик для завалки скрапу.

2.Конструкція залізничного скраповоза

Залізничний скраповоз "Danieli" оснащений турбованим дизельним двигуном (рис. 5) внутрішнього згоряння італійської фірми "Ferrero" потужністю 120 л/с при 3500 об/хв. Має повітряну систему охолодження та автоматичний контроль оборотів двигуна, залежно від навантаження.

Рисунок 5. дизельний двигун "Ferrero"

2.2Гідравлічна система з/д скраповоза

Зусилля, необхідне руху залізничного скраповоза віддвигуна передається гідравлічному насосу (рис 6) з вихідним тиском 200 bar. Після якого, через трубопровод високого тиску (рис 7), масло під високим тиском надходить на гідроакумулятор і соленоїди розподілу потоків (рис 8) і далі до приводних гідромоторів, від яких крутний момент передається до редукторів приводних коліс (рис 9). Олія в процесі роботи охолоджується через радіатор (рис 10).

редуктор скраповоз залізничний

Малюнок 6. Гідравлічний насос

Рисунок 7. Трубопроводи високого тиску

Малюнок 8. Гідроакумулятор та соленоїди розподілу

Малюнок 9. Гідромотор та приводний редуктор

Малюнок 10. Радіатор охолодження олії

Переміщення залізничними рейками скраповоз здійснює на чотирьох колесах, два з яких приводні і два неодружені. Колеса складаються із самого колеса виготовленого зі сталі марки 65Г, вала зі сталі 45, двох підшипників, стопорних кілець, корпусів підшипників.

Рухається скраповоз завдяки двом приводним колесам, які розташовані на одній осі. Складаються колеса з тих же деталей, що й неодружені, з однією відмінністю, в конструкції валу, який має шліцеву частину, для з'єднання з редуктором.

Гідромотори обертальні передачі редуктор є нерегульовані аксіально-поршневі мотори з похилим блоком для відкритих і закритих гідростатичних систем, застосовний як для стаціонарних так і мобільних систем, якою є система залізничного скраповоза. Номінальний тиск 400 bar, максимальний тиск 450 bar. Обороти даного двигуна пропорційні подачі олії і обернено пропорційні робочому об'єму. Розвивається момент зростає зі збільшенням перепаду тиску на вході та виході. Оптимальне співвідношення маси тапотужності, має компактну конструкцію. У цих двигунів оптимальний ККД і призначений для промислового використання. Робота здійснюється за допомогою конусних поршнів з поршневими кільцями ущільнювачів.

Максимальна кількість обертів 1600 n/min -1

Максимальний момент, що крутить, 5570 Nm при тиску 350 bar.

2.6Редуктор приводних коліс

Редуктор приводного колеса – це співвісний планетарний редуктор Brevini (рис. 18), який застосовують у різних галузях промисловості. Редуктор Brevini спроектований на основі гнучкої модульної системи, що дозволяє мати в розпорядженні велику кількість опцій, такі як з порожнім вихідним валом, який застосовується в конструкції скраповоза. Конфігурація з порожнім валом застосовується для того, коли можливості простору обмежені і потрібна більш компактна конструкція (рис. 19). Редуктори із фланцевим кріпленням мають великий вибір додаткових адаптерів для електричних та гідравлічних моторів.

Макс. крутний момент (T2 макс.): Нм: до 900 000 Нм

Передатне відношення: до 3150

Номінальна потужність: до 720 кВт

3.Проблеми експлуатації залізничних скраповозів

Через інтенсивну експлуатацію залізничних скраповозів 24 години на добу, неминучі проблеми з обладнанням. Це знижений ресурс двигуна, підвищений знос реборд коліс та звичайно ж приводної системи. Вага скраповозом становить близько 250 тонн! Довжина шляху від глухого кута до глухого кута дорівнює 150 метрам. Переміщення туди та назад відбуваються до 25 разів на добу. Ось тут і відбуваються поломки зубчастих валів приводних коліс (рис. 20). Основний момент у який відбуваються поломки це – у період рушання з місця та момент зупинки. У гідравлічної системи редуктора немає вільногообертання з боку коліс, але є поступове скидання тиску на гідродвигун, при команді від пульта управління на зупинку. Інерція залізничного скраповозу досить висока і не завжди збігається з скиданням тиску, тому навантаження, що залишилося, лягати на вал і редуктор - слід поломка. Усі поломки відбуваються, як правило, несподівано, і це призводить до простоїв виробництва.

4.Методи діагностики редукторів

Для уникнення несподіваних поломок редукторів та приводних валів необхідно періодично діагностувати проблеми на ранній стадії. У разі виявлення несправності заздалегідь запланувати ремонт.

Для діагностики можна використовувати метод вимірювання акустичних сигналів акустичної емісії на корпусі обертового підшипника або на поверхні одного з кілець підшипника, що не обертаються, який встановлений на валу з діагностованою шестернею. Для цього застосовують прилади типу АРП-11/2 (рис. 21)

Спосіб діагностики зубчастих передач, за яким попередньо фіксують частоту обертання вхідного валу діагностованої передачі, розраховують зубчасті частоти, по них налаштовують вузькосмугові фільтри, знімають сигнал з вібродатчика, встановленого на корпусі передачі, що діагностується, відрізняється тим, що датчик акустичної корпусу емісії встановлюють на поверхні одного з кілець підшипника, що не обертаються, який встановлений на валу з діагностованою шестернею, визначають у заданій смузі частот від 30 до 300 кГц в рівні, послідовні проміжки часу з частотою вибірки від 50 до 0,1 мкс значення викиду максимальних амплітуд сигналів акустичної , наступних послідовно і нерозривно за часом, визначають час тривалості викиду максимальних послідовних та нерозривних за часомчасу сигналів акустичної емісії та інтервал часу між викидами максимальних нерозривних за часом сигналів акустичної емісії за час не менше одного оберту колеса зубчастої передачі;

обсяг дефекту, тобто. руйнування по довжині робочої поверхні зубів, розраховують за формулою для прямозубих циліндричних передач:

де Рдеф.пр. - Розмір дефекту, мм;

m – модуль зубів;

Zш – число зубів шестерні;

t - час тривалості викиду сигналів акустичної емісії з максимальною амплітудою, що йдуть один за одним нерозривно за часом;

nш - число обертів шестерні за секунду;

- Кут профілю зубів,

для циліндричних косозубих передач розмір дефекту розраховують за формулою

де Рдеф. - Розмір дефекту, мм;

m – модуль зубів;

- ділильний кут нахилу,

місце розташування дефекту (фарбування одного або декількох зубів) зубчастої передачі визначають на підставі порівняння певного діагностикою інтервалу часу (Тинт.) між максимальними нерозривними за часом сигналами акустичної емісії з розрахованим значенням інтервалу часу за формулою для одиничного дефекту зубців шестірні:

де Тінт.од.ш. - інтервал часу між максимальними нерозривними за часом викидами сигналів акустичної емісії;

nш. - Число оборотів шестерні в секунду;

для одиничного дефекту зубів колеса за формулою (4)

де Тінт.ед.к. - інтервал часу між максимальними нерозривними за часом викидами сигналів акустичної емісії,

nк. - Число обертів колеса в секунду,

про технічний стан зубчастої передачі судять шляхом порівняння певного діагностикою розміру дефекту з допустимим розміром дефекту, виходячи з технічних таексплуатаційних характеристик зубчастої передачі

5.Пропонований спосібвирішення існуючої проблеми

Крім своєчасного визначення ступеня зношування редуктора, можливий варіант модернізації існуючої конструкції залізничного скраповозу.

Для цього додатково знадобляться два редуктори і два приводні колеса. Суть у наступному, посадкові місця приводних і не приводних коліс абсолютно однакові (мал. 22) і тому встановлення двох додаткових провідних коліс (повний привід) дозволить розвантажити навантаження з двох приводних коліс на чотири.

Або так само можливий варіант щодо парного використання приводних коліс. А саме, постійно, як і раніше приводними колесами, будуть лише 2 колеса і у разі виходу їх з ладу, можна переключити на резервну пару коліс, що дозволить не зупиняти виробництво і працювати до планово-попереджувального ремонту.

Розрахунок потужності двигуна

Вибір двигуна одна із основних етапів створення виконавчого механізму. Він вибирається зі списку стандартних двигунів, виходячи з розрахованої вихідної потужності на волу.

Потужність на вихідному валу розраховується виходячи з вихідних даних за формулою:

де Mвих - вихідний крутний момент (Н * См),

вихідна частота обертання (обр./хв). Підставивши у формулу (1) свої значення отримуємо, що вихідна потужність валу дорівнює:

Потужність двигуна розраховується за формулою:

де потужність на вихідному валу, ККД механізму. Для редукторів з циліндричною передачею ми взяли значення 0,85

Підставивши розраховану потужність на вихідному валу та ККД механізму у формулу (2), отримуємо, що потужність двигуна дорівнює:

Розрахувавши потужність двигуна, вибираємо його з каталогу двигунів, округлившипри цьому розраховану потужність двигуна велику сторону до найближчого каталогу.

Було обрано звичайний електродвигун ДПМ-35. Параметри цього двигуна наведено у таблиці 1.