Автоматизация процесса поперечной резки электротехнической стали (стр. 2 из 16)

· Привод.

· Тормоз.

· 2 гидроцилиндра.

· Мерительные ролики.

· Конечный выключатель.

· Валки правильные верхние.

· Валок подающий.

· Валки нижние.

· Прижим.

· Петлевой компенсатор.

· Направляющие ленты.

Процесс работы валковой подачи происходит следующим образом:

Перемещение ленточного материала осуществляется при помощи пары подающих валков.

Вращение этих валков осуществляется от двух индивидуальных электродвигателей асинхронных через зубчатые шестерни и карданный вал. Перемещение ленты на шаг от двигателя производится по программе заданной системой управления линии. Для затормаживания подающих валков предусмотрены колодочные тормоза.

Под нижним подающим валком и над верхним подающим валком

установлены охватывающие их с двух сторон опорные ролики регулируемые при помощи резьбовых штоков и винтов. По длине этих валков расположено по пять комплектов опорных роликов, которые воспринимают нагрузку при зажатии ленты между верхним и нижним валками и не допускают большого прогиба этих валков.

Два верхних валка и три нижних предназначены для правки ленты, также как и подающие валки они опираются на регулируемые опорные ролики. Каждый верхний правильный валок установлен на траверсе, которые размещены в направляющих станины. Траверсы соединены со штоками гидроцилиндров, при помощи которых верхние валки перемещаются вверх и вниз. В нижнем положении траверсы опираются на регулируемые по высоте штыри, которые опираются на клинья, регулируемые при помощи винтовой передачи. Этой регулировкой выставляется зазор между верхними и нижними валками правильными.

Прижим ленты балкой к валку при помощи пружины обеспечивает предохранение ленты от сползания под собственным весом. Подъем прижимной балки, т.е. освобождение ленты, осуществляется гидроцилиндрами.

Мерительные ролики вращаются от перемещения ленты, зажатой при помощи гидроцилиндра. Нижний мерительный ролик соединён с датчиком, который через каждые 0,3мм пройденного пути выдаёт сигнал в систему управления линией.

Горизонтальные ролики служат для поддержания ленты на уровне подачи, а ролики для направления её в петлевом компенсаторе при движении ленты от машины правильной. От смещения ленты относительно оси подачи предусмотрены две пары вертикальных роликов, которые регулируются в поперечном направлении в зависимости от ширины ленты вращением ходовых винтов при помощи маховиков.

2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет силовых гидроцилиндров подачи валковой

Выполним расчет гидроцилиндров привода валка подающего, валка правильного и тормоза барабана.

Рабочее давление р_ц =10 МПа.

Расчет гидроцилиндров валка подающего.

Нагрузка на шток гидроцилиндров привода валка подающего при рабочем ходе составляет F_нм1 = 60 кН.

Ход гидроцилиндров привода валка подающего составляет L₁ =0,5 м.

Нагрузка на шток при опускании валка подающего определяется силой вредных сопротивлений:

F_нр1 = 0,2× F_нм1 = 0,2×60 =12 кН

Для перемещения валка подающего применяем два гидравлических цилиндра. Для того, чтобы их поршни двигались одновременно, штоки гидроцилиндров соединяем механически. Эффективная площадь поршня одного гидроцилиндра:

м2

где h_м = 0,88 - механический КПД цилиндра.

Диаметр поршня цилиндра:

м

По ГОСТу 12447-80 принимаем стандартное значение диаметра поршня D₁ = 0,07 м.

Уточним максимальное рабочее давление в цилиндре:

Па

Диаметр штока гидроцилиндра перемещения валка подающего:

d_ш1 = 0,5×D₁ = 0,5×0,07 = 0,04 м

Рассчитанное значение диаметра штока гидроцилиндра является стандартным по ГОСТу 12447-80.

Давление в штоковой камере цилиндра при реверсе.

Па

Расчет гидроцилиндров перемещения валка правильного.

Нагрузка на шток гидроцилиндров перемещения валка правильного при рабочем ходе составляет F_нм2 = 75 кН.

Ход гидроцилиндров перемещения валка правильного составляет

L₂ =0,5 м.

Нагрузка на шток при реверсе определяется силой вредных сопротивлений:

F_нр2 = 0,2× F_нм2 = 0,2×75 = 15 кН

Для перемещения валка правильного применяем два гидравлических цилиндра. Для того чтобы их поршни двигались одновременно, штоки гидроцилиндров соединяем механически.

Эффективная площадь поршня одного гидроцилиндра:

м2

Диаметр поршня цилиндра:

м

По ГОСТу 12447-80 принимаем стандартное значение диаметра поршня D₂ = 0,08 м.

Уточним максимальное рабочее давление в одном цилиндре:

Па

Диаметр штока гидроцилиндра перемещения валка правильного:

d_ш2 = 0,5×D₂ = 0,5×0,08 = 0,04 м

Рассчитанное значение диаметра штока является стандартным по ГОСТу 12447-80.

Давление в штоковой камере цилиндра при реверсе:

Па

Расчет гидроцилиндров привода тормоза валка.

Привод тормоза валка состоит из двух гидравлических цилиндров одностороннего действие. Давление масла используется в них только при отводе тормозных колодок от барабана. В режиме торможения прижим тормозных колодок к барабану и перемещение поршней гидроцилиндров осуществляется пружинами.

Для обеспечения жесткости при перемещениях тормозных колодок диаметр штока гидроцилиндров привода тормоза валка принимаем по ГОСТу 12447-80 d_ш3 =0,025 м.

Ход гидроцилиндров привода тормоза валка составляет L₃ =0,05 м.

Нагрузка на шток гидроцилиндра при отводе тормозных колодок зависит от силы упругости пружины и сил трения. Для расчета принимаем F_нр3 = 1 кН.

Диаметр поршня гидроцилиндра привода тормоза:

м

Так как при работе тормоза валков на поршень действует сжатая пружина, то по ГОСТу 12447-80 принимаем D₃ = 0,032 м.

авление в штоковой камере цилиндра при отводе колодок от барабана:

Па

В справочной литературе нет стандартных гидроцилиндров на давление питания 10 МПа с диаметрами поршня, штока и ходом поршня как требуется для привода механизмов подачи валковой. Поэтому для ее гидропривода гидроцилиндры должны быть изготовлены.

2.2 Расчет нагрузок на привод валков подающих и выбор гидромотора

Перемещение ленты валковой подачи происходит с помощью валков подающих. Привод валков подающих в валковой подаче разработанной ООО «Спецпроект» осуществляется двумя электрическими двигателями через двухступенчатый редуктор. В дипломной работе предлагается заменить электрический привод валков подающих на гидравлический. Для привода валков используем один гидромотор.

Для выбора конкретной модели гидромотора надо знать момент нагрузки и частоту вращения его вала.

Момент на валу гидромотора:

,

где М₁ – крутящий момент на подающих валках при перемещении и правке полосы наибольших размеров;

– крутящий момент от инерции вращающихся масс на валу гидромотора;

i_р = 1 – передаточное число редуктора;

h = 0,9 – КПД редуктора.

Крутящий момент на подающих валках при перемещении и правке полосы:

,

где F_п – наибольшее потребное тянущее усилие на подающих валках;

r = 0,08 м – радиус подающих валков.

Наибольшее потребное тянущее усилие на подающих валках:

,

где F_пр – усилие, необходимое для протягивания ленты через валки правильного устройства;

Q_п - усилие, необходимое для преодоления инерции ленты.

Усилие, необходимое для протягивания ленты через валки правильного устройства:

,

где d_в = 0,060 м – диаметр правильного валка;

- суммарный момент нагрузки на подающих валках.

Суммарный момент нагрузки:

,

где М₁ – момент, затрачиваемый на упругую и пластическую деформацию материала листа;

М₂ – момент сил трения качения валков по ленте;

М₃ – момент сил трения в опорах валков.

Момент, затрачиваемый на упругую и пластическую деформацию материала прокатываемого листа:

,

где М_и2 – момент, затрачиваемый на пластическую деформацию под 2-м и 3-м валком;

М_и4 – момент, затрачиваемый на упругую деформацию под 4-м и 3-м валком;