Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Конструирование металлургических машин Простые модели асинхронного электропривода

Конструирование металлургических машин

РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ КОНСТРУКЦИИ

Прежде чем приступить к работе над конструкцией, непосредственному конструированию, следует определить концепцию будущей машины.

Под концепцией понимаем перечень свойств и параметров, подчиненных целям, которые должны быть заложены в разрабатываемую конструкцию.

Прежде всего машина должна обеспечить качественное и эффективное исполнения прогрессивного технологического процесса, выбранного и утвержденного для данной машины на стадии предпроектных проработок.

Выбор технологического процесса, как правило, производится по результатам научно – исследовательских и опытных работ.

Технологический процесс считают прогрессивным, если он позволяет получить новый продукт, необходимый для развития экономики страны, или известный продукт, но новым, эффективным способом, позволяющим снизить затраты энергии, материалов и человеческого труда в сравнении с действующим технологическим процессом,

Вторым важным пунктом концепции может быть максимально полезное использование оборудования, т.е. реализация технологического процесса и заданного количественного уровня производства на минимально возможном количестве оборудования.

Решая задачу, сформулированную вторым пунктом концепции, добиваются снижением затрат на производство и строительство машин, сокращения сроков изготовления оборудования, сроков строительства и монтажа.

Третий пункт определяет параметры надежности машины. Устанавливают продолжительность периода безремонтной и безаварийной работы. Решая задачу этого пункта, приходится идти путем компромиссов, т.к. очень высокие параметры надежности соответственно и дорого стоят.

В четвертом пункте определяют основные принципы управления машиной (технологическим процессом). Уровень автоматизации и уровень комфорта персонала, занятого на машине. Учитывая, что программные и технические средства систем управления являются весьма дорогостоящим продуктом, целесообразно провести приближенные экономические расчеты прежде, чем окончательно формулировать концепцию управления. Но в любом случае надо делать так, чтобы уровень комфорта персонала, был выше чем на известных (действующих) машинах выбранного технологического процесса.

Указанные четыре пункта концепции имеют подпункты, в которых уточнено формулируются свойства и параметры машины.

Разработка концепции сопровождается изучением и анализом, расчётами технологическими, техническими, экономическими. В некоторых случаях выполняют краткосрочные эскизные проработки. Критерием оценки разработанной концепции являются социальный (комфортные условия труда персонала) и экономические эффекты, вероятность победы на конкурсе проектов.

Разработка концепции является первым и , по существу, определяющим этапом конструирования машины.

Концепция критически рассматривается, корректируется и утверждается техсоветом КБ.

РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

После утверждения концепции разрабатывают задание на создание машины.

Задание включает следующее разделы:

Описание технологического процесса.

В этом описании необходимо указать на те тонкости, которые не являются очевидными на первый взгляд, но которые известны опытным специалистам, влияют на качество и надежность процесса и непременно должны быть учтены при разработке конструкции.

Предварительная система расположения оборудования.

На схеме указываются предельные габариты (объёмы), куда может быть вписана машина.

Также показывается расположение грузо-подъемных механизмов (кранов) с указанием желаемых отметок подкрановых путей, ширины пролетов, предельных тяжеловесов.

Кроме того, показываются пути (дороги), по которым к машине подают заготовки и увозят готовые изделия.

Приблизительные удельные (на одно изделие, на единицу веса изделия)

расходы энергоносителей (вода, электроэнергия, газ, кислород, сжатый воздух)

Характеристика выпускаемых изделий (продукции):

 размеры, показатели качества.

Производительность машины:

годовая, суточная, часовая.

Указывается годовой фонд рабочего времени.

Технологические параметры процесса – скорость, частота колебаний,

 периодичность повторяющихся операции.

Требования к отдельным узлам и механизмам, указанным на схеме

расположения оборудования, вытекающие из описания технологического процесса.

Параметры долговечности машины, периодичность ремонтных работ.

Организация складирования готовых изделий и схемы расположения

 складов.

Рекомендуемые (или обязательные) параметры энергоносителей:

 давление, расход, напряжение электрического тока.

Требования к электроприводу – способ регулирования, защищенность,

тип регулирующей аппаратуры, надёжность.

Требования к автоматизированной системе управления

технологическим процессом.

Указывается рекомендуемая степень автоматизации и разделения по уровням управления.

Требования к управлению, комфорту рабочих мест с указанием

экологических параметров – освещённость, влажность, загрязненность воздуха, температура помещения.

Рекомендуемый график создания машины – от разработки концепции

 до сдачи в эксплуатацию

При разработке задания выполняются технологические расчеты, в некоторых случаях оценочные технические расчеты, и всегда расчеты экономической эффективности.

Законченное разработкой задание проходит согласование между заказчиком и исполнителем. На практике задание часто готовит исполнитель и представляет его заказчику на согласование.

Разрабатывая проект, исполнитель не может отклониться от задания и сделать хуже, но может отклониться от задания и сделать лучше. Но и в этом случае отклонение от задания должно быть согласованно с заказчиком.

Стадия проектирования машины В принятой практике проект разделяют на три стадии: - эскизный проект - технический проект - рабочий проект

За период своего развития, а первая промышленная установка непрерывной разливки стали ( УНРС ) была в СССР введена в эксплуатацию в 1959г., технология непрерывной разливки стали достигла высокого уровня. Этому способствовало значительное расширение географии применения технологии и круга специалистов из многих стран, принимавших участие в ее освоении и совершенствовании.

Высокая надежность и долговечность оборудования

Технологическая линия

Выбор радиуса технологической линии

В настоящее время применяются технологические приемы, позволяющие в максимальной степени уменьшить ликвацию в процессе разливки на МНЛЗ

Компоновка привода ТПУ Выбираем приводными нижние валки, т.к. они установлены стационарно и привести их во вращение проще, чем подвижные верхние валки.

Пример расчета силовых параметров технологической линии

Пример конструкции шестерённого блока для привода валков 2-го ручья в технологии мягкого обжатия

Конструирование МК

Пример выбора технических решений для мелкосортной МНЛЗ с большегрузным стальковшом

Тянуще – правильная машина

Стенд подъемно-поворотный

Расчет мощности двигателей механизма поворота

Идея многодвигательного привода Многодвигательные приводы появились как ответ на потребность в высоконадежных и компактных приводах, предназначенных для передачи больших крутящих моментов. Реализация идеи многодвигательных приводов стала возможной, когда заводы тяжелого машиностроения оснастились точными, крупногабаритными высокопроизводительными расточными станками, т.к. увеличение объема расточных работ стало платой за новое качество приводов.

 Рама должна быть достаточно жесткой, держать размеры в температуре и влажности зоны вторичного охлаждения (ВО). Отдельно надо рассмотреть вопрос целесообразности внутреннего охлаждения рамы. Аргументы «против» — значительно усложнится конструкция.  Появляются специальные обязанности у обслуживающего персонала, который должен следить за протоком воды и ее чистотой. Очевидной необходимости нет, т. к. рама омывается большим количеством воды, подаваемый через форсунки и отскакивающей от поверхности заготовки, еще не успев нагреться.  Аргументы «за» — возможность эксплуатировать оборудование (вести разливку) при очень низких расходах воды на охлаждение («сухое» охлаждение).

Решая задачу, будем идти путем от целесообразных (оптимальных) конструктивных и проектных решений и посмотрим, какой уровень производства можем получить. В качестве готовой продукции примем два вида изделия

Задача В существующем производстве, на заводе тяжелого машиностроения, находится более 30 лет в эксплуатации ковочный гидравлический пресс усилием 6000 т. Произошла поломка колонны пресс и подвижной траверсы. Восстановить пресс с привлечением других заводов возможным не представляется в силу произошедших структурных изменений в экономике России.

Усиление конкуренции и необходимость снижения цен на стальную полосу в сочетании с другими факторами (рост заработной платы, повышение расходов на электроэнергию и сырьевые материалы) оказали сильное влияние как на мини-заводы, так и на металлургические заводы с полным циклом. Для того чтобы быть конкурентоспособным и удерживать свою долю на будущих рынках, заводы должны использовать новые эффективные технологии, способные обеспечить поставку стальной полосы высокого качества при низкой стоимости. Большие инвестиции, сделанные в разработку технологии непрерывного литья полосы, объясняются возможностью существенно сократить объем капиталовложений в процесс производства стальной полосы.

Преимущества непрерывно литой полосы Стоимость производства полосы резко увеличивается при уменьшении ее толщины и зависит от начальной толщины заготовки [49]. Так, при обработке тонкого сляба производственные расходы резко возрастают при прокатке полосы тоньше 1,2 мм [50]. Однако если отливать полосу толщиной менее 1,8 мм, то Цена остается стабильной

Процесс литья полосы В конце 80-х годов XX века из многообразия способов литья полосы для проведения дальнейших исследований были выбраны два: способ подачи расплава на поверхность вращающегося валка (одно-валковая схема) и способ литья в зазор между двумя валками, вращающимися навстречу друг другу (двух валковая технология). Основным аргументом в пользу одновалкового литья полосы был накопленный практический опыт, полученный в ходе развития производства стальной полосы с аморфной и микрокристаллической структурой.

Качество литой полосы

Расходы на научно-исследовательские работы в области технологии литья полосы Ожидается, что замена традиционной технологии производства полосы новым процессом непрерывного литья полосы существенно сократит вредные выбросы и уменьшит энергозатраты. Внедрение этой новой технологии активно поддерживается правительствами ряда стран через некоторые международные организации в Европе (Европейское объединение угля и стали — ЕОУС), в США (Национальный департамент энергетики) и в Канаде (Национальный исследовательский совет).

 Рассматривая концепцию проекта МНЛЗ, был сделан вывод о целесообразности ( необходимости) перехода на 3-х ручевую машину.

Ножницы с верхним резом При таком резе отрезаемая часть непрерывной заготовки смещается вниз на величину, равную толщине заготовки.


Проверка предварительно выбранного двигателя