Реконструкция механизма подьема

       Введение 

      Рождение  Череповецкого металлургического  комбината совпало с тем временем, когда в металлургии внедрялось множество технических новинок: повышенное давление газа под колошником, высокая температура дутья, офлюсованный агломерат, природный газ и кислород. Эти могучие союзники прогресса позволили Череповецкому металлургическому комбинату за короткое время достичь высоких технико-экономических показателей. Технический прогресс в сочетании с грамотной организацией производства за четыре десятилетия превратил ОАО «Северсталь» в крупный металлургический комбинат.

      Стратегия развития ОАО «Северсталь» базируется на квалифицированном руководстве  предприятием, инженерно-технической  культуре, современном уровне технического обеспечения производства, высокой  квалификации работников.

      ОАО «Северсталь» не замыкается на решении  внутренних проблем. Интересы коллектива шире границ предприятия. Среди общенациональных проектов, в которых участвует  предприятие – освоение производства специальных сталей для сооружения ледостойких платформ по добыче нефти и газа на шельфе северных морей. Создание современной спутниковой связей между крупнейшими потребителями металла. В данное время на заводе разрабатывается бизнес-план и разработана и осуществляется долговременная инвестиционная программа, которая предусматривает:

• Улучшение экологической обстановки на комбинате и в городе;
• Расширение сортамента, увеличение выпуска рентабельной продукции, имеющей спрос на внутреннем и мировом рынках;
• Обеспечение качества выпускаемой продукции в соответствии с

 

•  требованиями  международных стандартов и достижения  ее 
• конкурентоспособности на мировом рынке;
• Снижение затрат на сырье, материалы и энергоресурсы;

• Создание  новых рабочих мест за счет расширения производства товаров народного  потребления и платных услуг, развитие системы социально-бытового обслуживания и укрепления строительных подразделений.

      ОАО «Северсталь» представляет собой комбинат с полным циклом металлургического  производства, входят семь основных цехов: обжимной, сортопрокатный, производство холоднокатаного листа, цеха гнутых профилей, трех листопрокатных цехов горячей прокатки.

      В дипломном проекте представлено проектирование и монтаж привода механизма подъема мостового крана грузоподъемностью 15 т (7,5+7,5) в цехе ЦГП ОАО «Северсталь». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       1    Общая часть

1.1 Перспективы развития  предприятия и  цеха

      В настоящее время ОАО «Северсталь» является крупнейшим  производителем стального проката и одним  из крупнейших экспортеров черных металлов на мировом рынке. Это обусловлено тем, что на Магнитку, «Северсталь» и НЛМК приходится примерно 56% суммарного российского экспорта металлопродукции и 97% экспорта листового проката.

      Особых  перспектив развития для производства холоднокатаного листа не существует, поскольку ПХЛ во многом зависит от обжимного цеха, а на комбинате планируется установка машин разливки квадратной заготовки требуемых сечений, и использование стана 730/530 будет прекращено. Коллектив цеха ПХЛ постоянно проводит мероприятия по совершенствованию технологии и оборудования. Так в цехе отделки металла (ЦОМ) проводятся постоянные реконструкции  агрегатов продольной резки (АПР) с целью улучшения качества и увеличения сортамента производимого холоднокатаного листа.

      ОАО «Северсталь» - крупнейший производитель  Холоднокатаного проката. Продукция выпускается на современном высокопроизводительном оборудовании. ПХЛ оснащено 4-х клетьевым станом «1700» непрерывной прокатки, агрегатами непрерывного аллюмирования, агрегатами для производства динамной стали, мощностями для термообработки резки и упаковки рулонов и листов.

      Основным  видом производимой продукции является холоднокатаный прокат различного назначения в листах и рулонах толщиной от 0,5 до 2,0 мм. И шириной до 1500мм., динамная сталь, а также термообработанный  и оцинкованный метал.

      Вес заготовки может достигать до 15тонн. Лист изготавливается из углеродистых, низколегированных, легированных, коррозионостойких  и нержавеющих марок стали.

      Потребители металла, особенно такие отрасли, как  энергетика, химия, авиация, ракетостроение, машиностроение, радиоэлектроника непрерывно ужесточают требования к геометрическим формам продукции из металла, размерам и допускам, а также физическим, химическим и прочностным свойствам. Высокие температуры, давления, скорости, режимы нагрузок, а также условия агрессивных сред предъявляют новые требования к качеству

      материалов; сосудов, работающих под давлением; в судостроении; для изготовления гнутых профилей и другого. В части  сортамента прокат должен соответствовать  требованиям ГОСТ 19903, в котором оговариваются размеры проката, предельные отклонения по толщине, ширине, длине; отклонения от планшетности и другие. Шероховатость поверхности определяется на основании ГОСТ 2789-73.  

1.2 Назначесние цеха, характеристика основного оборудования цеха

 

       ЦГП – один из уникальных цехов, в нем одновременно пересекаются несколько видов технологий. Это  и гнутые профиля и замкнутые сварные профили, и прямоугольные электросварные трубы прямоугольного, квадратного, круглого и фигурного сечения. ЦГП производит более 265 профилеразмеров гнутых профилей, более 210 типоразмеров труб различных марок сталей.

       Состав оборудования ЦГП:

       Участок №1

• Профилегибочный станок 1-4*50-300;
• Профилегибочный станок 2-18*100*600 с трубной технологией;

 

• Профилегибочный стан 0,6-3*30-400;
• Профилегибочная линий С-18;
• Профилегибочная линия Н-19;
• Агрегат перфорации полосы;
• Трубосварочный стан 19-50;
• Трубосварочный стан 50-76

       Участок №2 

• Трубоэлектросварочный стан «Маккей»;
• Трубоэлектросварочный стан 25-60;
• Трубоэлектросварочный стан «ЭТНА»;
• Трубоэлектросварочный стан 10-25;
• Агрегат продольной резки.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2    Специальная часть

1. Обоснование выбора темы

 

      В данном дипломном проекте предлагается произвести реконструкцию механизма подъема мостового крана в цехе ЦГП. Данная реконструкция связана с частой поломкой редуктора механизма подъема, в результате чего приходилось производить внеплановые ремонты, и непредвиденные затраты на ремонт. В итоге предлагается произвести расчет нового оборудования для механизма подъема для повышения надежности и снижения затрат на ремонты.

      Реконструкция привода механизма подъема мостового крана предусматривает:

• Повышения надёжности данного механизма:
• Уменьшении времени ремонта.
• Уменьшении простоев  оборудования.

 

2.2 Назначение, устройство, принцип работы механизма подъема крана 

 

       1. Электродвигатель

       2. Муфта упругая втулочно-пальчиковая

       3. Вал быстроходный

       4. Вал-шестерня быстроходной ступени

       5. Корпус редуктора

       6. Подшипниковый узел с глухой  крышкой

       7. Зубчатое колесо быстроходной  ступени

       8. Вал-шестерня тихоходной ступени

       9. Вал-шестерня промежуточный

       10. Зубчатое колесо тихоходной ступени

       11. Тихоходный вал

       

       12. Муфта

       13. Опора подшипниковая барабана

       14. Барабан механизма подъема с канатом

     Рисунок 1 – Кинематическая схема привода  механизма подъема

      Принцип работы механизма подъема следующий: редуктор служит для передачи вращения и изменяющегося крутящего момента от электродвигателя к исполнительному механизму – подъемному барабану с канатом Электродвигатель 1 посредством муфты 2 передает крутящий момент на быстроходный вал 3, установленный в корпусе редуктора 5 на подшипниках 6. Быстроходный вал имеет зубчатый венец 4 (шестерня), которая зацепляется с зубчатым колесом 7, установленным посредством шпоночного соединения с промежуточным валом 9, установленным также на подшипниках качения. На промежуточном валу имеется также зубчатый венец 8 (промежуточный вал может быть выполнен в виде вал-шестерни), которое зацепляется с зубчатым колесом 10, установленным посредством шпоночного соединения на тихоходном валу 11, установленном также в корпусе редуктора на подшипниках качения. Выходной конец тихоходного вала 11 посредством шпоночного соединения и муфты 12 соединен с валом барабана 14 механизма подъема.

      Условно назовем зубчатую передачу 4-7 быстроходной ступенью и зубчатую передачу 8-10 тихоходной ступенью редуктора. Крутящий момент передается: с вала электродвигателя на быстроходную ступень 4-7, далее на промежуточном валу на участке 7-8 на тихоходную ступень 8-10, далее на муфту 12 и на вал подъемного барабана 14.

 
2.3    Расчетная часть

2.3.1 Определение мощности электродвигателя и его выбор 

       Определяем  требуемую мощность электродвигателя: 

,       (1)

    где  N – мощность на тихоходном валу привода, в кВт;

          - общий КПД привода. 

       Определяем КПД: 

,     (2)

    где - КПД соединительных муфт; = 0,98 [ 9; с.43]

          - КПД закрытой передачи; = 0,96 [ 9; с.43]

          - КПД подшипниковой пар;. = 0,99 [ 9; с.43] 

    

       (3)

    где  Р – тяговое усилие на приводном  валу в Н;

    v – скорость тягового элемента в м/с. 

     

,     

      Выбираем стандартный электродвигатель с номинальной мощностью, которая соответствует условию:

      

 [9; с.42]

Таблица 1 – Выбор  электродвигателя [5;с.137-159]