Аналитический обзор конструкций рассматриваемого агрегата и используемых в нем машин, обоснование выбора прототипа

 

Рассмотрим виды холодильников, которые служат одновременно для перемещения металла и его охлаждения в процессе движения.

Применяют холодильники цепного, канатного, крюкового, пальцевого, реечного, шагового и других типов.

 

Цепной холодильник

Цепной холодильник (шлеппер) (Рисунок 1) состоит из привода 1, приводных 2 и холостых звездочек 12, пластинчатой цепи 6 с собачками 7, стоек 8, дорожки 9 и направляющих цепи 5.

Рисунок 1 – Холодильник цепного типа

 

На приводном валу 3 шлеппера насажены звездочки, получающие вращение от двигателя через редуктор и муфты. На цепи через определенные промежутки шарнирно закреплены упоры (собачка), упирающиеся одной плоскостью в металл, а другой скользящие по дорожке. Металл перемещается по рельсам, которые поддерживаются стойками на фундаменте. Как только заготовка по рольгангу дошла до упора, она толкателем или сбрасывателем передается с рольганга на рельсы шлеппера. Шлеппер работает непрерывно в одном направлении. Чтобы заготовку 10 можно было подать с одного рольганга на другой между роликами последнего, дорожку 4 разрывают. Собачка, двигающая заготовку, попадая в этот разрыв, теряет опору под направляющей плоскостью, в результате чего из-за смещения центра тяжести она поворачивается вокруг своей оси и движется дальше, а заготовка останавливается на роликах рольганга. Количество цепей в шлеппере зависит от длины транспортируемого металла.

 

 

Канатный шлеппер

В канатных шлепперах вместо звездочек насажены барабаны, а вместо цепи канат с собачкой. Холостые блоки с натяжным устройством служат для регулировки натяжения канатов. Для транспортировки бунтов проволоки применяют пальцевые и крюковые транспортеры.

Канатный шлеппер состоит из 6-8 канатов, которые тянут между рядом приводных барабанов и рядом натяжных блоков. На всех канатах в один ряд закреплены шлепперные тележки с упорными пальцами. При ходе тележек вперед упорные пальцы перемещают металл от рольганга к рольгангу. При обратном ходе тележки пальцы «утапливаются» и проходят под металлом. При непрерывной реверсивной работе со скоростью перемещения тележки 1-2 м/с канатный шлеппер отличается маневренностью и позволяет накапливать на стеллажах и перемещать большое количество металла при одновременном его охлаждении. Цепной шлеппер применяют для тех же целей, что и канатный, цепи более теплоустойчивы при перемещении горячего металла, чем канаты, однако нормально они могут работать при натяжении их только в одну сторону, поэтому цепные шлепперы являются нереверсивными и менее маневренными.

 

Пальцевой транспортер

На пальцевой транспортер (Рисунок 2) бунты проволоки попадают с пластинчатого транспортера и передаются на крюковой транспортер. В состав транспортера входят передвижная линейка 16 с шарнирно закрепленными пальцами 2, опорные стойки 15, лотки 12, привод 18 и кривошипно-шатунный механизм 17. На опорных стойках установлены лотки для бунтов проволоки, а в лотках предусмотрены прорези 14 для прохода линейки. Пальцы линейки при движении вперед захватывают бунты 13 и перемещают их, а при обратном ходе поворачиваются вокруг своих осей 6, в результате чего бунты остаются на месте.

Вращение от двигателя 4 через редуктор 3 передается коленчатому валу 5, соединенному шатуном 9 с рычагом 10. Шатун, получая возвратно-поступательные движения, поворачивает рычаг вокруг оси 8, закрепленной в стойке 7. Другой конец рычага соединен с серьгой 11, которая и перемещает линейку. При одном ходе рычага бунт перемещается на 1500 мм. С наклонного желоба 1 бунты проволоки попадают на крюковой транспортер.

Рисунок 2 – Холодильник пальцевого типа

 

Крюковой транспортер

Крюковой транспортер или конвейер (Рисунок 3) состоит из цепи 10 с крюками 9, приводной станции 6, натяжного устройства 2, направляющих блоков 4, сбрасывателя бунтов 3 и металлоконструкции 5. Крюки конвейера вместе с цепью подвешены на роликах 8, перемещающихся по нижней полке двутавровой балки 7. В приводную станцию входят: двигатель 13, два цилиндрических редуктора 14 и 15, коническая передача 16 в закрытом корпусе 17 и вертикальный вал 18 с приводной звездочкой 19. Натяжное устройство - грузового типа. При вытяжке цепи под действием груза 1 тележка 12 с холостой звездочкой 11 перемещается по направляющим металлоконструкции. Бунт сбрасывается специальным устройством 3 при наклоне крюка на 45°.

 

Рисунок 3 – Холодильник крюкового типа

 

Реечный конвейер

Реечный конвейер является составной частью холодильника для средне- и мелкосортного станов. На рисунке 4 приведен общий вид холодильника, в состав которого входит подводящий рольганг, реечный конвейер, механизмы пакетирования и перекладывания проката и отводящий рольганг. Подающий рольганг 1 разделен по ширине на две секции. При поступлении проката от летучих ножниц на левую секцию она перекрывается наклонным щитом 2, по которому прокат скатывается на реечный конвейер.

Реечный конвейер состоит из неподвижных зубчатых реек 3, опирающихся на продольные балки 4, и подвижных зубчатых реек 5. Каждая подвижная рейка опирается при помощи трех роликов на два эксцентрика 12. Эксцентрики закреплены на двух параллельных валах, которые приводятся во вращение от электродвигателя 14 через редуктор 13. При движении проката поперек поля холодильника от подводящего рольганга к подводящему происходит его охлаждение.

Основные параметры холодильника определяются производительностью стана и требуемой температурой охлаждения. Ширину холодильника между осями подающего и отводящего рольганга устанавливают из расчета охлаждения металла с 750÷800 до 100÷150°C. Это же определяет длину реечного холодильника и скорость его перемещения.

 

Рисунок 4 – Холодильник реечного типа

 

Холодильник шагового типа

Данный холодильник предназначен для приема перекладки и для охлаждения заготовок, а затем для передачи их на следующую установку забора, контроля и зачистки.

Необходимо обеспечить прямолинейность заготовки в конце охлаждения. В связи с этим, конструкция холодильника позволяет обеспечивать поворот заготовки в процессе их продвижения.

В противоположной стороне расположено устройство разгрузки, выполняющее функцию аварийного устройства и буфера.

Холодильник с подвижными балками предназначен для приема всех заготовок, выпускаемых на УНРС; заготовки имеют максимальную длину – 12 метров; передача заготовки на устройство разгрузки может производиться с разной скоростью, которая регулируется в зависимости от сечения заготовки.

Устройство холодильника состоит из неподвижного и подвижного полотен, составляющих монолитную, сваренную структуру. К обеим полотнам прикреплены опорные плиты для крепления на них зубчатых ножей, они приварены особым профилем, который позволяет при перемещении полотен получать вращение заготовок по мере их продвижения.

Подъем и подачу подвижного полотна осуществляют гидроцилиндры.

Холодильник как таковой состоит из 4-х друг за другом следующих секторов, а именно:

- I-ая металлическая плита, при входе на плите размещено питающее устройство.

- II-ая металлическая плита.

- III-я металлическая плита.

- IV-ая металлическая плита, на которую смонтирован водный охладитель откалиброванный таким образом, что по выходе из него заготовка не превышает 80°С.

Устройство питания холодильника смонтировано в его верхней части; назначение устройства – проталкивать заготовку к первому зубцу неподвижного ножа. Неподвижный, неприваренный нож верхового крепления выступает примерно на 1250мм, на него перекладчик падает заготовки, снятые с линии разливки литья.

Устройство состоит из трубчатого вала размером 12,2м, к которому приварены крепления гидравлических цилиндров и кронштейны, проталкивающие заготовку. Винтами вал крепится к неподвижному полотну, а движение ему сообщают 2 гидравлических цилиндра, укомплектованных линейным потенциометром, который используется для контроля за прохождением заготовки, кроме того он позиционирует плечи рычага для загрузки заготовки на первый зуб.

Недостатки в работе оборудования с механическим приводом в сравнении с гидравлическим:

- меньшее быстродействие;

- большие массы;

- большие габариты;

- требуются передаточные механизмы;

- небольшая плотность энергии магнитного поля.

Достоинства оборудования, работающие на гидравлическом приводе в сравнении с механическим:

- меньшие габариты и массы;

- удельная сила (давление рабочей жидкости) достигает 50 МН/м²;

- не требуется передаточных механизмов;

- относительно просто осуществляется торможение исполнительного органа;

- бесступенчатая регулировка скорости.

Недостатки в работе гидропривода:

- большие величины технологических нагрузок и подвижных масс механизмов в сочетании с их высоким быстродействием, что требует высоких давлений и расходов рабочей жидкости;

- переработка расплавленного и горячего металла, что ужесточает условия эксплуатации, требует высокой безотказности гидросистем для исключения утечек рабочей жидкости, разрывов трубопроводов и соединений во избежание пожаров;

- сложные условия работы гидроприводов снижают их безотказность, требуют усовершенствования ремонтного производства. Для этого необходима высокая квалификация и личная ответственность обслуживающего персонала.

За прототип выбираем холодильник шагового типа с гидравлическим управлением, так как широкое применение гидропривода в металлургических машинах вызвано его существенными преимуществами перед электрическим и другими типами приводов.

Рисунок 5 ‒ Холодильник шагового типа

 

Прежде всего, это большая энергонасыщенность. Удельная сила достигает 50МН/м². Поэтому гидродвигатели имеют меньшие габариты и массу, большее быстродействие. Когда исполнительный орган машины с гидроприводом совершает возвратно-поступательное или возвратно-вращательное движение, не требуется передаточных механизмов (н-р: редукторов).

Скорость гидропривода можно регулировать бесступенчато и в широких пределах, относительно просто решаются задачи торможения исполнительного органа и защиты машины от перегрузок.

 

1.3 Обоснование использование гидропривода и оценка возможных вариантов его использования

 

Широкое применение гидропривода в металлургических машинах вызвано его существенными перед электрическими и другими типами приводов.

Гидропривод зачастую является главным и существенным приводом механизмов многих металлургических агрегатов, на которых осуществляется технология плавки чугуна, стали, производство проката. Агрегаты установлены в единые технологические линии, в которых гидропривод объединен в сложные разветвленные и, вместе с тем, взаимосвязанные гидромеханические системы в масштабе всего цеха.

Как правило, гидросистемы, имеют свойство обратимости, т.е. в качестве насоса можно использовать как левый, так и правый цилиндр.

Обеспечение нормальной бесперебойной работы действующего оборудования может быть достигнуто только при условии надлежащей организации и тщательного ведения надзора и ухода за ним при эксплуатации, а также своевременного и качественного проведения его ремонтов.

Достоинства оборудования, работающие на гидравлическом приводе в сравнении с механическим:

- меньшие габариты и массы;

- удельная сила (давление рабочей жидкости) достигает 50 МН/м²;

- не требуется передаточных механизмов;

- относительно просто осуществляется торможение исполнительного органа;

- бесступенчатая регулировка скорости.