Дипломная работа: Автоматизация процесса поперечной резки электротехнической стали
,
где Е
= 2,1×1011
Па – модуль
упругости материала листа;
I
– момент инерции сечения листа;
Рассчитаем
значения момента инерции сечения листа и изгибающего момента:
м4 ,
Рассчитаем
минимально допустимый радиус кривизны при пластическом изгибе:
м
Рассчитаем
минимально допустимый радиус кривизны при упругом изгибе:
м
Рассчитаем
значение момента,
затрачиваемого на упругую и пластическую деформацию материала прокатываемого
листа:
Н×м
Момент
сил трения качения правильных валков по ленте:
,
где - суммарное давление листа на
правильные валки;
т
= 0,0008 м – плечо
трения качения с учетом трения скольжения для листовой стали и полосового
материала.
Рассчитаем
значения давления листа на каждый из роликов правильного устройства:
-
давление ленты на первый валок
Н ,
-
давление ленты на второй валок
Н ,
-
давление ленты на третий валок
Н ,
-
давление ленты на четвертый валок
Н ,
-
давление ленты на пятый валок
Н ,
где t = 0,08 м – расстояние между осями правильных
валков.
Рассчитаем
численное значение момента
сил трения качения правильных валков по ленте:
Н×м
Момент
сил трения в опорах валков:
,
где d = 0,04 м – диаметр дорожки подшипника
качения;
f = 0,01 –
коэффициент трения в подшипниках качения опор правильных валков.
Рассчитаем
численное значение момента
сил трения в опорах валков:
Н×м
Рассчитаем
усилие, необходимое для протягивания ленты через валки правильного устройства:
Н
Усилие,
необходимое для преодоления инерции ленты рассчитаем по формуле:
,
где G3 = 370 Н – сила тяжести половины петли;
G10 =
1470 Н – сила
тяжести ленты, лежащей на горизонтальном участке длиной 10 м;
f = 0,1 –
коэффициент трения;
Fин –
усилие инерции.
,
где g = 9,8 м/с2 – ускорение свободного падения;
а – ускорение подачи.
м/с2
Рассчитаем
численные значения усилия инерции и усилия, необходимого для преодоления инерции
ленты:
Н,
Н
Рассчитаем
наибольшее потребное тянущее усилие на подающих валках:
Н
Рассчитаем
крутящий момент на подающих валках при перемещении и правке полосы:
Н×м
Крутящий
момент от инерции вращающихся масс на валу гидромотора определяется по формуле:
,
где Iд.в.м. – момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу
гидромотора;
e
- угловое ускорение на валу гидромотора.
Момент
инерции вращающихся масс, приведенный к валу гидромотора определяется формулой:
где I1 = 0,13 кг×м2 – момент инерции подвижных частей
гидромотора;
т1,
т2, т3, т4, т5, т6, т7
– масса муфты,
шестерни, зубчатого колеса, карданов, барабана тормоза и подающих валков;
D2 , D3 , D4 , D5 , D6 , D7 – диаметры муфты, делительных окружностей шестерни и
зубчатого колеса, карданных валов, барабанов тормоза и подающих валков.
Рассчитаем
численное значение момента инерции вращающихся масс, приведенный к валу
гидромотора
кг×м2
Рассчитаем
численное значение углового ускорения на валу гидромотора:
рад/с2
Тогда
крутящий момент от инерции вращающихся масс на валу гидромотора составит:
Н×м
Рассчитаем
момент нагрузки на валу гидромотора:
Н×м
Рассчитаем
число оборотов подающих валков:
,
где vнаиб = 1 об/с (60 об/мин) наибольшая паспортная скорость
подачи ленты;
D = 0,139 м – диаметр подающих роликов.
об/с
Число
оборотов гидромотора:
об/с (120
об/мин)
Расчеты
показали, что для привода подающих валков подачи валковой необходим гидромотор,
обеспечивающий момент Мсопр = 328,6 Н×м и частоту вращения поб = 2 об/с (120
об/мин).
Этим
требованиям отвечает высокомоментный радиально-поршневой гидромотор типа
МР-0,25/10 с параметрами:
Рабочий
объем - 250 см3.
Номинальный
вращающий момент - 380 Н×м.
Номинальное
давление - 10 МПа.
Максимальное
давление - 12 МПа.
Минимальная
частота вращения – 8 об/мин.
Максимальная
частота вращения – 240 об/мин.
Максимальный
расход - 65 л/мин.
КПД:
объемный
- 0,94.
полный
- 0,89.
Мощность
- 9,3 кВт.
Момент
инерции - 0,13 кг×м2.
Расчетная
долговечность - 5000 ч.
Масса
- 70 кг.
Рассчитаем
давление перед гидромотором.
Па
2.4
Расчет параметров и выбор насоса
По скоростям перемещения
гидроцилиндров и частоте вращения гидромотора подачи валковой определим
требуемые расходы в напорной и сливной гидролиниях.
Гидроцилиндры
перемещения валка подающего.
Максимальная
скорость перемещения при рабочем ходе
Vраб1 = 0,04 м/с.
Максимальная
скорость перемещения при реверсе Vрев1 = 0,04 м/с.
Рабочий
ход:
-
напорная линия
м3/с
-
сливная линия
м3/с
Реверс:
-
напорная линия
м3/с
-
сливная линия
м3/с
Гидроцилиндры перемещения
валка правильного.
Максимальная
скорость перемещения при рабочем ходе
Vраб2 = 0,05 м/с.
Максимальная
скорость перемещения при реверсе Vрев2 = 0,05 м/с.
Рабочий
ход:
- напорная
линия
м3/с
- сливная линия
м3/с
Реверс:
-
напорная линия
м3/с
-
сливная линия
м3/с
Гидроцилиндры
тормоза валка.
Максимальная
скорость перемещения при рабочем ходе Vраб3 = 0,1 м/с.
Отвод
тормозных цилиндров:
-
напорная линия
м3/с
Гидромотор
привода валков подающих.
Частота
вращения при рабочем ходе nраб = 120 об/мин.
Рабочий
ход:
Напорная
линия.
м3/с
Расчет
и выбор насоса проводим по максимальному расходу.
Максимальный
из рассчитанных расходов будем в гидролинии гидромотора привода валков
подающих.
Qраб.н4 = 5,319×10-4 м3/с.
Найдем
подачу и давление в линии гидромотора привода валков подающих.
Подачу
(производительность) насоса рассчитываем по уравнению:
,
где
-
суммарные потери в гидроаппаратуре;
Qкл - расход масла через предохранительный
клапан, необходимый для обеспечения устойчивой работы привода. Qкл=3-5 л/мин.
м3/с
Объемные потери в
гидроаппаратах определяются по уравнению:
Qн.га = r
га i× р ц i
где
r га i - удельная
утечка (ориентировочно для гидроаппаратуры r га = 0.017 см3/(МПа
с), для гидромотора r м = 0,8 – 1,2 см3/(МПа
с));
р
м - максимальное рабочее давление в гидромоторе.
В гидролинии, соединяющей
насос с гидромотором привода правильных валков и механизма правки установлены
обратный клапан, фильтр и гидрораспределитель.
м3/с
Потребное наибольшее давление, развиваемое насосом,
рассчитывают по уравнению:
,
где
-
суммарные потери давления в гидроаппаратуре;
- суммарные
потери давления в трубопроводе;
рпр - противодавление
на сливе гидромотора рпр = 0,3 – 0,8 МПа.
Потери
давления в проточной части гидроаппаратов принимаем из справочной литературы
[3]: для обратных клапанов - Dрн.кл
= 0,05 МПа, для распределителя - Dрн.р
= 0,2 МПа, для фильтра Dрн.ф
= 0,15 МПа.
Суммарные
потери давления в гидролиниях на этом этапе расчета
принимаем
ориентировочно равным (0,1-0,2)× .
Па
Мощность
источника питания
N = Qн × рн = 6,062×10-4 × 9,773×106 = 5,9 ×103 Вт
В
результате расчета получены значения расхода и давления гидростанции Qн = 6,062×10-4 м3/с (36,4 л/мин) и рн =
9,773×106 (9,77 МПа).
Для
гидростанции по выбираем нерегулируемый аксиально-поршневой насос типа НПА
32/32-01 ТУ2-053-1826-87 с параметрами:
Рабочий
объем насоса - 32 см3.
Частота
вращения:
номинальная
- 1450 об/мин.
максимальная
- 1800 об/мин.
минимальная
- 1000 об/мин.
Номинальная
подача - 48 л/мин.
Мощность
номинальная, не более - 27 кВт.
Номинальное
давление на выходе - 32 МПа.
Давление
на входе - 0,02 - 0,15 МПа.
КПД:
объемный
- 0,87
полный
- 0,7
Средний
уровень звука, не более - 68 дБ(А).
Масса,
не более - 48 кг.
2.5
Выбор гидроаппаратуры
По величинам расхода и
давления выбираем типоразмеры регулирующей, управляющей и вспомогательной
аппаратуры, устанавливаемой в напорной и сливной гидролиниях.
Для
управления гидроцилиндрами перемещения валка подающего, валка правильного и
гидромотора привода валков подающих выбираем распределители типа ВЕ10.574А
41/ОФ. В220-50. НД ГОСТ 24679-81 с параметрами:
Диаметр
условного прохода – 10 мм.
Расход
масла:
номинальный
– 33 л/мин.
максимальный
– 80 л/мин.
минимальный
– 25 л/мин.
Давление:
номинальное
– 32 МПа.
в
сливной линии, не более – 15 МПа.
Потери
давления - 0,25 .
Масса
– 3,4 – 6,5 кг.
Для
управления гидроцилиндрами отвода тормозных колодок от барабана выбираем
распределитель типа ВЕ10.573 41/ОФ. В220-50. НД ГОСТ 24679-81. Он отличается от
распределителя ВЕ10.574А 41/ОФ. В220-50. НД только типом гидросхемы. Все
остальные характеристики этих распределителей одинаковы.
Для
разгрузки гидравлической схемы после остановки выбираем гидрораспределитель
типа ВЕ6.542 41/ОФ. В220-50. НД ГОСТ 24679-81 с параметрами:
Диаметр
условного прохода – 6 мм.
Расход
масла:
номинальный
– 16 л/мин.
максимальный
– 30 л/мин.
минимальный
– 10 л/мин.
Давление:
номинальное
– 32 МПа.
в
сливной линии, не более – 6 МПа.
Потери
давления - 0,15 .
Масса – 1,3 – 2,2 кг.
Регулирование
скорости всех гидроцилиндров происходит с помощью регулируемых дросселей с
обратными клапанами.
Для
регулирования скорости гидроцилиндров перемещения валка подающего и валка
правильного по справочнику выбираем сдвоенные гидродроссели с обратным клапаном
типа ДКМ 102 ТУ 2-053-1446-79Е с параметрами:
Диаметр
условного прохода – 10 мм.
Расход
масла: номинальный – 40 л/мин.
максимальный
– 60 л/мин.
Номинальное
давление – 20 МПа.
Давление:
открытия обратного клапана - 0,08 МПа.
в
сливной линии, не более – 20 МПа.
Перепад
давления при номинальном потоке, не более
через
полностью открытый дроссель - 0,4 МПа.
через
обратный клапан - 0,55 МПа.
Внутренние
утечки при номинальном
авлении
через полностью закрытый дроссель - 80 см3/мин.
Масса
– 2,1 кг.
Для
регулирования скорости отвода гидроцилиндров тормоза валка и регулирования
подачи масла в поршневые камеры гидроцилиндров перемещения валка подающего и
валка правильного от аккумуляторов по авочнику выбираем сдвоенные гидродроссели
с обратным клапаном типа ДКМ 6/3 ТУ 2-053-1397-78Е с параметрами:
Диаметр
условного прохода – 6 мм.
Расход
масла: номинальный – 12,5 л/мин.
максимальный
– 30 л/мин.
Номинальное
давление – 32 МПа.
Давление:
открытия обратного клапана - 0,15 МПа.
в
сливной линии, не более – 32 МПа.
Перепад
давления при номинальном потоке, не более
через
полностью открытый дроссель - 0,15 МПа.
через
обратный клапан - 0,25 МПа.
Внутренние утечки при
номинальном
давлении
через полностью закрытый дроссель - 300 см3/мин.
Масса
– 1,3 кг.
Для
создания потока масла только в одном направлении выбираем по справочнику
обратный клапан типа КОМ-102 ТУ2-053-1533-80Е с параметрами:
Диаметр
условного прохода – 10 мм.
Давление:
номинальное – 20 МПа.
открытие
клапана – 0,05 МПа.
Расход
масла: номинальный – 40 л/мин.
максимальный
– 70 л/мин.
Внутренние
утечки в сопряжении клапан-седло, не более – 0,5 см3/мин.
Перепад
давления при номинальном потоке, не более – 0,3 МПа
Масса
– 1,65 кг.
Для
установки в линии слива гидромотора выбираем по справочнику клапан давления
типа КЕМ 102-2 1 УХЛ 4 ТУ 2-053-1679-84Е с параметрами:
Диаметр
условного прохода – 10 мм.
Давление
настройки – 0,6-7 МПа.
Внутренние
утечки, не более - 65 см3/мин.
Давление
на входе: номинальное – 20 МПа.
максимальное
– 23 МПа.
Расход
масла: номинальный – 40 л/мин.
минимальный
– 1 л/мин.
Номинальный
перепад давлений – 0,5 МПа.
Масса,
не более – 3,3 кг.
Для
защиты линии нагнетания от перегрузки выбираем по справочнику предохранительный
клапан непрямого действия типа 10-20-1-132 ТУ 2-053-1748-85 с параметрами:
Диаметр условного прохода
– 10 мм.
Расход
масла: номинальный – 40 л/мин.
максимальный – 56 л/мин.
минимальный
– 3 л/мин.
Суммарные
утечки, не более – 200 см3/мин.
Давление
настройки – 1-20 МПа.
Максимальное
давление – 25 МПа.
Установленный
ресурс - 2400 час.
Для
очистки масла в линии нагнетания выбираем по справочнику фильтр напорный типа
20-25-КВ ГОСТ 16026-80 с параметрами:
Диаметр
условного прохода – 20 мм.
Номинальный
расход – 63 л/мин.
Номинальный
перепад давлений – 0,12 МПа.
Номинальное
давление – 20 МПа.
Номинальная
тонкость фильтрации – 25 мкм.
Перепад
давлений: срабатывания сигнализатора – 0,3 ±0,02 МПа.
открытия
перепускного клапана – 0,36±0,03 МПа.
Масса
– 6,8 кг.
очистки
масла в линии слива выбираем по справочнику фильтр типа с параметрами:
Диаметр
условного прохода – 32 мм.
Номинальный
расход – 100 л/мин.
Номинальная
тонкость фильтрации – 25 мкм.
Номинальное
давление – 0,63 МПа.
Перепад
давлений: номинальный – 0,1 МПа.
срабатывания
сигнализатора – 0,3 ±0,03
МПа.
открытия
перепускного клапана – 0,38±0,03 МПа.
Масса – 4,5 кг.
2.6
Расчет параметров и выбор сортамента гидролиний
Параметры
всасывающих, напорных, сливных и управляющих гидролиний определяются по
максимальному расходу, давление, скорости движения потока на рассчитываемом участке
магистрали.
Максимальный
расход в гидравлической системе подачи валковой будет в гидролиниях гидромотора
привода валков подающих.
Диаметр
гидролинии определяется выражением:
,
где
скорость потока жидкости рекомендуется принимать
-
для всасывающих линий vжв = 1,2 м/с.
-
для сливных линий vжс = 2 м/с.
-
для напорных линий vжн = 5 м/с.
Толщину
стенки гидролинии (трубопровода) определяем из выражения
,
где
k3 - коэффициент запаса, учитывающий
возможные пульсации давления; k3 = 1,3;
рн - давление в
гидролинии;
рнв
= 0,2 МПа - давление во всасывающей гидролинии;
рнс
= 0,2 МПа - давление в сливной гидролинии;
sр - допускаемые
напряжения на разрыв сечения гидролинии,
sр = 500 МПа.
Всасывающая
линия
м
м
По
сортаменту [ выбираем для линии всасывания стальную бесшовную
холоднодеформированную трубу по ГОСТ 8734-75: внутренний диаметр трубопровода dтр в = 0,025м, наружный диаметр трубопровода Dтр в = 0,028 м, толщина
стенки трубопровода dв = 0,0015 м.
Напорная
линия.
м
м
По
сортаменту выбираем лля линии нагнетания стальную бесшовную
холоднодеформированную трубу по ГОСТ 8734-75: внутренний диаметр трубопровода dтр н = 0,01м, наружный диаметр трубопровода Dтр н = 0,014 м, толщина
стенки трубопровода dн = 0,002 м.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
|