Повышение производительности ТЭСА 51-114

 

       Техническая характеристика  трубоотрезного стана представлена  в табл. 1.3.

 

Таблица 1.3.

Техническая характеристика трубоотрезного стана.

 

Параметры	Единицы измерения	Величины
Отрезаемые трубы	__	Трубы по ГОСТ 10704-76 Gв до 50 кг/мм2
Количество одновременно отрезанных труб	шт	2
Предельное отклонения	мм	+15
Шероховатость торцов трубы		не регламентируется
Отрезка пильным диском • Диаметр пильного диска • Частота вращения • Подача пильного диска •  Ход пильного диска	мм об/мин мм/сек мм	700 3000 700 160
Отрезка роликом • Количество роликов • Диаметр роликов • Частота вращения шпинделя • Пределы подачи на один ролик	шт мм об/мин мм/об	3 125 400 0,05-0,6
Габаритные размеры • длина • ширина • высота	мм мм мм	27550 3400 1900
Общая площадь в плане	м2	94

 

 

 

          

 

4. Расчет усилия реза проката

(Mathcad 6-PLUS)

 

Расчет подраздела 1.4. выполнен по методике [7] c использованием ПЭВМ (Mathcad 6 PLUS).

 

Данные для расчета:

 

m = 0.018 – толщина  слоя металла, срезанного каждым  зубом пилы, мм;

U = 0.7 – скорость перемещения  центра пильного диска, м/с;

l = 28 – дуга резания, мм;

ts = 15 – шаг зубьев диска, мм;

D = 700 – диаметр диска, мм;

b = 6 – толщина диска, мм;

Kt = 1.2 – коэффициент учитывающий температуру разрезаемого проката;

Km = 1.8 – коэффициент учитывающий марку стали разрезаемого проката;

 

Расчет:

Традиционно усилие резание дисковыми пилами определялись с помощью удельной работы резания. Однако в области режимов резания летучими пилами применение этой методики требует проведения комплекса исследовательских работ с целью расширения сферы ее применения.

В результате проведенных экспериментальных исследований резки проката, была проведена более простая методика определения усилий:

 

Тангенциальное усилие резания:

T = (110 + 770m) · b · · km ·kt, Н;

Т = (110 + 770 · 0,018) · 6 · 1,87 · 1,8 · 1,2 = 3000 Н

 

Радиальное усилие реза:

 

R = 0.83 · T = 0.83 · 3000 = 2500 Н 

 

Суммарное усилие реза:

 

P = = = 3905 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

 

1. Литературный обзор режущих устройств

 

На рис. 2.1 приведена летучая пила фирмы Этна - Стандарт

(США) для резки труб  диаметром 17 - 89 мм, производимых на  непрерывном агрегате печной сварки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.1

Станина пилы состоит из двух литых стоек 1, укрепленных на плите и соединенных между собой брусьями квадратного сечения 2. По брусьям на бегунках 3 перемещается каретка, в корпусе которой на цапфах укреплен качающийся суппорт 4. На передней консоли суппорта расположен режущий диск 5, который приводится от электродвигателя через клиноременную передачу, а на задней консоли ролик, опирающийся на копир. При рабочем ходе каретки (610 мм) в направлении движении разрезаемой трубы ролик накатывается на выступ копира, в результате чего режущий диск наклоняется, перерезая трубу, а затем поднимается, выходя из соприкосновения с ней. После этого каретка движется в обратном направлении, совершая холостой ход. Копир при этом откидывается, пропуская каретку с поднятым диском в исходное положение.

Продольное перемещение каретки осуществляется от электродвигателя формовочно - сварочного стана. Поскольку двигатель стана работает постоянно, а каретка включается периодически, в приводе пилы установлена специальная однооборотная нормально разомкнутая муфта. Импульс на замыкание муфты подается от установленного на рольганге за пилой флажкого выключателя, который срабатывает при нажатии на него переднего конца движущейся трубы. Муфта, совершая один оборот, что соответствует рабочему и холостому ходам каретки, автоматически фиксируется точно в исходном положении.

Для получения качественного реза, при котором торец трубы оказывается перпендикулярным ее оси, необходимо строгое согласование скоростей движения трубы и каретки в момент реза. Скорость трубы определяется не только скоростью вращения электродвигателя, но и величиной катающего диаметра валков выдающей клети, который меняется при прокатке труб различного диаметра. Для обеспечения синхронного движения каретки и трубы приходится регулировать передаточное число от электродвигателя стана к пиле, в зависимости от фактического катающего диаметра валков. С этой целью в приводе пилы установлен цепной вариатор, регулирующийся на ходу при запуске пилы до тех пор, пока не будет получено требуемое качество реза. Труба в процессе реза поддерживается проводкой, укрепленной на каретке. Пила может работать при скорости разрезаемой трубы не более 150 м/мин. Превышение скорости приводит к разрушению однобортной муфты, буферного устройства и других узлов, не выдерживающих значительных динамических усилий.

 

 

 

 

 

 

Кинематическая схема летучей пилы фирмы Маннесманн - Меер (ФРГ) показана на рис. 2.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.2

Пила имеет тележку 1, перемещающеюся по направляющим. На раме тележки установлен рычаг 2, который может поворачиваться вокруг шарнира. На одном конце рычага укреплен режущий диск 3, другой конец при перемещении опирается на копир 4, форма которого определяет характер подачи диска. Режущий диск приводится через карданный вал от электродвигателя 5, установленного на тележке. Возратно-

поступательное движение сообщается тележке при помощи зубчатой рейки 6, приводимой от электродвигателя 7, постоянного тока. Команды на движение подаются фото импульсатором при выходе переднего конца трубы из стана. Скорость тележки и трубы синхронизируется при помощи следящего ролика.

Преимущества такой пилы являются простота конструкции и возможность плавного регулирования необходимой длины реза. Недостатками ее - сравнительно большие габариты и ограничение скорости. В связи с тем, что пила может работать с определенными предельными ускорениями, длина отрезаемой трубы зависит от ее скорости в квадрате. Поэтому при больших скоростях пилой нельзя отрезать короткие трубы.

Итальянские летучие ножницы фирмы Марчегалия. Они состоят из следующих частей:

• Отрезной станок с быстрой фрезой.
• Тиски для блокировки трубы
• Отрезной станок и тиски зафиксированы на тележке из высокопрочного, коробчатого, сварного и нормализованного проката.

Привод тележки обеспечивает двойная система с двухвенцовым зубчатым колесом и двойным зубчато - реечным приводом. На основание закреплены направляющие скольжения тележки. К основанию закреплены так - же аварийные механические стопорные устройства для тележки.

На рис. 2.3 представлена тележка, которая состоит из стальной рамы 1. На отработанных этажах рамы закреплены все направляющие и  режущие узлы. Колеса тележки 7 из стали с покрытием из вулканизированной резины, для уменьшения вибрации и износа дорожек. Зубчатые рейки движение которых зависит от пальцев ускорителя, зафиксированы к раме посредством стальной опоры.

Клинья 2 имеют функцию блокировать тележку, так – как вставляется в клещи ускорителя в случае когда он избегает от контроля двигателя постоянного тока.

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.3

Цепь кабеле - держатель 11 фиксируется к тележке при помощи опоры. Для поддержания чистоты направляющей ускорителя применяют шеберы.

На рис. 2,4 представлен гидравлический отрезной станок. Он связан с тележкой посредством опоры для ручного перемещения 1. Данная опора присоединена шарниром к рычагу ручного перемещения 4, который посредством гидравлического цилиндра 14 обеспечивает отрезной ход.

Рычаг для ручного перемещения состоит из двух частей, перемещает узлы передачи соединенные с ножом отрезного станка 15. Нож передвигается шпинделем соединенным с гидравлическим двигателем 6. Для обеспечения постоянной отрезной скорости применяется маховик поз. 5 на шпинделе передвижения.

Кожух собирает около перегородки накопления для стружек раскаленные частицы произведенные во время операции резки; кроме этого защищает от стружек цепь кабеле - держатель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.4

На тележке размещается и защищается кожухом 7 группа для управления резки, которая управляет гидродинамическим цилиндром 14. Данная группа состоит из алюминиевого основания 18, из сервоклапана 16, из стопорных клапанов 17 и из электроклапана 19. Двухкаскадный сервоклапан питается кабелем 21, два саленоида 20 управляют электрораспределителем.

Техническая характеристика пил с возратно - поступательным движением режущего механизма приведена в табл. 2.1

Таблица 2.1

Техническая характеристика летучих пил с возратно - поступательным движением режущего механизма

Параметры	Фирма изготовитель пил
	Этна-Стандарт	Маннесманн-Меер	Марчегалия
Диаметр отрезаемых труб, мм	17-89	35-70	10-76
Толщина стенки труб, мм	2-8	2,5-4	1-3
Длина отрезаемых труб, м	Более 5,5	18-30	6-12
Температура труб, 0с	1200
Скорость движения труб, м/мин	150-45	До 300	До 150
Диаметр режущего диска, мм	560	680	500
Толщина режущего диска, мм	3 и 6		5
Скорость вращения диска, об/мин	3000	3000	3000
Мощность электродвигателя, кВт диска пилы главного привода	3,7	8 6,2	130
Вес пилы, т	20

2. Выбор вариантов для разработки

Все выше перечисленные решения для нашего проекта не подходят. Первые два варианта из-за морального устарения конструкции. Третий вариант, хотя и является одним из самых современных трубоотрезных станов и полностью бы удовлетворял нашим техническим требованиям. Однако не подходит в силу своей высокой стоимости. Следовательно нужно разработать проект который мы можем провести своими собственными силами и средствами.