Завалочная машина

Уравнение моментов относительно опоры А:

Отсюда давление на подшипник В:

кН

 

Давление на подшипник А:

кН.

 

В общем случае при вращении мульды в печном пространстве во время опрокидывания  материала на механизм вращения хобота действуют следующие моменты:

1) сила трения в опорах вращения  хобота;

2) сила трения  мульды о шихту  при ее опрокидывании;

3) от возможного эксцентричного  расположения материала в мульде.

 

Рисунок 2.1.  Расчетная схема  механизма вращения хобота

 

Моменты  от  эксцентричной нагрузки определить  методом расчета, в  общем (для   сыпучих   материалов и металлического лома) не представляется возможным, их можно учесть только на основании экспериментальных исследований.

Момент трения в опорах зависит  от величины реакций и диаметров  цапф подшипников:

 

М_тр = Af₁ +Bf₂ = 64  • 0,015 • +

+ 35,54•0,015• = 0,29 кН•м,

 

где  f₁,f₂ — коэффициенты трения в подшипниках опор (f₁ = f₂ = 0,015);

d₁ d₂ — соответственно диаметры цапф подшипников (d₁== 0, 5 м, d₂= 0, 19 м).

Момент от дополнительных сил трения мульды о шихту при опрокидывании, согласно экспериментальным данным, достигает больших значений. Приблизительно этот момент можно учесть такой формулой:

 

M_ш=Q₁f₃R Н•м,

 

где Q₁ — давление груженой мульды на шихту, берется как часть общего веса мульды с грузом: Q₁ = (0,4—0,5)  Q;

f₃ — коэффициент трения мульды о шихту (f₃ = 0,3);

R — расстояние от оси вращения до дна мульды (R = 0,45 м);

М_ш = 0,4 • 15 • 0,3 • 0,45 = 0,81 кН•м.

При максимальной грузоподъемности мульды общий момент сопротивления

М_м = М_тр + М_ш =0,29 +0,81 = 1,1 кН• м;

моментом его эксцентричной  нагрузки пренебрегаем.

 

 Мощность электродвигателя

 

N = = = 48 кВт,

где n_Х — число оборотов хобота в минуту (n_Х = 40 об/мин);

 — к. п. д. передаточного  механизма ( 0,94).

Выбираем электродвигатель, мощность которого N = 55кВт, частота вращения п = 500 об/мин. Выбранный электродвигатель соответствует паспортному, который используется на напольно-завалочных машинах в настоящее время.

 

 

2.2 Определение  времени одного оборота хобота

 

Так как хобот машины при высыпании  материала поворачивается на 360 град., то время пуска определяем при  груженой мульде, а время торможения — при порожней.

 

Маховый момент мульды вычисляем по приближённым формулам:

гружёной

;

порожней

Где G_м – вес мульды (G_M = 35кН);

h,h₁ – наружная и внутренняя высота мульды  ;

b,b₁ -  средняя наружная и внутренняя ширина мульды (b     =  1.28 м, b₁ = 1.22м).

Маховый момент деталей находящихся  на оси хобота:

при гружёной мульде

;

при порожней мульде

 

 

где  маховой момент головки хобота ;

маховой момент хобота ;

маховой момент мундштука  ;

маховой момент зубчатого колеса .

Маховой момент механизма, приведённый  к валу двигателя:

при гружёной мульде с учётом потерь во время пуска

 

При порожней мульде с учётом потерь во время торможения

 

где  маховой момент якоря двигателя

маховой момент муфты с тормозным  шкивом

маховой момент передаточного механизма, приведённый к валу двигателя 

I – передаточное число редуктора

Средний пусковой и тормозной моменты двигателя можно определить, пользуясь известным соотношением между моментом, мощностью и числом оборотов двигателя с учётом коэффициента перегрузки двигателя:

где    N – номинальная мощность двигателя (N = 55 кВт);

n -  номинальное число оборотов двигателя (n = 500 об/мин);

 средний коэффициент перегрузки  двигателя при пуске и торможении ( ).

 

Статический момент механизма, приведённый  к валу двигателя, от сил трения в  опорах вращения хобота:

при гружёной мульде

 

 

 

 

при порожней мульде

где момент трения на оси хобота при порожней мульде.

Время пуска по формуле составляет

 

 

Время торможения по формуле (I-II) составляет

 

 

Имея в виду, что углы поворота хобота при пуске и торможении равны найдем время поворота хобота при установившемся движении:

 

 

Полное время оборота хобота

 

При учёте сил трения мульды о  шихту время пуска механизма  составляет

 

 

где

 

Соответственно время поворота хобота при установившемся движении

 

Полное время оборота хобота

 

 

Учитывая, что в процессе разгона  материал высыпается из мульды, т.е. статический  и маховой моменты механизма  уменьшаются, время пуска, соответственно, и время одного оборота хобота будет немного меньше расчётного.

 

 

 

2.3. Определение  оптимальной скорости вращения  хобота

 

Принимая во внимание, что механизм в течении определённого периода времени (примерно 1/3 оборота) работает при гружёной мульде, а затем при порожней, определим значения оптимальной скорости для указанных периодов.

При гружёной мульде приведённый момент инерции

 

отношение моментов

 

 

Формулу (1-49)   можно выразить через угол поворота хобота. Так как и то оптимальная угловая скорость вращения хобота определяется формулой

 

 

 

Для порожней мульды расчёт ведём  по следующим данным: После вычисления получим следующее значение скорости: 1/с. Среднее значение

 

 

 

Оптимальное число оборотов хобота в минуту

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Иванченко Ф.К. Механическое оборудование сталеплавильных цехов. – М.: Металлургия, 1963. – 440 с.
2. Целиков А. И. Машины и агрегаты металлургических заводов. – М.: Металлургия, 1988. – 432 с.
3. Гузенков П. Г. Детали машин. – М.:  Высшая школа, 1986. – 359 с.
4. Устиненко В. Л. Основы проектирования деталей машин. – Х.: Вища школа, 1983. – 181 с. 
5. Жук А. Я. Основы расчёта приводов машин: Учебное пособие. – З.: Издательство ЗГИА, 1996. – 145 с.
6. Жук А.Я. Желябина Н.К. Теория и практика приводов. Книга 1. Электромеханический привод. Издательство ЗГИА, 2001. – 397 с.
7. Фотиев М. М. Электропривод и электрооборудование металлургических цехов. – М.: Металлургия, 1990. – 350 с. 
8. Механизм хода моста.- Справочные материалы мартеновского цеха. – 46 с.
9. ОАО «Запорожсталь». Буклет.  –З.: Коммунар,2004. – 15 с.
10. Паспорт завалочной машины №1.- Справочные материалы мартеновского цеха. – 68 с.