Работа пресс-ножниц НО-340 с точки зрения физических явлений в главном приводе

1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

 

1.1 Аналіз стану  питання

 

Аналіз світового  досвіду створення нового і модернізації діючого технологічного обладнання показує високу динаміку розвитку регульованих, комп’ютерних засобів автоматизації, використання інформаційних засобів. Вона обумовлена прагненням до максимального підвищення продуктивності технологічного обладнання та якості продукції, яка виробляється. Багато провідних електротехнічних корпорацій випускають регульовані тиристорні перетворювачі комплектно з комп’ютерними засобами автоматизації у вигляді гнучко програмованих систем, які призначені для широкого використання. Окупність засобів, які вкладені в такі системи, є найбільш швидкою [1].

Можна виділити наступні загальні тенденції розвитку електроприводів, які мають стійкий характер: постійно розвиваюче застосування регульованих тиристорних перетворювачів у промисловому обладнанні, транспорті, авіаційній та космічній техніці, медицині, побутовій техніці для досягнення нових якісних результатів в техніці; розповсюдження блочно-модульних  принципів побудови електроприводів, інформаційних засобів, засобів керування і систем керування в цілому; динамічна комп’ютеризація електроприводів, механізмів, агрегатів і комплексів і нова ідеологія проектування систем; подальший розвиток методів каскадного (підлеглого) керування, які отримали широкого розповсюдження у електроприводах; активний розвиток та впровадження систем діагностування, обслуговування, візуалізації технологічних процесів і процесів керування.

Сучасні комп’ютеризовані електроприводи оснащаються великою бібліотекою програмних засобів, за допомогою яких можна розв’язувати багато функціональних задач керування технологічним обладнанням різного виробничого призначення [2].

Об’єктом дослідження  у даному дипломному проекті є високовольтний синхронний двигун головного привода прес-ножиць  НО-340 типу СДН15-21-16, потужністю 320 кВт, частотою обертання 375 хв^-1. Встановлена система збудження синхронним двигуном, враховуюче досить стрімкий розвиток напівпровідникової техніки на теперішній час, є морально і фізично застарілою. Щітково-колекторний вузол електормашиного збуджувача нерідко виходив з ладу, ремонт якого достатньо дорого коштує. До того ж заміна тиристорного збуджувача, на більш сучасний, дає змогу значно зменшити споживання електроенергії.

В даному дипломному проекті розглядається варіант  можливої модернізації, шляхом встановлення тиристорного збуджувача ВТЕ-320/48 синхронного двигуна замість  існуючого електромашинного ТЕ8-320-5.

 

1.2 Технічна  характеристика прес-ножиць НО-340

 

Прес-ножиці гідравлічні зусиллям 1000 т моделі НО-340 призначені для різки у холодному стані лому чорних металів з метою підготовки його для переплавлення у металургійних печах.

Ножиці дозволяють перероблювати різноманітний лом: металоконструкції, балони, деталі вагонів, кузова автомобілів, відходи прокату і т.д. Максимальні розміри розрізаємого металу (при ) за один хід ножа:

- лист 70х1850 –  1шт. (при подачі 300 мм);

- двотавр №40 – 8 шт.;

- двотавр №30 – 12 шт.;

- двотавр №20 – 20 шт.

Продуктивність  при різанні:

- змішаного  металолому (щільність заповнення  )  - 10 т/год.;

- змішаного  металолому (щільність заповнення  )  - 20 т/год.;

- важкого металолому (щільність заповнення )  - 30 т/год.

Фактична продуктивність залежить від роду завантаженого  металолому, величини подачі, навичок  персоналу, ступеня механізації  підготовчих робіт.

Ножиці можливо  встановлювати у неопалюваних закритих приміщеннях (естакадах) та експлуатувати в умовах низьких температур (до -30⁰С).

Прес-ножиці моделі НО-340 розташовуються над насосною установкою.

Основні дані прес-ножиць НО340:

Робоче зусилля  різу, т.………………………………………………….1000

Довжина ножів, мм……………………………………………………...2100

Найбільший  хід ножів, мм……………………………………………...1200

Зусилля притискання, т.…………………………………………………400

Найбільший  хід притиску, мм…………………………………………..1400

Час одного автоматичного  циклу:

з механізмом підпресування……………………………………………….45

без механізму  підпресування………………………………………………35

Найбільший  припустимий тиск у циліндрі

механізму подачі, ………………………………………………..100

Робочий тиск у гідросистемі, …………………………………...320

Габарити  жолоба механізму завантаження, мм:

довжина………………………………………………………………….12000

ширина……………………………………………………………………2000

висота……………………………………………………………………..1000

Вантажопідйомність  коробу механізму завантаження, т.………………20

Зусилля циліндру кришки, т.……………………………………………..80

Зусилля механізму підпресування, т.…………………………………...200

Хід пуансонів  підпресування, мм……………………………………...2х700

Привід індивідуальний від маслонасосу:

продуктивність, л/хв……………………………………………………2х750

тиск, ………………………………………………………………320

Габаритні розміри  установки НО340, мм:

довжина………………………………………………………………….34800

ширина……………………………………………………………………8600

висота……………………………………………………………………13000

висота над  рівнем підлоги……………………………………………….6770

Габаритні розміри  установки НО340, мм:

довжина………………………………………………………………….34800

ширина…………………………………………………………………..22600

висота……………………………………………………………………13000

висота над  рівнем підлоги……………………………………………….6770

Маса ножиців  НО340 (без головних насосів) складає 484000 кг.

Технічна  характеристика насосу типу Г305Б наведена у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Технічна характеристика насосу типу Г305Б

Найменування	Параметр
Тиск номінальний,	320
Тиск на всмоктувані,	1,5-2,0
Продуктивність, л/хв	750
Робочий об’єм, см3/об	2240
Діаметр плунжера, мм	65
Хід плунжера, мм	220
Номінальна  частота обертання, хв-1	375
Номінальна  привідна потужність, кВт	300
Номінальна  потужність електродвигуна, кВт	320
Напруга, В	6000
Коефіцієнт  корисної дії: повний	0,92
об’ємний	0,97
Точність  фільтрації робочої рідини, мкм	250
Температура робочої рідини (максимальна), оС	60
Маса, кг	8500

Технічна  характеристика електрообладнання  наведена нижче:

Кількість електродвигунів  на ножицях…………………………………...10

Кількість електродвигунів  головного приводу……………………………2

Тип електродвигуна головного привода……………………...СДН15-21-16

Потужність  електродвигуна головного привода, кВт…………………..320

Кількість обертів  електродвигуна головного привода, хв^-1…..………..375

Напруга електродвигунів  головного привода, В………………...6000/3000

Напруга кола керування головних електродвигунів, В…….220 (постійна)

Напруга електродвигунів  допоміжних механізмів, В…………………..380

Кількість електродвигунів  привода механізму 

повернення  повзуна………………………………………………………….1

Тип електродвигуна привода механізму 

повернення  повзуна……………………………………………МТКН311-6

Потужність  електродвигуна, кВт………………………………………….11

Кількість обертів  електродвигуна, хв^-1………………...……………….1000

Загальна  встановлена потужність електродвигунів, кВт……………….670

Електрообладнання гідравлічних прес-ножиць для різки  металічного скрапу зусиллям 1000 т складається з:

1. Привода  плунжерного насосу моделі Г305Б  – синхронного двигуна типу СДН15-21-16, 320 кВт, 375 хв^-1, 6000/3000 В з прямим пуском від мережі з глухим приєднанням збудника – 2 шт.;

2. Електродвигун  привода механізму повернення  повзуна типу МТКМ311-6, 7,5 кВт, 910 хв^-1 – 1 шт.;

3. Електродвигун  привода компресору 5,5 кВт, 2910 хв^-1 – 1 шт.;

4. Електромагніти  золотників керування типу МИС-5200Е  – МИС-9100Е та МИС 6200;

5. Кінцевих  та шляхових вимикачів типу  ВК-200А, ВК-200Б, ВК-300А, ВПК-1110, ВПК-2110;

6. Універсальних  перемикачів УП5300 – 10 шт.;

7. Апаратури  керування, захисту та сигналізації, яка розташована у станціях та на пульті керування.

Живлення електродвигунів  здійснюється від мережі 380В змінного струму. Живлення кіл керування –  напругою 220В постійного струму. Живлення кіл електромагнітів – напругою 127В змінного струму. Напруга живлення електродвигунів і електромагнітів може бути 380, 400 або 500В. Напруга кола керування може бути 127, 110, 20 або 230В за вимогами

Загальний вид  прес-ножиць НО-340 зображений на рис.1.1, 1.2.

Станина прес-ножиць являє собою жорстку раму яка складається з основи, двох стійок та двох верхніх підставок.

Основа та стійки пов’язані колонами та шпонками, а стійки з проставками пов’язані  стяжками. Колони і стяжки термічно затягнуті. Основа має розточки для  монтажу робочих циліндрів прижиму та різу.

На основі змонтована плита з проставкою, до якої кріпиться ніж, який складається  з двох половин. Ножі кріпляться наскрізними  болтами, які проходять крізь  проставку та плиту.

Проставка також  скріплена з плитою наскрізними  болтами. Крім того ножі з’єднані з проставкою шпонками, які запобігають зриву їх при зворотному ході повзуна різу.

Плита з’єднана з основою за допомогою шпонки  та двох клинів які можуть пересуватися за допомогою гвинтів, що дає можливість переміщати плиту разом із проставкою і ножами відносно основи. Таким чином регулюється величина зазору між верхнім та нижнім ножами. Стійки мають V-подібні направляючі для повзунів притискання та різу. До стійок кріпляться також від’ємні додаткові прямокутні направляючі для повзуна різу.

V-подібні направляючі виконані з накладних сталевих цементованих пластин. Прямокутні направляючі виконані у вигляді азотованих проставок, без пластин. Нижня частина стійок перекрита товстими плитами, які створюють прес-камеру для лому. Плити у зоні різу служать також жорсткими упорами для повзуна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1 – Розташування складових частин прес-ножиць НО-340

 

Рисунок 1.2 –  Прес-ножиці НО340

Механізм  різу складається з двох робочих  циліндрів плунжерного типу, одного циліндру зворотного ходу, двох демпфуючих циліндрів, рухомих та нерухомих  траверс повзуна з ножами.

Робочі циліндри змонтовані у основи станини. Зворотний циліндр – у нерухомій траверсі, яка з’єднана тягами з основою. У таких же траверсах змонтовані демпфуючі циліндри. Зусилля різу передається від плунжерів головних циліндрів крізь рухому траверсу та тяги на повзун. Повзун має клинові регульовані направляючі і нерегульовані направляючі – проставки. Крім вказаних V-подібних направляючих є прямокутні направляючі, яки сприймають відтискаюче зусилля, яке виникає на ножах при різанні. Заміна направляючих виконується шляхом демонтажу клинів і проставок. Ножі кріпляться до повзуна крізь проставку наскрізними болтами.

Проставка також  кріпиться до повзуна своїми наскрізними  болтами. Крім того, ножі з проставкою і проставка з повзуном з’єднані шпонками.

Механізм  прижиму складається з одного робочого циліндру плунжерного типу, одного циліндру зворотного ходу, однієї рухомої і однієї нерухомої траверс, двох колон і повзуна з притискним пристроєм.

Робочий циліндр  змонтований у основи станини. Плунжер  циліндру зворотного ходу закріплений  у нерухомій траверсі, яка з’єднана з основою двома тягами. Робоче зусилля передається від плунжера крізь нерухому траверсу та стяжки на повзун. До центральної частини повзуна за допомогою пазу «ластівчин хвіст» закріплена  плита  яка пресує. Ще дві пресуючі плити мають можливість пересуватися вертикально відносно нерухомої плити. Ці дві плити з’єднані гойдаючим коромислом, яке розташоване у верхній частині повзуна у пазу. Пресуючі плити з’єднані з коромислом за допомогою циліндричних проставок, які мають направлення у втулках які запресовані у повзун та шатуни з сферичними опорами. Такий пристрій механізму притискання дає можливість більш рівномірно стискати та утримувати у притисненому стані металолом.

Повзун має  клинові регульовані направляючі. Зі зворотної сторони у пазах  повзуна розташовані прямокутні проставки з планками, які призначені для заміни планок без демонтажу повзуна.