Файл: Пояснительная записка выпускной квалификационной работы содержит 55 страниц формата А4, 12 рисунков, 8 таблиц, 5 используемых источников информации.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.10.2023

Просмотров: 52

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

1 тЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Назначение, состав и техническая характеристика механизма

1.2 Технология Процесс начинается с выплавки стали в электросталеплавильный печах или в дуговых плавильных печах.После плавки сталь сливают в сталеразливочный ковш, оборудованный двумя продувочными блоками. Металл продувают с интенсивностью 200-1000 л/мин (на каждую пробку) аргоном. При наполнении ковша на 1/5—1/4 высоты в металл отдается шлаковая смесь в количестве 1,5-2,0 т (соотношение известь/шпат 4:1) и алюминий в количестве до 500 кг.По окончании выпуска от ковша отсоединяются аргонные шланги. Ковш с металлом передается сталевозом на внепечную обработку (на УПК или на АДС).Уровень налива металла в ковше должен быть не более 400мм от верхней кромки ковша.На установке «печь - ковш» производится подготовка жидкой стали в сталеразливочном ковше. На данном агрегате проходят следующие операции:продувка металла аргоном;корректировка химического состава металла;нагрев металла электродугой;десульфурация металла белым основным шлаком;измерение температуры, окисленности; отбор проб металла и шлака и отправка их на экспресс-анализ;микролегирование или получение металла с узкими пределами содержания элементов путем ввода порошковой проволоки с различными видами наполнителей;добавление углерода в металл доливкой жидкого чугуна.Плавки, предназначенные для обработки на установке печь-ковш, сливаются в сталеразливочный ковш, специально оборудованный для донной продувки.Сталеразливочный ковш устанавливается на сталевоз. Сталевоз передвигается под крышку установки, после чего крышку опускают.Включается подача аргона. Электроды опускаются в рабочую позицию, производится нагрев металла. Через 3-4 мин. продувки и нагрева производится измерение температуры. При необходимости производится измерение окисленности. При получении результатов химического анализа металла производится корректировка его химического состава добавлением необходимого количества раскислителей и легирующих материалов, из расчета получения массовой доли вводимых элементов па 0,05 % выше нижнего предела в готовой стали с учётом их усвоения.После ввода последней части ферросплавов металл смешивается с аргоном в течение не менее 5 минут. Не раньше, чем через 5 минут продувки после легирования, делают температурный и структурный анализ.Перед получением результатов экспресс-анализа металл смешивают с расходом от 200 до 500 л/мин .После получения результатов химического анализа, если требуется, проводится дальнейшая корректировка химического состава.Достигнув необходимого химического состава и определив температуру, установка поднимается для отсоединения шлангов подведения аргона и заземления, сталевоз выдвигается под сталевоз, установленный с ковшом, и ковш смещаются на МНЛЗ.В агрегате доводки стали жидкая сталь подготавливается в стальном лотке для литья при непрерывной разливке.В агрегате доводки стали выполняются следующие технические функции:а) очистка металла с помощью аргона, подаваемого в верхнюю фурму для усреднения химического состава металла и его температуры в сталеразливочном ковше;б) измерение температуры и отбор проб металла и, при необходимости, проб шлака;в) отправка образцов металла и шлака для экспресс-анализа;г) Коррекция химического состава стали и ее микролегирование с помощью фиксированной добавки к материалу;д) улучшение химического состава металла по алюминию введением алюминиевой катанки или чушкового алюминия;е) микролегирование или получение металла с узкими пределами содержания присадок путем введения порошковой проволоки с различными типами наполнителей;ж) химический прогрев металла;и) охлаждение металла;к) Заполнение поверхности жидкого металла гранулированным шлаком.Контроль в процессе ковшевой обработки осуществляется путем измерения температуры и окисления металла, анализом проб металла и шлака, измерения скорости потока и давления аргона для продувки, измерения массы легирующих присадок.Описание технологии обработки металла на агрегате доводки стали.После электропечей и ДСА сталеразливочный ковш помещается на сталевоз АДС. Аргоновые шланги подключаются к продувочной системе ковша.По объёму расплава, для усреднения состава металла и усреднения температуры, используется продувка с помощью аргона в течение 3 минут. После продувки измеряют температуру и отбирают пробу металла. Пробы отправляются пневмопочтой на экспресс-анализ.По прибытии на АДС температура металла может варьироваться от 1600 до 1650 (в зависимости от марки стали).По результатам экспресс-анализа определяется требование улучшения химической структуры металла. Корректирующие присадки добавляют частями массой не более 500 кг с диапазоном 0,5-2,0 минуты.После добавления присадок с марганцем или кремниевых ферросплавов металл обдувают аргоном в течение не менее 5 минут, а при добавлении хромсодержащих ферросплавов - не менее 6 минут.В медно- и никелесодержащих материалах химическая структура металла улучшается путем добавления никелевого, никельсодержащего и/или медьсодержащего материала.При необходимости металл охлаждают с помощью сляба, который подвешивают с помощью цепей. После снятия сляба металл продувают не менее 2 минут.Период продувки аргоном должен быть не менее:а) для хромированной стали - 15 минут;б) Для остальных легированных сплавов - 13 минут;в) для углеродистых сталей - 12 минут.На плавках, в которых температура металла ниже, чем требуется для нормальной продувки, после усредняющей продувки, металл химически нагревается. После доводки поверхность металла покрывается теплоизоляционной смесью. Расход смеси может варьироваться до 2,5 тонн.После достижения необходимого химического состава и определенной температуры ковш перемещается на МНЛЗ.Непрерывную разливку стали в заготовки сечением 100x100, 124x124, 120x150 и 152x170 мм производят на радиальных сортовых МНЛЗ.Основные технологические параметры разливки стали на машине непрерывного литья заготовок представлены в таблице 2 и таблице 3.Таблица 2 – Фонд времени работы машины

1.3 Требования, предъявляемые к приводу

2 Расчёт мощности и выбор двигателя

2.1 Расчёт статических моментов

2.2 Предварительный выбор двигателя

2.3 Расчёт нагрузочной диаграммы

2.4 Проверки двигателя по нагреву и перегрузочной способности

3 выбор и характеристика основного электрооборудования

3.1 Выбор и характеристика преобразователя частоты

3.2 Выбор и характеристика силового трансформатора

4 Расчёт и построение статических характеристик

5 Защита электропривода

5.1 Защита от перегрузки и коротких замыканий

5.2 Защита от перенапряжений

5.3 Контроль изоляции

6 Разработка системы управления мехатронной системой

7 Моделирование работы мехатронной системы

Заключение

Список использованных источников


1.3 Требования, предъявляемые к приводу


Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям:

  1. Высокая плавность регулирования скорости;

  2. Диапазон регулирования скорости должен составлять не менее 30:1;

  3. Ошибка регулирования скорости не должна превышать 5%;

  4. Обеспечение заданного ускорения и замедления с жидким металлом не более 0,1..0,2 м/с2, ускорение механизма подъёма не более 0,5 м/с2;

  5. Реверсирование электропривода и обеспечение его работы, как в двигательном режиме, так и в тормозном режиме, с обеспечением рекуперации энергии в сеть;

  6. Повышенная надёжность электрооборудования.



2 Расчёт мощности и выбор двигателя

2.1 Расчёт статических моментов


Статический момент в двигательном режиме при подъеме груза на валу двигателя определяется по формуле:

где и - масса груза и траверсы, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

R – радиус канатного барабана, м;

- К.П.Д. механизма подъема;

- передаточное число механизма подъема.

Статический момент в генераторном режиме при опускании груза определяется по формуле [1]:

где

и - масса ковша и траверсы, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

R – радиус канатного барабана, м;

- КПД механизма подъема;

- передаточное число механизма подъема.

Статический момент в двигательном режиме при подъёме траверсы на валу двигателя определяется по формуле [1]:

где - масса траверсы, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

R – радиус канатного барабана, м;

- К.П.Д. механизма подъема;

- передаточное число механизма подъема.

Статический момент в генераторном режиме при опускании траверсы на валу двигателя определяется по формуле [1]:

где - масса траверсы, кг;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

R – радиус канатного барабана, м;

- К.П.Д. механизма подъема;

- передаточное число механизма подъема.


2.2 Предварительный выбор двигателя


Для начала рассчитаем момент инерции привода, приведенный к валу двигателя при подъеме груза [2]:

где - момент инерции двигателя, кг∙м2;

-момент инерции элементов кинетической схемы
, кг∙м2;

mт и mг – масса траверсы и груза, кг;

R - радиус канатного барабана, м;

–передаточное число механизма подъема.

Далее переходим к расчету момента инерции привода, приведённый к валу двигателя при опускании груза [2]:

где - момент инерции двигателя, кг∙м2;

-момент инерции элементов кинетической схемы, кг∙м2;

mти mк – масса траверсы и ковша, кг;

R - радиус канатного барабана, м;

–передаточное число механизма подъема.

После переходим к моменту инерции привода, приведённого к валу двигателя при подъёме/опускании траверсы [2]:

где - момент инерции двигателя, кг∙м2;

-момент инерции элементов кинетической схемы, кг∙м2;

mт– масса траверсы, кг;

R - радиус канатного барабана, м;

–передаточное число механизма подъема.

Определим мощность двигателя следующим выражением [2]:

где - максимальный момент, приведенный к валу двигателя, Н∙м;

- перегрузочная способность намечаемого к установке двигателя;

- номинальная скорость двигателя, которая должна быть равна или несколько больше требуемой, 1/с.


Выбираем двигатель фирмы SIEMENS модель 1MA8-317–6BD с номинальными параметрами, приведёнными в таблице 5.


Таблица 5–Номинальные параметры предварительно выбранного двигателя

Название

SIEMENS 1MA8-317–6BD

Мощность, кВт

215

Скорость, об/мин

990

КПД, %

96

Ток, А

380

Момент, Н∙м

2070

Напряжение, В

380

cosφ

0.88

Момент инерции, кг∙м2

7.3