ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.12.2021
Просмотров: 731
Скачиваний: 2
Федеральное
агентство
по
образованию
РФ
ГОУ
ВПО
«
Уральский
государственный
технический
университет
–
УПИ
»
В
.
С
.
Паршин
,
В
.
А
.
Спиридонов
,
В
.
Л
.
Мухоморов
ТОЛКАТЕЛИ
ЗАГОТОВОК
ДЛЯ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ
ПЕЧЕЙ
Учебное
электронное
текстовое
издание
Подготовлено
кафедрой
«
Металлургические
и
роторные
машины
»
Научный
редактор
доц
.,
канд
.
техн
.
наук
Б
.
Н
.
Губашов
Рецензент
доц
.,
канд
.
техн
.
наук
Н
.
Х
.
Понетаева
Методические
указания
к
курсовому
проекту
по
дисциплине
«
Механи
-
ка
» (
раздел
«
Детали
машин
и
основы
конструирования
»)
для
студентов
всех
видов
обучения
специальности
110300 – «
Теплофизика
,
автомати
-
зация
и
экология
промышленных
печей
».
В
работе
дано
описание
кон
-
струкций
реечного
,
рычажного
,
винтового
и
фрикционного
толкателей
.
Показан
расчёт
основных
конструктивных
параметров
этих
устройств
с
проверочным
расчётом
на
прочность
зубчатых
передач
,
винтовых
пар
,
катковых
опор
,
устойчивости
штанг
на
продольный
изгиб
.
Рас
-
смотрены
также
расчёт
и
конструирование
подшипниковых
узлов
,
рас
-
чёт
мощности
привода
и
выбор
двигателя
.
На
примере
рычажного
тол
-
кателя
показано
применение
кинематического
анализа
и
синтез
ры
-
чажной
системы
для
оптимизации
конструкции
.
©
ГОУ
ВПО
УГТУ
−
УПИ
, 2005
Екатеринбург
2005
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 2
из
39
1.
ЦЕЛЬ
И
ЗАДАЧИ
КУРСОВОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Целью
курсового
проектирования
по
дисциплине
«
Механика
» (
раз
-
дел
«
Детали
машин
и
основы
конструирования
»)
является
расширение
и
закрепление
знаний
,
полученных
в
период
лекционного
обучения
и
на
практических
занятиях
,
приобретение
практических
навыков
в
решении
инженерных
задач
по
выбору
основных
параметров
проектируемой
ма
-
шины
,
по
кинематическому
анализу
и
конструктивной
разработке
отдель
-
ных
узлов
.
В
качестве
темы
курсового
проекта
студенту
задаётся
конструктив
-
ная
разработка
одного
из
вариантов
печного
толкателя
,
состоящего
из
двигателя
,
передач
и
рабочего
органа
.
Заданием
предусматривается
расчёт
мощности
привода
,
выбор
двигателя
,
редуктора
,
муфт
,
подшипников
,
рас
-
чёт
основных
деталей
на
прочность
и
т
.
д
.
Проект
состоит
из
графической
части
и
пояснительной
записки
.
Графическая
часть
проекта
рассчитана
на
1,5…2
листа
формата
А
1.
Объём
пояснительной
записки
– 15…20
листов
.
Проект
выполняется
в
IV
учеб
-
ном
семестре
и
защищается
перед
комиссией
,
назначенной
заведующим
кафедрой
,
и
должен
быть
предварительно
подписан
руководителем
.
2.
ОБЗОР
КОНСТРУКЦИЙ
ТОЛКАТЕЛЕЙ
И
ВЫТАЛКИВАТЕЛЕЙ
По
способу
передачи
толкающего
усилия
различают
следующие
конструкции
толкателей
и
выталкивателей
:
реечные
,
винтовые
,
рычажные
кулачковые
,
цепные
,
фрикционные
.
Для
привода
толкателей
и
выталкива
-
телей
преимущественно
используют
электрический
привод
,
но
иногда
применяют
на
этих
установках
гидравлический
и
пневматический
приводы
.
Винтовые
толкатели
имеют
по
сравнению
с
реечными
меньшие
габа
-
риты
,
но
применяются
обычно
только
при
небольших
усилиях
проталки
-
вания
садки
P
≤
500
кН
вследствие
низкого
КПД
винтовой
пары
.
Значительно
надёжнее
и
долговечнее
реечные
толкатели
,
которые
применяют
при
усилиях
проталкивания
садки
до
2…2,5
МН
.
Реечные
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 3
из
39
толкатели
имеют
обычно
более
сложный
редуктор
,
поскольку
он
должен
обеспечить
большее
передаточное
число
.
Основное
преимущество
рееч
-
ных
редукторов
–
больший
КПД
(
η
=
0,85…0,90)
и
устранение
ходовой
гайки
.
Гайка
относительно
быстро
изнашивается
(
срок
службы
около
2-
х
лет
).
Она
сложна
в
изготовлении
,
так
как
имеет
большие
размеры
и
требу
-
ет
точной
обработки
.
Штанги
толкателей
выполняют
коваными
,
сварными
и
–
для
толка
-
телей
на
малое
усилие
–
из
катаных
заготовок
круглого
сечения
.
Кованые
и
сварные
штанги
более
сложны
в
изготовлении
:
сложнее
получается
кон
-
струкция
направляющих
.
Однако
применение
штанг
толкателя
прямо
-
угольного
сечения
позволяет
выполнить
зубчатые
рейки
в
виде
отдельных
деталей
,
изготовляя
их
из
более
прочной
стали
(40
ХН
, 40
Х
),
и
при
износе
зубьев
заменять
,
сохраняя
тяжёлые
и
дорогие
штанги
.
Штанги
толкателей
из
круглого
проката
проще
в
изготовлении
,
но
в
этом
случае
зубья
приходится
нарезать
непосредственно
на
них
.
Следова
-
тельно
,
марка
стали
будет
хуже
,
а
при
износе
зубьев
штанги
необходимо
заменять
целиком
.
Скорость
толкания
металла
толкателями
выбирают
обычно
неболь
-
шой
:
при
проталкивании
садки
0,1…0,3
м
/
с
.
Возвратный
ход
может
быть
более
быстрым
– 0,6…0,8
м
/
с
.
Для
регулирования
скорости
в
последних
конструкциях
предусматривают
привод
толкателей
от
двигателей
посто
-
янного
тока
.
Рычажные
толкатели
применяют
у
печей
с
боковой
загрузкой
метал
-
ла
,
так
как
толкающие
штанги
такого
толкателя
могут
быть
введены
в
печь
при
малых
размерах
окон
в
торцевой
стенке
печи
.
3.
РЕЕЧНЫЙ
ТОЛКАТЕЛЬ
Реечный
толкатель
предназначен
для
перемещения
отдельных
блю
-
мов
и
слябов
с
рольганга
в
нагревательную
печь
и
продвижения
через
неё
всего
ряда
блюмов
и
слябов
.
Схема
реечного
толкателя
представлена
на
рис
. 1.
Толкающая
штанга
1
снабжена
толкающими
пальцами
2
с
пружин
-
ными
амортизаторами
3
.
При
движении
штанги
вперёд
в
опорных
катках
4
пальцы
упираются
в
торец
штанги
и
толкают
перед
собой
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 4
из
39
блюм
5
.
При
движении
штанги
назад
и
наличии
на
рольганге
6
следующе
-
го
блюма
пальцы
отклоняются
вверх
,
и
головка
штанги
беспрепятственно
возвращается
в
исходное
положение
,
после
чего
замыкающая
пружина
7
прижимает
толкающие
пальцы
к
торцу
штанги
.
С
нижней
стороны
штанги
укреплена
зубчатая
рейка
8
,
при
помощи
которой
на
штангу
передаётся
толкающее
усилие
от
привода
через
приводную
шестерню
9
.
Максимальную
мощность
привода
толкателя
определяют
по
усилию
и
скорости
толкания
всего
ряда
блюмов
,
кВт
η
=
1000
V
P
N
max
, (3.1)
где
P
–
толкающее
усилие
,
Н
;
V
–
скорость
толкания
,
м
/
с
;
η
–
коэффициент
полезного
действия
(
КПД
)
всего
привода
.
КПД
подсчитывают
по
формуле
∏
=
=
η
=
η
n
i
i
i
1
, (3.2)
где
n
–
количество
механизмов
или
узлов
,
находящихся
между
двигате
-
лем
и
рабочим
органом
;
η
i
–
КПД
i
-
го
механизма
или
узла
(
определяется
по
таблице
1).
4
1
3
2
P
7
8
5
6
9
Рис
. 1.
Схема
реечного
толкателя
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 5
из
39
Рабочий
ход
толкателя
условно
делится
на
три
участка
:
a
,
b
и
c
(
рис
. 2).
На
участке
a
толкатель
совершает
холостой
ход
,
при
котором
башмак
непосредственно
ещё
не
доходит
до
слитка
.
На
участке
b
толка
-
тель
продвигает
один
слиток
с
усилием
P
1
сл
до
соприкосновения
со
всей
садкой
.
И
на
участке
c
происходит
продвижение
всего
ряда
слитков
с
уси
-
лием
P
Σ
сл
.
Отношение
c
/
b
≈
0,1,
следовательно
,
максимальное
усилие
P
Σ
сл
приходится
на
довольно
кратковременный
отрезок
времени
.
Таблица
1
Коэффициенты
полезного
действия
механизмов
и
узлов
O
поры
Тип
передачи
скольжения
качения
Подшипники
0,95…0,99
0,98…0,99
Открытые
зубчатые
передачи
:
цилиндрические
0,93…0,95
0,95…0,96
конические
0,92…0,94
0,93…0,95
Закрытые
цилиндрические
зубчатые
пе
-
редачи
(
редукторы
на
каждую
пару
)
0,95…0,97
0,97…0,99
Редукторы
:
двухступенчатые
0,94…0,96
трёхступенчатые
0,91…0,94
Червячные
передачи
при
:
однозаходном
червяке
0,50…0,75
двухзаходном
червяке
0,75…0,80
трёхзаходном
червяке
0,80…0,85
самотормозящем
червяке
0,30…0,40
Зубчатые
муфты
0,99
Передача
:
цепная
0,90…0,97
клиноремённая
0,88…0,92
плоскоремённая
0,83…0,95
фрикционная
0,90…0,96
винт
-
гайка
(
винт
однозаходный
)
0,40…0,50
Для
выбора
мощности
двигателя
нагрузочную
диаграмму
удобнее
представлять
в
виде
зависимости
статического
момента
от
времени
M
с
=
f
(
t
).