ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.12.2021
Просмотров: 1252
Скачиваний: 7
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 6
из
39
На
участке
a
нагрузочной
диаграммы
статический
момент
будет
ра
-
вен
моменту
холостого
хода
M
с
=
M
xx
,
кНм
:
xx
ц
ц
ш
xx
η
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
µ
=
i
f
d
G
M
2
, (3.3)
где
G
ш
–
вес
штанги
,
кН
;
d
ц
–
диаметр
цапф
направляющих
роликов
в
подшипниках
качения
;
µ
ц
–
0,003…0,005;
f
–
коэффициент
трения
качения
штанги
о
ролики
,
f
=
0,0015
…
0,002,
м
;
η
xx
= 0,5
η
–
КПД
механизма
на
холостом
ходу
.
c
b
P
a
P
Σ
сл
P
1
сл
P
xx
S
М
ст
t
t
a
t
b
t
c
t
d
t
e
Рис
. 2.
Нагрузочная
диаграмма
толкателя
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 7
из
39
На
участке
b
статический
момент
M
с
будет
равен
,
кНм
:
η
µ
+
=
i
D
G
M
M
2
ш
сл
xx
с
, (3.4)
где
G
сл
–
вес
слитка
,
кН
;
µ
–
коэффициент
трения
между
слитками
и
подом
печи
(
при
дви
-
жении
заготовки
по
чугунным
направляющим
–
µ
=
0,2…0,5;
по
стальным
направляющим
–
µ
=
0,4…0,7;
по
керамическим
направляющим
–
µ
=
0,6…1,0;
по
глиссажным
направляющим
трубам
–
µ
=
0,3).
На
участке
c
статический
момент
является
максимальным
и
склады
-
вается
из
момента
холостого
хода
и
момента
от
сталкивания
всей
сад
-
ки
,
кН
⋅
м
:
η
µ
+
=
∑
i
D
G
M
M
2
ш
сл
xx
c
. (3.5)
После
проталкивания
всей
садки
двигатель
тормозится
,
затем
разго
-
няется
в
противоположную
сторону
и
возвращает
толкатель
в
исходное
положение
.
Следует
учесть
,
что
обратная
скорость
в
полтора
–
два
раза
выше
скорости
толкания
,
в
результате
чего
время
возврата
будет
также
ниже
.
После
возврата
толкателя
возникает
пауза
до
следующего
цикла
толкания
.
Таким
образом
,
на
нагрузочной
диаграмме
толкателя
появятся
ещё
два
участка
:
d
–
возврат
толкателя
в
исходное
положение
и
участок
e
–
пауза
до
следующего
цикла
толкания
.
На
участке
d
статический
мо
-
мент
равен
моменту
холостого
хода
.
Следует
отметить
,
что
при
работе
толкателя
в
переходных
режимах
,
когда
скорость
изменяется
,
нагрузка
на
валу
двигателя
отличается
от
ста
-
тической
на
величину
динамических
составляющих
момента
и
мощности
,
зависящих
от
момента
инерции
двигателя
,
который
пока
не
известен
.
В
связи
с
этим
задача
может
быть
решена
в
два
этапа
: 1)
предварительный
выбор
двигателя
; 2)
проверка
двигателя
по
перегрузочной
способности
и
по
нагреву
.
Для
предварительного
выбора
двигателя
по
известной
нагрузочной
диа
-
грамме
механизма
можно
найти
средний
момент
статической
нагрузки
[12]:
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 8
из
39
e
d
c
b
a
d
d
c
c
b
b
a
a
c.
ср
t
t
t
t
t
t
M
t
M
t
M
t
M
M
+
+
+
+
+
+
+
=
. (3.6)
Номинальный
момент
выбираемого
двигателя
определяют
из
выра
-
жения
М
ном
=
k
д
М
с
.
ср
,
(3.7)
где
k
д
=
1,2 –
коэффициент
,
учитывающий
динамические
режимы
работы
привода
.
По
полученному
значению
М
ном
можно
выбрать
двигатель
по
каталогу
[3].
Можно
также
определить
номинальную
мощность
двигателя
по
формуле
:
λ
−
=
max
ном
)
,
,
(
N
N
4
1
2
1
, (3.8)
где
λ
–
перегрузочная
способность
двигателя
;
для
двигателей
постоян
-
ного
тока
λ
= 2…2,5 .
По
найденной
мощности
из
каталога
[3]
выбираем
электродвигатель
.
Общее
передаточное
число
привода
находят
из
отношения
числа
оборотов
(
n
д
,
об
/
мин
)
выбранного
электродвигателя
к
числу
оборотов
(
n
ш
,
об
/
мин
)
реечной
шестерни
:
i
=
п
д
/
п
ш
, (3.9)
где
ш
ш
d
V
n
π
=
60
,
V
–
скорость
толкания
,
м
/
с
,
d
ш
–
диаметр
начальной
ок
-
ружности
шестерни
.
Задаваясь
числом
зубьев
шестерни
(
Z
≥
20),
её
модуль
определяют
из
расчёта
прочности
зубьев
на
изгиб
по
формуле
,
мм
:
m
F
F
F
Y
K
P
m
Ψ
σ
=
]
[
, (3.10)
где
P
–
окружное
усилие
шестерни
,
соответствующее
толкающему
усилию
,
Н
;
Y
F
–
коэффициент
,
учитывающий
форму
зуба
;
[σ
F
] –
допускаемое
напряжение
изгиба
с
учётом
характера
нагруже
-
ния
и
срока
службы
передачи
,
МПа
(
Н
/
мм
2
);
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 9
из
39
Ψ
m
=
b
/
m
= 10-12 –
коэффициент
ширины
реечного
зацепления
по
модулю
зацепления
(
b
–
длина
зуба
рейки
,
мм
).
Коэффициент
,
учитывающий
форму
зуба
,
зависит
от
числа
зубьев
и
относительного
смещения
X
режущего
инструмента
.
Значения
коэффици
-
ента
Υ
F
приведены
в
табл
. 2.
Допускаемые
напряжения
изгиба
определяются
по
формуле
:
]"
[
]'
[
]
[
lim
F
F
b
F
F
S
S
0
σ
=
σ
, (3.11)
где
σ
0
F
lim
b
–
предел
выносливости
при
отнулевом
цикле
изгиба
,
МПа
(
табл
. 3);
[
S
F
]' –
коэффициент
,
учитывающий
нестабильность
свойств
мате
-
риала
зубчатых
колёс
(
табл
. 3)
при
вероятности
неразрушения
99
%
(
в
этом
коэффициенте
отражена
и
степень
ответственности
зубчатой
пе
-
редачи
:
при
вероятности
неразрушения
большей
,
чем
99
%,
значения
[
S
F
]'
существенно
возрастают
);
[
S
F
]" –
коэффициент
,
учитывающий
способ
получения
заготовки
зубчатого
колеса
(
для
поковок
и
штамповок
[
S
F
]"
=
1;
для
проката
[
S
F
]"
=
1,15;
для
литых
заготовок
[
S
F
]"
=
1,3).
Определённый
по
формуле
(1.5),
модуль
округляют
по
ГОСТ
9563–60
и
находят
диаметр
делительной
окружности
шестерни
d
ш
=
m
Z
.
Ширину
шестерни
принимают
больше
ширины
рейки
примерно
на
5…10
мм
.
По
общему
передаточному
числу
и
мощности
привода
в
каталоге
[1]
подбирают
редуктор
.
Таблица
2
Коэффициент
формы
зуба
Коэффициент
смещения
режущего
инструмента
Ζ
–0,5 –0,4 –0,3 –0,2 –0,1
0
+0,1 +0,2 +0,3 +0,4 +0,5
12
–
–
–
–
–
–
–
–
3,90 3,67 3,46
14
–
–
–
–
–
–
4,24 4,00 3,78 3,59 3,42
17
–
–
–
–
4,50 4,27 4,03 3,83 3,67 3,53 3,40
20
–
–
–
4,55 4,28 4,07 3,89 3,75 3,61 3,50 3,39
25
–
4,60 4,39 4,20 4,04 3,90 3,77 3,67 3,57 3,48 3,39
30 4,60 4,32 4,15 4,05 3,90 3,80 3,70 3,62 3,55 3,47 3,40
Паршин
В
.
С
.,
Спиридонов
В
.
А
.,
Мухоморов
В
.
Л
.
Толкатели
заготовок
для
металлургических
печей
ГОУ
ВПО
УГТУ
-
УПИ
– 2005
Стр
. 10
из
39
Таблица
3
Значения
предела
выносливости
при
отнулевом
цикле
изгиба
σ
0
F
lim
b
и
коэффициента
нестабильности
материала
[
S
F
]'
Марка
стали
Термическая
или
термо
-
химическая
обработка
σ
0
F
lim
b
,
МПа
[
S
F
]'
40, 45, 50, 40
Х
, 40
ХФА
нормализация
,
улучшение
1,8
НВ
1,75
40
Х
, 40
ХН
, 40
ХФА
объёмная
закалка
500…550 1,80
40
ХН
, 40
ХН
2
МА
закалка
при
нагреве
ТВЧ
700
1,75
20
ХН
, 20
ХН
2
М
, 12
ХН
2, 12
ХНЗА
цементация
700
1,55
Таблица
4
Твёрдость
некоторых
сталей
Марка
стали
Диаметр
заго
-
товки
,
мм
Термообработка
Твёрдость
НВ
,
средняя
40
300–800
нормализация
150
45
100–800
нормализация
160
40
Х
500–800
нормализация
160
40
Х
св
. 160
улучшение
245
40
ХФА
100–500
улучшение
265
4.
ВИНТОВОЙ
ТОЛКАТЕЛЬ
Винтовой
толкатель
подаёт
в
печь
заготовки
,
продвигает
их
по
ходу
печи
и
выгружает
через
окно
выдачи
;
применяется
для
преодолений
уси
-
лий
до
700
кН
при
ходе
башмака
до
2,5
м
.
Винтовой
толкатель
(
рис
. 3)
состоит
из
неподвижной
рамы
1
,
на
ко
-
торой
установлены
передняя
2
и
задняя
3
стойки
.
К
передней
стойке
при
-
креплены
направляющие
втулки
4
для
штанг
5
,
радиальный
6
и
упорный
7
подшипники
для
переднего
конца
винта
8
.
При
вращении
винта
переме
-
щаются
гайка
10
и
связанная
с
ней
траверса
11
.
Траверса
11
в
свою
очередь
жёстко
связана
с
задними
концами
штанг
5
,
которые
проходят
через
направляющие
втулки
4
передней
стойки
,
и
их
передние
концы
при
-
соединены
к
общей
толкающей
головке
12
.
Такая
конструкция
обеспечи
-
вает
работу
винта
только
на
растяжение
.
Винт
вращается
от
привода
,
состоящего
из
электродвигателя
13
,
упругой
муфты
с
электромагнитным