Модернизация механизма перемещения валков рабочей клети прошивного стана ТПА-80

Перечень чертежей:

1. Клеть рабочая прошивного стана ТПА-80 А1 с техническими характеристиками и требованиями:
   • Диаметр заготовки 90, 120 мм
   • Диаметр гильзы 90, 118 мм
   • Усилие прокатки наибольшее:

• осевое 250 кН
• радиальное 800 кН
  • Крутящий момент на валке наибольший 105 кН× м
  • Частота вращения рабочих валков 90-120 об/мин
  • Диаметр рабочих валков в пережиме 850-900 мм
  • Длина бочки рабочего валка 600 мм

Механизм перемещения валка

• Наибольший ход нажимного винта 120 мм
• Передаточное число редуктора 28,35
• Скорость перемещения валка 1,87 мм/с
• Пневмоцилиндр уравновешивания 100 х 200 мм
• Усилие, развиваемое пневмоцилиндром 13,2 кН

Механизм установки верхней лейки

• Ход траверсы 150 мм
• Передаточное число редуктора 37
• Скорость перемещения траверсы 1,14 мм/с

Механизм подъема крышки

• Диаметр поршня гидроцилиндра 220 мм
• Усилие, развиваемое цилиндром при открытии крышки 350 кН
• Усилие, развиваемое цилиндром при закрытии крышки 250 кН

Механизм поворота барабанов

• Изменение угла подачи 0...20 град
• Передаточное число привода 785
• Скорость поворота барабана 0,66 град/с

Механизм запирания крышки

• Пневмоцилиндр перемещения засова 200 х 400 мм
• Пневмоцилиндр поворота эксцентрика 250 х 400 мм
• Усилие, развиваемое пневмоцилиндром при запирании крышки 25 кН
• Усилие, развиваемое пневмоцилиндром при отпирании крышки 27 кН

Механизм перехвата стержня

• Диаметр поршня пневмоцилиндра 160 мм
• Усилие зажатия стержня 7 кН

Механизм упора исчезающего

• Диаметр поршня пневмоцилиндра 200 мм
• Уровень шума не более 85дБа

2. Сборочный чертеж механизма перемещения барабана А1:
   • Неуказанные предельные отклонения размеров H14, h14, ±IT14/2
   • В редуктор заливать масло И-50А ГОСТ 20799-88 объёмом 9 литров
3. Клеть рабочая в сборе А1
4. Винт нажимной А3 с указанием материалов для изготовления и техническими условиями:
   • НВ 200...230
   • Острые кромки притупить
5. Колесо зубчатое А3:
   • НВ 175...230
   • Неуказанные радиусы скруглений 12 мм
   • Данные для контроля по нормам точности - по ГОСТ 1643-81

Дополнительные материалы: расчетно-пояснительная записка на 64 листах, включающая конструкторскую и расчетную части.

         В конструкторской части проведено описание конструкции прошивного стана. Прошивной стан предназначен для прошивки сплошных заготовок в полую гильзу.

         Построена схема расположения оборудования прошивного стана. Сделано описание рабочей линии с указанием технических характеристик деталей и механизмов: привод рабочих валков осуществляется от электродвигателя постоянного тока П2 630-202 УС мощностью 2800 кВт, частотой вращения 360…515 об/мин. Шестеренная клеть имеет передаточное число 3. Она предназначена для разделения крутящего момента, получаемого от электродвигателя и передачи его валкам рабочей клети через шпиндели. Вталкиватель  служит для задачи заготовок в очаг деформации стана и представляет собой пневматический цилиндр двустороннего действия. Ход вталкивателя – 4100 мм. Передний стол предназначен для приема нагретой заготовки, скатывающейся по решетке, совмещения ее оси с осью прошивки и удержания заготовки во время прошивки. Шпиндели используются для передачи валкам рабочей клети вращения и крутящих моментов от шестеренной клети. Рабочая клеть служит для установки в ней рабочих валков и комплекса вспомогательных механизмов.

         На основание проведенного анализа базовой конструкции клети и в процессе ее длительной эксплуатации в цехе был обнаружен ряд недостатков, вследствие чего была выявлена необходимость модернизации механизмов перемещения барабанов.

Проведен литературный, патентный обзор и анализ конструкций машин, аналогичных проектируемой.

Описано обоснование выбора конструкции и необходимость модернизации механизмов перемещения барабанов. Предлагается модернизация механизма перемещения барабана, которая заключается в замене вертикального редуктора с цилиндрическими и червячной передачами на горизонтальный двухступенчатый  цилиндрический  редуктор с приводом от низкоскоростного  электродвигателя. В результате чего значительно упростится кинематика привода, улучшатся условия трения деталей редуктора. Ревизию деталей редуктора можно производить, только сняв крышку редуктора. Кроме этого сопряжение нажимного винта с подпятником выполнено закрытым, что исключает попадание в эту зону окалины и грязи.

Приведена расчетная часть, в которой рассчитана мощность привода механизма перемещения барабана 3025,2 Вт и выбран асинхронный двигатель серии АР тип двигателя 83-20 с техническими характеристиками: номинальная мощность – 4 кВт, частота вращения вала двигателя – 265 об/мин, масса двигателя 380 кг; маховый момент ротора 77,5 Н·м2.

Сделан расчет передаточных чисел и передач установочного механизма с использованием ЭВМ при помощи прикладной библиотеки. Данные и результаты расчетов сведены в таблицы:

• Геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления с проверкой качества зацепления по геометрическим показателям
• Расчет на прочность при действии максимальной нагрузки цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления

В результате установлено допустимое передаточное число редуктора 28,35 и действительная скорость перемещения нажимного винта 0,00187 м/с.

         Выполнен расчет валов редуктора:

Определены параметры:

В результате расчетов было установлено, что условие прочности всех валов редуктора выполнено.

Произведен расчет и выбор подшипников редуктора:

Расчеты показали, что допустимое условие долговечности подшипников по ГОСТ выполняется.

         Проведен проверочный расчет резьбы нажимного устройства. Материал нажимного винта – сталь 45: предел прочности 620 МПа; предел текучести 375 МПа; предел выносливости при изгибе 258 МПа; предел выносливости при кручении 150 МПа; допускаемое напряжение сжатия =120 МПа; допускаемое напряжение при срезе 72 МПа; наружный диаметр резьбы винта 160 мм, внутренний диаметр резьбы винта 139,17 мм.

Материал гайки бронза БрАЖ 9-4: предел прочности 350 МПа; предел текучести 200 МПа; допускаемое напряжение при срезе 38 МПа.

         Определены параметры:

Полученные результаты показали успешное прохождение проверки.

         Приведен раздел по безопасности жизнедеятельности.

В данной работе представлен проект по проведению модернизация механизма перемещения валков рабочей клети прошивного стана ТПА-80, которая:

• приведёт к облегчению обслуживания данного механизма (возможен вариант поузлового ремонта с минимальным объёмом работ непосредственно на стане)
• упростит кинематику всего механизма, что приведёт к уменьшению времени на настройку оборудования
• увеличит срок службы быстроизнашивающихся узлов и деталей за счёт улучшения условий трения, что приведёт к снижению затрат на ремонт, т.е. увеличению прибыли.

Прочностные расчеты показали, что все узлы и детали механизма выдерживают усилия, приложенные к ним, и имеют необходимые запасы прочности.

Спецификация –  4 листа

В программе: Компас 3D v