Дипломная работа на тему «Модернизация деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка»

Главная ставка в технической политике ОАО «Северстали» делается на производство холоднокатаного листа: автолиста, динамной стали, проката с цинковым, алюмоцинковым и алюмокремниевым покрытиями. В основу концепции развития ПХЛ положено увеличение до 3,2 — 3,6 млн. тонн холоднокатаного металла в год.

Скачать пример Заказать работу Скачать пример Заказать работу

ВВЕДЕНИЕ

Сюда направлялись и направляются основные инвестиции, так как тонна реализованного холоднокатаного проката приносит предприятию столько денег, сколько 1,5 тонны горячекатаного проката.

-ти клетевой стан бесконечной прокатки 1700 ПХЛ предназначен для холодной прокатки горячекатаных травленых полос, смотанных в рулоны. На стане производится прокатка травленых полос из низкоуглеродистой качественной стали, углеродистой низколегированной стали, электротехнической стали соответствующим по химическому составу маркам сталей: 08КП, 08ПС, 10КП, 10ПС 09Г2, 14Г2, 2211, 2212, 2013.

Для увеличения объема производства на 5-ти клетевом стане 1700 ПХЛ необходимо провести ряд мероприятий по устранению «узких мест».

Существующая схема с двумя разматывателями №1 и №2 на одном уровне, общими ножницами и уборкой от них не позволяет быстро подготовить полосу для процесса сварки, что не дает увеличить среднюю скорость прокатки.

Производительность стана при прокатке металла большого сечения уменьшается из-за недостаточного натяжения в петлевом накопителе, как следствие, вынужденная работа на половину петлевого устройства и даже на одну треть. Неустойчивое положение полосы по оси стана, а также плохое огибание полосы центрирующим устройством, приводят к неэффективной центровке полосы по оси стана. Сходы полосы с оси стана приводят к его остановке, выходу беззаказной продукции и механическим повреждениям.

Целью реконструкции, 5-ти клетевого стана показанной в данном дипломном проекте, является обеспечение объёма производства до 1800000 т/год, обеспечение стабильной работы реконструированных участков и стана в целом на измененном сортаменте, а также повышение эксплуатационной надёжности оборудования и качества готовой продукции путём принятия современных и экономичных технических решений.

Цели реконструкции достигаются путём оснащения стана новым современным оборудованием, а также за счет внедрения новых и совершенствования существующих систем технологической автоматизации.

В данной дипломной работе приняты технические решения, которые обеспечивают все требования задания, а именно:

¾ улучшен доступ для ремонта и обслуживания к вновь устанавливаемому оборудованию на реконструируемых участках;

¾ значительно снижены автоколебания центрирующих устройств № 1, № 2 и № 3 путем изменения конструкции самих устройств и установки в петлевом устройстве двух дополнительных двухроликовых натяжных устройств;

¾ для подбора наиболее оптимального режима центрирования полосы на выходе ее со второй петлевой тележки, центрирующее устройство № 4 установлено вертикально с возможностью изменения угла наклона рамы;

Нужна помощь в написании диплома?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.

Цена диплома

¾ исключена необходимость снижения натяжения полосы в петлевом устройстве при остановке головной части стана на сварку концов полос;

¾ сокращен цикл подготовки полосы на сварку за счет установки дополнительного оборудования, обеспечивающего подготовку концов полосы при движении её от обоих разматывателей в двух уровнях по высоте;

¾ компактное размещение дополнительного оборудования в верхнем уровне и существующего оборудования в нижнем уровне позволит сохранить неизменным положение разматывателей и стыкосварочной машины и сократить объем фундаментных работ при реконструкции;

¾ решены существовавшие ранее проблемы на входе в первую клеть:

· вместо существующего однороликового центрирующего устройства № 5 установлено двухроликовое центрирующее устройство, обеспечивающее точность центрирования полосы на входе в первую клеть ± 1 мм;

· установлено дополнительно натяжное устройство № 3, позволившее увеличить до 30 — 40 т и стабилизировать в установившемся и динамическом режимах натяжение полосы перед первой клетью стана;

· улучшено качество регулирования натяжения и толщины полосы во входной зоне стана (между натяжным устройством № 3 и клетью № 1) за счет использования принципа «нулевой» клети;

¾ обеспечена возможность работы стана без петлевого устройства, но с центрированием полосы перед первой клетью (порулонная прокатка сваренных полос). Этот режим работы необходим для снижения потерь производства при ремонтных работах в петлевом устройстве и для его реконструкции.

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЙСТВУЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ И КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ БАЗОВОГО ВАРИАНТА

петлевого листоправильный канатный барабан

1.1 Характеристика сортамента цеха

Пятиклетевой стан бесконечной прокатки 1700 ПХЛ предназначен для холодной прокатки горячекатаных травленых полос, смотанных в рулоны. Характеристика сортамента цеха представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Наименование	Единица измерения	Величина
На стане производится прокатка травленых полос из низкоуглеродистой качественной стали, углеродистой низколегированной стали, электротехнической стали соответствующей по химическому составу маркам сталей: 08КП, 08ПС, 10КП, 10ПС по ГОСТ 16523-70, ГОСТ 1050-74, 09Г2, 14Г2 по ГОСТ 17066-80; 2211, 2212, 2013 по ГОСТ 21427-83 sв до 65 кгс/мм2 sт до 40 кг/мм2
Механические свойства подката: Сталь углеродистая качественная 08КП, 08ПС sв=27,5…39 кг/мм2 10КП, 10ПС sв=30…42 кг/мм2 Сталь электротехническая 2211…2212 sв=47,5 кг/мм2
Толщина полосы	мм	1,5…5,5
Ширина полосы	мм	800…1650
Диаметр рулона:
¾ внутренний	мм	600
¾ наружный	мм	1200…2200
Масса рулона максимальная	т	до 30
Предельное отклонение по толщине горячекатаных полос не более 9 %.
Отклонения по ширине, серповидность полос и телескопичность рулонов по ГОСТ 19903-74
Отклонение от плоскостности не более 8 — 10 мм на метр или 16 — 25 ед. I

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Требования к подкату:

· Исходная полоса должна иметь однородные механические свойства по ширине и всей длине, кромки полосы должны быть обрезаны, не иметь надрывов и загибов на 90°.

· Допускаемые номинальные отклонения исходной полосы по толщине по всей длине.

Толщина полосы, мм Допуск по толщине, мм

,5 — 3,0 ± 0,15

,1 — 5,5 ± 0,18

Отклонение не скачкообразное, изменяется максимально на 0,5%

толщины на метр длины полосы.

· В поперечном сечении исходная полоса должна иметь симметричный выпуклый профиль. Толщина по середине полосы может превышать толщину кромки на следующие максимальные величины:

для полос шириной

— 1250 мм + 0,08

— 1650 мм + 0,12

Толщина кромок замеряется на расстоянии 40 мм от края полосы.

· Отклонение по ширине полосы может быть до 2 мм в пределах одной полосы.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

· Максимальная волнистость исходных полос

Толщина, мм Волнистость, мм

2,0 — 3,0 10…7

,1 — 5,0 8…6

Для обеспечения качественной сварки под прокатку необходимо обеспечить следующие требования:

· Разнотолщинность передних и задних концов полос одного размера не должна превышать для полос толщиной

1,5 — 5,5 мм 0,1 — 0,15 мм

· В поперечном сечении полоса должна иметь прямоугольный или чечевицеобразный профиль.

· Клиновидность кромок не должна превышать 0,..1 мм.

· Ребровая кривизна (серповидность) не должна превышать 10 мм на 3000 мм.

· Продольная кривизна не более 20 мм/пм.

· Для стыкуемых полос, различающихся по толщине и ширине, допускается разность размеров:

по толщине не более 0,6 мм,

по ширине не более 200 мм.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

· В металле концов полосы должен отсутствовать расслой, неметаллические включения и другие металлургические дефекты.

Телескопичность рулонов должна быть не более 10 мм.

Рулоны должны быть плотно смотаны и обвязаны по образующей упаковочной лентой.

Устойчивая работа стана гарантируется при обеспечении вышеизложенных требований.

Требования к качеству готовой продукции:

· Допускаемое относительное отклонение толщины составляет от +3,6 до 12%.

· Для полос с необрезной кромкой допускается отклонение по ширине от 0 до 20 мм. При обрезке кромок допускаемое отклонение составляет для полосы шириной 900-1000 мм +2 мм, шириной 1000-1520 мм +5 мм.

· Длина рулонов ограничивается их предельно допустимой массой. Максимальная масса рулона 30 тонн.

· Коробоватость не более 10 мм на 1 метр. Для полосы, предназначенной к оцинкованию, не допускается отклонение от плоскостности более 13 мм на 1 метр длины. Серповидность не более 10 мм на длине 3 метра. Требования к качеству определяет ГОСТ 19904-74.

1.2 Характеристика технологического процесса

Схема расположения оборудования 5-ти клетевого стана «1700» представлена на рис. 1.1.

Рулоны мостовым краном или другим транспортным средством подаются поочередно на шаговые конвейеры разматывателей №1 и №2. Установку рулонов производят, когда балки конвейеров находятся в крайнем нижнем положении. Балка шагового конвейера устанавливает крайний рулон на вилку приемного стола и возвращается в исходное положение.

Каждый разматыватель 1 обслуживается приемным столом. Столы транспортируют рулоны в позицию задачи на разматыватель. Во время передвижения рулона обручка снимается вручную и производится автоматическая центровка рулона по оси стана и по высоте с осью барабана разматывателя. Подготовленные к прокатке рулоны приемным столом автоматически устанавливаются на барабан одного из разматывателей. После установки рулона на барабан разматывателя отгибается передний конец полосы и задается в правильнотянущие ролики у разматывателя №1 или в тянущие ролики у разматывателя №2. Подготовленный передний конец полосы транспортируется в позицию ожидания перед обводным роликом.

После размотки предыдущего рулона, с какой-либо позиции разматывателя, подготовленный передний конец полосы последующего рулона центрируется и правится в правильнотянущей машине 2 и подается к высечным ножницам 3, где задний и передний дефектные концы полосы режутся на листы мерной длины, которые направляются в короб для обрезков.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Обрезанный передний конец полосы или задний транспортируется к ножницам для выравнивания конца полосы по ширине, где обрезанный задний конец полосы предыдущего рулона или передний конец последующего рулона, имеющий большую ширину, чем стыкуемый, обрезается до ширины меньшей полосы. Подрезанные концы полос подаются в стыкосварочную машину 4. Концы полос одинаковой ширины подаются сразу в стыкосварочную машину, где производится сварка.

После сварки и зачистки грата полоса разгоняется до рабочей скорости и транспортируется в петлевое устройство 5.

Для обеспечения непрерывности процесса прокатки во время сварки концов полос в головной части стана установлены: тянущая станция, петлевое устройство с системой натяжных механизмов, центрирующих и поддерживающих роликов, для накопления около 800 м полосы.

Перед первой клетью №1 6 установлены: центрирующий ролик, устройство для закрепления полосы при перевалках опорных валков, гильотинные ножницы.

Прокатка полосы в стане осуществляется непрерывно. Для контроля технологического процесса прокатки: перед 1-ой клетью, в межклетевых промежутках и за пятой клетью расположены измерители толщины полосы; в межклетевых промежутках установлены измерители натяжения полосы; за пятой клетью 10 установлены измеритель зонных натяжений полосы и датчики температуры рабочих валков; в каждой клети установлены преобразователи усилий прокатки.

По окончании намотки полосы на одну из моталок 14, скорость стана снижается до скорости реза летучими ножницами 12, увеличивается усилие прижатия подающими роликами полосы, создавая определенные натяжения полосы на разных участках, и производится рез полосы.

Передний конец полосы подающими роликами через магнитный транспортер и ролик планшетности 11 передается на моталку №2, где при помощи ременного захлестывателя, 15 полоса подматывается на барабан моталки. После 3 — 5-ти витков, захлестыватель отводится в исходное положение, и стан разгоняется до рабочей скорости.

При заправке полосы на моталку №1, передний конец полосы отклоняющим роликом направляется к барабану моталки, и дальнейшие операции повторяются как на моталке №2.

Прокатанные рулоны снимателями транспортируются от моталок к шаговому конвейеру. На шаговом конвейере рулоны перемещаются вначале в позицию для полностью автоматической обвязки рулона по окружности и далее в позицию взвешивания.

С шагового конвейера с последней позиции рулоны могут быть сняты мостовым краном или с помощью кантователя переданы на следующий шаговый конвейер, где рулоны транспортируются в вертикальном положении и снимаются мостовым краном для дальнейшего прохождения металла по технологическому потоку.

1.3 Состав и расположение оборудования стана

.3.1 Задающее устройство с разматывателя №1

Задающее устройство предназначено для отгибки переднего конца полосы с рулона, установленного на барабане разматывателя №1, для правки рулонной кривизны переднего и заднего концов полосы и задачи переднего конца полосы в правильно-тянущую пятироликовую машину (ПТМ5).

Наружный диаметр рулона, мм 1200…2200

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Ширина рулона, мм 900…1550

Толщина рулона, мм 2…5

Масса рулона, т до 30

Скорость полосы при отгибке, м/с 0,75

Диаметр приводного правильного ролика, мм 300

Гидроцилиндр качания приводного правильного ролика, шт. 2

диаметр поршня/штока, мм 125/60

ход поршня, мм 280

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр качания откидной опоры, шт. 1

диаметр поршня/штока, мм 125/60

ход поршня, мм 630

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр прижимного ролика, шт 2

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

диаметр поршня/штока, мм 100/60

ход поршня, мм 360

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр отгибателя, шт. 2

диаметр поршня/штока, мм 80/40

ход поршня, мм 450

диаметр подводов, дюймы Rс ½

Скорость перемещения поршней гидроцилиндров, м/с 0,15

Давление жидкости в гидросистеме, МПа 6,3

Ритм прокатки, рулон/час 18

Задающее устройство (рис.1.2.) состоит из прижимных роликов 1 и 9, отгибателя 3, трехроликовой правильнотянущей машины (ПТМ3) с одним приводным и двумя холостыми роликами, откидной опоры. Прижимные ролики 1 и 9 прижимаются к рулону гидроцилиндрами 2 и 10. Отгибатель 3 подводится к рулону гидроцилиндром 4.

Рис. 1.2 Задающее устройство с разматывателя №1

Приводной правильный ролик 5 трехроликовой правильнотянущей машины установлен на рычаге 6 и прижимается к холостому правильному ролику 7 двумя гидроцилиндрами 8. Откидная опора поддерживает барабан разматывателя в процессе прокатки и перемещается гидроцилиндром.

При одевании рулона на барабан разматывателя приемным столом производится медленное вращение барабана в сторону размотки. После соприкосновения торца рулона с передвижным щитом разматывателя вращение барабана прекращается, тележка приемного стола останавливается и передвижной упор возвращается в исходное положение. Передвижной упор останавливается, откидная опора опускается в крайнее нижнее положение, разматыватель перемещается на ось стана и передвижной ролик №1 подводится к рулону. Затем вилка приемного стола опускается в крайнее нижнее положение. Тележка приемного стола возвращается в исходное положение.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

При достижении вилкой приемного стола крайнего нижнего положения барабан разматывателя расклинивается, а затем дается сигнал на поворот рулона в сторону, противоположной размотке на угол 230°, конец полосы устанавливается в положение, удобное для отгибки. Отгибатель 3 гиброцилиндром 4 подводится к рулону. Далее по команде оператора начинается следующий цикл автоматической задачи полосы: включается привод вращения барабана разматывателя в сторону размотки полосы и начинается отгибка и подача переднего конца в трехроликовую правильнотянущую машину.

По сигналу фотореле о наличии полосы в ПТМ3 гидроцилиндры 8 прижимают приводной правильный ролик 5 к холостому ролику 7 и привод вращения барабана разматывателя отключается. Прижимной ролик 1 и отгибатель 3 возвращается в исходное положение. От импульса конечного выключателя, фиксирующего исходное положение отгибателя, включаются привода разматывателя и приводного правильного ролика.

От импульса фотореле, фиксирующего наличие полосы за обводным роликом, установленным за разматывателем №2, привода разматывателя и приводного правильного ролика отключаются через 5-6 секунд, и полоса, пройдя расстояние 4 м, останавливается.

При отсутствии сигнала фотореле о наличии полосы за обводным роликом, полоса задается в ПТМ5 до подающих роликов листовых ножниц и останавливается.

При включении разматывателя на рабочую скорость, привод правильного приводного ролика 5 отключается, и ролик гидроцилиндрами 8 поднимается в исходное положение. Идет размотка с разматывателя №1.

По окончании размотки полосы, при переходе с рабочей скорости на заправочную (0,75 м/с) и достижении ее, поступает сигнал на включение привода правильного приводного ролика 5 и на опускание его гидроцилиндрами 8 в крайнее нижнее положение (до соприкосновения с полосой). Происходит правка заднего конца полосы.

После получения сигнала от фотореле об отсутствии полосы за ПТМ3 приводной правильный ролик 5 поднимается в исходное положение, и привод его отключается, привод вращения барабана разматывателя также отключается, далее разматыватель с расклиненным барабаном перемещается в сторону привода, откидная опора возвращается в исходное положение, выдвижной упор разматывателя складывается. Разматыватель готов к приему очередного рулона.

1.3.2 Задающее устройство с разматывателя №2

Задающее устройство предназначено для отгибки переднего конца полосы с рулона, установленного на барабане разматывателя №2 и задачи переднего конца полосы в правильнотянущую пятироликовую машину (ПТМ5).

Наружный диаметр рулона, мм 1200…2200

Ширина рулона, мм 900…1550

Толщина рулона, мм 2…5

Масса рулона, т до 30

Скорость полосы при отгибке, м/с 0,75

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Диаметр головки барабана разматывателя, мм 400

Диаметр приводного тянущего ролика, мм 300

Гидроцилиндр качания ролика, шт. 2

диаметр поршня/штока, мм 100/60

ход поршня, мм 400

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр качания откидной опоры, шт. 1

диаметр поршня/штока, мм 125/60

ход поршня, мм 630

диаметр подводов, дюймы Rс ¾

Гидроцилиндр отгибателя, шт. 2

диаметр поршня/штока, мм 80/40

ход поршня, мм 500

диаметр подводов, дюймы Rс ½

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Скорость перемещения поршней гидроцилиндров, м/с 0,15

Давление жидкости в гидросистеме, МПа 6,3

Ритм прокатки, рулон/час 18

Задающее устройство (рис.1.3.) состоит из отгибателя 1, тянущих роликов 3 и 4, прижимного и обводного роликов 7 и 6 и откидной опоры (на рис. 1.3 не показана).

Рис. 1.3 Задающее устройство с разматывателя №2

Отгибатель 1 подводится к рулону гидроцилиндром 2 при прижатом к рулону прижимном ролике 7. Холостой тянущий ролик 3 прижимает полосу к приводному ролику 4 с помощью двух гидроцилиндров 5. Обводной ролик 6 поддерживает полосу на уровне ее движения в головной части стана. Откидная опора поддерживает барабан разматывателя в процессе прокатки и перемещается гидроцилиндрами 9.

Передвижной упор останавливается, откидная опора опускается в крайнее нижнее положение, разматыватель перемещается на ось стана, и прижимной ролик 7 подводится к рулону. Затем вилка приемного стола опускается в крайнее нижнее положение. Тележка приемного стола возвращается в исходное положение.

При достижении вилкой приемного стола крайнего нижнего положения барабан разматывателя расклинивается, а затем дается сигнал на поворот рулона в сторону противоположной размотке на угол 230°, конец полосы устанавливается в положение, удобное для отгибки. Отгибатель 1 гидроцилиндром 2 подводится к рулону. Далее по команде оператора начинается следующий цикл автоматической задачи полосы: включается привод вращения барабана разматывателя в сторону размотки полосы и начинается отгибка и подача переднего конца полосы за холостой тянущий ролик, который находится в исходном положении.

По сигналу фотореле о наличии полосы за роликом 3 привод барабана разматывателя отключается и гидроцилиндры 5 прижимают ролик 3 с полосой к приводному тянущему ролику 4.

При отсутствии сигнала фотореле о наличии полосы за обводным роликом включаются привода тянущего ролика и барабана разматывателя, задавая полосу в ПТМ5 до подающих роликов листовых ножниц. Полоса останавливается.

При включении разматывателя на рабочую скорость привод ролика 4 отключается, а холостой тянущий ролик 3 опускается в исходное положение. Идет размотка с разматывателя №2.

По окончании размотки полоса переходит с рабочей скорости на заправочную (0,75 м/с). При достижении ее поступает сигнал на включение привода приводного тянущего ролика 4 и на подъем холостого ролика 3 в крайнее верхнее положение.

После получения сигнала от фотореле об отсутствии полосы за роликом 3 этот ролик гидроцилиндрами 5 отводится в исходное положение, привод приводного тянущего ролика 4 отключается, привод вращения барабана разматывателя также отключается, далее разматыватель с расклиненным барабаном перемещается в сторону привода, откидная опора возвращается в исходное положение, выдвижной упор разматывателя складывается. Разматыватель готов к приему очередного рулона.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

1.3.3 Установка правильнотянущей машины

Правильнотянущая машина предназначена для правки передних и задних концов травленых горячекатаных рулонов перед их сваркой и устанавливается в загрузочной части стана.

Материал обрабатываемых полос: углеродистые стали с пределом прочности до 650 Н/мм² и электротехнические стали с содержанием кремния до 1,8% и пределом прочности 475 Н/мм².

Толщина полосы, мм 2…6

Ширина полосы, мм 900…1550

Усилие прижатия тянущих роликов, кН 100

Усилие прижатия правильных роликов, кН 220

Раствор тянущих роликов, мм 180

Раствор правильных роликов, мм

наибольший 190

наименьший 155

Регулирование верхних правильных роликов

от номинального положения:

вверх, мм 10

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

вниз, мм 25

Высота подъема опорных роликов Ø150мм

от уровня движения полосы, мм 40

Момент на тихоходном валу мотор-редуктора, Н∙м 110

Передаточное число мотор-редуктора, u 31

Частота вращения тихоходного вала мотор-редуктора, мин-1 90

Привод правильно-тянущей машины:

наибольший крутящий момент, передаваемый валом вращения

верхнего тянущего ролика, Н∙м 3000

наибольший суммарный крутящий момент, передаваемый валами

вращения правильных роликов, Н∙м 3000

наибольшие рабочие крутящие моменты, передаваемые валами

вращения правильных роликов, Н∙м 3000

вал 1, Н∙м 80

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

вал 2, Н∙м 1300

вал 3, Н∙м 900

вал 4, Н∙м 200

вал 5, Н∙м 80

передаточное отношение к валам вращения

правильных роликов, u 13,454

передаточное отношение к валу вращения

верхнего тянущего ролика, мин-1 70,6

частота вращения вала верхнего тянущего ролика, мин-1 35,3

Режим работы повторно-кратковременный

Скорость полосы при правке концов, м/с 0,75

Пневмоцилиндр прижатия верхнего тянущего ролика:

диаметр поршня/штока, мм 400/90

ход, мм 200

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

подвода Rc 1

количество цилиндров, шт 2

Пневмоцилиндр подъема поддерживающих роликов:

диаметр поршня/штока, мм 180/50

ход, мм 150

подвода Rc ½

количество цилиндров, шт 1

Давление воздуха в пневмосистеме, МПа 0,4…0,6

Гидроцилиндр прижатия правильных роликов:

диаметр поршня/штока, мм 160/80

ход, мм 180

подвода Rc ½

количество цилиндров, шт 2

Давление жидкости в пневмосистеме, МПа 6,3

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Электрооборудование:

электродвигатель переменного тока с фазным ротором типа

МТН225М6У1, N=37 кВт, n=950 об/мин, 40% ПВ, 380В, шт 1

мотор-редуктор 1МЦ2С-63-90-1, 1-РG11ЦУЗ с электродвигателем

АМ80 А4Р3, N=1,1 кВт, n=1400 об/мин, шт 2

Установка правильнотянущей машины (рис. 1.4.) состоит из собственно правильнотянущей машины и привода.

Правильнотянущая машина состоит из двух Ш-образных станин 1, связанных между собой стяжками. В пазах станины установлены тянущие ролики: верхний 2 и нижний 3, а также два верхних 4 и три нижних правильных ролика 5. Диаметр тянущих роликов 400 мм, правильных роликов — 200 мм.

Нижний тянущий ролик 3 свободно лежит на опорной поверхности в направляющих станины 1. Верхний ролик 2 устанавливается в гнездах траверсы 6, перемещаемой вертикально в направляющих станины двумя пневмоцилиндрами 7.

Рис. 1.4 Установка правильнотянущей машины

Три нижних правильных ролика 5 установлены на одну опорную плоскость таким образом, что образующие бочки роликов расположены на 30 мм ниже уровня движения полосы.

Нижние правильные ролики 5 фиксируются клиновым зажимом 8.

Два верхних правильных ролика 4 установлены в направляющих траверсы 9 и имеют каждый индивидуальный привод — мотор-редуктор, для вертикального (установочного) перемещения.

Мотор-редукторы установлены на траверсе и через цепную передачу и червячную пару осуществляют вертикальное перемещение роликов 4, обеспечивая индивидуальную настройку каждого верхнего правильного ролика 4 по высоте.

Совместное перемещение обоих правильных роликов 4 осуществляется двумя гидроцилиндрами 10, штоки которых соединены с траверсой 9, перемещаемой по направляющим станин.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Для выведения нижних правильных роликов из контакта с полосой при рабочей скорости стана предусмотрены роликовые проводки 11, которые посредством рычажной системы, приводимой пневмоцилиндром, имеют возможность вертикального перемещения.

Привод состоит из распределительного редуктора (шестеренной клети), электродвигателя, соединенного с клетью зубчатой муфтой. Шестеренная клеть и электродвигатель смонтированы на одной плите.

Исходное положение:

тянущие ролики сведены;

верхние правильные ролики подняты в крайнее положение;

проводковые ролики подняты в крайнее положение;

электродвигатель привода отключен.

После отгибки переднего конца рулона, установленного на разматывателе, и подходе переднего конца к тянущим роликам оператор включает привод правильнотянущей машины. После прохождения концом полосы последнего правильного ролика оператор опускает верхние правильные ролики и подводковые ролики в крайнее нижнее положение. Происходит правка переднего конца полосы. После обрезки переднего конца полосы оператор разводит правильные ролики и подает передний конец в стыкосварочную машину. После чего автоматически отключается привод правильнотянущей машины и верхний тянущий ролик и роликовые проводки поднимаются в крайнее положение.

Далее идет размотка на рабочей скорости. По окончании размотки рулона из АСУ ТП через 1…2 с подается сигнал на включение электродвигателя правильно-тянущей машины, опускание верхнего тянущего ролика и опускание верхних правильных и проводковых роликов. Правильнотянущая машина зажимает полосу и происходит правка заднего конца полосы.

После выхода конца полосы из машины и первого реза на ножницах, автоматически отключается привод правильнотянущей машины, поднимаются правильные ролики и проводковые ролики в крайнее положение.

Далее цикл продолжается на следующем рулоне.

1.3.4 Установка ножниц листовых с роликами

Ножницы предназначены для резки на мерные куски некондиционной части переднего и заднего концов горячекатаной полосы и сбрасывания в короб.

Характеристика полосы

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

материал сталь с σв≤650 МПа

ширина, max, мм 1550

Максимальное усилие реза, тс (кН) 25 (250)

Ход нижнего суппорта, мм 140

Время двойного хода суппорта, с 1,6

Перекрытие ножей, мм 0,5-1,0

Боковой зазор, мм 0,05-0,30

Пневмоцилиндр, шт 2

диаметр поршня/штока, мм 180/50

ход поршня, мм 200

давление в пневмосистеме, МПа 0,39…0,59

Гидроцилиндры, шт 1

диаметр поршня/штока, мм 60/40

ход поршня, мм 400

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

давление в гидросистеме, МПа 6,3

окружная скорость на бочке приводного ролика, м/с 0,75

Ножницы (рис. 1.5.) представляют собой сменный механизм резания 1, установленный в стойках 2, смонтированных на плите 3, таким образом, что нижний (подвижной) суппорт 4 механизма резания лежит на эксцентриках эксцентрикового вала 5, установленного в стойках 2 на подшипниках качения.

Рис. 1.5 Установка ножниц листовых с роликами

Механизм резания состоит из верхнего суппорта П-образной формы с прямым ножом и пружинным прижимом полосы. В направляющих верхнего суппорта расположен нижний суппорт с наклонным ножом. При работе ножниц эксцентриковый вал, вращаясь, поднимает и опускает (посредством муфты захвата) нижний суппорт, обеспечивая перекрытие ножей и рез.

На входе полосы в ножницы в стойках 2 смонтированы подающие ролики. Неприводной ролик Ø180 мм расположен ниже уровня полосы на 5 мм. Приводной ролик 6 Ø200 мм установлен на раме 7, качающейся на цапфах в стойках 2 от двух пневмоцилиндров. Рама 7 имеет два рычага с катками. Во время реза, поднимаясь под усилием нижнего суппорта, прижим, упираясь в катки, поднимает приводной ролик 6, предотвращая пластическую деформацию полосы от изгиба.

На выходе полосы из ножниц расположен откидной стол 9, приводимый в движение гидроцилиндром 10.

Привод эксцентрикового вала осуществляется от электродвигателя через редуктор и муфту предельного момента.

Привод подающего ролика осуществляется от электродвигателя через редуктор и карданный вал.

Исходное положение механизмов перед резом:

откидной стол поднят;

приводной подающий ролик поднят;

нижний суппорт опущен (ножи разведены).

Обрезка переднего конца полосы.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

По команде оператора опускается верхний подающий ролик и откидной стол. По команде конечного выключателя, фиксирующего нижнее положение ролика, включается привод ролика. Полоса на заправочной скорости подается в ножницы на требуемую длину (не более 1 м), подающий ролик отключается, и ножницы включаются на рез.

После завершения реза включается привод ролика, и полоса снова подается в ножницы. Цикл повторяется. После завершения последнего реза через выдержку времени 2 — 4 с стол поднимается, полоса подается оператором далее.

Обрезка заднего конца полосы.

Оператор производит резку в ручном или автоматическом режиме.

После отделения заднего конца полосы и опускания подающего ролика, выполняемых в режиме ручного управления оператором, может производиться резка в автоматическом режиме. В автоматическом режиме резка заднего конца ведется также как переднего конца полосы до момента срабатывания фотореле.

Если на момент срабатывания фотореле за линию реза подано больше 0,5 м полосы, то ВПФ-1, отсчитывающий длину, выдает сигнал на остановку ролика и реза. Остальной конец полосы выбрасывается подающим роликом. После остановки подающего ролика через 2 — 4 с стол поднимается.

Если на момент срабатывания фотореле за линию реза подано больше 0,5 м полосы, то ВПФ-1 сигнала на рез не дает, и весь оставшийся конец полосы выбрасывается в короб. Через 2 — 4 с после остановки подающего ролика поднимается стол и ролики.

1.3.5 Установка ножниц для выравнивания концов полос по ширине

Установка ножниц для выравнивания концов полос по ширине расположена перед стыкосварочной машиной и предназначена для выравнивания концов полос по ширине перед сваркой.

Материал полосы σв до 650 МПа

Максимальное усилие реза, тс (кН) 30 (300)

Скорость перемещения суппорта, м/с 0,1

Рабочий ход суппорта, мм 140

Перекрытие ножей, мм 0,5-1,0

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Боковой зазор, мм 0,05-0,30

Ширина обрабатываемой полосы, мм до 1550

Угол наклона верхних ножей, град

боковых 2

среднего 4

Прижим: ход, мм 80

усилие прижатия 9…20

Скорость перемещения режущих головок, м/с 0,011

Максимальное усилие сжатия полосы

линейками центрователя, 3,5

Цилиндр гидравлический суппорта:

диаметр поршня/штока, мм 160/100

ход поршня, мм 185

подвод жидкости Rс ¾ 2 шт

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

давление рабочей жидкости, МПа 15,0/6,3

Цилиндр гидравлический центрователя:

диаметр плунжера, мм 50

ход плунжера, мм 550

подвод жидкости Rс ¼ 1 шт

давление рабочей жидкости, МПа до 6,3

Установка ножниц для выравнивания концов полос по ширине (рис. 1.6.) состоит из двух режущих головок 1, механизма перемещения 2, привода перемещения головок 3 и двух центрователей 4.

Рис. 1.6 Установка ножниц для выравнивания концов полос по ширине

Режущие головки перемещаются на катках в направлении перпендикулярном продольной оси стана по рельсам 5, закрепленным на балках 6, которые крепятся на фундаменте.

Синхронное перемещение режущих головок осуществляется от электродвигателя через редуктор и винтовую передачу с правой и левой резьбой механизма перемещения.

Каждая режущая головка состоит из станины 7 и суппорта 8. Суппорт перемещается по вертикальным направляющим станины от гидроцилиндра.

На суппорте закреплены прижим и верхняя плита штампа с ножами. Нижняя плита штампа с ножами закреплена неподвижно на станине. При ходе суппорта вниз, полоса прижимается подвеской прижима к нижней плите штампа.

Каждый центрователь состоит из двух стоек 9, с закрепленной на них направляющей 10, по которой перемещаются два гидроцилиндра с рейками, связанных между собой синхронизирующей шестерней, и две щеки 11.

Стойки центрователей крепятся на балках 6. Один центрователь устанавливается перед режущими головками, другой за ними. Щеки сводятся при подаче жидкости в малый гидроцилиндр и соединении со сливом жидкости из большего гидроцилиндра.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

В исходном положении режущие головки ножниц разведены, суппорт находится в крайнем верхнем положении, щеки центрователей разведены.

В случае, когда предыдущая полоса уже, чем последующая, задний конец предыдущей полосы проходит в сварочную машину. Передний конец последующей полосы автоматически останавливается в зоне реза ножниц. Режущие головки ножниц автоматически сближаются до размера, обеспечивающего порезку полосы до ширины предыдущей полосы, с одновременным центрованием конца полосы. После чего опускается суппорт и производится обрезка полосы по ширине. По команде конечных выключателей суппорт возвращается в исходное положение.

По команде конечных выключателей разводятся щеки центрователя, а режущие головки возвращаются в исходное положение.

Полоса транспортируется в стыкосварочную машину.

В случае, когда предыдущая полоса шире последующей, задний конец предыдущей полосы останавливается по сигналу автоматики в зоне реза ножниц. Режущие головки ножниц автоматически сближаются до размера, обеспечивающего порезку полосы до ширины последующей полосы. Одновременно со сведением режущих головок подается сигнал на сведение щек центрователя, установленного перед ножницами. Порезка полосы производится в последовательности, описанной выше.

1.3.6 Устройство петлевое

Механизмы петлевого устройства служат для создания запаса полосы, обеспечивающего непрерывный процесс прокатки при сварке концов рулонов и для набора петли из выбранной скорости стана.

Материал полосы сталь σS, Н/мм² до 400

Скорость движения полосы и головной части стана, м/с 15

Скорость движения полосы перед первой клетью, м/с 0,5-0,8

Длина полосы в петлевом устройстве, м 208-800

Скорость передвижения тележки, м/с 1,5

Рабочий ход тележки, м 100

Суммарный угол охвата полосой:

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

в натяжном устройстве перед клетью №1, град 470

Пневмоцилиндры прижимных роликов, шт 4

диаметр поршня, мм 250

ход, мм 100

давление воздуха, поступающего в пневмоцилиндр, МПа 0,39

Привод натяжного устройства головной части:

наибольший крутящий момент

на тихоходном валу редуктора, кН∙м 36

частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин 128

передаточное число редуктора, u 12

Регулятор натяжения:

гидроцилиндр, шт 2

диаметр поршня, мм 100

ход, мм 400

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

давление в гидросистеме, МПа 6,3

Скорость перемещения штока, м/с 0,05

Привод канатных барабанов:

наибольший крутящий момент

на тихоходном валу редуктора, кН∙м 140

частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин 18,36

передаточное число редуктора, u 55

Центрирующее устройство с одним роликом:

диаметр поршня, мм 125

ход поршня, мм 200

давление в гидросистеме, МПа 6,3

Центрирующее устройство перед клетью №1:

пневмоцилиндр прижимного ролика, шт 1

диаметр поршня, мм 360

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

ход поршня, мм 200

давление воздуха в магистрали, МПа 0,36…0,59

Петлевое устройство включает в себя две петлеобразующие тележки, электропривод тележек, поддерживающие поворотные ролики, центрирующее устройство №1, центрирующее устройство №2, однороликовое центрирующее устройство №3, двухроликовое центрирующее устройство №4, центрирующее устройство № 5; натяжные устройства №1, №2; приводы натяжных устройств.

Тележки состоят из рамы, установленной на специальных направляющих, поддерживающих роликов и профилированных направляющих. На раму установлены два барабана диаметром 2000 и 1200 мм.

Привод тележек состоит из натяжных канатов, канатных блоков, канатного барабана диаметром 1600 мм, цилиндрического редуктора и электродвигателя.

Поддерживающие ролики состоят из ряда стационарно установленных роликов и поворотных роликов, установленных на отдельных вертикальных стойках. Поворот поддерживающих роликов производится с помощью направляющей тележки через поворотный ролик.

Устройства центрирующие №1, 2, 3, 4, 5 состоят из поворотной рамы, на которой установлены два барабана диаметром 1200 мм. Натяжные барабаны с покрытием из полиуретана имеют прижимные ролики с приводом от пневмоцилиндра.

Привод натяжного устройства №1, 2 состоит из рамы, на которой установлен цилиндрический редуктор, тормоз и электродвигатель.

Технологический процесс движения полосы в петлевом устройстве (рис. 1.7.) осуществляется следующим образом. Полоса после стыкосварочной машины поступает в натяжное устройство №1 8, затем она движется вниз и через огибной ролик 1 с помощью поддерживающих поворотных роликов 12 направляется на малый барабан тележки №1. С него полоса поступает на центрирующее устройство №1 2. После полоса поступает на большой барабан тележки №1 11 и с него движется на центрирующее устройство №2 3. Затем она поступает на большой барабан тележки №2, с которого движется на центрирующее устройство №3 4, затем на малый барабан тележки №2, после него полоса поступает в центрирующее устройство №4 5. Затем она проходит натяжное устройство №2 6, далее через танцующий ролик 7 в центрирующее устройство №5 9. После чего полоса поступает в клеть №1.

1.4 Основные транспортные потоки

Подкатом для 5-ти клетевого стана бесконечной прокатки 1700 ПХЛ служат горячекатаные травленые полосы, смотанные в рулоны. Каждый протравленный рулон должен быть замаркирован несмываемой краской на наружном витке с указанием номера плавки, марки стали, размера полосы, номера полосы в рулоне, назначения металла, номера бригады, массы, даты травления, особых отметок.

Рулоны мостовым краном или другим транспортным средством подаются поочередно на шаговые конвейера разматывателей №1 и №2. Прокатанные рулоны с помощью вилки снимателя рулонов снимаются с барабанов моталок и передаются на отводящий конвейер, где взвешиваются на весах тензометрического типа и обвязываются вручную обвязочной лентой. С отводящего конвейера прокатанные рулоны могут быть сняты скобой мостового крана или, после кантовки в вертикальное положение на кантователе, клещами для передачи на отжиг в колпаковые печи. Готовые рулоны также транспортируются на АНГА, АГНЦ, ЦДС, рулоны с назначением «без отжига» могут транспортироваться сразу на агрегаты продольной и поперечной резки №1 — №10. После обработки на агрегатах холодной резки или на АНГА, АГНЦ, ЦДС металл в рулонах упаковывается и отгружается потребителю на железнодорожный или автотранспорт.

1.5 Энергетическая характеристика

Общая установленная мощность электрооборудования, установленного на механизмах, составляет 3900 кВт, общий вес электрооборудования — 60 тонн.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Источники организованных выбросов:

При технологическом процессе прокатки полос на 5-ти клетевом стане происходит выброс вредных веществ (углеводородов) в атмосферный воздух.

Для снижения воздействия на атмосферный воздух применяется газо-пылеулавливающая установка В-1 с коэффициентом полезного действия (КПД) равным 92,5 %.

Установка В-1 состоит из камер очистки №1 и №2, включающих в себя:

· Два вертикально-полуцикловых сепаратора с параллельно установленными пластинами;

· Две фильтровальных секции с фильтровальными полотнами;

· Два вентилятора ВДН-20.

Установленное предельно допустимое значение выбросов углеводородов в атмосферный воздух составляет 2,2 г/с.

1.6 Критический анализ базового варианта

На данный момент производительность стана составляет 1200000 тонн/год. Целью реконструкции является обеспечение объёма производства стана до 1800000 т/год, а также обеспечение стабильной работы реконструированных участков и стана в целом на измененном сортаменте и повышение эксплуатационной надёжности оборудования и качества готовой продукции путём принятия современных и экономичных технических решений.

Недостатком стана является малый запас полосы в петлевом устройстве для прокатки на скорости 20-30 м/с. Существующая схема с двумя разматывателями №1 и №2 на одном уровне общими ножницами и уборкой от них не позволяет быстро подготовить полосу для процесса сварки. По технологии, принятой на стане, вырезается полностью наружный и внутренний виток рулона, при этом на сварку теряется 20 — 50 секунд в зависимости от сортамента. Весь цикл сварки составляет 80-90 секунд. При заполнении полного петлевого устройства (800 м) скорость перед первой клетью около 9-10 м/с. За время сварки полоса полностью выбирается из петлевого устройства, так как время подготовки переднего конца полосы и сварки двух полос равно 100-196 с в зависимости от состояния переднего конца полосы и ее толщины. Отсюда видно, что при существующей схеме не успевают сварить полосу. Следовательно, достижение максимальной скорости прокатки при существующей длине петлевого устройства и длительности сварки и подготовки полосы невозможно, поэтому необходимо увеличить запас полосы в петлевом устройстве путем увеличения его длины, а также уменьшить время, затрачиваемое на подготовку переднего конца полосы.

Проблемой является снижение скорости прокатки на стане из-за большого времени подготовки переднего конца полосы в головной части стана. Подготовка переднего конца полосы включает в себя правку и обрезку переднего конца полосы. Так как на стане установлены одни ножницы для обрезки переднего и заднего концов полосы, то во время прокатки с одного разматывателя невозможна подготовка полосы со второго разматывателя. Резка переднего конца полосы со второго разматывателя осуществляется только после полной размотки полосы с первого разматывателя.

Большая длительность подготовки переднего конца полосы происходит вследствие ряда причин:

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

· длина отрезаемой части переднего конца полосы не может быть больше, чем длина короба уборочной тележки, которая составляет 1,3 м. Длина части, которую необходимо отрезать, может быть до 10 м, следовательно, производится несколько резов, и время на обрезку конца полосы увеличивается.

· процесс обрезки переднего конца полосы производится не автоматизировано. Сначала оператор включает разматыватель и продвигает полосу, затем останавливает разматыватель и отрезает передний конец. Этот процесс повторяется несколько раз.

Предлагается установить еще одну листоправильную машину и листовые ножницы после разматывателя №1, чтобы уже подготовленный передний конец полосы поступал к ножницам для выравнивания конца полосы по ширине. Это должно сэкономить время и позволить не снижать скорость прокатки при сварке полосы, тем самым повысить производительность стана.

На данный момент 30% общего объема производства стана составляет прокат толстого сортамента (полоса шириной больше 1400 мм). Для толстого сортамента максимальное натяжение на канате тележки перед первой клетью составляет 30 тонн. Из-за этого полоса провисает между воротницами петлевого устройства и задевает другую полосу и оборудование, вследствие чего появляются механические повреждения — царапины. Также при снижении натяжения возможны сходы полосы в петлевом устройстве, что также приводит к механическим повреждениям.

Заднее и переднее натяжения полосы перед первой клетью резко отличаются. Заднее должно быть приблизительно равно или немного больше переднего натяжения полосы. Вследствие такого разброса натяжения появляется нестабильность натяжения полосы на входе в стан и в петлевом устройстве.

Неустойчивое положение полосы по оси стана, а также плохое огибание полосы центрирующим устройством, приводят к неэффективной центровке полосы по оси стана. Сходы полосы с оси стана приводят к остановке стана, выходу беззаказной продукции и механическим повреждениям.

Центрирующее устройство №4 имеет большое регулирующее воздействие на входную ветвь и малые углы охвата барабанов. Выходная ветвь надежно удерживается на барабанах натяжного устройства №2, поэтому практически невозможно обеспечить их стабильную прокатку на всем сортаменте подката. Для подбора наиболее оптимального режима центрирования полосы на выходе ее со второй петлевой тележки, центрирующее устройство №4 надо установить вертикально с возможностью изменения угла наклона рамы. В итоге стабилизируется натяжение на входе в стан, и снимутся ограничения по скорости и натяжению.

. РАЗРАБОТКА РЕКОНСТРУКТИВНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ.

2.1 Реконструкция оборудования участка разматывателей

На рис. 2.1 представлено размещение оборудования головной части до реконструкции. Полоса с разматывателя №1 поз. 1 подается в листоправильную машину 3 для правки переднего конца полосы. Листовыми ножницами 4 задний и передний дефектные концы полос режутся на листы мерной длины, которые отправляются в короб для обрези (на рис. 3.1 не показан). При необходимости подготовленная полоса транспортируется к ножницам для выравнивания конца полосы по ширине 5, где задний конец полосы предыдущего рулона или передний конец последующего рулона, имеющий большую ширину, чем стыкуемый, обрезается до ширины меньшей полосы. Подрезаемые концы полос подаются в стыкосварочную машину (на рис. 2.1 не показана), где производится сварка. На разматывателе №2 поз. 2 рулон подготовлен для размотки.

На рис. 2.2 представлено размещение оборудования головной части после реконструкции. Полоса с разматывателя №1 поз. 1 подается в листоправильную машину 6 для правки переднего конца. Листовыми ножницами 7 задний и передний дефектные концы полос режутся на листы мерной длины, которые направляются в короб для обрези (на рис. 3.2 не показан). Далее полоса транспортируется к ножницам для выравнивания конца полосы по ширине 5. В это время происходит размотка рулона с разматывателя №2 поз. 2. Полоса проходит листоправильную машину 3, листовые ножницы 4, ножницы для выравнивания конца полосы по ширине 5.

Необходимо опустить листоправильную машину 3 и листовые ножницы 4 на 700 мм относительно уровня полосы. Для этого необходимо изменить фундамент под листоправильной машиной и листовыми ножницами, изменить металлоконструкции, служащие для настила. На освободившееся пространство вверху устанавливается листоправильная машина 6 для правки полосы с первого разматывателя, далее устанавливаются листовые ножницы 7. Для новых машин нужно будет построить фундамент, предусмотреть различные подходы для обслуживания оборудования и установить проводки для транспортировки полосы от листовых ножниц к ножницам для выравнивания концов полос по ширине 5. А затем устанавливается новое уборочное устройство для уборки обрези от листовых ножниц 7.

Переход от существующей одноуровневой схемы головной части стана к предлагаемой схеме подготовки концов полос с двух разматывателей в двух уровнях обеспечит увеличение производства стана » на 200 000 т/год. Уменьшится время остановки головной части стана на подготовку к сварке полос. При довольно плотном расположении необходимого дополнительного оборудования для верхнего уровня (правильно-тянущая машина, центрирующие ролики и гильотинные ножницы с коробом) предлагаемая схема может быть реализована без изменения месторасположения разматывателя № 1 и загрузочного оборудования, расположенного по его оси, а также стыкосварочной машины, что намного сократит затраты на реконструкцию.

Листоправильная машина предназначена для правки передних и задних концов травленых горячекатаных рулонов перед их сваркой и устанавливается в загрузочной части стана. Основными параметрами листоправильных многороликовых машин являются: диаметр роликов D; шаг роликов t; число роликов n; длина бочки роликов L и толщина листов h, подвергаемых правке на данной машине.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Диаметр и шаг роликов обуславливают качество правки и усилия на ролики правильной машины. Диаметр роликов выбирается в зависимости от толщины листов, подвергаемых правке. Диаметр правильных роликов примем равным 200 мм. Шаг роликов обычно принимают равным t ≈ 1.1∙D, шаг роликов t = 220 мм. [1, с. 452].

Точность правки обусловлена также числом роликов в одной машине. В нашем случае для первоначальной правки полосы будет достаточно 5-ти роликов, так как качество правки допустимо для сварки.

Качество правки зависит от качества поверхности рабочих роликов и степени их износа. Так при холодной правке износ роликов зависит от контактных напряжений, то эти напряжения не должны быть слишком большими. Ориентировочно их можно определить по формуле Герца [1. с. 453], предполагая, что упругодеформируемый ролик радиусом R и длиной бочки L лежит на несжимаемой плоскости (лист) и нагружен силой P:

где P — максимальное давление на ролик, Н (см. формулу (3.80);

Е — модуль упругости материала ролика, МПа;

b — ширина листа, мм;

R — радиус ролика, мм;

σS — предел текучести материала листа, σS = 380 МПа.

Контактные напряжения не очень большие, поэтому нет необходимости устанавливать опорные ролики.

Длина бочки рабочих роликов определяется максимальной шириной выправляемых листов. Максимальная ширина листа 1550 мм, поэтому длина бочки роликов L = b + (100…150) = 1700 мм. [2, с.46]

Диаметр шейки dш = (0,7…0,8)D = 140 мм.

Рассчитаем ролик на прочность. На рис. 3.3 представлена схема для расчета ролика.

Рис. 2.3 Расчетная схема ролика

Максимальный изгибающий момент будет в середине бочки ролика (рис. 3.3):

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Шейку ролика рассчитывают на изгиб и кручение по формулам:

где lш и dш — длина и диаметр шейки, мм;

Мкр.ш — крутящий момент, прикладываемый к валу (шейке) со стороны привода его шпинделем, Н∙мм.

Результирующее напряжение определим по формуле:

Результирующее напряжение не должно превышать допустимого

[σ] = 130 МПа

В нашем случае будет применяться 5-роликовая машина для правки полос 2…6×900…1550, диаметр роликов D = 200 мм; шаг роликов t = 220 мм; длина бочки рабочих роликов L = 17-мм.

Определим крутящие моменты, необходимые для привода роликов при правке полосы [1, с. 458-459].

где σS — предел текучести материала листа, подвергаемого правке,

σS² = 380 Н/мм2;

Е — модуль упругости материала ролика, Е = 2,15∙105 Н/мм2;

b — ширина полосы, b = 1550мм;

h — толщина полосы, h = 6мм;

D — диаметр ролика, D = 200мм;

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Kn — сумма коэффициентов проникновения пластической деформации kn;

где k2 — коэффициент проникновения пластической деформации под вторым

роликом, k2 = 0,75 ÷0,8;

n — число роликов в машине n = 5.

Мощность правки полосы определим по формуле:

где ν — скорость правки, ν = 0,75 м/с.

Усилие на ролики при правке полосы

Коэффициент aр равен:

При определении мощности электродвигателя для привода правильной машины, кроме мощности деформации, необходимо учесть потери мощности на трение в подшипниках Nподш и мощность трения качения роликов по полосе Nкач для всех n роликов, а также ή — к.п.д. редуктора и шестеренной клети, имеющихся в линии привода машины:

Мощность потерь на трение в подшипниках всех n рабочих роликов первого и второго ряда:

где μ — коэффициент трения в подшипниковых опорах роликов; для

роликовых подшипников μ = 0,005;

d — диаметр трения в подшипниковых опорах, d = 0,14 м;

ω — угловая скорость вращения роликов, с-1, ω = v/r.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

ω = 0,75/0,1 = 7,5 с-1;

Мощность трения качения роликов по полосе:

Nкач = P∙m∙ω

где m — коэффициент трения качения: с учетом возможного проскальзывания между роликами и полосой принимаем m = 0,0007м.

Nкач = 5,223∙105∙0,0007∙7,5 = 2742 Вт.

к.п.д. редуктора и шестеренной клети примем равным 0,8.

Nдв = (9893+1371+2742)1/0,8 = 1,751∙104 Вт.

Мощность двигателя для привода правильной машины равна 17,5 кВт.

Конструкция листоправильной машины.

Установка правильнотянущей машины рис. 2.4 состоит из собственно правильнотянущей машины и привода.

Правильнотянущая машина состоит из двух Ш-образных станин 1, связанных между собой стяжками. В пазах станины установлены тянущие ролики — верхний 2 и нижний 3, а также два верхних 4 и три нижних правильных ролика 5.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Рис. 2.4 Установка правильнотянущей машины

В нашем случае для экономии места под новое оборудование мы скомбинировали задающее устройство с первого разматывателя и ПТМ. Новое задающее устройство 11 будет иметь более компактные размеры. Отгибатель будет иметь гидравлический привод. В исходном положении он будет отводиться под ПТМ.

Уборочное устройство обрези.

Уборочное устройство предназначено для удаления обрези металла от листовых ножниц с верхнего яруса. Уборочное устройство имеет следующую конструкцию (рис. 2.5): раму 1, в которую устанавливаются 20 роликов на подшипниках качения (на рис. 2.5 не показаны).

Рис. 2.5 Уборочное устройство

Диаметр роликов 100 мм. Рама совершает качающее движение на четырех рычагах поз. 2. Рычаги устанавливаются на подшипники скольжения. За счет разной длины рычагов и специально выбранного их расположения рама перемещается поступательно и одновременно наклоняется на угол, достаточный для скатывания обрези металла по роликам. Рама перемещается при помощи гидроцилиндра 3. Ход штока гидроцилиндра 300мм.

В исходном положении рама располагается горизонтально, и устройство готово для приема металла. Как только наберется достаточное количество обрези, гидроцилиндр перемещает раму, и металл удаляется в короб для обрези, после чего устройство занимает исходное положение и готово к дальнейшей работе.

На рис. 2.6 показан ролик.

Рис. 2.6 Ролик

Длина бочки ролика L = 1200 мм.

Диаметр бочки ролика D = 100 мм.

Диаметр шейки ролика dш = 50 мм.

Длина шейки ролика lш = 60 мм.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Ролик вращается на подшипниках качения. Так как будет присутствовать только радиальная нагрузка, то будем использовать радиальные шарикоподшипники, которые выберем по статической грузоподъемности.

Определим нагрузку на ролики. Массу обрези определим исходя из условий: максимальная ширина полосы 1550 мм, толщина полосы 5,5 мм, длина обрези 1000 мм.

= F∙l∙ρ∙n

где F — площадь сечения полосы, м²;

l — длина полосы, м;

ρ — плотность стали, ρ = 7,83 т/м3;

n — число обрезков полос (примем n = 10).

m = 5,5∙10-3∙1,55∙1∙7,83 = 2,67 т.

Вся масса распределится на 16 роликов, то есть на один ролик будет нагрузка равная:

Нагрузка на каждый подшипник будет равна половине нагрузки на ролик, то есть 850 Н. Исходя из этих данных, выберем шарикоподшипник радиальный однорядный легкой серии 210 (по ГОСТ 8338-75).

Таблица 2.1 Характеристика подшипника

№ подш. d,мм D, мм В, мм Cr, кН С, кН 210 50 90 20 27 19,7

Подшипник подходит, так как статическая грузоподъемность подшипника больше фактической нагрузки, С > G.

Установка перегибных роликов.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Установка перегибных роликов устанавливается перед установкой ножниц для выравнивания концов полос по ширине и предназначена для правильной задачи полосы в ножницы.

Конструкция установки перегибных роликов.

Установка перегибных роликов (рис. 2.7) состоит из станины 4, в которой в пазы установлены холостые ролики — верхний 2 и нижний 3.

Рис. 2.7 Установка перегибных роликов

Диаметр роликов 300 мм.

Нижний ролик 3 свободно лежит на опорной поверхности в направляющих станины 4. Верхний ролик 2 устанавливается в гнездах траверсы 5, перемещаемой вертикально в направляющих станины двумя пневмоцилиндрами 1.

Ролики устанавливаются таким образом, что между ними всегда имеется гарантированный зазор 40 мм.

При размотке полосы с первого разматывателя полоса пойдет через верхний ролик, а при размотке полосы со второго разматывателя — через нижний ролик.

Верхний ролик вертикально перемещается для более удобной задачи полосы, то есть когда полоса будет находиться уже за роликом, он опустится в крайнее нижнее положение.

2.2 Реконструкция петлевого устройства и привода канатных барабанов

Реконструкция петлевого устройства необходима для стабилизации и повышения надежности работающего оборудования.

Для стабилизации работы существующего петлевого устройства необходимо изменить состав его оборудования.

2.2.1 Привод канатных барабанов

Для увеличения суммарного натяжения ветвей полосы в петлевом устройстве до 50-60 тонн электропривод канатных барабанов верхней и нижней тележки необходимо выполнить единым. В настоящее время в линии привода используется редуктор с двумя одинаковыми электродвигателями. Необходимо применить электродвигатель типа 4П-450-16-630УЗ, 630 кВт, 600В, 100 об/мин. Редуктор замедляющий, с передаточным числом 54,7.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Под опорами отклоняющих блоков для канатов верхней и нижней тележек устанавливаются измерители натяжения. Информацию можно использовать для выравнивания натяжений канатов тележек в ручном и автоматическом режимах.

Для выравнивания натяжения канатов в статических и динамических режимах в петлевом устройстве на участке между тележками устанавливается дополнительная натяжная станция. Основной режим работы поддержание заданного натяжения. Приводы барабанов выполняются от электродвигателей типа 4П-355-15-355УЗ, 355 кВт, 440В, 875А, 1120/2000 об/мин. Редуктор замедляющий, с передаточным числом 7.

2.2.2 Натяжные устройства

При реконструкции натяжного устройства №1 на станину устанавливаются три приводных покрытых полиуретаном ролика. Это производится с целью предотвращения вытягивания полосы из ССМ при сварке. Увеличение числа приводных барабанов вызывает увеличение угла обхвата их полосой, следовательно, увеличивается сцепление полосы с барабанами и полоса не будет проскальзывать при необходимом натяжении ее в петлевом устройстве. Основной режим работы — поддержание заданной скорости. Приводы барабанов выполняются от электродвигателей типа 4П-355-15-355УЗ, 355 кВт, 440В, 875А, 1120/2000 об/мин. Редуктор замедляющий, с передаточным числом 6. Электродвигатели и редукторы первого и третьего барабана нужно расположить на приводной стороне стана. Электродвигатель и редуктор второго барабана расположить на стороне обслуживания.

Для более эффективной компоновки нового оборудования петлевого устройства необходимо изменить заправку полосы на ролики петлевых тележек.

Для регулирования и поддержания равного суммарного натяжения в ветвях верхней и нижней петлевой тележки между тележками устанавливается горизонтальное натяжное устройство № 1-А.

Горизонтальное натяжное устройство № 2 сохраняется существующее.

Расчет натяжения, создаваемого натяжным устройством №1

Определяем натяжение создаваемое роликами, двигатели которых работают в генераторном режиме.

Т3=Т1+Ту+Тn

где, Т3 — натяжение полосы сразу после первой точки контакта ее с бочкой ролика;

Т1 — натяжение набегающей ветви. Принимаем Т1=40000 Н (натяжение, создаваемое разматывателем).

Ту — натяжение от упругого изгиба;

Тn — натяжение от пластического изгиба.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Рис.2.8 Схема действия приложенных сил на ролик

где, Му — момент упругого изгиба, Н/м;

где, Мn — момент пластического изгиба, Н/м;

где, σm — предел текучести материала полосы, Н/м2;

В — ширина полосы, м (1,65);

Z0 — расстояние границы упругой зоны от нейтральной линии, мм;

где, h — толщина полосы, м;

Возвращаемся к формулам

Теперь возвращаемся к формулам

Итак:

где, Т4 — натяжение полосы перед последней точкой контакта полосы с барабаном.

Тпр — натяжение, создаваемое приводом, Н.

где, Мпр — крутящий момент на валу привода, Н/м.

Чтобы определить Мпр, нужно определить Мкр на валу двигателя.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Тогда момент на валу привода будет равен:

где, ήм — КПД муфты;

ήз.п. — КПД зубчатой передачи;

ήп — КПД подшипников;

Возвращаемся к формуле

Т2 — натяжение ветви, сбегающей с барабана, Н.

Для второго ролика расчет аналогичен, но Т1 = 48220 Н.

То же для третьего ролика, но Т1 = 56300 Н.

Итак, из расчетов видно, что тянущая станция может создать дополнительное натяжение, равное 64660 Н.

2.2.3 Центрирующие устройства

Для того, чтобы натяжение полосы перед первой клетью стана стабилизировалось и увеличилось до 30 — 40 тонн, перед ней устанавливается дополнительное скоростное натяжное устройство №3 с электроприводами и измеритель натяжения полосы с системой измерения натяжения. Основной режим работы натяжных устройств НУ №2 и НУ №3 — поддержание, заданной скорости. Натяжение на входе первой клети регулируется изменением скорости натяжных устройств НУ №2 и НУ №3.

Вместо существующего центрирующего устройства №5 перед первой клетью стана устанавливается новое двухроликовое центрирующее устройство отклоняющего типа. При длине входной ветви более 15 метров и наличии на небольшом расстоянии эффективного центрирующего устройства №4 значительно уменьшатся автоколебания, и погрешность регулирования положения полосы центрирующим устройством № 5 составит не выше ±1 мм.

Устанавливается новая система управления центрирующим устройством №5 фирмы FIFE с индивидуальной насосной станцией. Существующее устройство перемещения фотодатчиков центрирующего устройства №5 демонтируется, устанавливаются новые датчики.

Для обеспечения на стане порулонной прокатки сваренных полос при аварийных и ремонтных остановках петлевого устройства перед первой клетью устанавливается отклоняющий ролик с гидроприводом перемещения. Такой режим работы необходим также для реконструкции петлевого устройства и снижает потери производства.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

На входе в петлевое устройство необходимо установить горизонтальное однороликовое центрирующее устройство № 1-А, которое обеспечит надёжное центрирование полосы на входе в петлевое устройство.

Для устранения автоколебаний в работе существующих наклонных центрирующих устройств №1 — №3 необходимо новые подвижные рамы с роликами выполнить горизонтальными с мнимым центром качания, установленными на рычагах, с возможностью регулирования максимального угла разворота роликов для подбора наиболее оптимального режима работы центрирующего устройства. Новая конструкция центрирующих устройств №1 — №3 позволит рационально использовать существующее пространство петлевой ямы и обеспечить надёжное и плавное центрирование ветвей полосы.

Большое колебательное воздействие на входную ветвь существующего центрирующего устройства №4 необходимо максимально уменьшить путем установки рамы центрирующего устройства №4 практически вертикально с физическим центром качания. При этом углы охвата барабанов полосой увеличатся » до 100°. Для подбора наиболее оптимального режима центрирования имеется возможность ступенчатого изменения угла наклона рамы в пределах до 15° относительно вертикали. Для более надёжного удержания полосы на центрирующем устройстве №4 его ролики имеют полиуретановое покрытие.

2.2.4 Регулятор натяжения

«Танцующий ролик» компенсирует обусловленные биением роликов натяжных устройств колебания натяжения полосы между петлевым устройством и станом. Регулятор натяжения реконструируется для обеспечения более надежной работы стана.

Для регулирования натяжения используются измерители натяжения и толщины перед первой клетью, натяжные устройства №2, №3, «танцующий» ролик с гидроцилиндром, снабженным датчиком давления в гидроцилиндре и датчиком положения штока гидроцилиндра. Электроприводы вращения роликов натяжных устройств №2, №3 работают в режиме регулятора скорости и играют роль «нулевой» клети, которая задает скорость входа полосы в стан и блокирует влияние стана на натяжение полосы в петлевом устройстве (изменения натяжения между НУ №3 и клетью №1 не распространяются далее на натяжение между НУ №2 и НУ №3). Заданная скорость выдается с эталона скорости (из СУРС) стана. «Танцующий» ролик определяет натяжение полосы, создаваемого натяжными устройствами №2, №3. Натяжение полосы на этом участке уравновешивается усилием гидроцилиндра. Давление в гидроцилиндре измеряется датчиком давления и с помощью регулятора положения, воздействующего на скорость натяжного устройства №2, шток гидроцилиндра удерживается в среднем положении. Давление жидкости в гидросистеме Р=25 МПа.

Регулирование натяжения в «нулевом» межклетевом промежутке выполняется аналогично регулированию в других (1…4) межклетевых промежутках стана, где перемещение нажимных устройств вызывает изменение заднего по отношению к данной клети натяжения при незначительном изменении толщины в данной клети и на выходе стана. Поэтому регулятор натяжения в «нулевом» промежутке воздействует на положение нажимного устройства первой клети, а упреждающий регулятор толщины по возмещению воздействует на изменение скорости натяжного устройства №3 для сохранения постоянства секундного объема металла, проходящего через клеть. Изменение скорости «нулевой» клети приводит к изменению заднего натяжения, которое восстанавливается действием регулятора натяжения, стабилизирующего выходную толщину после первой клети. Структурная схема «нулевой» клети представлена на рис. 2.9.

Рис. 2.9 Структурная схема «нулевой» клети

2.3 Анализ влияния реконструктивных мероприятий на качество продукции

Реконструкция головной части 5-ти клетевого стана позволит создать условия по предупреждению брака и исключит возможность снижения качества продукции по причине неудовлетворительного состояния оборудования. В отчетном году выход беззаказной продукции составил 8337,6 тонны. Данные по отсортировке продукции за прошедший год представлены в табл. 2.2.

Таблица 2.2 Отсортировка продукции за 2003 год

Вид дефекта	1 полугодие	2 полугодие	Всего за год
	Кол-во, т	Кол-во, т
Волна, короб	285,3	844,5	1129,8
Механические повреждения	1203,4	1078,2	2281,6
Слипание	535,9	485,5	1021,4
Перегрев, излом	51,6	8,3	59,9
Елка, порез	736,6	285,0	1021,6
Коррозия	286,1	375,1	661,2
Разложившаяся эмульсия	3,1	6,7	9,8
Пригоревшая эмульсия	311,3	370,5	681,8
Разнотолщинный	217,7	97,6	315,3
Грязь	398,4	537,7	936,1
Ребристость	14,1	7,0	21,1
Царапины	27,8	170,4	198,2
ИТОГО	4071,2	4266,4	8337,6

Производительность стана за 2003 год составила 1132157 тонн, из них 8337,6 тонны — беззаказной продукции.

Из-за перегрева валков происходит налипание на их поверхность частиц металла, и образуется дефект риски.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Реконструкция регулятора натяжения позволит стабилизировать прокатку в 3 и 4 клетях, тем самым уйти от такого дефекта как перегрев валков; снизится удельное натяжение в промежутках между клетями, следовательно, снизятся порывы полосы.

Нестабильная прокатка приводит к такому дефекту как разнотолщинность полосы после первой клети. Регулятор натяжения воздействует на выходную толщину полосы после первой клети путем воздействия на изменение скорости натяжного устройства №3.

Для толстого сортамента максимальное натяжение на канате тележки перед первой клетью составляет 30 тонн. Из-за этого полоса провисает между воротницами петлевого устройства и задевает другую полосу и оборудование, вследствие чего появляются механические повреждения — царапины. Также при снижении натяжения возможны сходы полосы в петлевом устройстве, что также приводит к механическим повреждениям. Для предотвращения подобных дефектов предлагается реконструировать натяжное устройство №1.

Так как проект реконструкции еще не реализован, то привести численные значения по улучшению качества невозможно.

Основываясь на данных, изложенных выше, можно сделать вывод, что реконструктивные мероприятия, предложенные в данном дипломном проекте, позволят сократить выход беззаказной продукции по таким видам дефектов, как риски, порывы полосы, разнотолщинность, царапины, механические повреждения.

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Реконструкция петлевого устройства и головной части 5-ти клетевого стана выполняется для увеличения объема выпускаемой продукции и улучшения качества продукции.

В рамках настоящего технического предложения рассматриваются и предлагаются решения следующих проблем:

— при прокатке рулонов с большой толщиной полосы (например, 5.5 мм) длина рулона не заполняет полностью все петлевое устройство. Емкость петлевого устройства 800 м, а длина полосы в таком рулоне приблизительно 415 м. При сварке переднего и заднего концов полос двух рулонов в стыкосварочной машине, стан приходится тормозить со скорости 18 м/с до скорости 6-10 м/с, так как петлевое устройство заполняется не полностью. По этой причине снижается производительность стана.

— недостатком головной части стана является то, что на два разматывателя приходится одна правильнотянущая машина и одни листовые ножницы. По этой причине перед сваркой сначала готовится задний конец с первого разматывателя, затем начинает готовиться передний конец со второго разматывателя. Чтобы не снижать скорость прокатки, нужно уменьшить время, необходимое для подготовки и сварки концов полосы двух рулонов.

— неустойчивое положение полосы по оси стана, а также плохое огибание полосы центрирующим устройством приводят к неэффективной центровке полосы по оси стана. Сходы полосы с оси стана приводят к остановке стана, выходу беззаказной продукции и механическим повреждениям.

3.1 Определение производительности стана 1700 ПХЛ ОАО «Северсталь»

Часовая производительность 5-ти клетевого стана рассчитывается по формуле:

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

где r — ритм прокатки, с;

kисп — коэффициент использования фактического времени работы стана;

a — коэффициент выхода годного по стану, a=0,9.

m — масса рулона, т

Ритм прокатки r на стане равен 445 с.

Годовая производительность определяется по формуле:

где Тном — номинальное время, час.

;

Фактическая годовая производительность определяется по формуле:

где — фактическая часовая производительность, т/час;

Тф — фактическое время работы, час.

где

где Тпр — время простоев, час.

3.2 Определение капитальных затрат

Капитальные вложения в реконструкцию включают в себя затраты на изготовление оборудования и приобретение комплектующих и монтаж оборудования. Капитальные вложения на реконструкцию головной части рассчитываются на основе анализа проектной документации, предоставленной ООО «Объединенные машиностроительные заводы» (табл.3.1). Реконструкция головной части выполняется в четыре этапа.

Таблица 3.1 Ведомость затрат на реконструкцию головной части стана

Этапы выполнения работ	Наименование оборудования	Цена, тыс. руб.
1	Трехроликовое натяжное устройство№1; двухроликовое центрирующее устройство №5; натяжное устройство №3; тензоролик с системой натяжения; зажим полосы №1; откидной стол; отклоняющий ролик; заправочная лебедка.	31000
2	Натяжное устройство №1А; электропривод натяжного устройства№2; механическая часть центрирующих устройств №1,2,3,4; танцующий ролик с гидроуправлением и системами управления и регулирования; зажим полосы №2.	27990
	поддерживающие ролики.	14970
3	Правильнотянущая машина; гильотинные ножницы; металлоконструкции головной части; электропривод ПТМ, ножниц;	20305
	терристорные преобразователи для питания двигателей разматывателей.	2790
4	Канатные барабаны с электроприводом; тросы; измерители натяжения тросов.	13850
Итого		110905

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Оптовая стоимость составляет 110,905 млн. руб. Определим балансовую стоимость:

где Кизг — затраты, связанные с изготовлением оборудования;

Ктр =0,07 — коэффициент расхода на перевозку;

Км =0,18 — коэффициент расхода на монтаж.

3.3 Расчет эксплуатационных расходов

При сравнительных расчетах эксплуатационных расходов достаточно рассчитать лишь те элементы, величина которых меняется по проектируемой машине и машине аналогу. К числу элементов эксплуатационных расходов относятся: заработная плата (основная, дополнительная и отчисленная на социальное страхование) обслуживающего персонала; амортизационные отчисления, затраты на ремонт и износ сменной оснастки; расходы на потребляемую машиной электроэнергию; затраты на вспомогательные материалы; накладные расходы; простои.

В табл. 3.2. представлены расходы по переделу на 5-ти клетевом стане 1700 ПХЛ.

Таблица 3.2

Наименование статей Фактическая себестоимость Фактически на одну тонну Кол-во Цена Сумма, тыс.руб. Кол-во Сумма, тыс.руб. Природный газ 79,391 606,66 48,2 0,0007 0,43 Итого в условном 90,98 529,38 48,2 0,0008 0,43 Электроэнергия 8871,6 533,91 4736,6 0,0791 42,23 Пар пром. 1282 96,73 124 0,0114 1,11 Вода 42 336,7 14 0,0004 0,12 Питательная вода 15,167 12298,6 186,5 0,0001 1,66 Сжатый воздух 1411,59 70,71 99,8 0,0126 0,89 Азот 5,58 136,74 0,8 0 0,01 Кислород 15,138 491,87 7,4 0,0001 0,07 Итого энергозатрат 5169,1 46,08 ФОТ 3295,58 29,38 Социальный налог 872,9 7,78 Страхование несчастных случаев 48,9 0,44 Медицинский федер. фонд 0 0 Пенсионный фонд 0 0 Медицинский террит. фонд 0 0 Резерв на отпуска 0 0 Итого зарплаты 4217,4 37,6 Запасные части 3949 35,2 Вспомогательные материалы 198,6 1,77 Услуги других цехов 40,9 0,36 Услуги сторон. организаций 800,8 7,14 Итого на текущий ремонт 4989,4 44,48 Затраты на капремонт 0 0 Итого ремонтный фонд 4989,4 44,48 Возврат за мет.лом 59 0,53 Вспомогат. материалы 346,8 3,09 Услуги других цехов 674 6,01 Тепло и энергия на хознужды 2241,3 109,28 244,9 0,02 2,18 Электроэнергия на освещение 95,32 533,91 50,9 0,0008 0,45 Итого на СОС 1316,9 11,74 Эмульсол 6,61 10495,92 69,4 0,62 Квакерол 88,24 56495,92 4985,2 0,00079 44,44 Лента упаковочная 33,06 4991,44 165 0,0003 1,47 Дробь чугунная 1,65 7676,36 12,7 0 0,11 Бактерецид Катон МW 0,215 709460,47 152,5 0 1,36 Вода дистиллированная 4,41 6632,65 29,3 0,26 Реагент ДОР 13,02 26684,56 390,4 прочие 10,7 Итого вспомогат. материалы 5815,1 51,84 Сменное оборудование 12,9 0,12 Инструмент, инвентарь 0 0 Расход валков 175,852 40762,23 7168,1 0,0016 63,9 Транспорт 191,9 1,71 Амортизация на полное восстановление 1102,1 9,83 Прочие цеховые расходы 799,7 7,13 в т.ч.: шлифов. круги 538 4,8 Охрана труда 77,7 0,69 Итого расходов по переделу 30967,5 276,08 Условно-переменные 16602,8 148,01 Условно-постоянные 14364,7 128,07 Производственная себестоимость 30967,5 276,08

Сумма годовых амортизационных отчислений определяется по формуле:

где Кбал — балансовая стоимость оборудования (138625 тыс. руб.);

На — норма годовых амортизационных отчислений (На=10%).

Годовые затраты на средний и текущий ремонты и профилактические осмотры Sр могут быть определены по следующей формуле:

где W — затраты на все виды планово-предупредительного ремонта за весь межремонтный цикл, приходящийся на единицу ремонтной сложности основной части оборудования, тыс. руб;

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

R — группа ремонтной сложности основной части оборудования;

Кэл — коэффициент, учитывающий затраты на ремонт электрической части оборудования ( Кэл=1,3);

Трц — длительность межремонтного цикла основной части оборудования, час;

gn — коэффициент, учитывающий тип производства;

gу — коэффициент, учитывающий условия эксплуатации оборудования.

Затраты на электроэнергию:

где N — суммарная мощность электродвигателей, кВт

Фтг.- эффективный фонд времени при непрерывном производстве;

Ц=0,507 кВт/час — цена за 1 кВт/час, руб

Эффективный фонд времени определяется по формуле:

где Тсм=8 часов — продолжительность рабочей смены, час

m=3- количество рабочих смен в сутки;

Dр=365- число рабочих смен в году.

Эффективный годовой фонд времени стана 1700 составит:

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Затраты на вспомогательные материалы.

Величина затрат на вспомогательные материалы определяется в размере 20% от величины затрат на электроэнергию:

Затраты на накладные расходы.

Накладные расходы включают расходы на содержание административно — управленческого персонала, зданий и сооружений по охране труда и технике безопасности. Величина накладных расходов определяется в процентном отношении (60-80%) от суммы основной заработной платы производственных рабочих.

Расчёт основной заработной платы обслуживающего персонала участка разматывателей стана 1700

Основная заработная плата начисляется за фактически проработанное время и выполненные работы.

где Зт — заработная плата одного рабочего по тарифу, руб;

Зн — доплата за работу в ночное время, руб;

Зв — доплата за работу в ночное время, руб;

Зпразд — доплата за работу в праздничные дни, руб;

Зпрем — размер премии, руб.

Зт=Тср·В

где Тср=14,4 руб/час — средняя тарифная ставка.

В=2192 часа — количество часов работы в год одного рабочего.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Зт=14,4·2192=31564,8 руб.

Зн=0,4·Тср·Вн

где Вн — количество часов работы в ночное время.

Вн=1/3В=1/3·2192=731 час.

Зн=0,4·14,4·731=4210,56 руб.

Зв=0,2·Тср·Ввеч

где Ввеч — количество часов работы в вечернее время, час.

Ввеч=Вн

Зв=0,2·14,4·731=2105,28 руб.

Зпразд=Тср·Впразд

где Впразд — количество часов работы в праздничные дни.

Зпразд=14,4·80=1152 руб.

Зпрем=Зт·С/100

где С — процент премии, согласно положения о премировании действующего цеха равный 45%.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Зпрем=31564,8·45/100=1424,16 руб.

Эксплуатационные расходы по сравниваемым вариантам представлены в табл. 3.3.

Таблица 3.3 Эксплуатационные расходы

№ п/п Наименование показателей Единицы измерения Значение показателя Базовый вариант Проектный вариант 1 Амортизационные отчисления Балансовая стоимость машины тыс. руб. 129200 138625 Сумма годовых амортизационных отчислений тыс. руб./год 12920 13862 2 Затраты на ремонт и износ сменной оснастки Стоимость ремонтов, приходящихся на 1 час работы машины тыс. руб./час 0,5 0,5 Годовой эксплуатационный фонд времени Час/год 7900 8340 Затраты на ремонт тыс. руб./год 4500 4170 Стоимость сменной оснастки тыс. руб. 700 700 Нормативный срок службы сменной оснастки час 3000 3000 Затраты на износ сменной оснастки тыс. руб./год 900 1000 Всего затраты на износ и ремонт сменной оснастки тыс. руб./год 6400 5170 3 Затраты на электроэнергию тыс. руб./год 14000 16253 4 Накладные расходы тыс. руб./год 20000 14564 5 Затраты на вспомогательные материалы тыс. руб./год 1300 3250,6 6 Всего эксплуатационных расходов тыс. руб./год 54620 53099

3.4 Определение экономического эффекта

Годовая производительность 5-ти клетевого стана 1700 ПХЛ по базовому варианту составляет 1132157 т/г. После реконструкции планируется увеличить производительность до 1800000 т/г.

Экономическая эффективность технических решений заключается в следующих факторах:

. Увеличение производительности стана;

. Снижение эксплуатационных расходов;

. Сокращение выхода беззаказной продукции.

Экономия от увеличения производительности рассчитывается по формуле:

где Э1 — экономия условно-постоянных расходов, руб.;

П — сумма условно-постоянных расходов на единицу продукции до внедрения реконструкции, руб.

П=128,07 руб.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

А1, А2 — объемы производства после и до внедрения реконструкции, т.

Расчет экономического эффекта от снижения эксплуатационных расходов проводится по формуле:

где Э2 — экономический эффект, руб;

S1 и S2 — эксплуатационные расходы по базовому и проектному вариантам, тыс.руб/год;

К1 и К2 — капитальные вложения по базовому и проектному вариантам, тыс.руб/год.

Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Ен=0,15.

Расчет экономического эффекта от сокращения выхода беззаказной продукции проводится по формуле:

где Э3 — экономический эффект от сокращения выхода б/з, руб;

Цб/з — цена одной тонны беззаказной продукции, руб./т

Цб/з =2030 руб.

Q1 — объем беззаказной продукции до внедрения реконструкции, т.

Q1=8337,6 т

Общий экономический эффект будет равен:

Э=Э1+Э2+Э3

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Э=78348,5+8602,75+8462,6=95413,85 тыс.руб.

3.5 Расчет срока окупаемости и коэффициента эффективности

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, необходимых для внедрения новой машины, определяется по формуле:

Ток= Кбал /Э, лет

где Ток — срок окупаемости капитальных вложений, год;

Кбал -балансовая стоимость введённого оборудования по месту его эксплуатации, млн.руб.;

Э — общий экономический эффект, тыс. руб.

Определим коэффициент эффективности:

Нормативный коэффициент эффективности Ен=0,15

Кэф=0,71>Ен=0,15

Можно сделать вывод, что предложенная реконструкция экономически выгодна, так как с каждого вложенного рубля получается 71 копейка дохода, что существенно выше нормативной.

В табл.3.4. представлены основные технико-экономические показатели.

Таблица 3.4 Технико-экономические показатели

№ п/п Наименование показателя Обозначение Единица измерения Значение показателя Базовый вариант Проектный вариант 1 Годовая производительность Агод т/год 1132157 1800000 2 Капитальные вложения К тыс. руб. 129200 138625 3 Эксплуатационные расходы S тыс.руб./т 54620 53099 4 Экономический эффект Э тыс. руб. — 95413,85 5 Срок окупаемости Т лет — 1,4 6 Коэффициент эффективности Кэф — 0,71

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

.1 Общая характеристика безопасности на 5-ти клетевом стане ״1700״ ÏÕË ÎÀÎ ״ׁוגונסעאכ״

В процессе выполнения работы производится реконструкция 5-ти клетевого стана ״1700״ ñ öåëüþ óâåëè÷åíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè. Êàêèõ-ëèáî ñóùåñòâåííûõ êîíñòðóêòèâíûõ èçìåíåíèé 5-òè êëåòåâîãî ñòàíà, âëèÿþùèõ íà áåçîïàñíîñòü íå ïðîèçâîäèëîñü. Íà îñíîâàíèè ýòîãî ðàçðàáîòêà ðàçäåëà äèïëîìà «Áåçîïàñíîñòü æèçíåäåÿòåëüíîñòè» âåäåòñÿ ñ ó÷åòîì ñóùåñòâóþùåé êîíñòðóêöèè ñòàíà â ÏÕË ÎÀÎ ״ׁוגונסעאכ״.

Полная безопасность труда человека в производственных условиях определяется тремя факторами: безопасностью производственного оборудования, безопасностью трудового и производственного процесса. Эти три составляющие связаны между собой. Предел уровня общей безопасности труда человека равен единице. Благодаря высокой механизации и автоматизации станы холодной прокатки обеспечивают безопасность персонала, ручной труд практически отсутствует. Безопасность труда соответствует нормам правил техники безопасности.

Непрерывный 5-ти клетевой стан оборудован в головной части механизмами для подачи рулонов в стан, подачи конца рулонов в рабочие валки первой клети, а в хвостовой части оборудованы механизмами для сматывания холоднокатаной полосы в рулоны, упаковки рулонов и их уборка. Первой операцией технологического процесса прокатки является подача рулонов на шаговый конвейер. Далее рулон поступает на приемный стол, его устанавливают на разматыватель и отгибают конец полосы рулона, который подают в правильные ролики, затем в правильнотянущую машину, в листовые ножницы, ножницы для выравнивания конца по ширине полосы, в стыкосварочную машину, в петлевое устройство и далее в рабочие валки первой клети стана. Отгибатели конца рулона, работающие в комплексе с правильными роликами, обеспечивают надежность подачи конца рулона без соскальзывания и обрыва конца рулона. Механические и электрические механизмы, предназначенные для отгибания конца рулона, такой надежностью не обладают.

Рабочие клети стана расположены друг от друга в непосредственной близости, и прокатка полосы производится одновременно во всех клетях. При захвате полосы между клетями создается натяжение из-за разности скоростей двигателей клетей. Полосу, вышедшую из последней клети, захлестывателем автоматически заправляют на барабан моталки. Перевод стана на рабочую скорость производят после того, как моталка с заправленным передним концом сделает 1,5-2,0 оборота, это необходимо для предотвращения соскальзывания полосы с барабана моталки.

При холодной прокатке на 5-ти клетевом стане полос, имеющих низкую пластичность, они разрушаются при незначительном повышении межклетевого натяжения. Отлетающие части этих полос имеют высокую скорость и могут поразить персонал. Для обеспечения безопасности производственных процессов около стана используются защитные ограждения.

При прокатке сварных швов, недостаточно защищенных гратоснимателем, в зоне шва возникает местное повышение обжатия, которое обуславливается увеличением упругой деформации валков в зоне контакта их со сварным швом. После выхода из валков сварного шва возникают «удары» валков, т.е. упругая отдача объема валков, контактирующих со сварным швом. Возможны случаи разрушения валков. Помимо этого, в зоне около шва, в связи с возникающей неравномерной деформацией, действуют дополнительные напряжения, которые могут привести к обрыву полосы при прокатке.

Безопасность трудового процесса обеспечивается соблюдением технологических инструкций, инструкций по ТБ, пожарной безопасности.

4.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Своевременное предотвращение возникновения этих ситуаций возможно лишь при детальном рассмотрении этих факторов и применение соответствующих мероприятий и средств защиты, характеристики и анализ которых приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Характеристика опера-ций, создающих опасность	Характеристика и виды опасного фактора	Вид воздействия на человека	Мероприятия и средства защиты
1.Прокатные валки. 2.Тянущие, подающие и направляющие ролики. 3.Соединительные шпинделя. 4.Зубчатые и цепные передачи. 5.Муфты различных приводов стана.	При вращении возникают условия для захвата конечностей человека и его одежды.	Механическое травмирование при захвате и вовлечение в опасную зону спецодежды, конечностей человека.	Ограждения потенциально опасных объектов решетчатыми щитами или кожухами. Механизация и автоматизация производственных процессов, дистанционное управление.
6.Движущийся подкат и готовый продукт.	Прямолинейное движение движущейся полосы.	Механическое травмирование персонала.	Применение предупреждающих сигналов, соблюдение техники безопасности.
7.Электро-оборудование	Опасный для жизни большой электрический ток.	Электротравмы и ожоги электрической дугой.	Токоведущие части электрооборудования ограждают защитными приспособлениями.
8. Удаление полосы из клетевых промежутков при порывах.	Острые кромки металла.	Порезы рук, ног.	Средства индивидуальной защиты (костюм х/б, 2 пары рукавиц, кожаные ботинки).
9.Система подачи СОЖ и гидравлика стана	Скользкая поверхность пола.	Механическое травмирование персонала.	Предупреждающие знаки, соблюдение ТБ.

Таким образом, анализируя данные табл. 4.1, можно сделать вывод, что на стане в большом количестве имеются вращающиеся детали, захват которыми спецодежды и конечностей человека может вести к травмам, следовательно, необходимо более внимательно относиться к вопросам наличия ограждений, наличия предупреждающих знаков, обеспечения безопасного прохода по стану. Наличие на стане движущихся конвейеров для подачи подката и передачи готового проката в дальнейший передел обязывает оператора управления конвейером внимательно следить за движением конвейера, не допускать во время его движения нахождения посторонних лиц в зоне его действия, своевременно подавать звуковой сигнал, предупреждающий о начале движения конвейера.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Наличие на стане электрооборудования с высоким напряжением требует внимательного отношения к заземлению токоведущих проводов, наличие изоляции на проводах. Таким образом, для избежания травмирования персонала необходимо четко следовать инструкциям по охране труда, технологическим инструкциям, использовать средства защиты и соблюдать технику безопасности. В ИОТ расписаны основные опасные производственные факторы, возникающие при выполнении производственной деятельности.

В производственных помещениях прокатных цехов предусматривается создание микроклимата, который обеспечивает нормальные условия для работы персонала. При отсутствии тепловых избытков и тепловых излучений создается нормальная работоспособность.

Изменение параметров микроклимата — температуры, влажности и скорости движения воздуха — приводит к нарушениям терморегуляции организма, которая обуславливает теплообмен организма человека с окружающей средой. Параметры микроклимата делят на две категории: оптимальные и допустимые.

К числу вредных производственных факторов относятся запыленность воздуха рабочей зоны, повышение или понижение температуры поверхностей оборудования, материалов и воздуха рабочей зоны, повышенные уровни шума и вибрации на рабочем месте, повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне, влажность воздуха, отсутствие или недостаточное освещение рабочей зоны.

Характеристика и анализ вредных производственных факторов представлена в табл. 4.2.

Таблица 4.2 Характеристика вредных производственных факторов

Наименование фактора	Величина показателя		Влияние на деятельность человека	Мероприятия и средства защиты
	норма	факт
1.Температура воздуха рабочей зоны, °С теплый период холодный период	21-25 18-21	22-25 18-23	Изменение параметров микроклимата, приводит к нарушению терморегуляции организма.	Создание оптимальных параметров микроклимата с помощью вентиляции и кондиционирования воздуха. От теплового излучения применять спецодежду.
2.Относитель-ная влажность %	75	60
3.Уровень шума, дБа	80	85	Шум вызывает утомление слухового органа и приводит к тугоухости.	Использование малошумных, звукоизолирующих преград (наушников)
4.Освещенность на рабочем месте, лк	200	180	Плохое освещение повышает утомляемость, не позволяет воспринимать необходимую информацию.	Создание системы производственного освещения, обеспечивающую необходимую освещенность.
5.Аварийная освещенность на рабочих местах, на путях эвакуации	20	10	Плохое освещение повышает утомляемость, не позволяет воспринимать необходимую информацию.	Создание системы производственного освещения, обеспечивающую необходимую освещенность.
6.Концентрация металлической пыли, мг/м3	4	4	Пыль оказывает на организм фаброгенное, раздражающее воздействие и приводит к заболеваниям органов дыхания.	Применение противоаэрозольных фильтрующих респираторов, защитных очков. «Лепесток-200» «Кама-200».

Анализируя данные табл. 4.2. можно сделать вывод: температура в рабочей зоне находится в допустимых пределах как в теплый, так и в холодный период года, относительная влажность допустима, но находится на довольно высоком уровне — это связано с наличием в воздухе большого количества паров эмульсии, что требует принятия дополнительных мер к снижению попадания паров в воздух. Освещенность недостаточна, следовательно, необходимо увеличить количество ламп дневного света для создания комфортных условий труда. Концентрация пыли находится на допустимом уровне. Уровень шума значительно завышен, что требует применения более эффективных мер по применению звукоизолирующих преград и средств индивидуальной защиты, которые полностью отсутствуют у вальцовщиков стана. Уровень вибрации находится на допустимом уровне. В целом, воздействие вредных производственных факторов находится на допустимом уровне.

4.3 Расчет искусственного освещения

Расчет искусственного освещения проводится по методу светового потока (коэффициента использования). Он применяется при равномерном расположении светильников и при нормированной горизонтальной освещенности. С помощью этого метода рассчитывают среднюю освещенность поверхности. При этом наиболее целесообразно рассчитывать освещение для помещений со светлым потолком и стенами, особенно при рассеянном и отраженном свете. Световой поток лампы Фл (лм) для ламп накаливания рассчитывается по формуле:

где Е — нормированная освещенность (лк);

Sп — площадь освещаемого помещения, м;

К — коэффициент запаса, принимаемый 1,4-1,7;

z — коэффициент минимальной освещенности, равный отношению Еср/Еmin;

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

nсв — число светильников в помещении, равное 300;

η — коэффициент использования светового потока.

z=200/180=1,1

Коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения i, высоты подвеса светильника Нсв и коэффициентов отражения стен ρо, потолка ρп.

η определяется по таблице [6, стр. 190].

Коэффициенты отражения оцениваются субъективно.

ρо=50% — для чистого бетонного потолка;

ρп=30% — для бетонных стен с окнами.

Индекс помещения i определяется по формуле:

где a и b — длина и ширина помещения, м;

nсв — число светильников в помещении.

а=311 м, b=45 м;

Нсв=18 м.

тогда η=55

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

4.4 Пожарная безопасность

Пожары на производстве представляют опасность для работающих, причиняют значительные повреждения и материальный ущерб, могут вызывать остановку работ.

Пожарная безопасность предусматривает обеспечение безопасности людей и сохранения материальных ценностей предприятием на всех стадиях его жизненного цикла (научная разработка, проектирование, строительство и эксплуатация).

Производство по взрыво- и пожароопасности делится на шесть категорий, которое обозначают следующим образом: А и Б — взрывопожароопасные; В, Г и Д — пожароопасные; Е — взрывоопасные.

Производство холоднокатаного листа следует отнести к взрывопожароопасной категории Б по наличию жидкостей с температурой вспышки паров выше 61° С и жидкостей, нагреваемых в условиях производства до температуры вспышки (температура вспышки применяемой эмульсии «Квакерол-671» согласно инструкции ТК 105-259-2000 равна более 150° С).

Помещения и установки (в помещениях и снаружи), в которых применяют или хранят горючие вещества, называются пожароопасными, они подразделяются на классы: П-І, Ï-ІІ, Ï-ІІà, Ï-ІІІ. Ïîìåùåíèÿ, â êîòîðûõ ðàñïîëîæåí 5-òè êëåòåâîé ñòàí, îòíîñятся к классу пожароопасности П-І. Это помещения, в которых применяют или хранят горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 45° С. Здесь для предотвращения опасности поражения молнией необходима молниезащита — это комплекс защитных устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий и сооружений, оборудования и материалов от возможных взрывов. Для помещений с классом пожароопасности П-І ìîëíèåçàùèòà îáÿçàòåëüíà â ìåñòàõ ñî ñðåäíåãîäîâîé äåÿòåëüíîñòüþ 20 è áîëåå ãðîç â ãîä. Çäåñü äëÿ çàùèòû îò ïðÿìûõ óäàðîâ ìîëíèé èñïîëüçóþòñÿ ãðîìîîòâîäû. Çäàíèÿ ðàçäåëÿþòñÿ íà ïÿòü ñòåïåíåé îãíåñòîéêîñòè è ìàêñèìàëüíîãî ïðåäåëà ðàñïðîñòðàíåíèÿ îãíÿ. Ïîìåùåíèå öåõà ñëåäóåò îòíåñòè êî âòîðîé ñòåïåíè îãíåñòîéêîñòè.

Â öåõå ïî ïðîèçâîäñòâó õîëîäíîêàòàíîãî ëèñòà âîçìîæíû ñëåäóþùèå âèäû ïîæàðîâ:

· ïîæàð âòîðîãî êëàññà — ïîæàð ãîðþ÷èõ æèäêîñòåé, ñìàçîê, ñîçäàþùèõ ãîðþ÷èå ïàðû;

· ïîæàð ÷åòâåðòîãî êëàññà — ïîæàð âêëþ÷åííîãî ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ, äëÿ òóøåíèÿ ýòîãî âèäà ïîæàðà ïðèãîäíû òîëüêî íåïðîâîäÿùèå âåùåñòâà.

Äëÿ òóøåíèÿ ëåãêîâîñïëàìåíÿþùèõñÿ æèäêîñòåé â ïðîòèâîïîæàðíîì öåõîâîì èíâåíòàðå 5-òè êëåòåâîãî ñòàíà 1700 èìåþòñÿ îãíåòóøèòåëè ïåííûå òèïà ÎÕÏ-10, ïîðîøêîâûå ÎÏ-1 è óãëåðîäèñòûå ÎÓ-5.

Îñíîâíûìè ñèñòåìàìè ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè ÿâëÿþòñÿ ñèñòåìû ïðåäîòâðàùåíèÿ ïîæàðà è ïðîòèâîïîæàðíîé çàùèòû, âêëþ÷àÿ îðãàíèçàöèîííî-òåõíè÷åñêèå ìåðîïðèÿòèÿ.

Â óñëîâèÿõ ïîæàðîâçðûâîîïàñíûõ ïðîèçâîäñòâ ýëåêòðîóñòàíîâêè ìîãóò ïðåäñòàâëÿòü îïàñíîñòü êàê èñòî÷íèêè âîñïëàìåíåíèÿ. Ïðè íåïðàâèëüíîé ýêñïëóàòàöèè èëè íåèñïðàâíîñòè ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ ìîãóò âîçíèêíóòü åãî ïåðåãðåâ èëè ïîÿâëåíèå èñêðîâûõ ðàçðÿäîâ, êîòîðûå ïðè íàëè÷èè ãîðþ÷åé ñðåäû ïðèâåäóò ê ïîæàðó èëè âçðûâó.

Îñíîâíûìè ñïîñîáàìè áîðüáû ñ âîñïëàìåíåíèåì îò ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ïðàâèëüíûé âûáîð è íàäëåæàùàÿ åãî ýêñïëóàòàöèÿ. Ïðè ïðèãîòîâëåíèè ýìóëüñèè âûäåëÿþòñÿ ïàðû ìàñëà. Â ñëó÷àå, êîãäà èõ êîíöåíòðàöèÿ áóäåò ðàâíà èëè âûøå ñîîòâåòñòâóþùåé íèæíåìó ïðåäåëó âîñïëàìåíÿåìîñòè èëè íèæå êîíöåíòðàöèè âåðõíåãî ïðåäåëà âîñïëàìåíÿåìîñòè, âîçìîæíû âñïûøêà ïàðîâ ïðè áîëåå 150° Ñ. Òàêèå óñëîâèÿ ìîãóò ïðèâåñòè ê ïîæàðàì â ìàñëîïîäâàëàõ. Ïîýòîìó äëÿ ïðåäóïðåæäåíèÿ çàãîðàíèÿ â ìàñëîïîäâàëàõ äîëæíà áûòü óñòàíîâêà àâòîìàòè÷åñêîãî ïîæàðîòóøåíèÿ.

Â ðåçóëüòàòå òåïëîâîãî ïðîÿâëåíèÿ ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè âîçíèêàþò óäàðíûå èñêðû, ðàçîãðåâ è èñêðû òðåíèÿ. Óäàðíûå èñêðû îáðàçóþòñÿ ïðè ïîäà÷å ïîëîñû â ñòàí, ïðè óäàðàõ ñìîòêè íà ìîòàëêó, ïðè àâàðèéíûõ ñèòóàöèÿõ, íàïðèìåð, ïðè ïîðûâå ïîëîñû, ïðè óäàðàõ ïîäâèæíûõ ìåõàíèçìîâ î íåïîäâèæíûå ÷àñòè ìàøèíû, à òàêæå ïðè óäàðàõ ìåòàëëè÷åñêèìè èíñòðóìåíòàìè. Ëåòÿùèå èñêðû òðåíèÿ èìåþò âûñîêóþ òåìïåðàòóðó, íî ìàëûé çàïàñ ýíåðãèè, ïîýòîìó îíè ìîãóò âîñïëàìåíèòü ãàçî- (ïàðî-) âîçäóøíûå ñìåñè ñ âûñîêîé òåìïåðàòóðîé âîñïëàìåíåíèÿ. Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå ðåøåíèÿ ïî ïðîåêòèðîâàíèþ è îáîðóäîâàíèþ ïîìåùåíèé è çäàíèé âçðûâîïîæàðîîïàñíîé è ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè ïðèìåíÿþòñÿ íà îñíîâàíèè êàòåãîðèðîâàíèÿ èõ íà ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ íîðìàìè ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè (Ø1Á 105-9).

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

4.5 Ýëåêòðîáåçîïàñíîñòü

Â ïðîêàòíîì öåõå áîëüøàÿ ÷àñòü îáîðóäîâàíèÿ ðàáîòàåò ïðè íàïðÿæåíèè äî 100 Â. Ðàçëè÷íûå êîíòðîëüíî-èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû, óñòðîéñòâà àâòîìàòèêè, ýëåêòðîäâèãàòåëè, èñêóññòâåííîå îñâåùåíèå ïðîèçâîäñòâåííûõ ïîìåùåíèé ïèòàþòñÿ îò ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè. Ïðèìåíÿþò è âûñîêîå íàïðÿæåíèå (6000 Â). Òàêæå èñïîëüçóþòñÿ ñåòè ñ íàïðÿæåíèåì 220 è 380 Â. Íåèñïðàâíîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, íàðóøåíèå ïðàâèë òåõíè÷åñêîé ýêñïëóàòàöèè ýëåêòðîóñòàíîâîê ïîòðåáèòåëåé ìîãóò îáóñëàâëèâàòü ïîðàæåíèå ïåðñîíàëà ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì è âîçíèêíîâåíèåì ýëåêòðîòðàâì.

Íàèáîëåå îïàñíûì â ïîìåùåíèè, ãäå óñòàíîâëåí 5-òè êëåòåâîé ñòàí, ïî îïàñíîñòè ïîðàæåíèÿ òîêîì, ÿâëÿåòñÿ ïîñò óïðàâëåíèÿ ðàçìàòûâàòåëåì è ïóëüò óïðàâëåíèÿ ìîòàëîê. Äëÿ ðàáîòû íà ýòèõ ïîñòàõ íåîáõîäèìî èìåòü äîïóñê ïî 2 ãðóïïå ýëåêòðîáåçîïàñíîñòè.

Âûäåëÿþò ñëåäóþùèå ïðèçíàêè ñ îñîáîé îïàñíîñòüþ â ïîìåùåíèè, ãäå óñòàíîâëåí ïðîêàòíûé ñòàí:

· íàëè÷èå òîêîïðîâîäÿùèõ ïîëîâ;

· ñûðîñòü ïîìåùåíèé ïðè îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè âîçäóõà 75 %;

· òîêîïðîâîäÿùàÿ ìåòàëëè÷åñêàÿ ïûëü â ïîìåùåíèè âûäåëÿåòñÿ â òàêîì êîëè÷åñòâå, ÷òî îíà ïðîíèêàåò âíóòðü îáîðóäîâàíèÿ;

· âîçìîæíîñòü îäíîâðåìåííîãî ïðèêîñíîâåíèÿ ÷åëîâåêà ê çàçåìëåííîé ìåòàëëîêîíñòðóêöèè è ê ìåòàëëè÷åñêîìó êîðïóñó ýëåêòðîóñòàíîâêè, ïîýòîìó ïðîëåò, â êîòîðîì óñòàíîâëåí 5-òè êëåòåâîé ñòàí, îòíîñèòñÿ ê ïîìåùåíèÿì ñ îñîáîé îïàñíîñòüþ.

Íà 5-òè êëåòåâîì ñòàíå óñòàíîâëåíî îäèííàäöàòü ýëåêòðîäâèãàòåëåé ìîùíîñòüþ îò 100 êÂò (ïðèâîä ìîòàëêè) äî 2400 êÂò (ïðèâîä ðàáî÷èõ êëåòåé). Âíóòðèöåõîâàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ñåòü èçãîòîâëåíà èç èçîëèðóþùèõ ïðîâîäîâ è êëåòåé, çàùèòíûå îáîëî÷êè êîòîðûõ óäîâëåòâîðÿþò òðåáîâàíèÿì ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷íîñòè è óñòîé÷èâîñòè â îòíîøåíèè äèíàìè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé.

Âíóòðèöåõîâàÿ ñåòü ñ íàïðÿæåíèåì 380/220 Â ñîñòîèò èç ïðîâîäîâ, ïðîëîæåííûõ â òðóáàõ ñ èçîëÿöèåé, ðàññ÷èòàííîé íà íàïðÿæåíèå 500 Â ïåðåìåííîãî òîêà. Â ñûðûõ ïîìåùåíèÿõ ïðè óñòðîéñòâå âíóòðèöåõîâîé ýëåêòðè÷åñêîé ñåòè íàïðÿæåíèåì äî 1000 Â èçîëèðîâàííûå ïðîâîäà óëîæåíû â ñòàëüíûå òðóáû. Êàáåëè âíóòðè ïðîèçâîäñòâåííûõ ïîìåùåíèé ðàñïîëîæåíû â êàíàëàõ, óñòàíîâëåííûõ â ïîëó, çàêðûâàåìîì ñâåðõó ñúåìíûìè ïîêðûòèÿìè èç îãíåñòîéêèõ ìàòåðèàëîâ. Çàùèòà îò ïîðàæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì äîñòèãàåòñÿ ñëåäóþùèì ïóòåì: íåäîïóùåíèåì ïðèêîñíîâåíèÿ ê òîêîâåäóùèì ÷àñòÿì ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ (îáåñïå÷èâàåòñÿ èõ íàäåæíîé èçîëÿöèåé), óñòðàíåíèåì ïåðåõîäà íàïðÿæåíèÿ íà êîðïóñ è òîêîâåäóùèå ÷àñòè ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ (ïðèìåíåíèå çàùèòíîãî çàçåìëåíèÿ èëè çàíóëåíèÿ), óñòðîéñòâîì çàùèòíîãî îòêëþ÷åíèÿ ïðè ïåðåãðóçêàõ è âîçíèêíîâåíèè òîêîâ êîðîòêîãî çàìûêàíèÿ.

Äëÿ çàùèòû îò ïðèêîñíîâåíèÿ ê òîêîâåäóùèì ÷àñòÿì ïðèìåíÿþò îãðàæäåíèÿ è ñåò÷àòûå ñ ðàçìåðîì ÿ÷åéêè ñåòêè íå áîëåå 25×25 ìì. Ñïëîøíûå îãðàæäåíèÿ â âèäå êîæóõîâ è êðûøåê óñòàíàâëèâàþò äëÿ ýòîé öåëè â ýëåêòðîóñòàíîâêàõ äî 1000 Â. Ñåò÷àòûå îãðàæäåíèÿ îáîðóäîâàíû äâåðÿìè, çàïèðàþùèìèñÿ íà çàìîê.

Çàùèòíîå çàçåìëåíèå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðåäíàìåðåííîå ýëåêòðè÷åñêîå ñîåäèíåíèå ìåòàëëè÷åñêèõ ÷àñòåé ýëåêòðîóñòàíîâîê ñ çåìëåé èëè åå ýêâèâàëåíòîì (âîäîïðîâîäíûìè òðóáàìè). Â öåõå çàùèòíîå çàçåìëåíèå ïðèíÿòî ðàâíûì 4 Îì. Çàùèòíîå îòêëþ÷åíèå ýëåêòðîóñòàíîâîê îáåñïå÷èâàåòñÿ ïóòåì ââåäåíèÿ óñòðîéñòâà, àâòîìàòè÷åñêè îòêëþ÷àþùåãî îáîðóäîâàíèå — ïîòðåáèòåëü òîêà ïðè âîçíèêíîâåíèè îïàñíîñòè ïîðàæåíèÿ òîêîì.

4.6 Àíàëèç è îöåíêà âîçìîæíûõ ÷ðåçâû÷àéíûõ ñèòóàöèé

×ðåçâû÷àéíàÿ ñèòóàöèÿ — ñîñòîÿíèå, ïðè êîòîðîì â ðåçóëüòàòå âîçíèêíîâåíèÿ èñòî÷íèêà ÷ðåçâû÷àéíîé ñèòóàöèè íà îáúåêòå, îïðåäåëåííîé òåððèòîðèè íàðóøàþòñÿ íîðìàëüíûå óñëîâèÿ æèçíè è äåÿòåëüíîñòè ëþäåé, âîçíèêàåò óãðîçà èõ æèçíè è çäîðîâüÿ. Íàíîñèòñÿ óùåðá èìóùåñòâó è îêðóæàþùåé ñðåäå. Îñíîâíûìè ïðè÷èíàìè àâàðèè ÿâëÿþòñÿ:

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

· îòêàçû èç-çà òåõíè÷åñêèõ äåôåêòîâ èçãîòîâëåíèÿ è íàðóøåíèé ðåæèìîâ ýêñïëóàòàöèè;

· îøèáî÷íûå äåéñòâèÿ îïåðàòîðîâ òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì;

· âûñîêèé ýíåðãåòè÷åñêèé óðîâåíü òåõíè÷åñêèõ ñèñòåì;

· âíåøíèå íåãàòèâíûå âîçäåéñòâèÿ.

Ïðè õîëîäíîé ïðîêàòêå ìîãóò èìåòü ìåñòî ýêñòðåìàëüíûå îòêëîíåíèÿ ïàðàìåòðîâ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà. Âîçìîæíû îáðûâû ïîëîñû íà ðàáî÷åé ñêîðîñòè ñòàíà, òàêæå âîçìîæíû êîðîòêèå çàìûêàíèÿ ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ è âîçãîðàíèÿ ýìóëüñèè, ïîëîìêà âàëêîâ. Îöåíêà âîçìîæíûõ ÷ðåçâû÷àéíûõ ñèòóàöèé ïðèâåäåíà â òàáë. 4.3.

Òàáëèöà 4.3 Îöåíêà âîçìîæíûõ ÷ðåçâû÷àéíûõ ñèòóàöèé

Îòêëîíåíèå ïàðàìåòðîâ, âîçíèêíîâåíèå ñèòóàöèè	ÂÎÇÌÎÆÍÛÉ ÓÙÅÐÁ							Ìåðîïðèÿòèÿ çàùèòû
	Òðàâìà ÷åëîâåêà	Ëåòàëüíûé èñõîä	Ïîñò. âîçäåéñòâèå	Îòêàç îáîðóäîâàíèÿ	Ñðûâ çäàíèÿ	Ðàçðóøåíèå îáîðóäîâàíèÿ	Óùåðá îêðóæàþùåé ñðåäå
1. Îáðûâ ïîëîñû íà ðàáî÷åé ñêîðîñòè	Äà	Äà	Íåò	Äà	Äà	Íåò	Íåò	Äèñòàíöèîííîå óïðàâëåíèå àâòîìàòèçàöèÿ ïðîöåññà
2.Êîðîòêîå çàìûêàíèå	Äà	Äà	Íåò	Äà	Äà	Íåò	Íåò	Ïðèìåíåíèå çàùèòíîãî çàçåìëåíèÿ
3.Âîçãî-ðàíèå ýìóëüñèè	Äà	Íåò	Íåò	Äà	Äà	Âîçìîæíî	Äà	Ïðèìåíåíèå ñðåäñòâ ïîæàðîòóøåíèÿ
4.Ïîëîìêà âàëêîâ	Íåò	Íåò	Íåò	Äà	Íåò	Íåò	Áûñòðàÿ îñòàíîâêà ñòàíà
5.Îòêëþ-÷åíèå ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ	Íåò	Íåò	Íåò	Äà	Äà	Íåò	Íåò	Îñòàíîâêà ñòàíà
6.Ïîæàð	Äà	Âîçìî-æíî	Íåò	Äà	Äà	Âîçìîæíî	Íåò	Ñîáëþäåíèå íîðì ïîæàðíîé áåçîïàñíîñòè

Òàêèì îáðàçîì, àíàëèçèðóÿ äàííûå òàáëèöû 4.3, ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî âîçíèêíîâåíèå ïî÷òè ëþáîé àâàðèéíîé ñèòóàöèè ìîæåò ïðèâåñòè ëèáî ê òðàâìå, ëèáî ê ëåòàëüíîìó èñõîäó äëÿ ÷åëîâåêà, íàõîäÿùåìóñÿ â çîíå ðàáîòû ñòàíà. Ñ äðóãîé ñòîðîíû íè îäíî îòêëîíåíèå íå âåäåò ê íàíåñåíèþ óùåðáà îêðóæàþùåé ñðåäû, êðîìå âîçãîðàíèÿ ýìóëüñèè, à òàêæå íå íàíîñèò óùåðá çäîðîâüþ îáñëóæèâàþùåãî ïåðñîíàëà. Íàèáîëåå îïàñíûì ÿâëÿåòñÿ îáðûâ ïîëîñû, ñëåäîâàòåëüíî, íåîáõîäèìî ïðèíÿòü îñîáûå òåõíîëîãè÷åñêèå ìåðîïðèÿòèÿ äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ îáðûâà.

Ïðè ñîáëþäåíèè ðàáîòàþùèìè ïðàâèë òåõíèêè áåçîïàñíîñòè è ñëåäîâàíèÿì òåõíîëîãè÷åñêèì èíñòðóêöèÿì ïî ðàáîòå 5-òè êëåòåâîãî ñòàíà 1700, âîçäåéñòâèÿ îïàñíûõ ïðîèçâîäñòâåííûõ ôàêòîðîâ ìîæåò áûòü ñâåäåíî äî ìèíèìóìà. Ñîáëþäåíèÿ ïðàâèë è òðåáîâàíèé, èçëîæåííûõ â èíñòðóêöèè ïî òåõíèêå áåçîïàñíîñòè, îáåñïå÷èâàåò íîðìàëüíîå òå÷åíèå ïðîèçâîäñòâåííîãî ïðîöåññà è áåçàâàðèéíóþ ðàáîòó îáîðóäîâàíèÿ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной выпускной работе предложен вариант реконструкции головной части пятиклетевого стана 1700 ПХЛ ОАО «Северсталь». Предложена новая конструкция, и расположение оборудования головной части стана. Предлагаются следующие технические решения:

· значительно снижены автоколебания в работе центрирующих устройств №1, №2 и №3 ;

· натяжное устройство №1 выполнено трехроликовым;

· центрирующее устройство №4 установлено вертикально с возможностью изменения угла наклона рамы;

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

· сокращено время остановки головной части стана на сварку за счет установки дополнительного оборудования (правильно-тянущая машина и листовые ножницы);

· компактное размещение дополнительного оборудования в верхнем уровне и существующего оборудования в нижнем уровне позволило сохранить неизменным положение разматывателей и стыкосварочной машины и сократить объем фундаментальных работ при реконструкции;

· решены существовавшие ранее проблемы на входе в первую клеть: вместо существующего центрирующего устройства №5 перед первой клетью стана устанавливается новое двухроликовое центрирующее устройство отклоняющего типа; для улучшения качества регулирования натяжения и толщины во входной зоне стана используется принцип «нулевой» клети;

· сделан анализ влияния реконструктивных мероприятий на качество готовой продукции.

Âíåäðåíèå ïðåäëîæåííîãî âàðèàíòà ðåêîíñòðóêöèè ãîëîâíîé ÷àñòè ñòàíà 1700 ïîçâîëèò óâåëè÷èòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñòàíà äî 1800000 ò/ãîä, çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ñêîðîñòè ïðîêàòêè è ñíèæåíèÿ ïðîñòîåâ; ñîêðàòèòü âûõîä áåççàêàçíîé ïðîäóêöèè ïî òàêèì âèäàì äåôåêòîâ, êàê ðèñêè, ïîðûâû ïîëîñû, ðàçíîòîëùèííîñòü, öàðàïèíû è ìåõàíè÷åñêèå ïîâðåæäåíèÿ.

ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ

1. Öåëèêîâ À.È., Ïîëóõèí Ï.È., Ãðåáåíþê Â.Ì. è äð. Ìàøèíû è àãðåãàòû ìåòàëëóðãè÷åñêèõ çàâîäîâ. Â 3-õ òîìàõ. Ò. 3. ìàøèíû è àãðåãàòû äëÿ ïðîèçâîäñòâà è îòäåëêè ïðîêàòà. Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ. — Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 2014. 680ñ.

2. ×åðíàâñêèé Ñ.À. «Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå äåòàëåé ìàøèí». Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1979. 352ñ.

. Ñòåïèí Ï.À. «Ñîïðîìàò» Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 2013. 304ñ.

. Êóçüìèí À.Ä. Îïðåäåëåíèå îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ðîëèêîâûõ ïðàâèëüíûõ ìàøèí. Ìàøãèç, ÖÍÈÈÒÌÀØ, 1960.

. Çàéöåâ Â.Ñ. Îñíîâû òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ ïðîêàòíûõ öåõîâ. Ì.: Ìåòàëëóðãèÿ, 1987. 336ñ.Модернизация деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка

Содержание

Введение

. Обзор литературы, постановка цели и задач проекта

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

.1 Состояние вопроса

.1.1 Отечественные станки

.1.2 Зарубежные станки

.2 Применение лазерных систем видения в деревообработке

.3 Патентный обзор

.4 Постановка цели и задач проекта

. Модернизация деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка

.1 Описание станка, принцип работы, кинематическая схема

.1.1 Краткое описание конструкции

.1.2 Кинематическая схема станка

.1.3 Станина

.1.4 Механизм пильный

.1.5 Вальцы подающие

.1.6 Механизм подъема вальцов

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

.1.7 Приводы пильных валов и подающих вальцов

.1.8 Когтевая защита

.1.9 Ограждения станка

.1.10 Лазерная система видения

.1.11 Организация работы

.1.12 Меры безопасности к основным элементам конструкции станка и системам управления

.1.13 Средства защиты, предусмотренные в станке

.1.14 Меры безопасности при монтажных и ремонтных работах

.1.15 Порядок установки

.2 Построение структурной схемы автоматизации с помощью лазерной системы видения

.3 Ознакомление с программой Automation Studio

.4 Разработка гидравлической схемы с помощью программы Automation Studio

.5 Разработка логической схемы с помощью программы Automation Studio

.6 Расчет привода главного движения

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

.6.1 Кинематический расчет

.6.2 Мощность резания

.7 Расчет привода подачи

.7.1 Кинематический расчет

.7.2 Мощность привода подачи

.7.3 Эквивалентная мощность привода

.7.4 Расчет вала верхнего подающего вальца

. Разработка технологии изготовления детали «Опора»

.1 Описание конструкции и назначения детали

.2 Анализ технологичности конструкции детали и технологический контроль чертежа

.3 Выбор метода изготовления заготовки

.4 Технологический маршрут обработки детали (рисунок 26)

.5 Расчёт припусков на механическую обработку

.6 Выбор оборудования

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

.7 Выбор режущих инструментов

.8 Выбор режимов резания

.9 Техническое нормирование времени операций

.10 Проектирование станочного приспособления

Заключение

Список использованных источников

привод пильный вал лазерный

Введение

Лесной комплекс является одним из ведущих секторов российской экономики. На долю России приходится более 24% запасов древесины всей планеты, в том числе более половины мировых запасов наиболее ценных хвойных пород. Без ущерба для природы и экономики в стране можно производить и перерабатывать до 600 млн. куб. м древесины в год. Однако большая часть имеющихся запасов используется неэффективно.

В итоге в России заготавливается не более 120 млн куб. м (это уровень 1913 года), а из всего вырубаемого леса перерабатывается не более 20%. Общий объем продаж в лесной отрасли достигает более $4,5 млрд в год, что составляет 2,9% валового внутреннего продукта России.

Лесоперерабатывающий комплекс (ЛПК) — одна из самых экспортно-ориентированных отраслей экономики России. По объемам экспорта ЛПК занимает 5-е место среди российских отраслей промышленности, после экспорта газа, нефти, черных и цветных металлов.

В настоящее время основные проблемы ЛПК связаны прежде всего с необходимостью реконструкции и полного технического перевооружения предприятий отрасли. По статистике средний возраст оборудования в промышленности — 25 лет. При этом лишь 10% основных производственных фондов можно считать современными. Проблема усугубляется, с одной стороны, отсутствием в России современного лесозаготовительного и целлюлозно-бумажного машиностроения, способного производить технику, соответствующую мировым стандартам, с другой — тем, что значительные импортные пошлины на лесные машины и оборудование в совокупности с высокими ценами на них не позволяют российским лесопромышленным предприятиям конкурировать с развитыми странами. Производительность труда в ЛПК России почти в 10 раз ниже, чем в Финляндии. Отсутствие нового современного оборудования крайне негативно отражается на конкурентоспособности российской лесопродукции.

При самом высоком в мире качестве сырьевой базы (особенно ценными являются леса Урала и Сибири), из-за низкого качества обработки, цены на продукцию отечественных производителей на 30-40% ниже среднемировых. Кроме того, за годы рыночных преобразований в России практически полностью утрачен научно-технический потенциал отрасли, что также снижает конкурентоспособность российской продукции на мировом рынке. А это прежде всего влияет на поступления экспортных доходов в бюджет страны. По оценкам экспертов, российская казна теряет более $1 млрд. в год.

В сложившихся условиях возникает другая важная проблема лесопромышленного комплекса — недостаток инвестиций. За 10 лет финансирование отрасли сократилось почти в 15 раз. Лесная отрасль малопривлекательна для инвестиций в силу большого числа некоммерческих рисков, связанных с политической нестабильностью России, несовершенством «лесного» законодательства страны и отсутствием четкой государственной политики в отношении ЛПК. Проблема осложняется неустойчивыми показателями финансово-экономической деятельности предприятий лесной промышленности, около половины которых являются убыточными и находятся на грани разорения.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Сегодня лесопромышленной деятельностью занимаются более 22 тыс. предприятий, на которых работает около 1,4 млн. человек. На долю частных предприятий приходится почти половина всей выпускаемой продукции. Первичной заготовкой леса в России занимаются множество небольших леспромхозов и лесозаготовительных участков. Обороты этих лесных хозяйств достаточно малы и составляют не более $300-400 тыс. в год. Более половины лесхозов убыточны и мало отличаются от российских колхозов со всеми вытекающими проблемами. Для типичных лесхозов характерны недостаток денежных средств, морально устаревшее и изношенное оборудование, а также низкий уровень менеджмента предприятия.

В сфере неглубокой переработки леса функционируют лесдревзаводы и деревообрабатывающие комбинаты, среди которых крупные предприятия отсутствуют, а их объединение малоэффективно и требует больших инвестиций. Реальным шансом выжить для большинства предприятий российской лесной промышленности являются консолидация и укрупнение с целью формирования вокруг них крупных лесоперерабатывающих комплексов или целлюлозно-бумажных комбинатов. За счет интеграции крупнейшие ЦБК и ЛПК в состоянии дотировать убыточные леспромхозы и поднимать общий уровень эксплуатации лесосеки.

Крупнейшим холдингом такого типа в России является группа Ilim Pulp Enterprise (IPE), созданная в 1992 году в Санкт-Петербурге. На сегодняшний день холдинг входит в десятку крупнейших компаний в мире по производству целлюлозы, уровню собственных запасов и лесозаготовки. Ilim Pulp Enterprise объединяет предприятия по заготовке и переработке леса, макулатуры, целлюлозные комбинаты, бумажные и полиграфические фабрики, трейдинговую компанию. В конце 2001 года было принято решение об объединении с другим крупнейшим лесоперерабатывающим холдингом — группой «Титан».

Также крупными российскими лесоперерабатывающими компаниями являются: Санкт-Петербургский холдинг Alcem UK, объединение «Папирус», Северо-Западная лесопромышленная компания, группа «Фокс». В последнее время значительную активность в консолидации предприятий лесной промышленности стали проявлять крупнейшие российские финансово-промышленные группы — «Базовый элемент» (бывшая ИПГ «Сибал»), «Альфа-групп» и «Северсталь». Также на российский рынок лесного комплекса вышли крупнейшие иностранные инвесторы. Так, комбинат «Светогорск» в 1998 году вошел в состав мирового целлюлозо-бумажного концерна International Paper, а Сыктывкарский ЛПК в начале 2002 года приобрел крупнейший концерн Anglo-American.

Наряду с вышеперечисленными компаниями в России успешно функционируют крупные лесопромышленные предприятия, контролируемые собственным менеджментом. Такими предприятиями являются «Кондопога», «Соликамскбумпром», Калининградский ЦБК «Цепрусс», Соломбальский и Сегежский ЦБК.

В настоящее время лесная отрасль России, важнейшая составляющая экономики страны, находится в неблагоприятном состоянии, что подтверждают результаты исследования средних показателей финансово-хозяйственной деятельности предприятий отрасли. Прежде всего в сложившейся ситуации необходимы усиление государственного регулирования в области «лесной» сферы и разработка четкой законодательной базы.

Первые шаги в этом направлении уже сделаны: Правительством РФ рассмотрены и одобрены предложения по «Основным направлениям развития лесной промышленности». Предложенная концепция развития должна повысить конкурентоспособность отечественной лесопродукции на российском и мировом рынках, а также увеличить инвестиционную привлекательность отрасли. Основной целью правительства является увеличение объемов производства лесной отрасли за последующие 10 лет.

1. Обзор литературы, постановка цели и задач проекта

.1 Состояние вопроса

Из группы двухпильных обрезных станков отечественного и зарубежного производства в настоящей записке рассмотрены станки ДКО-55 (Россия); круглопильные станки моделей Ц2Д-5А, Ц2Д-7, Ц2Д-9, Ц2Д-У, Ц3Д-7 Вологодского станкостроительного завода; RM HCY-1 (Турция); OPTIMAT-100 (Украина); оптимизационные комплексы для автоматизированных обрезных станков фирмы «ESTERER» (Германия); обрезные станки фирмы «SODERHAMN+ERIKSSON» Soderhamn Eriksson AB (Швеция).

.1.1 Отечественные станки

Кромкообрезной станок ДКО-55 (рисунок 1) предназначен для продольной обрезки кромки и раскроя необрезных досок с целью получения максимального выхода обрезных пиломатериалов. Применяется на лесопильных и деревообрабатывающих предприятиях высокой и средней мощности. Чаще всего используется в механизированных линиях лесопиления за станками первого ряда и на участках доработки горбыля. Возможно применение станка на сортировочных линиях для повышения сортности пиломатериала (доработки обзольной доски). Данный станок является высокопроизводительным (72 куб.м в смену реальной производительности) станком проходного типа с вальцовой подачей. Регулировку пилы осуществляет оператор специальным механизмом в виде револьверной головки с градацией, соответствующей стандартам обрезной доски. На нерегулируемой части пильного вала устанавливаются от одной до трёх пил с фиксированной наладкой на размеры, что и обеспечивает быструю переналадку в зависимости от ширины поступаемой необрезной доски. Это позволяет при сохранении высокой производительности добиться максимального выхода обрезных пиломатериалов. Система механической переналадки на необходимый типоразмер и отсутствие в станке гидравлики позволяет использовать станок в неотапливаемых помещениях. Надежная конструкция станка не требует высокой квалификации обслуживающего персонала. Для установки станка не требуется изготовление специального фундамента, достаточно ровной бетонной площадки. Станок изготовлен в соответствии с мировыми стандартами по технике безопасности, обеспечиваемой надежной системой специальной когтевой защиты.

Рисунок 1 — Общий вид станка ДКО-55

Подача доски в зону пиления осуществляется верхней и нижней парами приводных вальцов. Привод осуществляется ременной передачей. Расположенные на консольном валу две неподвижные и одна плавающая пила распиливают заготовку в соответствии с ГОСТом [2] на обрезной пиломатериал. Настройка расстояния между пилами осуществляется оператором дискретно с фиксацией размера на лимбе штурвала. Приемными гладкими роликами доски и горбыльная рейка отводятся на склад готовой продукции. В таблице 1 приведена техническая характеристика станка ДКО-55.

Таблица 1 — Техническая характеристика станка ДКО-55

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Основные параметры	Характеристика
Размеры обрабатываемого материала, мм — толщина — ширина — длина	19-70 до 700 850-7000
Ширина выпиливаемой доски, мм — между неподвижными пилами — между неподвижной и подвижной пилой	до 116 80 — 243
Количество пил, шт: — неподвижных — подвижных	2(3) 1
Диаметр пил, мм	360
Скорость подачи, м/мин	12; 16; 24
Частота вращения пил, об/мин	2950
Количество электродвигателей, шт	2
Установленная мощность, кВт	23,5
Габариты, мм	145011501300
Масса, кг	1040

Конструкция позволяет производить следующие варианты раскроя:

при работе одной подвижной и одной неподвижной пилами выпиливание стандартных обрезных досок разного размера с последующей сортировкой;

при работе одной подвижной и двумя неподвижными пилами получение стандартных обрезных досок одного размера и обрезных досок или брусков разных размеров.

Вологодский станкостроительный завод производит обрезные круглопильные станки моделей Ц2Д-5А, Ц2Д-7, Ц2Д-9, Ц2Д-У, Ц3Д-7.

Станок двухпильный обрезной Ц2Д-5А предназначен для получения чистообрезного пиломатериала путем двухсторонней параллельной обрезки кромок.

Основными узлами этого станка являются: станина, пильный механизм, подающие вальцы, механизм перемещения пилы, пульт управления.

Станок Ц2Д-5А (рисунок 2) снабжен гидромеханической преселективной системой управления перемещением пилы, когтевой защитой, упором перед вальцами, устраняющим возможность поломки пил.

Подачу необрезной доски обеспечивают пять приводных вальцов.

Прижим доски осуществляется собственной массой верхних вальцов.

Рисунок 2 — Общий вид станка Ц2Д-5А

Станок двухпильный обрезной Ц2Д-7 (рисунок 3) предназначен для обрезки и раскроя необрезных пиломатериалов. Станок выпускается в левом и правом исполнении.

В зависимости от ширины досок поступающих к станку, он может эксплуатироваться как в двухпильном, так и в трехпильном варианте. Приспособление для установки третьей пилы позволяет расширить технологические возможности станка, увеличивая наибольшую ширину обработанного материала до 500 мм.

Рисунок 3 — Общий вид станка Ц2Д-7

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

На литой станине станка установлены основные узлы и механизмы: механизм подачи, пильный механизм, когтевая защита, ограждения.

Станок двухпильный обрезной модели Ц2Д-У предназначен для продольной обрезки и раскроя необрезных досок с целью получения чистообрезных пиломатериалов в условиях предприятий малой мощности.

В таблице 2 приведены технические характеристики обрезных круглопильных станков.

Таблица 2 — Технические характеристики обрезных круглопильных станков

Основные параметры	Наименование модели
	Ц2Д-5А	Ц2Д-7	ЦЗД-7	Ц2Д-9	Ц2Д-У
Просвет, мм	710	450	800	800	630
Ширина выпиливаемой доски, мм	60-300	60-200	60 — 500	60-300	75-200
Размеры заготовки, мм: макс, ширина мин. длина толщина	630 1500 13-100	350 1400 13- 100	— — —	— 1500 13-100	— 1500 13-80
Диаметр пил, мм	400	400	420-500	400	315
Количество пил, шт.	2	2(3)	3	2	2
Частота вращения пильного вала, об/мин	2860	2860	2560	2500	2850
Скорость подачи, м/мин	80; 120; или 100 и 150	100	80-150	40; 80; 130; 225	17; 30
Мощность привода. кВт: установленная механизма резания остальных	— 40 6	— 25 3	65.2 — —	38,6 — —	11 — —
Габариты, мм: длина ширина высота	1940 1560 1400	1800 1600 1250	— — —	2400 1860 1250	1560 1570 1290
Масса, кг	2100	2000	3200	4000	1430

.1.2 Зарубежные станки

Станок RM HCY-1 (Турция) (рисунок 4) предназначен для получения из необрезного пиломатериала обрезных досок требуемых размеров. Применяется на лесопильных и деревообрабатывающих предприятиях высокой и средней мощности.

На станке устанавливается одна неподвижная и две подвижные пилы. Установка ширины получаемой доски (перемещение подвижных пил) производиться с пульта управления при помощи гидравлики. Толщина доски устанавливается при помощи рычага подъема прижимных вальцов, подъем вальцов производиться гидроцилиндром. Ширина отпиливаемой доски отслеживается по линейке установленной на передней панели станка. Положение пил отслеживается по отвесу или лазеру. Станок оснащен откидывающейся базовой линейкой, с помощью которой можно распиливать полуобрезной материал на заготовки разного размера.

В таблице 3 приведена техническая характеристика станка RM HCY-1.

Рисунок 4 — Общий вид станка RM HCY-1

Таблица 3 — Техническая характеристика станка RM HCY-1

Основные параметры	Характеристика
Размеры обрабатываемого материала, мм — толщина — ширина	120 700
Наибольшая ширина обработки, мм	600
Диаметр пил, мм	400
Диаметр вала, мм	75
Количество пил, шт.	3
Скорость подачи , м/мин	0 — 60
Частота вращения пил, об/мин	3 000
Количество эл. двигателей, шт	2
Мощность электромоторов (3000 об/мин), кВт	22
Габариты, мм	330013001200
Масса, кг	1460

Кромкообрезной станок OPTIMAT-100 (Украина) (рисунок 5) предназначен для продольного раскроя необрезной доски толщиной до 100 мм и шириной до 750 мм. Станок также может использоваться для кормления горбыля.

Станок смонтирован на массивной жесткой станине, полностью гасящей вибрации. Пильный механизм оборудован валом диаметром 50 мм, изготавливаемым из специальной стали и прошедшим термообработку. На валу установлены две пильные муфты полезной шириной 180 мм, одна из которых фиксирована, а вторая перемещается посредством электропривода и зубчато-реечного механизма. На каждую муфту может быть смонтировано до 3 пил, регулировка рабочей ширины осуществляется дистанционно с пульта оператора.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Рисунок 5 — Общий вид станка OPTIMAT-100

В конструкции станка использованы комплектующие ведущих европейских фирм (подшипники SKF, мотор-редукторы CSM Motori, электрика Control Technics). В качестве опции предусмотрена установка 15 мВт лазерного указателя с фокусировкой линии пропила и лазерным диодом MITSUBISHI. Рекомендуется монтаж двух лазерных линеек: для определения базы (положения фиксированной пилы) и позиционирования подвижной пильной муфты, в данном случае последний лазер крепится на подвижном суппорте с электрическим приводом, повторяющим перемещение пилы.

Усиленные подшипниковые узлы пильного вала оснащены высокоточными подшипниками в пылезащитном исполнении. На панели управления предусмотрен нагрузочный амперметр для выбора оптимальных рабочих режимов.

В таблице 4 приведена техническая характеристика станка OPTIMAT-100.

Таблица 4 — Техническая характеристика станка OPTIMAT-100

Параметры	Характеристика
Размеры распиливаемой заготовки, мм: — толщина — длина, — ширина,	до 100 600 750
Размеры выпиливаемого изделия: — толщина, мм — допускаемое отклонение при распиле 6000 мм, не более	10 ÷ 100 1,0
Количество устанавливаемых пил, шт.	до 6
Диаметр устанавливаемых пил, мм	350
Максимальное расстояние между крайними пилами, мм	620
Скорость подачи, м/мин	6 ÷ 30
Номинальная частота вращения пилы, об./мин	2 480
Производительность, м3/ч,	4
Количество электродвигателей, шт.	3
Суммарная номинальная мощность электродвигателей , кВт, не более	22
Габаритные размеры, мм, не более — длина — ширина — высота	1750 1550 1440
Масса станка, кг,	2 050
Количество основного обслуживающего персонала, чел.	2

Фирма «Эстерер» (Германия) производит [1]:

оптимизационные комплексы для автоматических обрезных станков типа «OPTIMES» (рисунок 6); ширина необрезных досок от 70 до 750 мм, ширина обрезных досок 48-500 мм, толщина досок 15-180 мм, производительность автоматической обрезки (для досок толщиной 24 мм, длиной 4,0 м) до 26 досок/минуту;

Рисунок 6 — Общий вид конструкции узла обрезки досок на оптимизационном комплексе типа «OPTIMES»

оптимизационные комплексы для автоматических обрезных (многопильных) станков типа «OPTIMSAW» ВК 50/100; ширина необрезных досок от 80 до 750 мм, ширина обрезных досок 48-500 мм, толщина досок 15-50 мм (модель ВК 50) и от 15-100 мм (модель ВК 100), скорость подачи трехступенчатая 105/160/210 м/мин или бесступенчатая от 60 до 220 м/мин, диаметр пил 350 мм (модель ВК 50) и 450 мм (модель ВК 100);

оптимизационные комплексы для автоматических обрезных (многопильных) станков типа «OPTIMSAW» BNK 160 (рисунок 7); ширина необрезных досок от 80 до 750 мм, ширина обрезных досок 46-500 мм, толщина досок (брусьев) 17-160 мм, скорость подачи 22 — 180 м/мин, диаметр пил 560 мм;

Рисунок 7 — Общий вид конструкции узла обрезки досок на оптимизационном комплексе типа «OPTIMSAW» BNK

В таблице 5 приведены технические характеристики оптимизационных комплексов для автоматизированных обрезных станков фирмы «ESTERER».

Таблица 5 — Технические характеристики оптимизационных комплексов

Основные параметры	Наименование модели
	BNK 160	ВК50	ВК100	DK90
Просвет станка, мм	—	—	_	800 или 1000
Толщина обрезаемых досок, мм	17-160	15-50	15-100	60-160
Мин. длина досок, м	1,0	1.0	1,0	1,0
Ширина досок, мм: необрезных обрезных	50-750 46-500	80 — 750 48 — 500	80 — 750 48 — 500	430 (П=800мм) 630 (П=1000мм)
Частота вращения пильных валов, об/мин	2400	4500	3800	3000-3800
Диаметр пил, мм	560	350	450	500
Скорость подачи, м/мин: 3-х ступенчатая бесступенчатая	22,5/45/90/180 (4 ступени)	105/160/210 60 — 220	105/160/210 60-220	15-150
Мощность привода. кВт: механизма резания механизма подачи	2 х(75-90) 25	45-110 11	45-110 11	110
Масса, кг	7500	3500	3500	_

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

установки автоматизированной обрезки и торцовки досок типа «СОМ-BIMES»; ширина необрезных досок 80-750 мм, ширина обрезных досок 48-500 мм, толщина досок 15-100 мм, макс, производительность (для досок толщиной 24 мм, длиной 4,0 м) до 18 досок/минуту (при скорости подачи 180 м/мин);

обрезные многопильные станки типа «DK 90»; высота пропила 60/125/160 мм, просвет 800/1000 мм, ширина обрезных досок 430/630 мм, скорость подачи при ручной загрузке 15-100 м/мин, при автоматической загрузке 15-150 м/мин, диаметр пил 500 мм;

Фирма « SODERHAMN+ERIKSSON» (Германия) Soderhamn Eriksson AB входит в концерн «SAWTEC».

Производит обрезной станок, оснащенный системой «Автопос», предназначенный для обрезки досок толщиной от 12 до 100 мм, шириной от 75 до 500 мм и длиной от 1,0 до 6,3 м. Это полностью автоматизированный станок, управляемый ЭВМ, осуществляющий измерение и оценку параметров каждой доски, назначающий величину обрезки кромок для получения максимального полезного выхода из каждой доски и устанавливает круглые обрезные пилы в заданное ЭВМ положение (рисунок 8).

Рисунок 8 — Общий вид участка загрузки и центрирования досок

Обрезной станок «Автопос» представляет собой компактную систему для высокопроизводительной (до 30 досок/минуту) обрезки досок при поштучной выдаче и центровке без участия рабочего, но с условием расположения досок «обзолом» вверх.

Подающий конвейер — цепной — состоит из цепей с упорами для поштучной выдачи досок на измерение и на загрузку в обрезной узел.

Центрирующий узел, ориентирующий каждую доску по оси станка, выполнен в виде вертикальных кронштейнов, шарнирное соединение которых позволяет им фиксировать доску по оси постава.

Загрузочный конвейер — цепной, срабатывает совместно с прижимом уже измеренной и сцентрированной доски верхними подающими вальцами. Обеспечивает загрузку необрезной доски в станок со скоростью подачи до 180 м/мин. Участок измерения необрезных досок. Каждая необрезная доска, поштучно выданная на участок загрузки в обрезной станок, проходит точные измерения при помощи лазерного сканирования. Для обеспечения плотной загрузки системы 3 сканера обычно работают одновременно и полностью измеряют ширину и длину доски. Сканеры работают в комплекте с боковыми детекторами (рисунок 9).

Рисунок 9 — Схема измерения при помощи лазерного сканирования

Измерение происходит следующим образом:

узкий луч лазера нацелен на вращающееся двойное зеркало, при вращении которого луч перемещается по параболической отражающей поверхности;

эта поверхность отражает луч вниз в параллельных лучах, как фары автомобиля, и они сканируют доску с 2-х сторон и могут охватить 4 угла доски;

по мере продвижения доски угловые величины будут меняться и все эти изменения будут записываться специальным компьютером, включая длину доски;

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

одновременно измеряется толщина доски при помощи прижима верхнего подающего вальца, снабженного специальным потенциометром;

в соответствии с толщиной измеренной доски компьютером назначается соответствующая скорость подачи;

компьютер вычисляет зону обрезки у необрезной доски;

по команде компьютера в электронную систему «Сервопос», подключаемую к системе «Автопос», производится установка обрезных пил на рассчитанный компьютером размер обрезки;

установка обрезных пил осуществляется в положение, обеспечивающее максимальный полезный выход с учетом оптимизации параметров, т.е. цены или объема. Электроника системы «Сервопос» может снизить время регулировки-установки пил до долей секунды (0,3-0,5 с) и с точностью до ± 0,05 мм.

В качестве измеряющего света здесь применяется модулированный инфракрасный свет, невидимый для глаза и нечувствительный к пыли, освещению и вибрациям. Вся система измерения не имеет оптических устройств и поэтому точность измерений не меняется в зависимости от толщины досок.

В таблице 6 приведена техническая характеристика станков.

Таблица 6 — Техническая характеристика станков

Основные параметры	Наименование модели
	«Автопос»	«Оптимальный»	5100	«Оптимизатор»
Размеры необрезных досок, мм: ширина толщина длина	75 — 500 12- 100 1000 — 6300	75 — 500 12- 100 1000-6300	до 700 15- 100 1000-6300	80 — 500 12-50 2000-6300
Ширина обрезных досок, мм: минимальная максимальная	— —	— —	— —
Диаметр пил, мм		—	350-450	—
Ширина пропила, мм	—	—	5,0	—
Скорость подачи, м/мин	180	134-230	60-250	134-200
Частота вращения пильного вала, об/мин	—	—	2920	—
Производительность, шт./мин	до 30	до 35	—	35
Мощность привода, кВт	—	—	75-100	—
Потребность в сжатом воздухе (Ро = 6 атм), л/доску	35	—	—	21
Расход масла в гидросистеме, л/мин		—	24	30
Габариты, мм: длина ширина высота	12000 4950 2650	7800 5800 2650	1775 2845 1100	7775 3605 2030
Масса, кг	4500	—	4000	5600

Фирма «SODERHAMN+ERIKSSON» производит обрезной станок «Эдгар». Его особенностью является оптимизатор, принцип действия которого основан на уникальном (оригинальном) методе измерения с использованием невидимого инфракрасного света (рисунок 10).

Рисунок 10 — Участок измерения необрезных досок

Доски поставляются кантующим конвейером поштучно и выровненные по торцу. Они могут быть пропущены через сканирующую секцию и без точного параллельного выравнивания. Изменение скорости движения конвейера не влияет на точность измерения. Кривизна досок и неровность их ориентации также не влияют на измерения. При этом обзол необрезных досок может быть ориентирован вверх или вниз. Доски по всей длине проходят через двойные, пересекающиеся инфракрасные лучи, а невидимое для глаза инфракрасное сканирование нечувствительно к пыли в воздухе, освещению и к опилкам.

Система, управляемая точными сигналами от фотоэлементов или от пульта управления кантующего конвейера, рассчитывает габаритные размеры досок, включая и их толщину. Чтобы облегчить обслуживание, измерительное устройство основано на включенных модулях. В этой системе сканирование, подача на загрузку станка, питание, операции установки на размер, обрезка кромок досок — это полностью взаимосвязанные функции, гарантирующие точность обрезки каждой доски без отклонений. Здесь отсутствуют оптические приборы. Устройства с фотоэлементами устанавливаются по всей ширине кантующего конвейера. Поэтому измеряется вся длина доски (с интервалами в 10 см) и результат поступает в компьютер, который выполняет все расчеты, основанные на полном описании формы доски, обеспечивая оптимальный выход из данной доски.

Важным преимуществом этой системы измерения является то, что доски не нужно поворачивать для измерения, а можно всегда ожидать максимальный выход продукции. Система данного эджера (обрезного станка) включает в себя электронное регулирующее устройство типа «Сервопос» для точной и быстрой настройки пил на требуемый размер.

Компьютер выдает необходимые сведения о размерах обрезки, необходимых смещениях обрезных пил, а также полные таблицы расчетов. В случае поступления срочного заказа на определенные сечения пиломатериалов имеется быстрый способ распределения размеров с наименьшими потерями. При этом компьютер может быть подключен к другому оборудованию или связан с главным компьютером фирмы «Содерхамн» для корректировки программ, перепрограммирования и т.д.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

.2 Применение лазерных систем видения в деревообработке

Во всех странах мира на деревообрабатывающих предприятиях особое внимание уделяется системам измерения длины, ширины, высоты пиломатериалов. Кроме того, такие системы, особенно на основе лазерных измерительных датчиков, оказывают серьезное влияние на разработку деревообрабатывающего оборудования, так как позволяют автоматизировать большинство процессов.

Деревообработка — гораздо более сложный процесс, чем обработка остальных материалов. Связано это в первую очередь с высокой изменчивостью свойств и характеристик большей части пиломатериалов, включая и геометрические параметры. Это приводит к необходимости индивидуального подхода буквально к каждой единице, что значительно затрудняет автоматизацию и повышает трудозатраты.

Измерение длины, ширины, высоты пиломатериалов при помощи лазерных систем видения, включенных в системы автоматизации технологических процессов, позволяет каждый раз подстраивать деревообрабатывающее оборудование под особенности каждой единицы пиломатериалов, что значительно снижает долю ручного труда, повышает производительность и эффективность производства.

Точное измерение геометрических параметров — длины, ширины, высоты — играет ведущую роль в сортировке любых пиломатериалов вне зависимости от сортимента. Поэтому такие лазерные системы видения находят самое широкое применение и весьма востребованы практически на всех предприятиях деревообрабатывающей промышленности.

Схемы работы обрезных и многопильных станков во многом однотипны, поэтому способы применения лазерных систем видения для этих типов станков также похожи.

Для достижения высокой производительности и максимального выхода готовой продукции на этих станках необходимо правильно и оперативно сориентировать подаваемую в станок заготовку. Также, если позволяет конструкция станка, необходимо оперативно оценить максимальную ширину (толщину) доски или постава досок, которую можно получить из подаваемой заготовки, для перемещения подвижных пил. Вышеперечисленные операции очень трудно произвести с высокой точностью и минимальными затратами времени без применения лазерных систем видения.

Специальными компаниями разработаны эффективные и надежные лазерные системы для автоматического измерения длины, ширины, высоты пиломатериалов, которые нашли широкое применение и зарекомендовали себя в условиях действующего деревообрабатывающего производства, как весьма экономичное и повышающее полезный выход продукции оборудование. Обработка информации и управление системой лазерного измерения (включая и формирование команд для исполнительных механизмов) производится при помощи специального программного обеспечения, которое также разрабатывается в этих же компаниях.

Без современной системы автоматического измерения длины, ширины, высоты пиломатериалов на основе лазерных систем видения ни одно предприятие деревообрабатывающей промышленности не может считаться оснащенным должным образом и соответствующим международным стандартам.

Для сортировки сырых пиломатериалов важно определение размеров досок. Прибор BoardMaster-GS (Finscan, Финляндия) разработан для сортировки сырых пиломатериалов с измерениями одной, двух или четырех сторон досок; производительность 60-100 досок в минуту.от Microtec (рисунок 11) — это система для измерения длины, ширины и толщины досок на поперечном конвейере; производительность — до 240 досок в минуту. Инфракрасная балка в этой системе работает с разрешением до 5 мм, светоприемная камера — с точностью до 0,75 мм.

Рисунок 11 — Схема работы прибора BoardScan

Современная видеоэлектроника и развитые программные средства позволяют создавать системы, цены на которые находится на вполне приемлемом для потребителей уровне. Одна из них — эффективная система оптимизации обрезки обзола, которая производится компанией «Автоматика-Вектор». Программа Boards Scanner рассчитывает установку обрезных пил, исходя из размеров обзола в пиломатериале и возможной последующей торцовки пиломатериала до стандартной длины, с учетом стоимости пиломатериалов различных длин и сечений.

Лазерный сенсор Chroma+scan 3350 3D multi-point laser sensor with colour vision (рисунок 12) компании LMI Technologies обладает высокой скоростью, высокой плотностью трехмерной сети, просматривая размеры вместе с полностью синхронизированной высокой плотностью красит представление для приложений просмотра сети. Компланарные лазерные точки достигают узкой зоны просмотра. Просмотр насыщенности цвета 3350 семей являются модульными, где многократные датчики объединены, чтобы соответствовать ширину сети. Дополнительно, эти датчики могут быть установлены выше и ниже материала сети, чтобы измерить истинную отличительную вершину толщины / основание. Просмотр насыщенности цвета 3350 имеет трехмерные копировальные из 3150 с дополнением полного цветного измерения с решением пиксела 1mm x 0.5mm.

Рисунок 12 — Лазерный сенсор Chroma+scan 3350 3D multi-point laser sensor with colour vision

1.3 Патентный обзор

В работе произведен патентный обзор по автоматизации деревообрабатывающего оборудования. Обзор осуществлялся по странам Россия, США, Евросоюз, Япония. Класс поиска по международному классификатору G06F 19/00, B26 D, на глубину 25 лет. Наиболее близкими по технической сути и достигаемому эффекту является патент № US 5,201,258 [6] (рисунок 13) и патент № US 7,426,422 В2 [7] (рисунок 14). Полное описание патентов содержится в приложении.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Рисунок 13 — Изобразительная часть патента № US 5,201,258

Рисунок 14 — Изобразительная часть патента № US 7,426,422 В2

В полученных патентах описана автоматизация станков на основе систем машинного видения с применением видеокамер, а в последние годы лазерных сенсоров. Как показывает практика наиболее точным и быстродействующими являются лазерные сенсоры для определения физических и геометрических параметров заготовок.

Мною в работе была выбрана система на основе лазерных сенсоров и применения компьютерных технологий обработки сигналов.

.4 Постановка цели и задач проекта

Тема проекта: «Модернизация деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка».

Целью данного проекта является расширение технологических возможностей станка, установка лазерного сенсора для увеличения производительности станка, эффективности работы на станке и исключения рабочей единицы, автоматизация механизма перемещения пил для повышения точности установки пил.

Задачами проекта являются:

Произвести анализ отечественного и зарубежного оборудования по техническому уровню автоматизации.

Произвести патентный обзор.

Произвести технико-экономическое обоснование проекта.

Установить две дополнительные пилы.

Разработать кинематическую схему.

Разработать конструкцию механизма пильного вала.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Разработать проект автоматизации станка на основе лазерной системы видения.

Разработать электрогидравлическую схему управления на основе программы Automation Studio.

Разработать технологию изготовления детали «Опора».

Разработать вопросы безопасности жизнедеятельности проекта.

2. Модернизация деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка

.1 Описание станка, принцип работы, кинематическая схема

.1.1 Краткое описание конструкции

Станок состоит из следующих основных узлов: станины, пильного механизма с гидроцилиндрами, подающих вальцов, когтевой защиты, механизмов подъема прижимных вальцов, различного рода ограждений, приводов пильных валов и приводов подающих вальцов. В состав станка входит электро — и гидрооборудование.

.1.2 Кинематическая схема станка

Пильные диски приводятся независимо отдельными электродвигателями АМУ200L4 с мощностью N = 30 кВт и числом оборотов n = 1470 об/мин через повышающие клиноременные передачи 315/180 3-мя ремнями сечения «Б». Ведомый шкив передачи не перемещается вместе с пилами, вращается на подшипниках, установленных на стакане пильного узла. Вал, передающий крутящий момент от ведомого шкива на пустотелый вал пильного диска через шлицевую втулку и шлицевую крышку имеет два шлицевых конца. Подшипниковый узел (пиноль) перемещается вместе с пилой на направляющих с помощью гидроцилиндра.

Подающие передние и задние группы вальцов приводятся независимо отдельными двухскоростными электродвигателями 4AM112МА 8/473 с мощностью N = 1.9/3,0 кВт с число оборотов n = 710/1420 об/мин через клиноременные передачи со сменными шкивами (ведущие диаметром 185 и 290 мм; ведомые — 112 и 200 мм). Далее привод вальцов осуществляется через редуктора (по одному редуктору на каждую группу вальцов): нижних вальцов с передаточным числом i = 3,57; верхних — с передаточным числом i = 6,25. Усилие прижима верхних вальцов осуществляется пружинами.

.1.3 Станина

Станина может изготовляться в двух вариантах: сварной и литой. На станине предусмотрены базовые поверхности для установки узлов пильного механизма, подающих вальцов, когтевой защиты, а также места крепления приводов подачи, ограждений и ниши под крепежные болты установки станка на фундамент.

.1.4 Механизм пильный

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Механизм состоит из двух независимых пильных блоков, отличающихся друг от друга только направлением резьбы гаек, крепящих пильные диски и месторасположением расточек в корпусах пильных блоков.

Пустотелый пильный вал со шлицевой втулкой на одном конце и закрепленной круглой пилой на втором конце смонтирован в подшипниках качения, установленных в пиноли и закрытых крышками. Пиноль вместе с пилой помещена в калиброванной втулке, фиксированной в корпусе, который базируется на верхней плоскости станины. Калиброванная втулка дает направление опоре, связанной с пинолью. Опора вместе с пинолью и пилой перемещается по текстолитовым направляющим гидроцилиндром. Гильза гидроцилиндра установлена в шаровом подшипнике, закрепленном в корпусе. Конец штока гидроцилиндра соединен с опорой также посредством шарового подшипника. Такая конструкция установки гидроцилиндра исключает какой-либо перекос штока и дает более точную установку пил на размер.

При установке размера обработки пильные диски перемещаются симметрично относительно оси просвета станка, причем подвижными являются только пильные диски и их подшипниковые узлы, а ведомые шкивы со своими опорами — неподвижны.

В каждом пильном блоке за пилами установлены разделительные ножи для отделения реек от обрезной доски. При переточке пил ножи могут быть выставлены с зазором между зубьями пилы и кромкой ножа равным 10 мм

за счет пазов, имеющихся в ножах.

Между пилами расположен столик для поддержки доски при ее обрезке.

.1.5 Вальцы подающие

Подача доски на пилы осуществляется пятью приводными вальцами. Нижние вальцы образуют уровень стола, на который опирается доска при пилении. Нижние приводные вальцы насажены на валы и крепятся на них с помощью клиновых шпонок. Верхние вальцы закреплены на валах с помощью зажимных колец. Крутящий момент с вала на верхний валец передается через призматическую шпонку. Валы нижних и валы подвески верхних прижимных вальцов своими шлицевыми концами введены в полые втулки приводных редукторов оригинальной конструкции, а противоположные концы опираются на подшипники, установленные в расточках базовых стенок. Подвеска верхних вальцов представляет собой жесткую сварную конструкцию из трубы и рычагов. Скорости подачи 40, 80, 130 и 225 м/мин достигаются за счет двух скоростей электродвигателей и двух сменных шкивов на валу ведомой шестерни редукторов.

.1.6 Механизм подъема вальцов

Подъем и опускание верхних вальцов на определенную высоту, соответствующую толщине обрабатываемой доски производится вручную с помощью передачи винт — гайка. Верхний прижимной валец удерживается винтом, ввернутым одним концом в палец с резьбой, который закреплен в проушине подвески. В своей средней части при подъеме или опускании прижимного вальца винт может вращаться в упорных шариковых подшипниках усилием съемной рукоятки, надеваемой на второй квадратный конец винта.

Упорные шариковые подшипники насажены на втулку, которая установлена по напряженной посадке в цапфе каждого механизма подъема вальцов (переднего и заднего).

Усилие прижима осуществляется за счет пружины, установленной на винте и регулируется гайками.

При соскоке прижимного вальца с заднего торца доски для смягчения удара в механизме прижима имеется резиновый амортизатор.

На торце пальца, соединяющего подвеску вальца с винтом, закреплен указатель высоты установки вальца.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

.1.7 Приводы пильных валов и подающих вальцов

Электродвигатели пильных валов закреплены на Г — образных кронштейнах, установленных на салазках, и размещены в нишах, имеющихся в передней части станины.

Электродвигатель передних подающих нижних и верхних прижимных вальцов установлен на подмоторной сварной плите, подвешенной на кронштейнах, закрепленных на правой стенке когтевой защиты. Двигатель задних вальцов установлен подобно переднему на задней стенке станины. Клиноременные передачи к пильным узлам и подающим вальцам закрыты ограждениями

.1.8 Когтевая защита

Когтевая защита служит для предотвращения выброса доски, реек и срезков из станка. Под действием подаваемой в станок доски когти свободно отклоняются в сторону подачи. Когтевая защита представляет собой два ряда длинных и коротких когтей, висящих шарнирно на валах, закреплённых в боковых стенках и перекрывающих весь просвет станка по ширине. Конфигурация и длина когтей обеспечивают оптимальные узлы заклинивания от 55° до 65° на всем диапазоне толщины досок от 13 до 100 мм. При необходимости когти защиты поднимаются с помощью гидроцилиндра командой с пульта управления, что позволяет в аварийной ситуации при включении подачи назад удалить доску из станка.

.1.9 Ограждения станка

Установленные на станке подвижные и вращающиеся узлы и детали имеют различной конструкции ограждения как съемные, так и открываемы на шарнирах.

Ограждения (за исключением ограждений клиноременных передач) имеют слой материалов, которые поглощают звуки и шумы станка, производимые механизмами. На входе станка имеется специальный кожух, предохраняющий оператора станка от повышенного шума. Доступ к пилам осуществляется через проемы между редукторами и стенками для подвески и привода подающих вальцов, закрытые дверками.

.1.10 Лазерная система видения

В качестве лазера, установленного перед подающим рольгангом на специальной стойке, служит лазерный сенсор Chroma+scan 3350 3D multi-point laser sensor with colour vision компании LMI Technologies. Сенсор обладает высокой скоростью, высокой плотностью трехмерной сети, просматривая размеры вместе с полностью синхронизированной высокой плотностью красит представление для приложений просмотра сети. Компланарные лазерные точки достигают узкой зоны просмотра. Просмотр насыщенности цвета 3350 семей являются модульными, где многократные датчики объединены, чтобы соответствовать ширину сети. Дополнительно, эти датчики могут быть установлены выше и ниже материала сети, чтобы измерить истинную отличительную вершину толщины/основание. Просмотр насыщенности цвета 3350 имеет трехмерные копировальные из 3150 с дополнением полного цветного измерения с решением пиксела 1mm x 0.5mm.

.1.11 Организация работы

Станок рассчитан на эксплуатацию в две смены с остановками в выходные и праздничные дни, профилактическое обслуживание и на капитальный ремонт по установленным нормам.

Перед началом работы на станке необходимо передние и задние верхние вальцы выставить на определенную высоту в соответствии с толщиной поступающих на станок досок и указателем механизма подъема вальцов.

При работе на станке оператор выполняет следующие функции:

подает доску в зону ожидания;

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

центрирует доску по оси подачи станка;

оценивает доску (выбирает рациональный вариант раскроя с целью получения максимальных объемного и ценностного выхода пиломатериалов) с учетом установки постава на партию заказа и лазерного разметчика;

нажатием кнопки на пульте управления устанавливает пилы на определенный размер;

подает доску в станок до того момента, когда она зайдет в передние вальцы станка.

.1.12 Меры безопасности к основным элементам конструкции станка и системам управления

В нижней части станины для удаления опилок из зон обработки предусмотрены окна.

Уровень шума при работе станка под нагрузкой на рабочем месте оператора не превышает 80 дБ, а величина вибрации не превышает требований «санитарных норм проектирования промышленных предприятий» СН245-71.

Система управления станком дистанционная.

.1.13 Средства защиты, предусмотренные в станке

Все вращающиеся части станка закрыты ограждениями.

Для обеспечения условий электробезопасности металлические части электрооборудования и станка, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, заземлены.

Все токоведущие провода заключены в защитные оболочки, которые заземлены.

Станок оборудован блокирующими и защитными устройствами, исключающими возможность пуска при снятых ограждениях и открытых дверках.

У всех кнопок и рукояток управления станком имеются указания об их назначении.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

.1.14 Меры безопасности при монтажных и ремонтных работах

Монтаж станка производят по узлам. Узлы и крупногабаритные тяжелые детали имеют для зачаливания специальные отверстия и рым-болты.

Монтаж оборудования станка производится персоналом, допущенным к производству монтажных работ и ознакомленным с правилами эксплуатации станка.

При проведении ремонтных работ необходимо убедиться в том что станок обесточен и отсутствует давление в гидросистеме, а также повесить табличку:

«НЕ ВКЛЮЧАТЬ — РАБОТАЮТ ЛЮДИ!»

При обслуживании станка ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

пускать в работу неисправные, неподготовленные, не вычищенные от отходов обработки и не отрегулированные механизмы;

производить какие-либо работы до полной остановки всех механизмов и отключения электродвигателей;

работать без установленных ограждений или с выключенными блокировками;

производить ремонтные и наладочные работы при недостаточном освещении и без установки таблички:

«НЕ ВКЛЮЧАТЬ — РАБОТАЮТ ЛЮДИ!»

оставлять работающий станок без присмотра;

передавать управление станком посторонним лицам, даже на короткое время;

включать механизмы станка при нахождении людей в рабочей зоне;

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

производить обработку материала затупленным или некачественно подготовленным инструментом.

.1.15 Порядок установки

Распаковка.

Станок к месту установки доставляют упакованным в деревянные ящики.

Не допускается: кантование, наклоны в стороны, удары, рывки при подъеме и опускании ящиков.

Необходимо следить за тем, чтобы не повредить механизмы станка.

Транспортирование.

Транспортирование производят грузозахватными приспособлениями, подобранными соответственно массе груза с соблюдением правил строповки и техники безопасности. Во избежание повреждения выступающих частей в соответствующих местах под канат устанавливают деревянные подкладки.

Перед установкой станок тщательно очистить от антикоррозийного покрытия.

Монтаж.

При установке на втором этаже станок монтируют на балках перекрытия.

При установке на первом этаже станок монтируют на бетонном фундаменте.

Глубину закладки фундамента принимают в зависимости от категории грунта, но не менее 1000 мм.

Для фундаментных болтов оставляют специальные колодцы.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Для облегчения монтажа станка следует пользоваться его сборочными чертежами.

Монтаж станка производят в следующей последовательности:

Основные части станка устанавливают на фундамент (фундаментные болты должны быть заранее установлены в колодцы).

Проверяют горизонтальность станка в поперечном и продольном направлениях с точностью 0,1 мм на длине 1000 мм по уровню, установленному на базовые горизонтальные плоскости станины.

Проверяют соответствие установки отдельных узлов станка нормам точности.

Монтируют пневморазводку, гидроразводку и электрооборудование. При этом необходимо заземлить станок подключением к цеховой системе заземления.

Подключают электрооборудование станка к электросети.

Подготовка к первоначальному пуску.

Снять антикоррозийную смазку, протереть насухо наружные поверхности узлов и деталей, смазать станок.

Проверить натяжение ремней приводов.

Проверить крепление пил и расклинивающих ножей.

Закрыть все ограждения и проверить их крепление.

Первоначальный пуск.

Пуск станка производят в рабочем режиме при скорости подачи 40 м/мин.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

На пульте управления переключатель режимов устанавливают в положение «Работа», после этого включают в работу последовательно:

электродвигатель насоса гидростанции;

электродвигатели приводов левого и правого пильных валов;

электродвигатели приводов подачи.

После пуска станка проверяют правильность направления вращения пил. Пилы должны вращаться встречно направлению подачи.

Станок должен работать спокойно, без ударов и толчков.

Если при испытании на холостом ходу в течение двух часов избыточная температура нагрева подшипников пильных валов не превышает 55°С, нет каких-либо неполадок в узлах, можно приступить к испытанию станка под нагрузкой.

.2 Построение структурной схемы автоматизации с помощью лазерной системы видения

Специфика построения лазерной системы видения как одного из классов лазерных локационных систем обусловлена главным образом уникальными свойствами лазерного излучения, которые проявляются в виде различных эффектов при распространении излучения в рассеивающей и случайно-неоднородной среде, а также в процессе формирования изображения приемным каналом.

Учет многообразия реальных объектов и особенностей восприятия их изображений оператором способствовал разработке большого числа структурных ЛСВ различного типа и назначения. Это затрудняет их сравнительный анализ и создание общей, унифицированной методики проектирования целесообразно иметь обобщенную структурную схему ЛСВ, дающую достаточно полное представление о работе всей ЛСВ и определенных ее блоков с учетом характеристик канала распространения излучения, свойств лоцируемых объектов и особенностей зрительного анализатора человека-оператора.

Передающий канал формирует зондирующее лазерное излучение. Основными его элементами являются лазер 1, формирующая оптическая система 3 для изменения угловой расходимости лазерного излучения, устройство управления излучением 2 для модуляции и сканирования лазерного пучка. Сформированное передатчиком зондирующее излучение сканирует объект 4, имеющий некоторое пространственное распределение коэффициента отражения по интенсивности ρλ(х, у) для излучения данного спектрального состава.

Отраженное излучение оказывается промодулированным по интенсивности в соответствии с двухмерным распределением ρλ(х, у) регистрируется приемным каналом, содержащим приемную оптическую систему 5 и усилитель-преобразователь 6 (например, ЭОП) и фотоприемным устройством 7 (ФПУ). Помимо фотоприемника ФПУ может содержать сканирующее устройство, перемещающее в пространстве синхронно с лазерным пучком угловую приемную диаграмму ФПУ, осуществляя тем самым эффективную пространственную селекцию.

Центральное устройство управления содержит блок обработки данных 8 и контроллер управления 9. Блок управления данных предназначен для приема, цифрового преобразования и обработки входного сигнала с ФПУ, а также для формирования одного аналогового сигнала на входе монитора. Контроллер управления осуществляет формирование синхронизирующих и управленческих импульсов, индикацию режимов работы ЛСВ. Центральное устройство управления посылает обрабатываемую картину на ТВ-монитор 10, за которым может наблюдать оператор-наладчик 11, периодически следящий за правильной работой программы, и при сбоях настраивает его.

Специальная программа обрабатывает информацию, вычисляет ширину годного материала и посылает сигнал на программируемый логический контроллер, а также на мотор-редуктор, который управляет работой рольганга. Контроллер дает команду на блок управления распределителем. Блок управления распределителем передает команду на электромагнит пропорционально распределителя, который выдает команду на перемещение пильных дисков (перемещение пильных дисков осуществляется симметрично относительно оси станка с помощью электрогидропривода электронным управлением), при этом линейный датчик обратной связи контролирует фактическое расположение штоков в цилиндре, а также дает команду на контроллер для остановки цилиндров.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

На рисунке 15 изображена структурная схема ЛСВ для автоматической работы кромкообрезного двухпильного станка.

Рисунок 15 — Структурная схема лазерной системы видения

.3 Ознакомление с программой Automation Studio

Гидравлическая схема управления разработана с помощью программы Automation Studio.Studio — пакет программ моделирования, в который могут быть включены различные модули.

Каждый модуль, также называемый семинаром, включает составляющую библиотеку, с которой Вы можете создать различные типы схем, такие как гидравлические, пневматические, электрические, и т.д. Они могут быть созданы отдельно или объединены с другими типами схем.Studio держит в руках редактирование, моделирование, файл и управление диаграммы, печатая и функционируя показ.

Документация пользователя Automation Studio имеет модульную структуру. Текущая Automation Studio — Гид Пользователя сдержит информацию относительно главных функций Проектного Исследователя, Исследователя Библиотеки, Редактор Диаграммы для стандартных семинаров (Гидравлические, Пневматические, Электрические Средства управления, Числовые, Диаграммы Масштаба) и способ Моделирования. Для каждого нестандартного семинара Вы найдете обеспечение Гида Пользователя определенной информацией, включая Быстрого Гида Начала, чтобы быстро помочь Вам ознакомиться с различными функциями, связанными с тем семинаром.Studio — дизайн, анимация и моделирование программного обеспечения. Она была создана для автоматизации промышленности, в частности для выполнения инженерии, обучения и требования к тестированию. Семинары, связанные с программным обеспечением отражают преобладающее использование в промышленности, так тесно, кА это возможно. Моделирование утилиты делает Automation Studio эффективным инструментом для сертификации автоматизированных процессов и программ. В Automation Studio ядро системы содержит три утилиты: Редактор Диаграмм, Проектный Исследователь и Исследователь Библиотеки. Редактор Диаграмм позволяет создавать и моделировать схемы и создавать отчеты, в то время как Проектный Исследователь обрабатывает файл управления и классификации всех документов, связанных с моделированием проекта. Исследователь Библиотеки поставляет символы библиотеки, необходимые для создания диаграмм, которые составляют ваши проекты.

Наконец, эта программа позволяет документировать ваш проект. Вы можете печатать и экспортировать ваши диаграммы вместе с различными связанными списками и отчетами, чтобы собрать полный рабочий файл.

.4 Разработка гидравлической схемы с помощью программы Automation Studio

Разработка гидравлической схемы управления осуществляется с помощью программы Automation Studio из имеющихся библиотек утилит. Покажем на примере конструктора цилиндра (рисунок 16) как осуществляется подбор элементов оборудования.

Физические параметры используются в графическом или аналоговом шаблоне компонента. Их значения вычисляются и включаются в расчет системы диаграмм для имитации.

Рисунок 16 — Конструктор цилиндра

Основные Данные (таблица 7) соответствуют установленным или размерным параметрам компонента. Это позволяет настроить графический или аналоговый шаблон компонента. Пользователь может изменить эти данные.

Таблица 7 — Основные данные

Зона	Описание
А Тип цилиндра	Позволяет пользователю выбрать один из следующих типов: Одностороннее Действие (Отвод); Одностороннее Действие (Расширение); Двухместный эффект; мини-Двойной эффект; Двойной эффект; Двойной Род; Пневмоцилиндры. Изменяя тип цилиндра, из главной библиотеки должен быть выбран другой цилиндр
В Тип поршня	Позволяет пользователю выбрать один из следующих типов поршней: Магнитный или немагнитный
С Тип подушки	Это позволяет пользователю выбрать один из следующих типов подушки: Нет, Влево, Вправо, Влево и Вправо, Левая переменная, Правая переменная, Левые и правые переменные, Левая и правая переменная, Левая переменная и правая, Левая и правая переменные
D Перевозки	Позволяет пользователю указать наличие или отсутствие перевозки
Е Порт Входа-выхода	Позволяет пользователю выбрать один из следующих порт Входа/Выхода: выхлоп или входной порт
F Выхлопной порт	Позволяет пользователю выбрать вытяжную систему
G Адаптер	Позволяет пользователю выбрать один из 10 адаптеров
Н Тормоз	Позволяет пользователю выбрать один из следующих видов тормоза: (4 вариантов, Ни один, Двойной Эффект)
I Перемещение штока	Позволяет пользователю выбрать один из следующих видов движения: (4 варианта: Вращения, Без Вращения). Символично
J Пружина	Позволяет включать или выключать пружину
K Диаметр Штока	Позволяет пользователю выбрать один из следующих видов Диаметра: (целое значение типа 0, 1, 2 или 3)
L Длина корпуса	Позволяет пользователю определить Длину корпуса: (целое число значений между 2 и 15).
М Датчики	Эта кнопка открывает датчики цилиндра (рисунок 17). Имеются 3 датчика: положение, скорость и сила

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Некоторые расширенные данные будут использоваться в экстремальных значениях физических параметров, поддерживаемых компонентом и представленных только для информационных целей (максимальная емкость и т.д.). Другие данные используются для определения места промежутков характеристик (полное дифференциальное давление, максимальная мощность, и т.д.). Некоторые параметры конкретных компонентов более расширены, такие как внутренние утечки, трение и т.д.

Расчетные данные автоматически рассчитываются на основе базовых данных и дополнительных данных. Пользователь не может изменить расчетные данные. Датчики цилиндра показаны на рисунке 17.

Рисунок 17 — Датчики цилиндра

Когда датчик не установлен (проверено) новая переменная создается в менеджере переменных. Каждая переменная может быть использована с помощью контроллера (пропорциональная гидравлика), как внутренняя переменная (SFC, Ladder Logic), или с другими типами рецепторов компонентов (команда распределителя). Для каждого датчика быть указан интервал выходного сигнала (минимальное и максимальное значение).

.5 Разработка логической схемы с помощью программы Automation Studio

Программный продукт Automation Studio позволяет разработать логическую схему управления автоматизации объектами. Она включает в себя определение последовательностей в цепи. Эта последовательность должна быть запрограммирована в программируемом логическом контроллере (ПЛК).

Использование Automation Studio позволяет установить связь между моделированием компонентов и реальными устройствами. Можно проверить цепь, подключив его к реальному компоненту или проверить ПЛК программы, подключив его к моделированию цепи.

Когда цепь моделируется, выходные сигналы, испускаемые моделируемой схемой, передаются через интерфейс Ввода/Вывода карты внешние компоненты, с которыми она связана. Все компоненты, которые имеют имена тегов, сопоставленные с выходом в интерфейс для передачи сигнала на внешнее устройство, когда оно включено. В том же порядке, все компоненты, которые имеют имя тега разводятся на вход интерфейса, активируется сигнал, излучаемый из периферийного устройства.

Для предотвращения передачи ошибочных сигналов для периферийных устройств, рекомендуется сначала проверить цепь в Automation Studio без установления связи и интерфейсом Ввода/Вывода. Чтобы удалить связь между картой и программным обеспечением необходимо снять флажок активации в диалоговом окне свойств.

Для моделирования схемы:

Выбрать вариант Активации в диалоговом окне свойств.

Запустить моделирование.

Активировать кнопки, что позволяет запустить схемы моделирования, щелкнув по нему.

Выход из режима Имитации и возврат в режим Редактирования.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Шаг 1: На шаге 1, с помощью активизации соленоидов (А1 и А2), выдвигаются цилиндры.

Шаг 2: Как только нажата кнопка и оба цилиндра входят в последовательность запуска (А1_0 и А2_0 датчики). В этот момент переход 1 очищается, 2 активируется. После этого 2 включен, электромагнит А1+ находится под напряжением, поэтому выдвигается А1 шток цилиндра. После того, как шток полностью выдвинут, А1_1 датчик активизируется.

Шаг 3: Переход 2 очищается и шаг 3 активирован. С активацией 3 шага, электромагнит А2+ находится под напряжением; будет открыт шток цилиндра А2. После того как шток полностью выдвинут, А2_1 датчик активизируется.

Шаг 4: Переход 3 очищается и шаг 4 активирован. Электромагнит А2 замыкает и А2 шток цилиндра втянут. После того как шток будет полностью убран, датчик А2_0 активирован.

Шаг 5: Переход 4 очищается и шаг 5 активирован. Электромагнит А1 активизируется и А1 шток цилиндра втянут. После того как шток будет полностью убран, датчик А1_0 срабатывает. Шаг 5 закончен и начинается возврат на первый шаг. Автоматизм готов к другому циклу.

На рисунке 18 представлен алгоритм последовательности.

Рисунок 18 — Алгоритм последовательности

.6 Расчет привода главного движения

Кинематическая схема (рисунок 19).

Рисунок 19 — Схема кинематическая механизма пильного

.6.1 Кинематический расчет

Требуемая угловая скорость вращения пильного вала

рад/с (2500 об/мин).

Требуемое передаточное число передачи

(1)

где, — угловая скорость вращения двигателя,

рад/с (1465 об/мин).

Принята клиноременная передача

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

(2)

где, — диаметры шкивов ведущего и ведомого, мм,

мм;

— коэффициент проскальзывания ремня,

Расчетная угловая скорость вращения пильного вала

рад/с (2513 об/мин). (3)

Расчетная скорость резания

, м/с, (4)

где, — диаметр пилы,

мм (0,28 м) м/с;

мм (0,315 м) м/с;

мм (0,36 м) м/с;

мм (0,4 м) м/с;

.6.2 Мощность резания

Мощность, затрачиваемая на резание всем поставом из i пил:

, кВт. (5)

Касательная составляющая силы резания:

, Н, (6)

где, — удельное сопротивление резанию:

, МПа, (7)

где, — давление стружки на переднюю грань зубьев, Мпа;

— удельное сопротивление резанию от трения стружки о стенки пропила, Мпа;

— высота пропила, мм;

— ширина пропила, мм;

— коэффициент, учитывающий затупление зубьев, ;

— фиктивная удельная касательная сила резания по задней грани зубьев;

— подача на зуб, мм.

,МПа (8)

где, — средний кинематический угол встречи, ;

— угол резания, ;

— скорость резания, м/с.

=4,99 МПа,

, Н/мм, (9) , МПа.

Касательная составляющая силы резания:

, Н.

Мощность, затрачиваемая на резание всем поставом из 2-х пил:

, кВт.

Мощность электродвигателя:

, кВт , (10)

где, — к.п.д. привода механизма резания, ;

, кВт.

Принимаем двигатель АМУ200L4: кВт, об/мин.

.7 Расчет привода подачи

.7.1 Кинематический расчет

Требуемая скорость подачи м/мин.

Требуемая угловая скорость вращения нижнего вальца

, рад/с, (11)

верхнего вальца

, рад/с, (12)

где, — диаметры верхнего и нижнего вальцов,

м, м.

Кинематическая схема показана на рисунке 20.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Рисунок 20 — Схема кинематическая

Требуемое передаточное число передачи от вала двигателя до нижнего вальца

(13)

верхнего вальца

(14)

где, — угловая скорость двигателя,

рад/с (710 об/мин),

рад/с (1420 об/мин).

Разбивка передаточного числа:

Передаточное число зубчатой цилиндрической передачи на нижний валец:

;

на верхний валец:

где, — передаточное число цепной передачи.

Требуемое передаточное число клиноременной передачи:

, (16)

Принимаем диаметр ведущего шкива мм,

диаметр ведомого мм.

Действительное передаточное число клиноременной передачи:

, (17)

Действительная угловая скорость вращения нижнего и верхнего вальцов:

, рад/с, (18)

, рад/с, (19)

Действительная окружная скорость вальцов:

м/мин, (20)

м/мин.

Скорость подачи пиломатериала:

м/мин.

Результаты расчета сведены в таблицу 8

Таблица 8 — Результаты расчета

Число оборотов двигателя, об/мин	Угловая скорость двигателя, град/с	Диаметр ведущего шкива, D1, мм	Диаметр ведомого шкива, D2, мм	Окружная скорость нижнего вальца, Vн.в, м/мин	Окружная скорость верхнего вальца, Vв.в, м/мин
710	74,31	112	290	40,1	40,2
1420	148,6	112	290	80,2	80,4
1420	148,6	200	185	225	225,2
1420	148,6	112	185	126	126,1

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

.7.2 Мощность привода подачи

Мощность привода при подаче доски h = 25 мм и U = 225 м/мин.

передней группой вальцов

Общее сопротивление подаче:

, Н, (21)

где, — коэффициент запаса тягового усилия;

— сопротивление подаче от верхних прижимных вальцов,

— сопротивление подаче от перемещения доски по нижним вальцам и столу;

— горизонтальная составляющая сил резания.

, Н, (22)

(23)

где, — усилие прижима;

— вес максимальной доски;

— коэффициент трения качения вальца по древесине;

— коэффициент трения качения в подшипниках;

— диаметр цапфы нижнего вальца;

— диаметр нижнего вальца;

— вертикальная составляющая сил резания;

— коэффициент трения скольжения доски по столу.

Мощность привода:

, кВт, (24)

Мощность привода при подаче доски h = 25 мм и U = 225 м/мин.

передней и задней группой вальцов

, Н,

, Н, (25)

(26)

Мощность привода

, кВт.

Мощность привода при подаче доски h = 100 мм и U = 40 м/мин.

, Н, (27)

Мощность привода:

, кВт.

.7.3 Эквивалентная мощность привода

(28)

где, — мощность при подаче доски передней группой вальцов,

кВт;

— время подачи доски передней группой вальцов, с;

— мощность холостого хода, кВт;

— время холостого хода;

— общее время нахождения доски в передней группе вальцов.

, с, (29)

, с, (30)

где, — время нахождения доски в передних и задних вальцах, с;

, с, (31)

где, П — производительность станка при скорости подачи U = 225 м/мин для досок длиной L = 5 м, П = 18 дос/мин;

Номинальная мощность двигателя должна быть:

а) , условие выполняется, т. к. 3,0 кВт > 1,67 кВт;

б)

где, — коэффициент допустимой перегрузки двигателя,

(32)

, кВт, (33)

,0 кВт > 2,72 кВт, условие б) выполняется.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Принимаем двигатель 4АМ112А8/4УЗ: кВт, об/мин.

.7.4 Расчет вала верхнего подающего вальца

Расчетные нагрузки:

Усилие прижима доски вальцом Н.

Окружное усилие на вальце:

, Н. (34)

Усилие, действующее на вал от приводной цепи,

, Н, (35)

где, — мощность, передаваемая цепью, кВт;

— скорость цепи, м/с.

Крутящий момент на валу:

, Нм. (36)

Реакции опор и изгибающие моменты в вертикальной плоскости:

, Н, (37)

, Нм, (38)

Реакции опор и изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

, Н, (39)

, Н, (40)

, Нм, (41)

, Нм, (42)

Расчетная схема показана на рисунке 21.

Рисунок 21 — Схема расчетная

Суммарные реакции опор и изгибающие моменты

, Н, (43)

, Н, (44)

Нм.

, Нм.

Требуемый диаметр вала в сечении «1» (шпонка крепления вальца):

, мм, (45)

где, — приведенный момент;

— допускаемое напряжение изгиба, для стали 45, = 70 МПа.

Принят диаметр вала d = 60 мм.

, Нм, (46)

3. Разработка технологии изготовления детали «Опора»

.1 Описание конструкции и назначения детали

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Деталь «Опора» изготавливается из углеродистой качественной конструкционной стали 35 ГОСТ 1050 — 74.

Технологические свойства для этой стали:

обработка давлением — высокая;

обрабатываемость резанием — высокая.

Химический состав и механические свойства стали 35 ГОСТ 1050 — 74 приведены в таблице 9.

Таблица 9 — Химический состав и механические свойства стали 35

Марка	Массовая доля элемента			Механические свойства
35	С , %	Мn ,%	S i , %	Бв , мПа	б ,%	Ударная вязкость	Твёрдость, НВ
	0,2 — 0,4	0,4 — 0,9	0,2 — 0,52	500	15	35	137 — 166

Опора предназначена для фиксирования вала с подшипником в конструкции. В опоре имеется выточка под наружное кольцо подшипника Æ100 Н7, осевое отверстие для выхода вала, выточка для манжеты. Также имеется 3 крепёжных отверстия Æ17 и 6 крепёжных глухих резьбовых отверстий М10 — 7Н. Отверстие Æ 3 предназначено для смазки подшипника. Глухое отверстие предназначено М101 — 7Н — для пробки, которая закрывает отверстие для смазки.

.2 Анализ технологичности конструкции детали и технологический контроль чертежа

В данной детали нетехнологично отверстие Æ 3, так как оно находится под углом 45° к другим поверхностям и требуется специальный инструмент (сверло спиральное с удлинённым хвостовиком) для изготовления отверстия.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции. Обрабатываемые поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей.

На чертеже в технических требованиях отсутствуют неуказанные предельные отклонения.

Не проставлен осевой размер глухого отверстия М101-7Н.

.3 Выбор метода изготовления заготовки

Для рационального выбора заготовки сравним 2 варианта её получения и применим наиболее экономически и технологически выгодный из них по норме расхода материала.

Вариант №1: заготовка из листа 1,56 м, толщиной d = 60 мм (рисунок 22).

Рисунок 22 — Эскиз заготовки №1

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Определим, сколько заготовок получится из одного листа.

Здесь возможно два варианта раскроя материала (рисунок 23):

Рисунок 23 — Варианты раскроя материала

В первом случае получается количество заготовок n = 7 26 = 182 шт.

Во втором: n = 6 27 = 162 шт.

Следовательно, выбираем первый вариант.

Определим норму расхода материала Н1 на одну заготовку:

Н1 = r, кг, (47)

где, V — объём листа проката;

r — плотность стали, r =7,85 г/см3;- количество заготовок, получаемых из одного листа.

Н1 = 7,85 = 27173 г = 27,173 кг.

Норма расхода материала с учётом потерь на настройку и брак:

Нзаг 1 = Н1, кг, (48)

где, П1 — неизбежные потери, связанные с настройкой, П1 = 1,5%;

П2 — неизбежные потери, связанные с настройкой, П2 = 0,5%.

Нзаг 1 = 27,173 = 27,717, кг.

Определим стоимость заготовки S1:

= С1 Нзаг 1, руб. (49)

где, С1 — стоимость 1 кг листового проката, С1 = 11 руб/кг.= 11 27,717 = 304,89 руб.

Вариант №2: заготовка, изготавливаемая литьём по выплавляемым моделям (рисунок 24).

Рисунок 24 — Эскиз заготовки №2

Определим норму расхода материала Н1 на одну заготовку:

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Н1 = r V, кг (50)

Разбиваем деталь на простые по форме геометрические элементы, удобные для расчёта объёма V (рисунок 25).

= V1 + V2 + V3 — V4 — V5 -V6, (51)

= 162,3202,4´66 — (202,4 — 115)/2162,3´66 = 1699963 мм3;= 220,4 (211,4 — 162,3) (66 — 31,3) = 344843 мм3;= 6055 = 1500 мм3;= 0,25p1082 = 8825 мм3;= 0,25p812 = 4902 мм3;= 0,25p652 = 3117 мм3.= 1699963+344843 + 1500 — 8825 — 4902-3117 =

мм3 =2029,462 см3.

Н1 = 7,85 2029,462 = 15931,28 г = 15,931, кг.

Рисунок 25 — Разбивка детали на простые по форме геометрические элементы

Норма расхода материала с учётом потерь на настройку и брак:

Нзаг 2 = 15,931 = 16,250, кг.

Определим стоимость заготовки S2:

= С2 Нзаг 2, руб. (52)

где, С2 — стоимость 1 кг отливки, С1 = 18 руб/кг.= 18 16,250 = 292,5 , руб.

Хотя стоимость заготовок по двум вариантам приблизительно одинакова (S1 = 304,89 руб., S2 = 292,5 руб.), выберем отливку, т.к. трудоёмкость её обработки значительно ниже, чем у заготовки из листового проката.

3.4 Технологический маршрут обработки детали (рисунок 26)

Рисунок 26 — Маршрут обработки детали

Литьё, обрубка, очистка.

Фрезерная операция:

. фрезеровать поверхность 1 на проход;

. фрезеровать поверхность 2 на проход.

Для нормирования операций воспользуемся данными из:

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

шт = 0,004ljк= 0,004 (202,4+116) 1,51 = 1,92 мин.

Фрезерная операция:

. фрезеровать поверхность 3 на проход;

. фрезеровать поверхность 4 на проход.шт = 0,004 (200+209) 1,51 = 2,47 мин.

Фрезерная операция:

. фрезеровать уступ 5;

. фрезеровать уступ 5 окончательно;

. фрезеровать поверхность 6 на проход;

. фрезеровать поверхность 7 на проход. шт = 0,004 (200+200+49+49) 1,51 = 3,01 мин.

Слесарная операция:

зачистить заусеницы после фрезерных операций.

Сверлильно-расточная операция с ЧПУ:

. расточить поверхности 14, 11, 12, 10, 13, 9, 8;

. расточить поверхности 11 и 9 окончательно;

. центровать и сверлить 6 отверстий 16;

. зенковать 6 отверстий 16;

. нарезать резьбу в 6 отверстиях 16;

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

. сверлить отверстие 17.шт=0,000134 (1152,5+109,533+1118+953+82,513+

+687+109,933+8513) 1,36+0,00052

(8,524+101,6+109+320) 1,36=2,97 мин.

Сверлильно-расточная операция с ЧПУ:

. сверлить 3 отверстия 15 на проход;

. сверлить отверстие 18;

. зенковать отверстие 18;

. нарезать резьбу в отверстии 18.шт = 0,00052 (17323+912+109+1,610) 1,3 = 1,25, мин.

Термообработка:

закалка ТВЧ поверхности 11.

Токарная операция:

расточить поверхность 11. шт = 0,0001811041 = 0,81, мин.

Гальваника:

покрытие Хим. Окисл. поверхности 11.

Контроль

Найдём среднее штучное время:

= = 1,58, мин.

3.5 Расчёт припусков на механическую обработку

Для одной поверхности Æ110Н7(+0,035) припуски определим аналитическим методом, а для остальных — выберем по таблицам справочников.

Для наглядности и простоты определения промежуточных припусков и промежуточных размеров составляем таблицу 10.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Таблица 10 — Промежуточные припуски и промежуточные размеры

Вид заготовки и технологическая операция	Точность заготовки и обрабатываемой поверхности	Допуск на размер d,мм	Элементы припуска, мкм				Предельный размер, мм		Предельные значения припусков мкм
			Rz	Т	rо	e	Dmin	Dmax	2zmin	2zmax
Заготовка-литьё		1,000	30	170	364	—	107,400	108,400	—	—
Растачивание: черновое Чистовое	Н12 Н10	0,350 0,140	50 20	50 25	18 —	70 3,5	109,190 109,749	109,540 109,889	1140 349	179 559
Термообработка
Растачивание тонкое	Н 7	0,035	3	—	—	70	110,000	110,035	146	241

Точность и качество поверхности после механической обработки устанавливаем по таблице приложения 2.

Элементы припусков Rz и Т назначаем по таблицам 4.3 и 4.6 в зависимости от метода обработки поверхностей заготовки.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определим по формуле:

rо = , мкм (53)

Коробление отверстия следует учитывать как в диаметральном, так и в осевом его сечении, поэтому

rкор = = 82, мкм.

Удельное коробление отливок находим по таблице 4.8.

Учитывая, что суммарное смещение отверстия в отливке относительно наружной её поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получаем

rсм = = 355, мкм

где, d1 и d2 — допуски на размеры, служащие базами для обработки отверстия, по ГОСТ 26645 — 85.

Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения заготовки:

rо = = 364 мкм.

Остаточное пространственное отклонение после чернового растачивания:

r1 = 0,05rо = 18 мкм.

Погрешность установки при черновом растачивании:

e1 = , мкм (54)

Погрешность закрепления заготовки eз принимаем по таблице 4.13;

eз = 70 мкм; eб = 0.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

e1 = = 70, мкм.

Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании:

e2 = 0,05e1+eинд = 3,5 мкм, (55)

Так как черновое и чистовое растачивание производится в одной установке, то eинд =0.

Погрешность закрепления заготовки для тонкого растачивания e3 = 70 мкм.

Минимальный припуск под черновое растачивание:

zmin = 2(Rz + Т +) = 2 (30+170+) = 1141, мкм, (56)

Расчётный минимальный припуски под чистовое растачивание:

zmin = 2(50+50+) = 349, мкм.

Минимальный припуск под тонкое растачивание:

zmin = 2(3+) = 146, мкм.

По полученным данным вычерчиваем схему расположения припусков и допусков на обработку размера Æ110Н7 (рисунок 27).

Рисунок 27 — Схема графического расположения припусков и допусков на обработку Æ110Н7

На остальные обрабатываемые поверхности опоры припуски и допуски выбираем по ГОСТ 26645 — 85 записываем их значения в таблицу 11.

Таблица 11 — Припуски и допуски

Размер, мм	Припуск, мм	Допуск, мм
200, 209	2,40	± 0,55
160	2,30	± 0,45
Æ85	4,00	± 0,40
Æ68	3,00	± 0,40
М10 — 7Н	± 0,30
64	2,00	± 0,45
41, 57	0,70	± 0,40
32	1,70	± 0,35

.6 Выбор оборудования

Модели станков и их технические характеристики сводим в таблице 12.

Таблица 12 — Модели станков и их технические характеристики

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

Операция	Модель станка		Параметр		Значение
Фрезерная	Вертикально-фрезерный станок 6Т13		Площадь рабочей поверхности стола, мм Мощность двигателя, кВт КПД станка Частота вращения шпинделя, мин-1 Скорости продольного и поперечного движения подачи стола, мм/мин Скорости вертикального движения подачи стола, мм/мин Максимальная сила резания, допускаемая механизмом движения подачи, Н: продольного поперечного вертикального		400´1600 11 0,8 16…1600 12,5…1250 4,1…400 20000 12000 8000
Сверлильно — расточная с ЧПУ		Многооперационный станок СМ400Ф4.5		Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки (длинаширинавысота), мм Число управляемых координат: линейных угловых Точность перемещения по координатам X,Y, Z, мм Скорость установочных перемещений, м/мин Мощность привода шпинделя, кВт Частота вращения шпинделя, мин-1 Число инструментальных гнёзд в магазине Время автоматической смены инструмента, с Система ЧПУ Масса станка, кг	400400350 4 2 ±0,015 4,8 8,0 9…2240 60 10 Н55 — 2Л 16000
Токарная		16К20		Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм: над станиной над суппортом Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм Высота резца, устанавливаемого в резцедержателе, мм Мощность двигателя, кВт КПД станка Частота вращения шпинделя, мин-1 Продольная подача, мм/об Поперечная подача, мм/ об	400 200 2000 25 10 0,075 12,5…1600 0,05…2,8 0,025…1,4

3.7 Выбор режущих инструментов

Режущий инструмент выбираем в зависимости от метода обработки, формы и размеров обрабатываемой поверхности, её точности и шероховатости, обрабатываемого материала, заданной производительности и периода стойкости (замены) инструментов.

Для наглядности, результаты выбора сводим в таблице 13.

Таблица 13 — Результаты выбора режущих инструментов

№ операции	Операция	Режущий инструмент
005	Фрезерная 1. фрезеровать поверхность 1 2. фрезеровать поверхность 2	Торцовая сборная фреза с вставными ножами с мелкими зубьями, Æ100 мм ГОСТ 9473 — 80
010	Фрезерная 1. фрезеровать поверхность 3 2. фрезеровать поверхность 4	Торцовая сборная фреза с вставными ножами с мелкими зубьями Т15К6, Æ250 мм ГОСТ 9473 — 80
015	Фрезерная 1. фрезеровать уступ 5 2. фрезеровать уступ 5 окончательно 3. фрезеровать поверхность 6 4. фрезеровать поверхность 7	Концевая фреза с коническим хвостовиком, Æ63 мм ГОСТ 17026 — 71
025	Сверлильно-расточная с ЧПУ 1. расточить поверхности 14, 11, 12, 10, 13, 9, 8 2. расточить поверхности 11 и 9 окончательно 3. центровать и сверлить отверстие 16 4. зенковать отверстие 16	Расточной сборный резец с механическим креплением ромбической твердосплавной пластинки Т15К6 ГОСТ 20874 — 75 Сверло центровочное комбинированное 4 типа ГОСТ 14952 — 75 Зенковка коническая Р6М5 ГОСТ 12489 — 71
	5. нарезать резьбу в отверстии 16 6. сверлить отверстие 17	Метчик машинный М10 ГОСТ 3266 — 81 Сверло спиральное Æ3 ГОСТ 886 — 77
030	Сверлильно-расточная с ЧПУ 1. сверлить отверстие 15 2. сверлить отверстие 18 3. зенковать отверстие 18 4. нарезать резьбу в отверстии 18	Сверла спиральные Æ17 и Æ9 ГОСТ 10903 — 77 Зенковка коническая Р6М5 ГОСТ 12489 — 71 Метчик машинный М10 ´ 1 ГОСТ 3266 — 81
040	Токарная Расточить поверхность 11	Расточной сборный резец с механи-ческим креплением ромбической твердосплавной пластинки Т30К4 ГОСТ 20874 — 75

.8 Выбор режимов резания

Для одного перехода — фрезерование в размер 209-0,5, произведём аналитический расчёт.

Устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за один рабочий ход, следовательно, t = h = 1,2 мм.

Назначаем подачу на зуб фрезы. Принимаем Sz = 0,2 мм/зуб.

Назначаем период стойкости фрезы Т = 180 мин.

Определяем скорость резания по формуле:

= , м/мин. (57)

Выписываем коэффициенты, и показатели степеней формулы для углеродистой стали, торцовой фрезы и материала режущей части — сплава Т15К6: Cv =445; qv = 0,2; xv = 0,15; yv = 0,35; uv = 0,2; Pv = 0; m = 0,32.

Учитываем поправочные коэффициенты на скорость резания:

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

Км=== 1,34; Кп = 0,8; Ки = 0,83.

= = 140, м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

= , мин-1, (58)

Корректируем частоту вращения шпинделя по станку и устанавливаем действительную частоту вращения: nд = 400 мин-1.

Действительная скорость главного движения резания:

д = , м/мин, (59)

Определяем скорость движения подачи (минутная подача Sм) Vs = Sм = =Szznд = 0,28400 = 640 мм/мин. Корректируем величину Vs по данным станка и устанавливаем её действительное значение: Vs = 630 мм/мин.

Действительное значение подачи на зуб фрезы:д = , мм/зуб.

Определяем главную составляющую силы резания (окружную силу):

Рz = , Н, (60)

= 54,4; xp = 0,9; yp = 0,74; up = 1; wp = 0; qp = 1;

Kмp = = 0,79;

Рz = Н.

Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

рез = , кВт. (61)

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. Необходимо, чтобы Nрез £ Nшп; Nшп = Nдh. У станка 6Т13 Nшп = 110,8 = 8,8 кВт; 1,6 < 8,8, следовательно, обработка возможна.

Режимы резания по остальным переходам выбираем по таблицам справочников, и результаты выбора сводим в таблицу 14.

Таблица 14 — Режимы резания

Переходы и операции	t, мм	S, мм/об (мм/зуб)	n, мин-1	V,м/мин (мм/мин)
005	1,2	0,19	400	630
010	1,0	0,20	250	400
015 1. 2. 3. 4.	0,7 0,5 1,2	0,29 0,29 0,20	630 800 630	630 800 630
025 1. 2. 3. 4. 5. 6.	1,5 0,5 — — 0,75 —	0,45 0,25 0,20 0,20 0,20 0,20	500 500 710 1000 355 1000	157,2 171,1 18,9 5,0 11,1 9,4
030 1. 2. 3. 4.	— — — 0,5	0,20 0,20 0,20 0,20	500 710 1000 355	26,7 20,1 5,0 11,1
040	0,2	0,20	800	276,3

.9 Техническое нормирование времени операций

Фрезерная операция. Основное время То для фрезерной операции определяем по формуле:

То = , мин, (62)

где, — длина рабочего хода;- скорость движения подачи.

То1 = = 0,37 , мин;

То2 = , мин;

То = 0,37 + 0,24 , мин.

Вспомогательное время определяем по формуле:

Тв = Ту.с + Тз.о + Туп + Тиз, (63)

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

где, Ту.с — время на установку и снятие детали, мин;

Тз.о — время на закрепление и открепление детали, мин;

Туп — время на приёмы управления, мин;

Тиз — время на измерение детали, мин.

Нормативы вспомогательного времени выбираем по приложению 5, применяя коэффициент k в среднесерийном производстве = 1,85.

Тв = (0,14+0,024+0,23+0,11) 1,85 = 0,93, мин.

Норма времени на техническое и организационное обслуживание и отдых:

Тоб + Тот = 5% от (То+ Тв);

Тоб + Тот = = 0,06, мин.

Норма штучного времени:

Тшт = То+ Тв + Тоб + Тот = 0,24+0,93+0,06 = 1,23, мин.

.10 Проектирование станочного приспособления

Для токарной операции рассчитаем силу зажима W винтового комбинированного зажима.

Для исходных данных необходимо знать главную составляющую силы резания Рz:

Рz = Рz таблКv = 900,95 = 85,5 кгс. В СИ Рz = 9,8185,5 = 838, Н, (64)

Схема силового зажима изображена на рисунке 28

Рисунок 28 — Схема силового зажима

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Определим силу зажима W, создаваемую винтом М10. Сила, приложенную к рукоятке ключа, принимаем Q = 140 Н.

Определим крутящий момент, приложенный к головке винта:

Мкр = Q L = 140140 = 19600 Н, (65)

где, L = 14D = 1410 = 140 мм.

Сила зажима, создаваемая винтом:

= , Н, (66)

где, rср средний радиус резьбы, rср = 4,59 мм;

aп — угол подъёма витка резьбы, aп = 2° 30¢;

jт — угол трения в резьбовом соединении, jт = 6° 34¢;

Кф = 0,24;т — коэффициент трения, fт = 0,16.= = 25454 Н. Рz < W

Заключение

Результатом проделанной работы является разработка варианта модернизации деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка. Для повышения технического уровня станка в проекте предлагается:

Произвести патентный обзор.

Разработать кинематическую схему привода главного движения для 4-х пил, включая пильный вал.

Разработать проект автоматизации станка на основе лазерной системы видения.

Разработать гидравлическую схему управления.

Разработать технологию изготовления детали «Опора».

Таким образом, модернизация существующей конструкции деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка является актуальной и значимой. Она позволит, во-первых, расширить технологические возможности, во-вторых, повысить стабильность выхода доски 1 сорта, в-третьих, увеличить производительность.

Нужна помощь в написании диплома?

Заказать диплом

Предлагаемая модернизация конструкции деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка обоснована путем проведения сравнительного анализа его основных технических характеристик станков отечественного и зарубежного производства. База сравнения выбрана из соображений конструктивной схожести станков. Произведен кинематический расчет, расчет мощности резания и подачи, расчет на прочность вала верхнего подающего вальца. Результаты расчетов свидетельствуют о работоспособности станка.

Для выполнения требований безопасности и экологичности проекта проведен анализ опасных и вредных производственных факторов, разработаны меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда, по обеспечению устойчивости работы персонала в условиях чрезвычайных ситуаций, произведен расчет защитного заземления, а так же разработаны меры по охране окружающей среды.

Модернизация деревообрабатывающего кромкообрезного двухпильного станка повысила стабильность выхода обрезной доски 1 сорта на 15%. А установка лазерного сенсора повысила производительность на 50%. Эти данные говорят о том, что модернизация является экономически эффективной, целесообразной и выгодной.

Список использованных источников

1. Веселков, В. И. Лесопиление: между прошлым и будущим / В. И. Веселков, А. В. Сметанин. — Москва: ДоМира, 2005. — 544 с.

. ГОСТ 24454-80. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры [Электронный ресурс]. — Введ. 01.01.1981; взамен ГОСТ 8486-66 // Техэксперт: инф.-справ. система / Консорциум «Кодекс».

. Маковский, Н. В. Теория и конструкция деревообрабатывающих машин / Н. В. Маковский, В. В. Амалицкий. — Москва: Лесная промышленность, 1975. — 528 с.

. Леспроминформ [Электронный ресурс]: журнал профессионалов ЛПК: офиц. сайт. — Режим доступа: http://www.lesprominform.ru.

. LMI Technologies [Электронный ресурс]: офиц. сайт. — Режим доступа: http://www.lmi3d.com.

. Пат. US005201258A Италия. Automated cutting station for wood blanks / Frank T. Yost, Kenneth E. Peterson; заявитель и правообладатель Keck, Mahin & Cate. — № 5,201,258; заявл. 20.02.1992, опубл. 13.04.1993.

. Пат. US007426422В2 США. Wood tracking by identification of surface characteristics / George M. Carman, Patrick S. Freeman, Ofer Heyman, William J. Briskey; заявитель и правообладатель Stoel Rives LLP. — № 7,426,422 В2; заявл. 12.12.2006, опубл. 16.09.2008.

. Петровский, В. С. Автоматизация лесопромышленных предприятий: учебное пособие для студентов сред. проф. образования / В. С. Петровский; под ред. В. С. Втюрина. — Москва: Академия, 2005. — 304 с.

. Петровский, В. С. Автоматизация производственных процессов лесопромышленных предприятий: учебник для вузов / В. С. Петровский, В. В. Харитонов. — Москва: Лесная промышленность, 1990. — 472 с.

. Руководство пользователя для программы Automation Studio [Электронный ресурс] // Famic Technologies Inc.: сайт. — Режим доступа: http://www.famictech.com/

. Бершадский, А. Л. Справочник по расчету режимов резания древесины / А. Л. Бершадский. — Москва: Наука, 1962. — 176 с.

. Феодосьев, В. И. Сопротивление материалов: учебник для вузов / В. И. Феодосьев. — Москва: Наука, 1970. — 544 с.

. Балабанов, А. Н. Краткий справочник технолога — машиностроителя / А. Н. Балабанов. — Москва: Издательство стандартов, 1992. — 464 с.

Нужна помощь в написании диплома?

Подробнее

. Горбацевич, А. Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов / А. Ф. Горбацевич, В. А. Шкред. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва: Высшая школа, 1983. — 256 с.

. Добрыднев, И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: учеб. пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием» / И. С. Добрыднев. — Москва: Машиностроение, 1985. — 184 с.

. Нефедов, Н. А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: учеб. пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент» / Н. А. Нефедов, К. А. Осипов. — 5-е изд., перераб. и доп. — Москва: Машиностроение, 1990. — 448 с.

. Станки с числовым программным управлением (специализированные) / В. А. Лещенко, Н. А. Богданов, И. В. Вайнштейн и др.; под общ. ред. В. А. Лещенко. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Машиностроение, 1988. — 568 с.

. Режимы резания металлов: справочник / Л. А. Брахман, Ц. З. Бродский, Л. А. Быков и др.; под ред. Ю. В. Барановского. — Изд. 3-е. — Москва: Машиностроение, 1972. — 407 с.

. Охрана труда в электроустановках / под ред. Б. А. Князевского. — Москва: Энергоатомиздат, 1983. — 338 с.

. Долин, П. А. Справочник по технике безопасности / П. А. Долин. — Москва: Энергоатомиздат, 1984. — 824 с.

. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. — Москва: Высшая школа, 1989. — 187 с.

. Бургсдорф, В. В. Заземляющие устройства электроустановок / В. В. Бургсдорф. — Москва: Энергоатомиздат, 1987. — 400 с.

. ПилорамСервис [Электронный ресурс]: сайт. — Режим доступа: http://www.piloramservis.ru.

. Авиаперевозки грузов [Электронный ресурс]: сайт. — Режим доступа: http://www.aviaservies.ru.

. Система [Электронный ресурс]: интернет-магазин. — Режим доступа: http://www.sistema-market.ru.

. Equipnet.ru [Электронный ресурс]: бизнес-портал. — Режим доступа: http://www.equipnet.ru.

. Пиломатериалы: продажа оптом и в разницу [Электронный ресурс]: сайт. — Режим доступа: http://www.les-stroy.ru.

. ГЭП Вологдаоблкоммунэнерго [Электронный ресурс]: офиц. сайт. — Режим доступа: http://www.voce.ru.

Нужна помощь в написании диплома?

Цена диплома

. Налоговый кодекс Российской Федерации [Электронный ресурс]: Ч. 1, Ч. 2 // Консультант Плюс: правовая система. — Режим доступа: http://www.consultant.ru.

. МУП Вологдагортеплосеть [Электронный ресурс]: офиц. сайт. — Режим доступа: http://vologdagorteploset.ru.

. Êóêèí Ï.Ï., Ëàïèí Â.Ë., Ïîäãîðíûõ Å.À. è äð. Áåçîïàñíîñòü òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ è ïðîèçâîäñòâ (Îõðàíà òðóäà). Ì.: Âûñøàÿ øêîëà, 1999. 320ñ.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ur

Предыдущий пример

Следующий пример