статья. Повышение работоспособности главных линий станов горячей прокатки в условиях воздействия динамических нагрузок
 Скачать 1.02 Mb.
|
 Рис. 7. Зависимости момента на валу электродвигателя при импульсной нагрузке 1 – с жёсткой муфтой; 2 – с гидромеханической муфтой Таким образом, система гидромеханических муфт нового типа, будет способна эффективно снижать динамические перегрузки в приводах тяжелонагруженных машин до трех раз относительно максимального крутящего момента (возможно большее снижение динамики, но уже в приводе конкретного механизма, при определенной настройке гидросистемы муфты). Кроме того, в проводимых ранее исследованиях подтверждено, что давление в гидросистеме пропорционально передаваемому крутящему моменту, а регулируя параметры настройки гидросистемы муфты, можно управлять жесткостью муфты. Таким образом, мехатронная система муфт способна передавать данные о предельных перегрузках, при прокатке различных марок сталей, а также профилей (на основании данных о давлении в гидросистеме), а также изменять жесткость муфт, минимизируя действие серии импульсных нагрузок. Располагая такими данными, появляется возможность оптимизации скорости прокатки в различных условиях, что, безусловно, может принести определенный экономический эффект. Однако данная тема не проработана на данный момент и ее следует более детально изучить в дальнейших исследованиях. 4. Краткое экономическое обоснование целесообразности проекта Основной экономический эффект от внедрения системы гидромеханических муфт, основывается на увеличении сроков гарантированной безаварийной работы главных линий прокатных станов, а также увеличении сроков безремонтной эксплуатации. На основании статистических данных, представленных в работе В.Г. Артюха [2], около 2-2,75% простоев прокатных станов различной конфигурации, приходится на аварийные ситуации, вызванные поломками трансмиссионных элементов приводов. Также следует учесть экономические потери, связанные с восстановлением работоспособности привода и устранением последствий остановки металлопроката в прокатной клети. Довольно большой период простоев станов горячей прокатки обусловлен проведением плановых ремонтов. Исходя из того, что динамика процесса прокатки достаточно высокая, приходится часто останавливать производственный процесс для замены подшипников, протяжки болтовых соединений, а также для замены изношенных элементов. При внедрении системы гидромеханических муфт, нагрузка, приходящая на привод будет более плавной, а значит, режим работы привода перейдет из динамического в статодинамический, что приведёт к уменьшению действия вибраций на разъёмные соединения, снижению усталостных нагрузок в ответственных деталях и снижению выкрашивания контактирующих поверхностей. Таким образом, снижение высокодинамичных перегрузок [4] позволит увеличить межремонтный период на 6,5-7% (ППР) от текущих сроков, и полностью исключить возможность возникновения аварийных ситуаций. На каждом предприятии система плановых ремонтов является индивидуальной, и оценить экономический эффект, не имея данных, не представляется возможным, но, безусловно, увеличение межремонтного периода эксплуатации приведёт к значительной экономической выгоде, оценка которой для каждого стана индивидуальна, исходя из необходимости проведения плановых ремонтов. Но уже сейчас можно утверждать, что увеличение общего работоспособного времени [2, 11], при снижении высокодинамичной нагрузки в приводах прокатных клетей составит до 10% от текущего значения (в расчет включено среднестатистическое время аварийных простоев). 5. Заключение Проведенный литературный обзор показал, что проблема воздействия высокоинтенсивных динамических нагрузок на приводы прокатных клетей главных линий станов горячей прокатки является актуальной на данный момент. Для решения данной проблемы, предложена конструкция системы гидромеханических муфт, способная эффективно снижать высокоинтенсивные нагрузки, а также надежно защищать привод от перегрузок. Определено место оптимальной установки муфт в существующий привод прокатных клетей станов горячей прокатки. Установлено, что внедрение системы муфт позволит увеличить время безремонтной эксплуатации приводов главных линий прокатных станов до 10% от текущего значения и увеличить общий срок эксплуатации тяжелонагруженных узлов. Кроме того, не обозначенные в данной работе экономические потери от аварийных ситуаций на станах горячей прокатки тоже будут снижены (индивидуально для каждого агрегата). Следует отметить тот факт, что высокоинтенсивные нагрузки присутствуют в большинстве приводов тяжелонагруженных механизмов металлургической и горнодобывающей промышленности. В настоящей работе была рассмотрена только одна из возможных перспектив применения. Однако, совмещая в себе полифункциональные свойства (обеспечивает плавный запуск даже под нагрузкой, снижает воздействие нагрузок ударного типа, обеспечивает защиту привода от критических перегрузок), с доказанной эффективностью [8], гидромеханическая муфта с дифференциальным зубчатым передаточным механизмом может найти применение практически во всех тяжелонагруженных механизмах. Список литературы 1. Артюх В.Г. Нагрузки и перегрузки в металлургических машинах.- Мариуполь: ПГТУ, 2008.- 246с. 2. Артюх В.Г. Основы защиты металлургических машин от поломок.- Мариуполь, Издат. группа «Университет», 2015.- 288с. 3. Веренев В.В., Большаков В.И. Состояние вибрационной диагности-ки и мониторинга оборудования прокатных станов// Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии №12. 2006г. С. 267-281 4. Задорожняя И. Н. Ограничение динамических нагрузок в приводах прокатных станов с целью повышения сроков службы механического оборудования // Материалы Международной научно-технической конференции «Проблемы современных технологий изготовления и надежности передач с гибкой связью», посвященной памяти и 70-й годовщине со дня рождения профессора Дубиняка Степана Андреевича», Тернополь, СМП «ТАЙП», 2011. С. 64-66 5. Мироненко С. В., Бородина М. Б., Савин Л. А. Защита приводов металлургических машин от динамических нагрузок // Сборник научных и научно-методических докладов всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Образование, наука, производство и управление». Старый Оскол : СТИ НИТУ «МИСиС», 2012. C. 27-34. 6. Мироненко С. В., Бородина М. Б. Гидромеханическая муфта с дифференциальным планетарным передаточным механизмом // IX всероссийская научно-практической конференции студентов и аспирантов с международным участием (сборник научных трудов). Старый Оскол: СТИ НИТУ «МИСиС», 2013. C. 45-51. 7. Мироненко С.В., Бородина М.Б., Савин Л.А., Шевченко Б.А. Гидромеханическая муфта. Патент РФ № 2536035 на изобретение. МПК F16D 25/06, F16D3/34, F16D 31/00. Бюл. № 1 Опубл. 10.01.2017. 8. Мироненко С. В. Обоснование параметров гидромеханических муфт с дифференциальным зубчатым передаточным механизмом: диссертация кандидата Технических наук: 05.02.02 / Мироненко Станислав Викторович; [Место защиты: Тульский государственный университет], 2016 - 135 с. 9. Сидоров В.А., Кравченко В.М., Седуш В.Я. и др. Техническая диагностика механического оборудования. – Донецк. –2003. –125 с. 10. Смирнов В. В. Механика приводов прокатных станов / В. В. Смирнов, Р. А. Яковлев. – М.: Металлургия, 1977. – 216 с. 11.Храмшин В.Р. Андрюшин И.Ю., Гостев А.Н.Снижение динамических нагрузок механического и электрического оборудования черновой подгруппы клетей стана горячей прокатки // Машиностроение: Сетевой электронный журнал. №2. 2013г. С.69-77 |