Электропривод летучих ножниц (стр. 2 из 8)
Далее происходит увязка набранных пакетов в пачки. Увязанные и оформленные пачки убирают с помощью кранов.
На стане «450» используется катаная заготовка сечением 150*150, 150*200, 160*270, 120*200 длиной от 4 м до 12 м, весом от 700 до 4100 кг из углеродистых и легированных сталей.
Готовый прокат выпускается в прутках длиной от 2 до 24 м, в пачках весом до 15 т, причем в потоке предусматривается резка на длины от 6 до 24 метров, а более короткие прутки будут получать на отдельно стоящих агрегатах. Затем готовая продукция поставляется заказчикам.
Летучие ножницы 130 тонн предназначены для вертикальной резки передних концов заготовок простых профилей и для шевронной отрезки передних концов заготовок фасонных профилей и раскроя раскатов фасонных профилей на длины, пропорциональные длине холодильника. Ножницы также служат для порезки проката при аварии на стане.
1.2 Конструкция, кинематическая схема и техническая
характеристика механизма
1.2.1 Конструкция механизма
Механизм резки ножниц, образованный кривошипами, шатунами и балансирами, в станине установлен летуче. Четыре двигателя через передачу (i = 2,92) приводят в движение нижний и верхний кривошипы ножниц. Кривошипы взаимно связаны парой зубчатых колес (i = 1).
По техническим условиям летучие ножницы должны обеспечивать перпендикулярность разрезаемого сечения полосы к ее оси, при хорошем качестве сечения, без заусенцев и загибов на концах; которые затрудняют подачу такой заготовки в последующие клети стана, а также вызывают трудности при дальнейшем передвижении заготовки по рольгангу.
Для обеспечения этих требований при разрезании крупных сечений проката с большой высотой необходимо параллельно-горизонтальное движение ножей в момент реза, и при этом скорость движения ножей должна быть равна скорости заготовки. На рис. 2 приведена схема кривошипно-шатунного механизма, обеспечивающего параллельно-горизонтальное движение ножей при разрезании металла.
Опыт эксплуатации показывает , что небольшое превышение скорости ножа над скоростью прокатки не вызывает нарушения качества сечения и даже желательно для лучшего отделения отрезанной заготовки от следующей за ней.
Ножницы работают в режиме запусков на каждый рез переднего конца, реза на мерные длины, а при аварийном резе непрерывно вращаются, пока не будет разрезана вся заготовка. Цикл работы таких ножниц заключается в форсированном пуске ножниц перед каждым резом, обеспечении к моменту скорости ножей, равной или немного превышающей (порядка 5%) скорости заготовки, разрезании заготовки, форсированном торможении привода и остановке ножниц в исходном положении. Таким образом, разгон до полной скорости и торможение с полной скорости должны происходить менее чем за один оборот ножей. Точность отрезаемых длин обеспечивается пуском ножниц перед каждым резом из строго фиксированного положения. Остановка ножниц в фиксированном исходном положении обеспечивается снижением скорости до небольшой величины (ползучая скорость) и отключением привода в исходном положении с применением большого тормозного момента привода.
1.2.2 Кинематическая схема механизма
 |
Рисунок 1. – Кинематическая схема ножниц.
1.2.3 Техническая характеристика механизма
Техническая характеристика летучих ножниц 130 т
Максимальное усилие резки 130 т;
максимальная скорость прокатки 4,7 м/с;
минимальная скорость для максимального диаметра резки 1,74 м/с;
основная длина 2,5 м
передаточное число между ведущим валом и кривошипом 2,92;
минимальный интервал между проходом проката 2,8 сек
момент инерции на валу четырех двигателей GD2=3424 кГм2 (без двигателей).
1.3 Условия и режим работы электрооборудования, требования к
электрооборудованию и электроприводу
Электропривод летучих ножниц находится в машинном зале, а не в самом цехе, т.е. он работает в благоприятных условиях –хорошая вентиляция, отсутствует загазованность, пыль, вибрация наименьшая. Электропривод металлом не нагревается, что улучшает его работу.
Электропривод клети работает в повторно-кратковременном режиме, число включений в час достигает 360.
К электроприводу предъявляются следующие требования:
а) разгон и торможение привода до рабочих скоростей при заданных углах поворота ножей за время разгона;
б) надежную работу привода при большом числе включений двигателя;
в) фиксацию с большой точностью исходного положения ножей;
г) запас кинетической энергии движущихся деталей механизма и привода, достаточный для разрезания максимальных сечений при минимальной рабочей скорости.
Все электрооборудование находится в машинном зале оно выполнено в обычном исполнении т.к. не требуется защищать его от пыли, газов и возможных механических повреждений.
Двигатели находятся в цехе на механизме в условиях повышенной запыленности высокой температуры. Двигатели выполнены пылезащищенными с принудительной вентиляцией через промежуточный охладитель.
Все электрооборудование располагается в доступном для осмотра и ремонта месте.
2.1 Выбор рода тока, величины питающего напряжения
и системы управления электроприводом
Выбор рода тока для электрооборудования летучих ножниц имеет большое значение, т.к. с ним связаны такие показатели, как технические возможности электропривода, масса и размеры электрооборудования, надежность и простота обслуживания, капиталовложения, стоимость эксплутационных расходов.
В настоящее время существует три типа двигателей.
Асинхронный двигатель с фазным ротором. Регулирование скорости ступенчатое, путем изменения сопротивления в цепи ротора. Электропривод прост, надежен, допускает большое число включений в час при средних и больших мощностях во всех режимах работы.
Недостатком этого двигателя является значительные потери в пускорегулирующих сопротивлениях. Он не обеспечивает необходимые жесткости механических характеристик. Повышенный износ двигателя, электромеханического тормоза и контактной аппаратуры управления.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Используется для механизмов мощностью до 15 кВт в легком режиме работы. При необходимости регулирования скорости возможно использование двух или трехскоростные электродвигатели.
Двигатели постоянного тока. Применяются в электроприводах, к которым предъявляются повышенные требования в отношении регулирования скорости, а так же когда необходимо обеспечить низкие устойчивые скорости в разных режимах. Для механизмов подъема обычно используют двигатели последовательного возбуждения, т.к. они допускают большие перегрузки по моменту и имеют мягкую характеристику. Двигатели параллельного и независимого возбуждения применяют в тех случаях, когда требуются жесткие механические характеристики на низких скоростях, а так же для работы двигателя в генераторном режиме.
К электроприводу летучих ножниц предъявляются повышенные требования в отношении регулирования скорости, а так же необходимо обеспечить устойчивую угловую скорость в рабочем режиме.
Так как необходима высокая плавность регулирования скорости, а так же большой диапазон регулирования, то выбираем для привода ножниц электродвигатель постоянного тока с системой управления электроприводом типа тиристорный преобразователь–двигатель (ТП-Д). Привод реализован четырьмя двигателями постоянного тока с независимым возбуждением, взаимно механически соединенными.
2.2 Расчет мощности двигателей и их выбор
Определяем усилие, моменты и мощность резания заготовки максимального сечения 100х100 мм.
Дано: максимальная толщина заготовки 100 мм; максимальная ширина
заготовки 100 мм; предел прочности материала при температуре
900-9500С tmax=12 кГ/мм2; на участке резания радиус траектории ножей rср=456 мм.
Заготовка 100х100 мм разрезается в положении на ребро, при наличии закруглений по углам заготовки высота диагонали d=135 мм
1. Определяем усилие резания [2] стр. 342
 |
Принимаем, что максимальное усилие резания соответствует внедрению каждого ножа в металл на половину высоты сечения, т.е. 1/2(d/2). Тогда угол приложения максимального усилия резания будет
 |
Площадь сечения металла в месте приложения максимального усилия резания
Вертикальная скорость внедрения ножей в металл
 |
 |
Скорость деформации металла
Максимальное усилие резания, принимая коэффициенты влияния зазора между ножами и притупления ножей R2=1,2 и R3=1,3:
 |
2. Определяем момент и мощность резания
Плечо приложения максимального усилия резания
 |
Максимальный статический момент резания