Завалочная машина

В настоящее время также проводится модернизация действующих машин. На данный период мы имеем подготовленную техническую документацию на реконструкцию  узлов крепления редукторов хода тележки и качения хобота, которая предусматривает замену существующего крепления "бобышек" на болты. Реализация данного проекта позволила бы исключить самопроизвольный демонтаж "бобышек" и как следствие устойчивую работу тележковых редукторов. Но эти работы не проводятся из-за длительного периода ремонта, что автоматически приводит к выводу, на время ремонта, одной завалочной машины. Решение данной проблемы – это приобретение бывшей в употреблении тележки завалочной машины, что позволит не нарушая технологического процесса качественно производить модернизацию и ремонт тележки с последующей их заменой на действующих машинах.

Огромная работа проводится ремонтными цехами по восстановлению резьбовых  соединений на всё тех же редукторах хода тележки и качения хобота. Из-за реверсивного характера работы машины, больших вибраций, осевых нагрузок в узлах редукторов, постоянно происходит обрыв болтов крепления фланцев, что приводит к аварийным ситуациям и выходу из строя всей машины. Механиками ремонтных цехов на одной из машин экспериментально было произведено восстановление резьбовых соединений с М20 на М24, в результате чего аварийные остановки машины из–за нарушения целостности крепежа практически сведены к нулю.

Но основная работа проводится вокруг модернизации механизма качения  хобота и замены вала четвёртого узла с посадочными местами под зубчатую шестерню и колесо на диаметр 150мм, вместо 140мм. Проблема замены вала четвертого узла с диаметра 140мм, на диаметр 150мм является темой моего курсового проекта..

Как было выше сказано, напольно-завалочная машина предназначена для мульдовой загрузки холодных шихтовых материалов и перемещения тележек с мульдами вдоль фронта печей.

 Общий вид машины  показан на рис. 1.4

Захват и подъем груженой мульды, а также установку порожней мульды на тележку и ее размыкание осуществляют механизмами качания хобота и замыкания мульды, подачу груженой мульды в печное пространство и вывод ее из печи выполняют механизмом передвижения тележки, опрокидывание и разгрузку мульды в печи — механизмом вращения хобота. Перемещается завалочная машина по рельсам вдоль фронта печей при помощи двух симметрично расположенных механизмов,

В напольно-завалочной машине, таким образом, имеется пять механизмов: на мосту установлены механизмы ее передвижения, на тележке  весьма компактно смонтированы четыре механизма:  передвижения тележки, вращения хобота, качания хобота и механизм замыкания мульды.

Мост 1 напольно-завалочной машины сварной  конструкции состоит из двух главных  ходовых балок коробчатого сечения, двух концевых балок и портала  токосъемника 4. Главные и концевые балки моста соединяются при помощи болтов и заклепок. Габариты портала по высоте выбирают из условия прохождения под ним подвижного железнодорожного состава. Одним из основных требований, предъявляемых к конструкции моста, является большая его жесткость и прочность. Мост опирается на четыре приводных ходовых колеса 3 через выкатные роликоподшипниковые буксы вмонтированные в концевые балки. На главных ходовых балках моста уложены рельсы, по которым передвигается тележка машины 6 с кабиной машиниста 5. По обе стороны моста вдоль главных балок размещены четыре одинаковых механизма передвижения машины 2. На концевых балках моста установлено по два буфера для ограничения хода тележки. С каждой стороны моста также имеется по два пружинных буфера. Мост напольной завалочной машины передвигается по рельсам с выпуклой головкой типа КР-120.

Тележка машины (рисунок  1.5) состоит из сварно-литой рамы 1 коробчатого сечения, опирающейся на две колесные пары 3 и 4 с роликоподшипниковыми опорами, механизма передвижения тележки 5 и хобота 10, смонтированного на тележке вместе с механизмами качания и вращения. На тележке размещена кабина машиниста 14 и пускорегулирующая аппаратура.

Особенностью конструкции тележки  является устройство ее ходовой части. Ходовые колеса тележки перемещаются по рельсам, уложенным на разных уровнях на мосту 15, Передний приводной скат 3 опирается на верхние рельсы; ходовые колеса одноребордные, диаметром 1000 мм, ширина колеи 3650 мм. Задний неприводной скат 4 перемещается между двумя парами рельсов — верхними и нижними, колеса без реборд. Ширина колеи 3390 мм. Такая схема опорно-ходовой части тележки принята для того, чтобы удерживать тележку от опрокидывания вокруг оси передних колес под действием веса груженой мульды.

К передней части рамы тележки шарнирно подвешена литая рама качания  хобота 5, внутри которой на роликоподшипниках  смонтирован мундштук 9, На мундштуке  закреплен хобот 10. Задний конец  рамы качания шарнирно присоединен  к шатуну кривошипного механизма  качания хобота 7 с приводом 6. Вращение хобота осуществляет механизм установленный на качающейся раме 2. Мульду 11 закрепляют на конце хобота электрическим механизмом замыкания 13.

При перемещении состава с мульдами тележка завалочной машины испытывает большие боковые нагрузки. Для передачи действия этих нагрузок на продольные балки моста по обе стороны рамы тележки на двух уровнях предусмотрены пружинные роликовые опоры 12. В опорах валов механизмов завалочной машины установлены подшипники качения. Передачи всех механизмов машины выполнены в виде закрытых редукторов. Зубчатые колеса изготовлены из легированной стали. Для повышения износоустойчивости зубчатые передачи, ходовые колеса и другие детали подвергнуты поверхностной термической обработке. Машина оборудована двумя системами смазки: жидкой циркуляционной и густой централизованной. У некоторых узлов механизмов смазка индивидуальная. Предусмотрена электрическая блокировка, не допускающая пуск электродвигателей механизмов, если отсутствует подача смазки. Количество масла, подаваемого на зацепления редукторов, регулируют вентилями.

Управляет электродвигателями машинист при помощи магнитных контроллеров

 

 

 

 

 

Рисунок 1.5  Тележка напольной завалочной машины.

 

                                                     Рисунок 1.6 Тележка напольной завалочной машины.

 

 

Таблица 1.1 Техническая характеристика завалочной машины

 

Параметры	Грузоподъёмность Q – 10тонн
Пролёт моста (ширина колеи)	8500
Режим работы	Тяжёлый ПВ-40%
Род тока	Постоянный
Напряжение, в	220
Скорость, м/мин:
движения  машины	100
движения  тележки	100
качания  хобота в минуту	16
вращения  хобота, об/мин	40
Расстояние от пола до оси хобота, мм	1300
Вылет хобота от переднего  рельса, мм	7100
Величина качания хобота, мм:
полное качание	1180
ход  конца хобота вверх	930
ход  конца хобота вниз	250
База машины, мм	6080
Ширина машины по буферам, мм	7850
Вес машины, тонн	138
Вес перемещаемого состава, тонн	300
Электродвигатели
Механизм хода машины:
тип	Д808
мощность, кВт	37
скорость вращения, об/мин	525
Механизм качания хобота:
тип	Д812
мощность, кВт	75
скорость вращения, об/мин	475
Механизм хода тележки:
тип	Д810
мощность, кВт	55
скорость вращения, об/мин	500
Механизм вращения хобота:
тип	Д810
мощность, кВт	55
скорость вращения, об/мин	500

 

Механизм вращения хобота (рисунок 1.7) смонтирован на качающейся раме мундштука 7, размещающейся внутри рамы тележки. При такой компоновке габариты качающейся рамы и всего привода механизма вращения хобота оказываются минимальными. Зубчатые цилиндрические передачи весьма компактно размещаются внутри качающейся рамы, служащей одновременно корпусом редуктора. Отличительной особенностью редуктора  является симметричное расположение зубчатых передач. Привод механизма вращения хобота состоит из электродвигателя 1, короткоходового тормоза 2 типа ТКП-400 и трехступенчатого цилиндрического редуктора. Последнее зубчатое колесо  редуктора, закрепленное на мундштуке 5, приводит хобот во вращение, Опорами мундштука служат сферические двухрядные роликоподшипники. Хобот с мундштуком соединен клиньями 6 с конусностью 1:6, обеспечивающими надежность и прочность соединения. Мундштук изготовлен из стали 35ХН18 и имеет отверстие вдоль оси для прохода штока механизма замыкания. Хобот 8 — полый стальной кованый. Он выполнен составным, из двух частей, что дает возможность заменять только наименее долговечную переднюю часть хобота (головку) 9 при выходе ее из строя. Кинематическая схема механизма вращения хобота приведена на рисунке 1.7, а механизмов хода тележки и качения хобота приведена на рисунке 1.8.

 

 

 

 

   Рисунок 1.7 -   Механизм вращения хобота.

 

 

 

 

 

а - механизм передвижения тележки: 1 - электродвигатель; 2 - четырёхступенчатый коническо-цилиндрический редуктор; 3 - передний скат; 4 - задний скат_;

 б - механизм качания хобота; 5 - электродвигатель; 6 - тормоз; 7 - коническо-цилиндрический редуктор; 5 - коленчатый вал; 9 - шатун; 10 - качающаяся рама;

в - механизм вращения хобота; 11 - хобот; 12 - мундштук; 13 - трехступенчатый редуктор; 14 - тормоз; 15 - электродвигатель; 16 - стопорный механизм; 17 - шток.

Рисунок 1.8 - Кинематическая схема механизмов тележки десятитонной напольно-завалочной машины.

 

 

 

 

 

Механизм качания хобота. Качательное движение хоботу с мульдой в вертикальной плоскости относительно рамы тележки, сообщают при помощи кривошипно-шатунного механизма (рисунок 1.9). Качающаяся рама 1 вместе с шатуном 2 и коленчатым валом 3 образует четырех-звенный коромысловый механизм. Шатун соединяется с качающейся рамой эксцентриковой осью 4. При ее повороте изменяется первоначальный угол наклона хобота. Эксцентриковую ось закрепляют втулками, зажимаемыми болтами. Механизм качания хобота снабжен пружинными амортизаторами 5 для сглаживания ударов и предохранения привода от ударных нагрузок. Кривошип вращается от электродвигателя через коническо-цилиндрический редуктор, последнее приводное колесо которого соединено с коленчатым валом. Торможение привода осуществляется короткоходовым тормозом типа ТКП-600, установленным на шкиве электродвигателя.

Механизм передвижения тележки (рисунок 1.10). Вращение передним ходовым колёсам 2 тележки передаётся от электродвигателя 4 через коническо-цилиндрический редуктор 3. Механизм снабжен короткоходовым тормозом типа ТКП-400. В отличие от остальных тормозов машины, действующих автоматически при отключении электродвигателя, тормоз механизма передвижения тележки работает в режиме аварийного торможения. Катушка тормоза все время нормально включена, и тормоз срабатывает только в случае исчезновения напряжения. Торможение привода при работе тележки электрическое и осуществляется способом противовключения.

                                     Рисунок 1.9 - Механизм качания хобота.

 

а - схемы;  б - узел соединения головки  хобота с мульдой;  1 - рама тележки; 2 - передние  ходовые  колеса;   3  -  трехступенчатый  коническо-цилиндрический  редуктор;  4   -   электродвигатель  механизма  передвижения;  5 - рукоятка  механизма управления  штоком;  6 - электродвигатель механизма  качания хобота;  7 - задние ходовые колеса;  8 - трехступенчатый коническо-цилиндрический    редуктор;    9 — механизм    вращения    хобота;  10 - мундштук;    11 - хобот; 12 - головка   хобота;   13 - сухарь;   14 - шток;   15 - карман   мульды.

             Рисунок 1.10 -  Механизм передвижения тележки.

 

Опоры переднего ската  с двухрядными роликоподшипниками расположены в гнездах редукторов 3 и 8 механизмов передвижения и качания хобота. Задние ходовые колеса 7 вращаются на неподвижной оси на роликоподшипниках.

Механизм передвижения машины. На мосту машины установлено четыре одинаковых механизма передвижения. Все механизмы работают параллельно и синхронно. Каждый из механизмов состоит из электродвигателя, тормоза типа ТКП-300, трёхступенчатого цилиндрического редуктора, установленных на концевых балках моста. Редукторы с ходовыми колесами соединены зубчатыми муфтами. Такая кинематика механизма исключает установку открытых зубчатых передач у ходовых колес, как в завалочных машинах других конструкций. Электродвигатели механизма передвижения машины включены последовательно, что приводит к понижению скорости. Благодаря этому передаточное число редукторов, а следовательно, и их размеры меньше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчёт механизма  вращения хобота.

2.1 Определение  мощности двигателя.

На хобот и мундштук завалочной машины действуют следующие весовые  нагрузки: вес груженой мульды Q = 15кН , вес хобота G₁  =  7,54 кН, вес мундштука и деталей подшипниковых узлов G₂ = 5,6 кН и вес приводного зубчатого колеса G₃ = 0,32 кН. Схема нагрузок показана на рисунке 2.1.  Находим реакции опор А и В.