Теоретическое обоснование

1 2 3 4

Расчёт мощности привода одного из механизмов электропушки

1 Цель работы:

· изучить и усвоить конструкцию и методику расчета механизма выталкивания электропушки.

2 Средства обучения

· конспект лекций,

· методические указания к практической работе;

· справочник по выбору электродвигателя.

Теоретическое обоснование

После выпуска чугуна летку забивают с помощью пушки: при этом вдавливаемая в отверстие леточная масса не только полностью закрывает канал, но и восстанавливает часть внутренней футеровки печи, разрушенной во время выпуска чугуна.

В состав машин для забивки чугунной летки – пушки входят механизмы: поворота машины, прижима носка к летке и выталкивания огнеупорной массы из цилиндра машины в летку и др.

К машинам для забивки чугунной летки предъявляют следующие требования:

- давление поршня на леточную массу должно быть достаточным для преодоления сил сопротивления по движению ее в цилиндре, переходном патрубке, носке пушки и в леточном канале;

- полезный объем рабочего цилиндра пушки должен обеспечивать заполнение канала летки длиной 1500 – 2500 мм леточной массой и ремонт окололеточного пространства внутри печи;

- носок пушки должен иметь прямолинейное движение при подходе к летке;

- дистанционность управления всеми механизмами;

- возможность отвода пушки в сторону после забивки летки;

- высокая надежность в работе.

Электропушка модели Э-7-050 состоит из следующих основных механизмов и узлов (см. рисунок 1):

- механизма поворота для подвода и отвода пушки от летки, имеющего электродвигатель 13, червячно-цилиндрический редуктор 14, поворотную колонну 15 с консолью 16, на оси 17 которой подвешен лафет 8;

- механизма прижима для подачи пушки в главный желоб и к летке, сообщения необходимого угла наклона и прижатия носка пушки к летке. В состав этого механизма входят двигатель 7, редуктор 6, винтовая пара 5 и тележка 9. Тележка перемещается по направляющим лафета 8; к ней подвешен механизм выдавливания леточной массы;

- механизма для выдавливания леточной массы в чугунную летку, который имеет рабочий цилиндр 1, редуктор 2 и электродвигатель 3;

- механизма удержания пушки у чугунной летки доменной печи с помощью защелки

12, управляемой электромагнитом 10 через систему рычагов и тягу 11;

- механизма указателя 4 положения поршня в цилиндре 1.

Рисунок 1 – Электропушка модели Э-7-050

Механизм выталкивания леточной массы обеспечивает поступательное перемещение винта 7 и связанного с ним поршня 2 от электродвигателя 12 (см. рисунок 2) через трехступенчатый редуктор и винтовую пару 6 и 7. Поршень выталкивает массу из цилиндра 1 через переходной патрубок 33 и носок 32 в леточный канал. Приводная вал-шестерня 13 входит в зацепление с зубчатым колесом 5, установленным при помощи подшипника на валу-гайке 6. Зубчатое колесо 5 входит в зацепление с шестерней 14, также свободно установленной на подшипнике на валу. Шестерня 14 находится в зацеплении с колесом 4, жестко укрепленном на валу-гайке 6. Вал-гайка опирается через два подшипника на корпус редуктора. Упорный подшипник 3 воспринимает осевое усилие винта. При вращении гайки винту и связанному с ним поршню 2 сообщается поступательное движение. Проворот винта и поршня исключают установкой шпонок, которые располагают внутри защитного кожуха винта. Для предохранения нарезки винта от загрязнения при выталкивании леточной массы имеется телескопическое защитное устройство.

Зарядку рабочего цилиндра 1 массой осуществляют, как правило, вручную с торца при отведенном в сторону переходном патрубке 33 с носком 32. После заполнения цилиндра массой к нему прикрепляют клиньями переходный патрубок. Включением механизма выталкивания уплотняют леточную массу и заполняют полностью переходный патрубок и

носок пушки. После этого поршень отводят в исходное положение и в освободившееся в цилиндре пространство добавляют леточную массу через люки 34.

Для наблюдения за положением поршня предусмотрен специальный циферблат 8, указатель-стрелка 9 которого через двухступенчатый кинематический редуктор 10 и многозаходную винтовую передачу 11 связана с винтом 7.

При выталкивании массы в типовых пушках реактивное усилие при помощи захвата 30, заходящего в скобу 31, передается на кожух печи или специальную балку, на которой укреплена скоба. Это разгружает механизмы поворота и прижима пушки от реактивного усилия. Перед отводом пушки электромагнит 24 при помощи двуплечевого рычага 25 и тяги 29 поднимает захват.

Для закрытия летки заполненный леточной массой цилиндр механизмом поворота устанавливают над главным желобом, а защелка лафета захватывает скобу, после чего механизм прижима передвигает тележку, наклоняет механизм выталкивания массы и прижимает носок цилиндра к футляру летки, затем этим механизмом масса выталкивается в летку.

Рисунок 2 – Кинематические схемы механизмов прижима пушки и выталкивания леточной массы

В связи с применением для забивки чугунной летки малоподвижных (безводных) масс необходимо дальнейшее увеличение давлений на поршень (до 15-25 МПа). С этой целью в существующих пушках уменьшают диаметр (до 500 мм) и объем (до 0,3-0,35 м³) цилиндра. Главным недостатком существующего механизма выдавливания леточной массы с винтовой передачей скольжения является его низкий к.п.д. (по экспериментальным замерам равный около 0,2). Существенное увеличение давления можно получить, установив шарико-винтовую передачу, у которой трение скольжения заменяется трением качения. У такой передачи к.п.д. равен 0,8-0,9.

ПО «Уралмаш» разрабатывает малогабаритную гидравлическую пушку с объемом рабочего цилиндра 0,25 м³ и давлением на леточную массу около 25 МПа.

Методика расчета

3.1 Усилие, действующее на поршень

, (1)