CC BY
18
УДК 621.746.047:669.016.2
РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРИВОДА ТРАНСПОРТНОГО МАНИПУЛЯТОРА МАШИНЫ
НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК Вдовин Константин Николаевич, д.т.н., профессор (e-mail: [email protected]) ТочилкинВасилий Викторович, аспирант (e-mail: [email protected]) Магнитогорский государственный технический университет,
г. Магнитогорск, Россия Умнов Виктор Иванович, старший преподаватель (e-mail: [email protected]) Иркутский национальный исследовательский технический университет,
г. Иркутск, Россия
В статье рассмотрены вопросы, связанные с модернизацией манипуля-ционных систем машин непрерывного литья заготовок. Стабильное функционирование системы разливки стали обеспечивает эффективность работы основных агрегатов и машин, входящих в ее состав. Высокая степень ее функциональной совместимости в едином производственном цикле за счет использования манипуляторов различной конструкции (транспортных манипуляторов по перемещению сталеразливочного и промежуточного ковшей, манипуляторов по отсечке конвертерного шлака, манипуляционных систем зоны вторичного охлаждения и т.п.) способствует улучшению нормального функционирования без поломок и с высокой производительностью.
Ключевые слова: гидравлическая система, манипулятор, машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), промежуточный ковш (ПК), огнеупорные конструкции.
Ужесточение конкуренции на рынке металлопродукции стимулировало создание новых эффективных устройств - манипуляторов [1] машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Широкое применение роботов, ме-хатронных систем и манипуляторов различного назначения, оснащенных системами гидравлического и пневматического приводов, обусловлено экстремальными условиями работы с жидкими металлами [2, 3]. Возможные неисправности [3] или нестабильная работа отдельных компонентов манипуляторов, работающих с системами подачи жидкого металла, и исполнительной части могут представлять большую угрозу для нормальной работы автоматизированных комплексов разливки металла, в частности стали на базе МНЛЗ [4].
Важной проблемой, требующей решения, является проблема обеспечения эффективной работы подсистемы МНЛЗ, обеспечивающей прохождение жидкой стали сталеразливочный ковш - промежуточный ковш - кри-
сталлизатор машины. Одним из направлений, обеспечивающих решение данной проблемы, а также задач расширения области применения и эффективного использования манипуляторов и роботов МНЛЗ, является совершенствование их конструкций. Предлагаемый анализ акцентирует внимание на конструкциях систем гидропривода транспортного манипулятора промежуточного ковша и рабочих инструментов - системах подачи стали манипуляционных систем специального назначения, используемых в МНЛЗ комплекса непрерывной разливки стали и их исполнительных устройств (манипуляторов и других и элементов).
В настоящее время на ОАО «Уральская сталь» и ОАО «ММК» функционируют сортовые МНЛЗ, но их производительность резко снижают непредвиденные простои. В частности, эти простои вызваны неполадками в гидравлической системе механизма подъёма промежуточного ковша (ПК). Опрокидывание ковша, а, следовательно, и резкие всплески жидкого металла, безусловно, является самым опасным случаем, что влечет за собой угрозу человеческой жизни, а так же материальные затраты. Наиболее ответственным участком этой конструкции являются колонны, на которые опирается ПК. Для того чтобы обеспечить стабильную и четкую подачу жидкой стали в кристаллизаторы, необходимо применить в системе гидропривода, обеспечивающей юстировку ковша, гидросинхронизаторы, в частности делители потока.
На рис. 1 представлена компоновка транспортного манипулятора с промежуточным ковшом сортовой МНЛЗ [1, 2]. Тележка промежуточного ковша [5], представляющая собой четырехугольную раму, опирается на четыре колеса, находящиеся на рельсах. Из четырех колес тележки два являются приводными. На этой раме находятся четыре колонны, внутри которых находятся гидроцилиндры подъема ПК [6-9, 10]. На колоннах имеются, по два на каждой, подшипники на которые опирается и перемещается по ним рама ПК. Так же на двух колоннах подъема имеются гидроцилиндры, предназначенные для поперечного перемещения ПК.
Тележка ПК оснащена четырьмя механизмами: механизмом передвижения тележки (два привода), механизмом подъема рамы (четыре гидравлических цилиндра) и механизмом юстировки (два гидравлических цилиндра) [1, 4, 8]. На рис. 2 представлена полная кинематическая схема тележки промежуточного ковша. Тележка промежуточного ковша имеет два приводных колеса 2, расположенных с одной стороны тележки и имеющие больший диаметр, чем неприводные колеса 3. Неприводные колеса расположены с другой стороны тележки. Опоры приводных и неприводных колес находятся на различных уровнях.
Рис.1. Компоновка промежуточного ковша МНЛЗ
Рис.2. Кинематическая схема тележки промежуточного ковша
Приводные колеса приводятся в движение при помощи гидромотора 5, расположенном на передвижной раме 1. Объёмные гидравлические моторы [7- 11, 12] представляют собой машины, предназначенные для преобразования энергии потока рабочей жидкости в энергию движения выходного звена.
Подъем рамы 7 осуществляется с помощью четырех гидроцилиндров 6, установленных на передвижной раме 1 тележки. Концы штоков шарнирно связаны с металлоконструкцией подъемной рамы 7. Направляющие 8 подъемной рамы служат для обеспечения направленного вертикального движения относительно передвижной рамы 1. На подъемной раме установлен механизм юстировки. Привод механизма юстировки представлен гидравлическим цилиндром 9, шарнирно связанным с рамой 7. Конец штока гидроцилиндра 9 через захват осуществляет перемещение юстировочно-го узла 10, представляющий собой плиту, на которую опирается промежу-
точный ковш 12. Плита 10 имеет боковые направляющие относительно подъемной рамы.
Г
Рис.3. Гидравлическая модернизированная схема транспортной системы промежуточного ковша
Также на плите 10 имеются направляющие 13, в которые вставляются цилиндрические опоры промежуточного ковша. Направляющие служат для принятия ковша и его позиционирования. Плита 10 стоит на роликах 11 подъемной рамы. Необходимость применения промежуточного ковша очевидна: это обеспечение непрерывности процесса разливки стали. Для заполнения ПК расплавом его предварительно разогревают, в противном случае выходит из строя его футеровка, затем ковш перемещают под ста-леразливочный ковш и заполняют жидким металлом. После этого тележку размещают над кристаллизатором и выполнят операцию центрирования. После чего можно приступать непосредственно к процессу разливки стали. Механизм перемещения необходим для передвижения ПК от сталераз-ливочного ковша к кристаллизатору, а для обеспечения этой операции необходимо поднимать и опускать ПК. Для этого имеются четыре гидроцилиндра, которые и его поднимают. Также в процессе работы машины необходимо выполнить центрирование всех технологических отверстий [11, 12], для этого предусмотрена система поперечного перемещения.
Рассмотрим работу отдельных частей механизма во время работы машины. Допустим, что после окончания процесса разливки стали, ПК остался над кристаллизатором. Далее ПК поднимают четыре гидроцилиндра. Ковш отводят от кристаллизатора и приступают к подогреву. После чего ПК располагают под сталеразливочным ковшом, их опускают. Наполняют ПК жидкой сталью, поднимают и переводят всю тележку к кристаллизатору. Затем следует операция центрирования при помощи гидроцилиндров механизма поперечного перемещения ПК [7, 8]. После этого его опускают и переходят непосредственно к разливке стали. Разработана система гидравлического привода для ПК с делителями потока. Схема представлена на рис. 3.
Разработанная схема на базе специальных делителей потока обеспечивает согласованное перемещение ковша в процессе работы на МНЛЗ [7, 9, 10].
Выводы:
1. Проведен обзор конструкций подсистемы промежуточный ковш - тележка ПК- погружной стакан - кристаллизатор сортовой МНЛЗ. Выполнен анализ прохождения жидкой стали в подсистеме. Отмечено, что определяющим элементом системы прохождения жидкой стали на сортовой МНЛЗ является комплект оборудования манипулятора - транспортной тележки промежуточного ковша.
2. При дальнейшем совершенствовании и разработке процессов непрерывной разливки стали нового поколения совершенствование конструкций манипуляторов, обеспечивающих прохождение потоков жидкой стали - важнейшее условие получения качественной непрерывно-литой заготовки.
3. Разработаны новые элементы гидравлической системы манипулятора тележки промежуточного ковша сортовой МНЛЗ.
Список литературы
1. Точилкин, В. В. Модернизация промежуточного ковша МНЛЗ для обеспечения повышения качества разливаемой стали / В.В. Точилкин // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2007. - № 2. - С. 5-7.
2. Ушаков, С. Н. Разработка оборудования системы распределения потоков стали для промежуточного ковша / С.Н. Ушаков, А. А. Хоменко, К. Н. Вдовин, В.В. Точилкин // Сталь. - 2009. - № 3. - С. 13-17.
3. Вдовин, К. Н. Разработка элементов приемной камеры промежуточного ковша слябовой МНЛЗ / К. Н. Вдовин, Е. А. Мельничук, А. В. Нефедов, В.В. Точилкин // Известия вузов. Черная металлургия. - 2014. - № 3. - С. 23-27.
4. Семенов, М.В. Методика расчета работоспособности элементов промежуточного ковша МНЛЗ / М.В. Семенов, В.В. Точилкин // Вестник машиностроения. - 2007. - № 6.
- С. 41-43.
5. Вдовин, К.Н. Совершенствование процесса разливки стали на сортовых МНЛЗ / К. Н. Вдовин, О.А. Марочкин, В.В. Точилкин // Металлург. - 2014. - № 4. - С. 80-82.
6. Вдовин, К. Н. Влияние геометрии металлоприемника приёмной камеры промежуточного ковша на работу МНЛЗ / К. Н. Вдовин, Е. А. Мельничук, Василий В. То-чилкин, Виктор В. Точилкин // Новые огнеупоры. - 2016. - № 3. - С. 78.
7. Вдовин, К. Н. Разработка систем подачи аргона для промежуточного ковша сортовых МНЛЗ / К.Н. Вдовин, С.Н. Ушаков, О. А. Марочкин, В.В. Точилкин // Технология металлов. - 2013. - № 6. - С. 38-40.
8. Вдовин, К.Н. Сравнительный анализ применения различных систем быстрой замены стаканов-дозаторов при разливке стали на сортовых МНЛЗ / К.Н.Вдовин, В.В. Точилкин, Р.И. Абдрахманов, О. А. Марочкин, В.И. Умнов // Новые огнеупоры. - 2014.
- № 10. - С. 62-64.
9. Чиченева, О. Н. Разработка конструкций цилиндров манипуляторов дуговой сталеплавильной печи / О.Н.Чиченева, Вас. В., Точилкин В.И Умнов // Авиамашиностроение и транспорт Сибири: сб. статей VII Всерос. науч.-практ. конференции (Иркутск, 1316 апреля 2016 г.) - Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2016. - С. 409-412.
10. Вдовин, К.Н. Новые вставки из пластичных огнеупоров для защиты струи металла при разливке на МНЛЗ / К.Н.Вдовин, В.В. Точилкин, О. А. Марочкин, В.И. Умнов // Новые огнеупоры. - 2014. - № 7. - С. 41-43.
11. Марочкин, О. А. Анализ работы прижимных устройств для удержания погружаемых стаканов в процессе разливки стали на сортовых МНЛЗ / О. А. Марочкин, Ячи-ков И М., В.И. Умнов // Новые огнеупоры. - 2016. - № 3. - С. 84.
12. Вдовин, К.Н. Применение пластичных огнеупоров усовершенствованной конструкции для защиты струи металла при разливке на сортовых МНЛЗ / К.Н. Вдовин, В.В. Точилкин, О. А. Марочкин // Новые огнеупоры. - 2014. - № 1. - С. 3-5.
Vdovin Konstantin Nikolaevich, professor (e-mail: [email protected])
Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russia Tochilkin Vasili Viktorovich, post-graduate student (e-mail: [email protected])
Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russia
Umnov Viktor Ivanovich, Senior Lecturer
(e-mail: [email protected])
Irkutsk State Technical University, Irkutsk, Russia
TO PROVIDE AN IMPROVED DRIVE SYSTEM RANSPORT ROCKER CONTINUOUS CASTING MACHINE BLANKS
Abstract. The article deals with issues related to the modernization of the continuous casting machine manipulation systems. Organized operation of casting system began to provide the efficiency of the basic units and machines, included in its composition. The high degree of interoperability within a single production cycle by using various designs of manipulators (manipulators of transport for moving steel teeming ladles and intermediate, manipulators from the cutoff of converter slag, manipulation systems, secondary cooling zone, etc.) helps to improve the proper functioning without failures and to high performance. Keywords: hydraulics, crane, continuous casting machine (CCM), intermediate ladle (IL), refractory structure.
УДК 621.926.46
СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ ИЗНОСА МОЛОТКОВ ДРОБИЛОК
УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Власенко Дмитрий Алексеевич, аспирант, ассистент Донбасский государственный технический университет, г.Алчевск, ЛНР
(e-mail: [email protected]) Левченко Эдуард Петрович, к.т.н., доцент Донбасский государственный технический университет, г.Алчевск, ЛНР
(e-mail: [email protected]) Вишневский Дмитрий Александрович, к.т.н., доцент Донбасский государственный технический университет, г.Алчевск, ЛНР
(e-mail: [email protected]) Красовский Сергей Александрович, преподаватель Индустриальный техникум Донбасского государственного технического университета, г.Алчевск, ЛНР
(e-mail: [email protected]) Назаренко Александр Александрович, студент Донбасский государственный технический университет, г.Алчевск, ЛНР
(e-mail: [email protected])
В данной статье рассмотрены способы снижения износа молотков дробилок ударного действия при абразивном контакте с материалом путем уменьшения угла отклонения молотка от его радиального положения и усовершенствования конструкции молотка.
Ключевые слова: дробилка ударного действия, молоток, износ молотков, угол отклонения, конструкция молотка.
Дробилки ударного действия являются универсальными измельчающими машинами, так как с их помощью можно размалывать все виды сыпучего сырья, используемого в промышленности. Молотковые дробилки работают эффективно, как на крупном, так и на тонком размоле, энергично дробят оболочки и незначительно нагревают продукт. При переработке продукта с повышенной влажностью отсутствует залипание рабочих органов, машины долговечны, имеют относительно простую конструкцию и надёжны в работе, обеспечивают равномерное измельчение продукта, бы-
