Расчет и монтаж привода дублера

2 Расчет дублера

2.1 Кинематический расчет привода дублера

Двигатель: тип 4А180S4У3

мощность 22 кВт

частота вращения 1450 об/мин.

Ременная передача.

2.1.1 Определение передаточного отношения

,

где =1450 об/мин - частота вращения электродвигателя, =120 об/мин - частота вращения валка.

,

где = 2…5 - передаточное отношение для ременной передачи стр.18.

Принимаем = 4

.

2.1.2 Определение мощности на каждом валу

P₁ = 22кВт

Р₂ = Р₁ · з,

где з = 0,96 - к.п.д. ременной передачи

Р₂ = 22 · 0,96 = 21,12 кВт

Р₂ = Р₃ = 21,12 кВт

Р₄ = Р₃ · з,

где з = 0,96 - к.п.д. для зубчатой закрытой передачи

Р₄ = 21,12 · 0,96 = 20,3 кВт

2.1.3 Определение частоты вращения каждого вала

2.1.4 Определение угловой скорости каждого вала

2.1.5 Определение вращающего момента каждого вала

2.2 Расчет клиномерной передачи

Исходные данные для расчета: передаваемая мощность Р = 22 кВт, частота вращения ведущего (меньшего шкива) n_дв=1450 об/мин, передаточное отношение i = 4, скольжение ремня е = 0,015.

2.2.1 По номограмме на рис. 7.3 [2]

В зависимости от частоты вращения меньшего шкива n₁ (в нашем случае n₁ = n_дв = 1450 об/мин; см. вал А на рис. 12.13 [2]) и передаваемой мощности Р = Р_тр = 22 кВт, принимаем сечение клинового ремня Б.

2.2.2 Вращающий момент

,

где Р = 22 · 10³ Вт

2.2.3 Диаметр меньшего шкива по формуле

Согласно таблице 7.8 [2] с учетом того, что диаметр шкива для ремней сечения Б не должен быть меньше 125 мм, принимаем d₁ = 160 мм.

2.2.4 Диаметр большего шкива

d₂ = i_p · d₁(1-е) = 4 · 160(1-0,015) = 630 мм

Принимаем d₂ = 630 мм.

2.2.5 Уточняем передаточное отношение

При этом угловая скорость будет

Расхождение с тем, что было получено по первоначальному расчету:

,

что меньше допускаемых ± 3%.

Следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов d₁ = 160 мм и d₂ = 630 мм.

2.2.6 Межосевое расстояние

,

где Т₀ = 10,5 мм (высота сечения ремня по таблице 7.7 [2]).

Принимаем предварительно близкое значение а_р = 800 мм.

2.2.7 Расчетная длина ремня

Ближайшее значение по стандарту (см. таблицу 7.7) L = 3300 мм.

2.2.8 Уточненное значение межосевого расстояния а_р с учетом стандартной длины ремня L

,

где

,

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L = 0,01· 3300 = 33 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения его на 0,025L = 0,025 · 3300 = 82,5 мм для увеличения натяжения ремней.

2.2.9 Угол обхвата меньшего шкива

2.2.10 Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи по таблице 7.10 [2] для привода к дублеру при односменной работе С_р = 1,2.

2.2.11 Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня по таблице 7.9 для ремня сечения Б при длине L = 3300 мм, коэффициент С_i = 1,07.

2.2.12 Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата при б₁ = 15 коэффициент С_б = 0,93.

2.2.13 Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче, предполагая, что число ремней в передаче будет от 4 до 6, примем коэффициент С_z = 0,90.

2.2.14 Число ремней в передаче

,

где Р₀ - мощность, передаваемая одним ключевым ремнем, кВт; для ремня сечения Б при длине L = 3300 мм, работа на шкиве d₁ = 160 мм и i ? 3; мощность Р₀ = 5,01 кВт

Принимаем z = 4.

2.2.15 Натяжение ветви клинового ремня

,

где скорость V = 0,5· Q - коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил, для ремня сечения Б коэффициент Q = 0,18 .

2.2.16 Давление на валы

2.2.17 Ширина шкивов В_ш

В_ш = (z - 1)e + 2f = (4 - 1)·19 + 2 · 12,5 = 82 мм

2.3 Расчет зубчатых колес редуктора

Выбираем материалы для зубчатых колес: для шестерни сталь 45, термообработка - улучшение, твердость НВ 230; для колеса сталь 45, термообработка - улучшение, твердость НВ 200.

Допускаемое контактное напряжение для косозубых колес из указанных материалов [] = 410 МПа.

Коэффициент ширины венца Ш_ва= 0,4, коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца примем К_нв= 1,25.

Мощность на ведомом валу редуктора Р_вр = Р₂ = 21,12 кВт.

2.3.1 Вращающий момент

2.3.2 Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 а_щ = 280 мм.

Нормальный модуль

Принимаем по ГОСТ 9563-60 m_n = 3,5 мм.

Примем предварительно угол наклона зубьев в = 10⁰.

2.3.3 Число зубьев шестерни

принимаем z₁ = 26. Тогда z₂ = z₁ · u = 26 · 5 = 130.

2.3.4 Уточняем значение угла наклона зубьев

,

угол в = 12⁰50?.

Основные размеры шестерни и колеса

2.3.5 Диаметры делительные

Проверка: .

2.3.6 Диаметры вершин зубьев

2.3.7 Ширина колеса

.

Ширина шестерни

.

2.3.8 Коэффициент ширины шестерни по диаметру

2.3.9 Окружная скорость колес

.

Степень точности передачи: для косозубых колес при скорости до 10 м/с следует принять 8-ю степень точности.

2.3.10 Коэффициент нагрузки

По таблице 3.5 [2] при Ш_bd = 1,25, твердости НВ < 350 и несимметричном расположении колес (учет натяжения клиномерной передачи) коэффициент К_НВ ? 1,165.

По таблице 3.4 [2] при v = 1,52 м/с и 8-й степени точности коэффициент К_Нб ? 1,165.

По таблице 3.6 [2] для косозубых колес при скорости менее 5 м/с коэффициент = 1,0.

Таким образом, К_Н = 1,165 · 1,065 · 1,0 = 1,242.

2.3.11 Проверяем контактные напряжения

,

что меньше = 410 МПа. Условие прочности выполнено.

2.3.12 Силы, действующие в зацеплении:

окружная:

радиальные:

осевая:

2.3.13 Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба

Коэффициент нагрузки К_F = K_Fв · K_FV.

По таблице 3.7 при Ш_ba = 1,25, твердости НВ < 350 и несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор коэффициент K_Fв = 1,32.

По таблице 3.8 для косозубых колес 8-й степени точности и скорости до 3 м/с коэффициент K_FV = 1,1.

Таким образом, К_F = 1,32 · 1,1 = 1,45.

Коэффициент, учитывающий форму зуба, Y_F зависит от эквивалентного числа зубьев Z_v:

у шестерни:

= 28

у колеса:

=140.

Коэффициент Y_F1 = 3,84 и Y_F2 = 3,60.

Определяем коэффициенты Y_в и Y_Fб

где средние значения коэффициентов торцевого перекрытия = 1,5; степень точности n = 8.

Допускаемое напряжение при проверке на изгиб определяют

.

По таблице 3.9 [2] для стали 45 улучшенный предел выносливости при отнулевом цикле изгиба = 1,8 НВ:

для шестерни = 1,8 · 230 = 415 МПа,

для колеса: = 1,8 · 200 = 360 МПа.

Коэффициент безопасности [S_F] = [S_F]?[S_F]??.

По таблице 3.9 [2] [S_F]? = 1,75 для стали 45 улучшенной, коэффициент [S_F]??= 1 для поковок и штамповок, следовательно [S_F] = 1,75.

Допускаемые напряжения:

для шестерни:

для колеса:

.

Проверку на изгиб следует проводить для того зубчатого колеса, для которого отношение меньше. Найдем эти отношения:

для шестерни:

для колеса:

.

Проверка на изгиб колеса

.

Условие прочности выполнено.

3 Монтаж, ремонт и эксплуатация оборудования

3.1 Монтаж оборудования

3.1.1 Такелажные работы: способы установки оборудования, механизмы, приспособления, инструменты

Технология монтажных работ включает установку дублера на фундамент, полную его сборку, опрессовку или опробование, обвязку трубопроводами, сборку обслуживающих коммуникаций.

Основная задача при выполнении такелажных работ - установка дублера в проектное положение.

Монтаж дублера с двумя валками производится крупными блоками с помощью кран - балки. Вначале на фундамент устанавливают нижний (базовый) блок дублера - станину. После проверки и закрепления базового блока на него сверху помещают валки, которые также выверяют и прикрепляют (в подшипники) к базовому блок. Таким образом, дублер последовательно наращивают всеми блоками. При этом каждый нижний блок служит сборочной базой для лежащего выше.

3.1.2 Сдача дублера в эксплуатацию и его испытание

При обкате под нагрузкой проверить работу:

- всех механизмов и приспособлений;

- системы электроприводов и электроавтоматики;

- всех контрольно - измерительных приборов;

- системы тепловой автоматики.

При испытании дублера редуктор работал бесшумно, не отмечено никаких неисправностей.

3.2 Эксплуатация дублера

3.2.1 Правила эксплуатации

Перед пуском дублера в действие необходимо удостовериться, чтобы холостые цилиндры были подняты. Когда выполняется опускание холостых цилиндров пневматическим приводом, проверяется, чтобы эти цилиндры не оказывали давления на нижерасположенный ведущий цилиндр, для исключения повреждения самих цилиндров. Холостые цилиндры должны загружать давление на специальные регулируемые упоры, расположенные под скользящими суппортами.

Не выполнять поворота холостых цилиндров в опущенном положении, а только в поднятом с целью исключения привода двух защитных предохранителей на балке.

Для регулировки параллельности холостых цилиндров необходимо регулировать поток воздуха с помощью специальных клапанов в трубах.

Во время эксплуатации дублера необходимо выполнить все технические требования настоящего паспорта, прилагаемой технической документации на комплектующие изделия и требования, принятые на месте установки дублера.

3.2.2 Возможные неисправности дублера и способы их устранения

Вибрация валков приводит к образованию складок и неточного центрирования полотна. Эту неисправность устраняют заменой подшипников.

Вытекает теплоноситель из устройства для его подвода. Это происходит из - за износа сальникового устройства. Его устраняют подтягиванием втулки сальника или заменой сальниковой набивки.

В редукторе возрастает шум, усиливается нагрев мест установки подшипников, из - за неправильной регулировки зацепления или разрегулировки подшипника. Эти неисправности исправляют отрегулировкой зацепления и нужно произвести регулировку подшипников.

Наблюдается течь масла по шейкам валов редуктора. Это неисправность манжеты в крышке подшипника, ее устраняют заменой манжеты.

Течь масла из - под крышек подшипников в редукторе. Это неисправность прокладок или недостаточная затяжка болтов. Нужно сменить прокладки, туже затянуть болты.

Наблюдается течь масла по разъему корпуса и крышки редуктора.

Повреждены нитки, уложенные по периметру разъема. Нужно смыть с плоскостей разъема остатки лака, протереть плоскости сухой чистой ветошью, покрыть плоскости разъема тонким слоем пасты герметик, уложить на эти плоскости нитку толщиной 0,2 мм, установить крышку, затянуть болты.

Электродвигатель главного привода не разгоняется. Неисправен конденсатор, включенный последовательно с обмоткой возбуждения приводного электродвигателя задатчика скорости. Нужно заменить конденсатор.

Нагрев валковых подшипников. Недостаточная смазка подшипников. Подать смазку насосом, в случае непоступления смазки разобрать узел подшипников, промыть его, собрать, затем подать чистую смазку.

3.2.3 Смазка дублера

Нагнетание смазки необходимо производить спокойным качанием рычага вперед и назад, не доводя рычаг до крайних положений, пока манометр не покажет давление 80…100 кгс/см².

После этого сделать выдержку 1-2 минуты для возможности проникновения смазки по всем каналам и сделать еще 5…10 качаний.

Заправку масляного резервуара производить только чистым маслом, согласно таблице смазки, при помощи перекачного насоса УЕПГ-60.

При заправке резервуара насоса необходимо следить за тем, чтобы шток поршня двигался не выше нижней риски.

При нагнетании смазки в систему необходимо следить за показаниями манометра.

После окончания нагнетания смазки рычаг должен оставаться в вертикальном положении, а давление в системе стравливается передвижением золотника 2…3 раза в его крайние положения.

Для смазки редуктора дублера применяется насос перекачной ручной густой смазки.

Перед пользованием удалить из насоса всю упаковочную мазь и промыть насос керосином.

Перекачивание смазки производится плавным качанием рычага.

Во время работы следить, чтобы труба насоса была погружена в смазку.

После отсоединения насоса от резервуара, накидную гайку наконечника шланга навинтить на резьбу, расположенную в верхней части насоса.

Насос следует предохранять от загрязнения пылью, песком и другими частица, также воздействия влаги, кислот и тому подобных веществ.

При эксплуатации следует строго следить за заправкой насоса чистой смазкой и предохранением ее от загрязнения.

Индивидуальная смазка масленками и набивная в полости.

Смазка трущихся поверхностей деталей механизмов каландра, к которым не подведена централизованная смазка и не предусмотрена смазка картерная, осуществляется с помощью индивидуальных масленок периодического наполнения, набивки в полости и нанесения на трущиеся поверхности.

Сорт и количество смазки указаны в таблице смазки.

В процессе эксплуатации необходимо своевременно и регулярно заполнять масленки.

3.3 Ремонт дублера

3.3.1 Виды ремонтов: текущий, капитальный. Перечень работ при текущем и капитальном ремонтах

При текущем ремонте выполняют: проверку состояния подшипников, проверку сальниковых уплотнений подшипников, замена смазки, замена клиновых ремней.

Капитальный ремонт. Состав работ текущего ремонта, восстановление направляющих и корпусов подшипников или их замена, замена вкладышей подшипников валков, проверка центровки привода дублера, ремонт корпуса, фундамента, опорных конструкций.

3.3.2 Ремонтный цикл

Ремонтным циклом называют наименьшие повторяющиеся интервалы времени или наработку оборудования, в течение которых выполняются в определенной последовательности все установленные виды ремонта.

Периодичность технического обслуживания 180 часов, периодичность текущего ремонта 2160 часов, периодичность капитального ремонта 17280 часов.

3.3.3 Подготовка дублера к ремонту

Порядок подготовки дублера к ремонту, включающий его остановку, обесточение, освобождение от продукта, очистку от загрязнений и шлама, нейтрализацию содержимой среды, отключение от коммуникаций заглушками, устанавливается инструкцией. Все подготовительные работы выполняют эксплуатационный персонал под руководством начальника установки или участка. Особо контролируется установка заглушек. В специальном журнале записывают дату, время и место установки каждой заглушки, ее номер, время изъятия, а также фамилию исполнителя.

3.3.4 Дефектация дублера (выявление и устранение дефектов узлов или деталей)

Таблица 3.1 - Дефектация дублера

Наименование узлов и деталей	Возможный дефект	Способ установления дефекта и контрольный инструмент	Рекомендуемый способ восстановления
1	2	3	4
Вал	Скручивание вала. Изгиб вала.	Осмотр. Осмотр. Замер. Индикатор часового типа.	Браковать. Более 0,2 мм править.
Полумуфта	Трещины. Снятие шпоночного паза.	Осмотр. Осмотр.	Браковать. Шпоночный паз заварить и нарезать новый размером по чертежу.
Шкив	Трещины.	Осмотр.	Сварка с последующей обработкой.
Валок	Задиры.	Осмотр.	Шлифование, наплавка, шлифовка.

3.3.5 Разборка изношенного узла дублера

Снятие шкива

При ремонте шкива останавливают дублер. Электродвигатель выключают. Редуктор отсоединяют от вала электродвигателя, затем снимают ремни. Отсоединяют шкив и ремонтируют.

3.3.6 Метод восстановления дефекта детали

Поломанную ступицу шкива можно отремонтировать сваркой. Чтобы сварная ступица работала надежно, ее обхватывают стальными бандажами, насаживаемыми в горячем состоянии на обработанную поверхность.

Деформация шпоночной канавки вызывается неправильным монтажом, перегрузкой соединения, а также вибрацией и прочими динамическими нагрузками. Для того, чтобы восстановить шпоночный паз, нужно сначала на место изношенного паза произвести механизированную и автоматизированную наплавку под слоем флюса. Флюс предотвращает разбрызгивание и окисление расплавленного металла и формирует валик. Корку шлама, образовавшуюся от расплавленного флюса, отбивают ударами молотка. Затем вытачивают шпоночный паз по нужным размерам.

3.3.7 Сдача дублера в эксплуатацию после ремонта

После завершения всех ремонтных работ производители работ готовят дублер к сдаче заказчику. Дублер должен вводить в эксплуатацию опробованным и в состоянии полной готовности к нормальной работе.

Перед сдачей дублера его подвергают испытанию вхолостую - все трубопроводы опрессовывают, машины и механизмы проверяют сначала на холостом ходу, затем под нагрузкой. Режим испытания (давление, продолжительность, нагрузка), а также способы выявления дефектов их устранение для каждого вида дублера указаны в паспортах или в рабочих чертежах и технологических картах.

После исправления замеченных дефектов в присутствии заказчика производится контрольное испытание и составляется акт о сдаче по утвержденной форме, свидетельствующий о готовности дублера к комплексному опробованию. Комплексное опробование объекта производит заказчик. Подрядчики устраняют отдельные недостатки, замеченные как при этом опробовании, так и в период вывода объекта на нормальный эксплуатационный режим.