Контроль упругого момента шпинделей горизонтальной клети стана 5000 горячей прокатки

Введение 8
1 Характеристика объекта исследования 11
1.1 Характеристика и кинематическая схема прокатной клети 11
1.2 Оценка динамических процессов за цикл прокатки 14
2 Телеметрические системы измерения момента 18
2.1 Общие сведения о проблеме 18
2.2 Анализ существующих систем 20
3 Телеметрическая система контроля упругого момнта на базе тензометрических датчиков 31
3.1 Оценка схем съема сигналов с датчиков 31
3.2 Ключевые схемотехнические решения 35
4 Разработка системы контроля упругого момента 45
4.1 Требования к системе 45
4.2 Измерения тензометрическим методом 46
4.2.1 Анализ тензочувствительности сплавов 46
4.2.2 Типы тензорезисторов для измерения момента на валу 49
4.2.3 Материалы для производства и монтажа тензорезисторов 51
4.2.4 Характеристики тензорезисторов 53
4.2.5 Подключение тензорезисторов 55
4.2.6 Температурный режим 58
4.3 Установка тензодатчиков на шпинделе 61
4.4 Аппаратная структура телеметрической системы 63
4.5 Выбор железа и процессорного оборудования 66
4.6 Разработка системы передачи и визуализации информации 73
Заключение 81
Список использованных источников 83
Приложение А 87
Приложение Б 89

Весь текст будет доступен после покупки

Динамические нагрузки, возникающие в шпинделях электроприводов прокатных станов, негативно влияют на процесс прокатки. Анализ динамических нагрузок повышает эффективность технологических режимов, осуществлять конструктивные мероприятия, которые в свою очередь увеличивают надежность и прочность оборудования.
Исследования показывают, что из-за поломки шпинделя происходит около 12-14% аварийных простоев по причине неисправностей в соединениях. Небольшая часть отказов в шарнирах, таких как вкладыши, пальцы, лопасти и вилки, является несущественной, но они могут привести к длительным простоям агрегата и значительным материальным затратам на их устранение. Из-за динамических перегрузок наиболее вероятны поломки валков рабочих валов, которые не имеют достаточного запаса прочности на сжатие. Для них характерно разрушение хвостовых элементов (41%) и повреждение шейки (35%), а также излом поверхности валка (7%).
При анализе причин возникновения отказов в прокатных станах, согласно [1-3], можно сделать вывод о том, что наиболее вероятными являются циклы перегрузок, которые накапливаются и возникают в результате разовых или периодических нагрузок на крутильном моменте. Уровень информации о вращающем моменте в линии привода достаточно высок, однако измерение этого момента с помощью электрических параметров приводных двигателей не позволяет получить пиковые динамические нагрузки и составляющие момента на частотах собственных колебаний механизмов линии привода (10-25 Гц). Однако данный подход не способен обеспечить должную точность для синхронизированных электроприводов и частотно-регулируемых приводов переменного тока.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Характеристика и кинематическая схема прокатной клети
Между рольгангами с боковыми направляющими занимает место четырехвалковая реверсивная чистовая клеть стана 5000 горячей прокатки металла. В зависимости от сортамента и плана стан в несколько проходов с помощью данной клети прокатывает слябы (листы металла).
В зависимости от требований выходной металл регулируется смежными валками. Так же клеть оснащена механизмом противоизгиба рабочего валка. Через шпиндели выдвижного типа с помощью электрических двигателей рабочие валки приходят в движение (вращение).
Под подушками нижних опорных валков установлены ступенчатые прокладки. С их помощью происходит дистанционная настройка и управление линией прокатки. На роликовых подшипниках установлены рабочие валки. На подшипниках жидкостного трения, которые связываются с роликовыми подшипниками посредством особой системы масляной смазки, установлены опорные валки. Система блокировки валков находится со стороны технолога. Во время эксплуатации, если требуется замена валков, их отводят гидроприводом. Одним гидроцилиндром уравновешивается верхний рабочий валок. Через червячную передачу, прижимные гайки и винты с помощью двух двигателей корректируется раствор валков. Среди прокатов механическая прижимная система работает без нагрузки.
Установка одного гидроцилиндра AGC (Automatic Gap Control - регулирование толщины) позволяет регулировать толщину нижних рабочих и опорных валков, расположенных под каждой из двух подушек. С помощью гидроцилиндров верхний рабочий валок прижимается к верхней опорной балке. Нижний рабочий валок, в свою очередь, прижимается к нижнему опорному валку. Для предотвращения изгиба рабочих валков используются гидроцилиндры с системой противоизгибных операций.
Чтобы повысить эффективность управления профилем листа, коллектор разделен на три зоны охлаждения с каждой стороны верхнего и нижнего валков. Ширина каждой из зон: внутренней зоны 2800 мм, средней зоны 2800-3800 мм и внешней зоны 3800-5000 мм. Форсунки боковой отсечки, имеющие минимальное давление в 16 бар, установлены на входных и выходных сторонах клети. По обеим сторонам нижнего рабочего валка расположены задающие ролики. Платформа для работы, расположенная в верхней части клети стана, дает возможность доступа к нажимным механизмам и двигателям.
Система противоизгиба и сдвига рабочих валков, которая используется в чистовой клети, называется CVCPlus (Continuously Variable Crown – непрерывно изменяющаяся бочкообразность). Она представляет собой систему, которая предотвращает изгиб и сдвиг рабочих валков.
На рисунке 1.1 представлены горизонтальные валки универсальной клети (кинематическая схема). На рисунке 1.2 - шпиндели и соединения. В таблице 1.1 представлены основные технические характеристики клети.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Анализ причин аварий оборудования листопрокатных станов и меры по их предупреждению. / Кирсанов А.Ф., Кузерман В.Ф., Виноградов Б.Н. и др.: Обзор. информ. Ин-та "Черметинформация". ? М., 1985. – 36 с.
2. Мюллер В. Обзор повреждений в приводах прокатных станов // Черные металлы. ? 1996, ? № 25?26. ? С. 9?14.
3. Виды повреждений зубчатых передач металлургических приводов. / Белоха В.В., Рябов Б.П., Бишко М.Ю. и др. // Ин-т «Черметинформация». М. 1990. Обзор. Информ. Сер. «Эксплуатация и ремонт металлургического оборудования». Вып. 2. – 15 с.
4. Мекел Дж., Геропп В., А. Аш. Применение компьютеризованных систем наблюдения на прокатных станах. // Черные металлы, №12, 1999. ? С. 53?60.
5. Хон В., Зеелер А., Тимтнер К. Контроль работы главных приводов клетей на современных рельсобалочных станах. // Черные металлы. Апрель 1996. – С.40?45.
6. Иванченко Ф.К., Красношапка В.А. Динамика металлургических машин. М.: Металлургия, 1983. ? 295 с.
7. Крот П.В. Анализ результатов исследований в области динамики и диагностики прокатных станов // В кн.: «Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии». Сборник научных трудов ИЧМ. Вып. 12. ? К.: Наукова думка, 2006. – С. 298–310.

Весь текст будет доступен после покупки