Разработка проекта реконструкции стержневой мельницы МСЦ-1200х2400 ООО «Огнеупор», с целью обеспечения требуемого уровня долговечности

ВВЕДЕНИЕ 9
1 ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ООО «ОГНЕУПОР» 10
1.1 Описание технологического процесса производства огнеупорного кирпича 10
1.2 Изучение состава и принципиального устройства машин и агрегатов, применяемых в условиях ООО «Огнеупор» 12
1.2.1 Стержневая мельница МСЦ-1200х2400 12
1.2.2 Ленточный конвейер 14
1.2.3 Пресс Д0542Н 17
1.2.4 Шаровая мельница 24
1.3 Рабочее техническое диагностирование механического оборудования ООО «Огнеупор» 29
1.4 Выводы по первому разделу 33
2 ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ И СРЕДНЕГО РЕСУРСА ПРИВОДА СТЕРЖНЕВОЙ МЕЛЬНИЦЫ МСЦ-1200х2400 35
2.1 Назначение, характеристика и устройство привода стержневой мельницы МСЦ-1200х2400 35
2.2 Определение параметров нагружения привода мельницы 37
2.3 Оценка работоспособности и среднего ресурса редуктора 39
2.3.1 Оценка работоспособности и среднего ресурса зубчатого зацепления по критерию контактной прочности зубьев 41
2.3.2 Определение вида состояния и оценка надежности зубчатого зацепления по критерию контактной прочности 43
2.3.3 Оценка состояния и надежности подшипников привода стержневой мельницы 47
2.3.4 Контроль состояния и оценка надежности двигателя по нагрузочной способности. 49
2.4 Контроль состояния и оценка надежности элементов основного зубчатого зацепления барабана 52
2.4.1 Определение вида состояния и оценка надежности зубчатого зацепления по критерию контактной прочности 53
2.4.2 Оценка состояния и надежности зубьев по критерию усталостной прочности на изгиб 55
2.4.3 Оценка состояния и надежности подшипников выходного вала 57
2.5 Выводы по второму разделу 59
3 РАСЧЕТ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И СРЕДНЕГО РЕСУРСА ОПОРНЫХ РОЛИКОВ СТЕРЖНЕВОЙ МЕЛЬНИЦЫ МСЦ-1200х2400 61
3.1 Назначение, характеристика и устройство опорных роликов стержневой мельницы МСЦ-1200х2400 61
3.2 Определение параметров нагружения опорных роликов 62
3.3 Оценка работоспособности и среднего ресурса опорных роликов 63
3.3.1 Оценка напряженно-деформированного состояния опорных роликов в САПР Autodesk Inventor Nastran 63
3.3.2 Расчет работоспособности и среднего ресурса опорных роликов по критерию прочности оси 64
3.3.3 Расчет работоспособности и среднего ресурса подшипников по критерию несущей способности 68
3.4 Выводы по третьему разделу ВКР 69
4 ПРОЕКТ РЕКОНСТРУКЦИИ ПРИВОДА И ОПОРНЫХ РОЛИКОВ СТЕРЖНЕВОЙ МЕЛЬНИЦЫ МСЦ-1200х2400 С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМОГО УРОВНЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 71
4.1 Суть предлагаемых технических решений 71
4.2 Проектная оценка работоспособности и среднего ресурса зубчатого зацепления редуктора предлагаемой конструкции 71
4.2.1 Оценка напряженно-деформированного состояния зубчатого зацепления предлагаемой конструкции в САПР Autodesk Inventor Nastran 71
4.2.2 Расчет работоспособности и среднего ресурса зубчатого зацепления по критерию прочности зубьев на изгиб 73
4.3 Расчет работоспособности и среднего ресурса опорных роликов предлагаемой конструкции 76
4.4 Заключение о возможности эксплуатации стержневой мельницы МСЦ-1200х2400 после внесения предлагаемых конструктивных изменений 79
4.5 Выводы по четвертому разделу ВКР 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 83
ВЕДОМОСТЬ ВКР 84

Весь текст будет доступен после покупки

ООО «Огнеупор», входящий в состав производственного объединения ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ПАО ММК)., является самым крупным производителем огнеупорной продукции на территории Южного Урала.
ООО "Огнеупор" создан в 1996 году на базе цеха специзделий и шамотных огнеупоров. И по настоящее время ООО "Огнеупор" включает три цеха: цех специзделий (созданный в 1931г.), цех шамотных огнеупоров (в 1965г.) и цех магнезиально-доломитовых огнеупоров (1998г.)
В настоящее время ООО "Огнеупор" входит в пятерку ведущих огнеупорных заводов в нашей стране. Доля предприятия в производстве отечественных огнеупоров превышает 10%.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Описание технологического процесса производства огнеупорного кирпича

Огнеупорный или шамотный кирпич – основной материал для кладки каминов, печей или профессиональных промышленный конструкций на предприятиях, которые работают при высокой температуре. Он может выдерживать нагрев до 1600-1800? С, не теряет своих свойств и сохраняет прочность.
Качественное производство огнеупорных изделий подразумевает изготовление шамотного кирпича по стандартам ГОСТ 390-69. В процессе изготовления осуществляется контроль на всех этапах от отбора сырья до упаковки и транспортировки материала.
Шамотный кирпич производят в двух образцах – размерами 230•113•65 мм
и 250•123•65 мм. Изображение шамотного кирпича представлено на рисунке 1.
Он на 70% состоит из шамота, остальное приходится на графитовый и коксовый порошок.
Это мелкозернистый материал, который не только выдерживает критический нагрев, но и устойчив к многократным перепадам температуры. Уникальные его свойства объясняет его состав и особенности производства.



Рисунок 1 – Шамотный кирпич

Из чего делают шамотный кирпич?
Основной материал – шамот, это огнеупорная глина, обожженная при высоких температурах. После такой обработки ее заново дробят до мелкой структуры и поставляют на предприятие. На фабрике производится сортировка на несколько фракций специальными дозаторами:
более 500 мм;
100-500 мм;
10-100 мм.
Все фракции подвергаются дроблению о состояния порошка, к массе добавляют минеральные добавки и все тщательно перемешивают. Дополнительные компоненты могут быть как сухими, так и жидкими. Полученная сырьевая масса поставляется на следующую ступень производства.
Формовка и сушка изделий.
Полученную массу заливают в специальные формы и уплотняют полусухим прессованием, либо пластической формовкой. Для равномерного прогрева кирпича формы изнутри обрабатывают специальными маслами, которые не дают раствору прилипнуть
к поверхности, такие материалы обеспечивает качественную сушку изделия.
При сушке минимальная прочность сырца составляет 0,5 Мпа, влажность снижается до 10-12%. Заготовки с такими свойствами могут транспортироваться в печи в пределах цеха и не потерять своей первоначальной структуры. Сушка производится на специальных сушилках на полочных вагонетках или в профессиональных печах. После такой обработки влажность заготовок составляет всего 2-4%.
Обжиг кирпича – важный этап в производстве.
Обжиг шамотного кирпича осуществляется в туннельных печах, от качества которых зависит надежность сырья. Готовые заготовки помещают в печи, где происходит постепенное повышение температуры для обеспечения равномерной обработки материала.
Этапы обжига шамотного кирпича – пороги температуры:
От 100 до 200? С. При такой обработке окончательно испаряется вся влага из сырца.
Следующий этап – 400-600? С. В материале распадается каолинит, что дает небольшую усадку изделия до 0,5%.
Затем осуществляется обжиг при температуре 600-900? С. При такой обработке разлагаются соединения кальция и магния, углеродные смеси и сульфиды. Продолжается линейная усадка до 2,5%.
Последний этап – обработка при температуре до 1000-1000 ? С, а затем и при
1300-1400? С. Происходит запекание заготовок, такая обработка длится 5-6 часов.
После того, как обжиг закончен, кирпич поэтапно охлаждают. Температуру уменьшают постепенно, чтобы не допустить деформации изделий. При профессиональном изготовлении на фабрике строго соблюдаются все этапы производства кирпича – подготовка сырья, формовка, сушка, обжиг и охлаждение.
Изготовление осуществляется на современных туннельных печах с точным контролем изменения температуры. Такая схема производства осуществляется на заводе
ООО Огнеупор.

1.2 Изучение состава и принципиального устройства машин и агрегатов, применяемых в условиях ООО «Огнеупор»
1.2.1 Стержневая мельница МСЦ-1200х2400
Мельница стержневая с центральной разгрузкой (МСЦ 1200?2400) предназначена
для мокрого измельчения руды в замкнутом цикле.
Измельчением является заключительной операцией в цикле подготовки руды перед обогащением, связанной с уменьшением крупности ее кусков, и производится в аппаратах, называемых мельницами. Как правило, на измельчение поступает материал после дробления и имеет крупность менее 10 –25 мм.
В результате измельчения должен быть получен продукт, пригодный по крупности для последующего обогащения и содержащий полезные минералы в виде частиц, максимально освобожденных от пустой породы. Крупность частиц измельченного продукта обычно не превышает 1 мм.
Условное обозначение МСЦ – 1200х2400-УХЗЛ4-ТУ 24.00.5241-92, расшифровывается следующим образом:
М – мельница;
С – стержневая;
Ц – с центральной разгрузкой;
1200 – диаметр барабана внутренний, мм;
2400 – длина барабана внутренняя, мм;
УХЛ – климатическое исполнение;
4 – категория размещения.
Мельница представляет собой цилиндрический барабан, закрытый торцевыми стенками. Центральная часть барабана мельницы представляет собой сварной корпус
с футеровкой.
Торцевая стенка со стороны загрузки материала, вместе с футеровкой
и установленным в стенку загрузочным патрубком, называется загрузочной частью барабана.
Торцевая стенка со стороны выхода измельченного материала вместе
с установленными на ней торцевой футеровкой, разгрузочной воронкой и горловиной воронки называется разгрузочной частью барабана мельницы.
Стенки имеют полые цапфы с проточенными на них опорными шейками, которыми барабан опирается на коренные подшипники.
Изнутри корпус барабана и торцевые стенки с целью предохранения их от износа защищены футеровочными бронеплитами, изготовленными из износостойких материалов, так как пульпа (измельчаемый материал в смеси с водой) абразивна и поверхности деталей, соприкасающиеся с пульпой при работе мельницы, интенсивно изнашиваются.
Укладка футеровки внутри барабана производится с учетом направления
его вращения (острым концом основания плиты по направлению вращения) и на резиновых прокладках.
Барабан мельницы опирается на коренные подшипники. Один из подшипников
(возле привода) выполняется фиксированным, второй – свободным с гарантированным зазором между буртом опорной шейки цапфы и торцом корпуса подшипника.
Это обеспечивает возможность компенсации удлинения барабана работающей мельницы
при нагреве его за счет энергии, выделяемой в процессе измельчения материала.
Подшипники коренные состоят из фундаментных и опорных плит, корпусов
с баббитовой заливкой, крышек и уплотнений.
Для обеспечения возможности перемещения плит опорных по плитам фундаментным при установке барабана и регулировке зубчатого зацепления привода мельницы
на фундаментных плитах предусмотрены регулировочные винты.
Защита коренных подшипников от перегрева осуществляется аппаратурой температурной встроенной защиты и сигнализации.
Вращение барабана мельницы осуществляется с помощью привода.
Привод мельницы состоит из тихоходного синхронного электродвигателя, упругой муфты с промежуточным валом и открытой зубчатой передачи. Зубчатая передача состоит
из вал-шестерни входящей в сборку вала приводного, и зубчатого венца, установленного
на барабане мельницы.
Вращение барабана мельницы имеет такое направление, чтобы усилие в зубчатом зацеплении прижимало вал приводной к фундаменту и анкерные шпильки привода
не работали на отрыв.
Подлежащий измельчению материал и мелющие тела (стержни) загружаются
в барабан мельницы. Подача измельчаемого материала и воды производится при работе мельницы непрерывно. Загрузка и догрузка стержней производится при остановке мельницы. подлежащий измельчению материал загружается в барабан через течку и подается на шнеки загрузочного патрубка и затем поступает в барабан.
Измельчение материала происходит за счет ударов мелющих тел (стержней),
а также раздавливания и истирания его между измельчающими телами и футеровкой
при вращении барабана. Измельченный материал в смеси с водой и (пульпа) свободным сливом через воронку разгрузочную, горловину воронки и бутару удаляются из барабана мельницы.
Разгрузка осуществляется за счет различного уровня разгрузочной воронки и шнеков загрузочного патрубка, а также за счет подпора постоянно поступающего нового материала.
Инородные тела, случайно попавшие в мельницу (щепа, ветошь, пласкуша), отделяются от пульпы с помощью бутары, установленной на фланце цапфы разгрузочной торцевой стенки.

Таблица 1.1 - Техническая характеристика стержневой мельницы МСЦ 1200х2400
1 Диаметр барабана внутренний (без футеровки), мм 1200
2 Длина измельчительной камеры (без футеровки), мм 2400
3 Насыпная плотность шихты т/куб.м 5,2
4 Степень заполнения барабана 0,4
5 Относительная частота вращения барабана 0,483
6 Обороты двигателя 750

1.2.2 Ленточный конвейер
В последние годы на металлургических заводах для перевозки массовых грузов сырья и топлива все большее применение находит конвейерный транспорт. Этот вид транспорта применяют не только на вновь строящихся и проектируемых предприятиях,
но и на действующих - при реконструкции основных агрегатов.
Конвейерами перевозят сырье от вагоноопрокидывателей, сортировочных станций или от причала заводского порта на склад, со склада на агломерационную фабрику,
в доменный и коксохимический цехи. Конвейерный транспорт применяют также для подачи твердого топлива на ТЭЦ; известняка, руды и других материалов - в сталеплавильные цехи
и т.д.
Конвейерный транспорт широко используют для внутрицеховых перевозок.
Этому в значительной мере способствует повышение степени непрерывности технологических процессов первых переделов коксохимического, агломерационного, доменного, сталеплавильного, при которой другие виды транспорта не обеспечивают современного уровня производства этих переделов.
Из конвейеров всех типов наибольшее распространение на металлургических заводах получили ленточные, доля которых составляет 95 - 97%. Широкое применение конвейерного транспорта объясняется его преимуществами перед транспортом других видов
при перемещении значительных объемов грузов на небольшие расстояния.
К таким преимуществам относятся: простота конструкции, надежность в работе, высокая производительность и небольшие эксплуатационные расходы.
Кроме того, применение конвейерного транспорта позволяет повысить производительность труда и степень автоматизации производства, сократить на 10 - 15% площадь завода, уменьшить расстояние между цехами, упростить транспортные коммуникации, вынести общезаводскую железнодорожную станцию прибытия за пределы завода. Внедрение конвейерного транспорта дает возможность повысить степень безопасности на транспорте.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Анцупов В. П., Корчунов А. Г., Анцупов А. В. (мл.), Савельева Р. Н. Методические указания по выполнению первого курсового проекта студентами направления 150400 – Технологические машины и оборудование. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2011. 41с;
2. Анцупов В.П., Корчунов А. Г. Анцупов А.В. (мл.), Анцупов А.В. Основы диагностики и надежности технических объектов: Учебное пособие. -Магнитогорск: МГТУ, (проект 2012.-100с);
3. Технологическая инструкция «ООО Огнеупор» Магнитогорск;
4. ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения. – М.:
Изд-во стандартов,1990 -12с.;
5. ГОСТ 27.002 – 89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов,1990 -37с.;
6. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Якушев А.М. Конструкция и расчет машин и агрегатов металлургических заводов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2003.-456с;
7. Целиков А.И., Гребенкин В.М. Машины и агрегаты металлургических заводов. Машины и агрегаты доменных цехов. Том 1.;
8. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. – Гл. ред. физ.-мат. лит-ры. Издво «Наука», 1976. – 608с.;
9. Жиркин Ю.В. Надежность, эксплуатация и ремонт металлургических машин: Учебник. Магнитогорск: МГТУ, 2005. 230 с;

Весь текст будет доступен после покупки