Анализ возможных вариантов привода роликов центрователя

СОДЕРЖАНИЕ



Введение …………………………………………………………….….....6

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ …………………………………….....7

   1.1 Краткое описание существующего технологического процесса 

трубопрокатного цеха №3 …………………………………………....….7

2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ ……………………………………...12

   2.1 Описание конструкции линии дефектоскопии труб………..…..12

      2.2 Анализ возможных вариантов привода роликов центрователя 

линии дефектоскопии ..............................................................................15

2.3 Модернизация узлов линии дефектоскопии……………….............19

3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ………………………………………….…......20

   3.1 Расчет требуемого усилия прижатия транспортных роликов ….20

   3.2 Расчет требуемой мощности электродвигателя привода роликов …………………………………………………………………………………….21

   3.3 Требуемого передаточного отношения редуктора ……..24

   3.4 Расчет ролика на прочность ……………………………........…...25

4 ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ  И ОБСЛУЖИВАНИЯ МАШИНЫ ………………………………………………………………………………….....30

   4.1  Смазка узлов машины …………………………………………....30

   4.2 Правила технической эксплуатации машины. Техническое обслуживание и ремонты…………………..........................................................31

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………............33

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ……………….......34

СПЕЦИФИКАЦИИ ВЫПОЛНЕНЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ ………………......35







РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит  6 рисунков, 2 таблицы, 5 источников.

Ключевые слова: труба, дефектомат, частотный регулятор, электродвигатель, муфта, производительность, производственная программа, эффективность.

В проекте представлена разработка модернизации приводов роликов линии неразрушающего контроля труб  ТПА-80 Синарского трубного завода. 

При эксплуатации существующей линии дефектоскопии выявились следующие недостатки: интенсивное повреждение полиуретанового покрытия рабочей поверхности роликов центрователей,  вследствие чего повреждаются и трубы, проходящие контроль, частая замена роликов центрователей.   

Приведено описание технологического процесса производства бесшовных труб на линии ТПА-80 и аналогичных технологических процессов.

Произведены расчеты требуемого усилия прижатия транспортных роликов, требуемой мощности электродвигателя привода роликов, расчет ролика на прочность, расчет долговечности подшипников ролика.

Освещены вопросы технической эксплуатации, ремонта, смазки, рассмотрены условия безопасности жизнедеятельности производственного персонала, природопользования и охраны окружающей среды.

Выполнено технико-экономическое обоснование, показывающее целесообразность данной модернизации. Срок окупаемости проекта 2 года 11 месецев.

Пояснительная записка содержит 35 стр.

Графическая часть выполнена на   листах формата А1



ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА

№

п/п

Наименование документа

Обозначение документа

Формат

1

Общий вид

ВКР 150302 173 050 01 ВО

6А2

2

Трайбаппарат

ВКР 150302 173 050 02

3А1

3

Входная пара

ВКР 150302 173 050 03

2А1

4

Вал

ВКР 150302 173 050 04

А3

5

Плакат.

ВКР 150302 173 050 05

А1





























Введение

ОАО «Синарский трубный завод» является одним из крупнейших трубных предприятий России, выпускающим все виды труб для нефтяной и газовой промышленности: обсадные, насосно-компрессорные, бурильные, нефтегазопроводные, с высаженными и гладкими концами, всех групп прочности. 

Помимо нефтяников и газовиков продукцию СинТЗ используют в атомном машиностроении, автомобильной промышленности, в промышленном и бытовом строительстве.

Предприятие должно обеспечивать высокое качество выпускаемой  продукции, чтобы удовлетворить предъявляемым показателям качества, так как продукция предприятия применяется в разнообразных агрегатах и установках весьма ответственного назначения. Важным этапом в контроле качества труб различного сортамента является дефектоскопия.

Линия дефектоскопии труб в трубопрокатном цехе №3 предназначена для определения различного рода дефектов труб диаметром 28-89 мм, прошедших отделочные операции. 

Существующая конструкция установки для дефектоскопии труб имеет две пары приводных роликов и две неприводных – центрирующих. Центрирующие ролики приводятся в движение только за счёт сил трения при движении по ним трубы. 

При этом, в результате ударов по роликам центрователей торцом движущейся трубы, происходит разрушения их поверхностного слоя, вследствие чего повреждаются и трубы, проходящие контроль.

 Исполнение роликов центрователей приводными, с синхронной по отношению к задающим роликам частотой вращения значительно уменьшит их износ, кроме того, труба будет двигаться более равномерно.

С этой целью предлагается модернизация приводов роликов установки для дефектоскопии труб, которая позволит устранить различия в линейных скоростях задающих и центрирующих роликах.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Краткое описание технологического процесса

ТПА-80 предназначен для  производства труб диаметром 30-83мм с толщиной стенки S=2,5-8мм из углеродистых, легированных и нержавеющих марок стали. 

	В процессе производства используется круглая катаная заготовка диаметром Dз=90-120мм, длиной  lз=1,3-3,0м из штанги длиной от 3 до 10м. Схема технологического процесса производства труб представлена на рисунке 1.1.





   

1-нагрев заготовки; 2-порезка заготовок; 3-зацентровка заготовок; 4- прошивка заготовок; 5- зарядка оправки в гильзу; 6- непрерывная прокатка гильзы на длиной оправке; 7- извлечение оправки; 8- охлаждение оправки; 9- смазка оправки; 10- отрезка заднего конца труб; 11- подогрев трубы в индукторе; 12- калибровка труб; 13- редуцирование труб; 14- отрезка труб на мерные длины; 16- охлаждение труб; 17- правка труб. 



Рисунок 1.1 - Схема технологического процесса производства труб 

на ТПА-80



 Годовой объем производства труб различных типоразмеров планируется в размере 315тыс. тонн, для этого необходимо около 342тыс. тонн трубной заготовки.

Поступающая в цех заготовка в виде штанги длиной от 3 до 10м  складируется на внутреннем складе. Перед запуском в производство она на специальном стеллаже подвергается выборочному осмотру и, если это необходимо - ремонту. На участке подготовки заготовки установлены весы для контроля над весом запущенного металла в производство.

Заготовки со склада электромостовым краном подаются на загрузочную решетку перед печью и загружаются в нагревательную печь с шагающим подом в соответствии с графиком и темпом прокатки.

После нагрева заготовки выдаются на линию горячей резки заготовки.  

Ножницы горячей резки усилием 0,5 МН и производительностью 300 шт/час обеспечивают резку металла 1,3-3,0м.

Горячие заготовки  подвергают зацентровке на пневматическом зацентровщике,  установленном в конце рольганга перед прошивным станом.

В состав ТПА-80 входит высокопроизводительный прошивной стан с осевой выдачей гильзы.

Конструкция выходной стороны прошивного стана обеспечивает надежное центрирование гильзы и стержня с помощью центрователей. 

Прошитая заготовка (гильза) поступает по рольгангу к непрерывному стану.           В непрерывном стане труба прокатывается одновременно в восьми клетях на длинной ( l=11,5-19,5м) свободно плавающей оправке, которая перемещается вместе с трубой под действием контактных сил трения. 

Прокатка происходит с уменьшением внутреннего диаметра и толщины стенок гильзы. Внутренний диаметр гильзы становится близким к диаметру оправок. Клети непрерывного стана снабжены нажимными устройствами, позволяющими изменять раствор валков при настройке стана.

Непрерывный стан предназначен для прокатки черновых труб 3-х диаметров, имеет восемь 2-х валковых клетей с шагом 850 мм. Клети расположены взаимно-перпендикулярно и попеременно образуют угол 45° к горизонту. Диаметр валков во всех клетях одинаковый и равен 380-400 мм  при ширине бочки 230 мм.

Все восемь клетей стана одинаковые и только первая и последняя имеют соответственно вводную и выводную проводки. Станины рабочих клетей закрытого типа выполнены из стального литья.

На непрерывном стане используют оправки длиной  11,5-19,5м,  максимальная длина "черновых труб" – 30м.

После прокатки в непрерывном стане труба с оправкой передается транспортером на входную сторону сдвоенного извлекателя оправок.

После извлечения оправки черновая труба транспортируется к пиле обрезающей задний черновой конец.

Далее труба поступает в стан для калибровки задних концов. 

Затем труба транспортируется к индукционным нагревателям, через которые она передается с помощью шести пар тянущих роликов. Индукционный подогрев перед редукционным станом обеспечивает необходимый температурный режим редукцирования (900-950°С).

Перед установкой индукционного нагрева расположена качающая решетка для вывода отделанных труб из общего потока и возврата их на повторные операции.

После индукционного подогрева труба задается в 24-х клетевой редукционный стан, предназначенный для получения труб диаметром 30-83 мм, с толщиной стенки S=2,5-8 мм из черновых труб диаметром  36 , 79 , 92 мм.

Трубы после редукционного стана длиной 68м поступают на реечный охладительный стол с шагающими балками, где они охлаждаются.

За охладительным столом трубы собираются в однослойные пакеты шириной до 950мм для обрезки концов и порезки на мерные длины на пилах холодной резки.

Затем трубы пакетами транспортируются на участок трубоотделки и распределяются по 3-х поточным линиям.

В состав линии трубоотделки входит труборазборное устройство, где пакеты труб разбираются поштучно, трубоправильный стан; два трубоподрезных станка для снятия фаски и удаления заусенец с торцов трубы, трубопродувочный автомат для удаления окалины из трубы.

Труба после продувки поступает на рольганг и перемещается по нему через гаситель колебаний в зону линии неразрушающего контроля труб, которая включает в себя:  блок намагничивания, блок датчиков дефектоскопа "Defectomat CP 2.842", входной и выходной трайбаппараты, центрователи и дефектоотметчик. 

При перемещении в зоне стола контроля, труба последовательно проходит через входной трайбаппарат, блок намагничивания, входной центрователь, блок датчиков дефектоскопа, выходной центрователь, выходной трайбаппарат и дефектоотметчик. Дефектные участки на трубе отмечается краской с помощью дефектоотметчика. Последовательно трубы проходят через блок размагничивания, установленный после стола контроля по ходу трубы. Далее трубы перемещаются по рольгангу на стол ОТК, где производится их разбраковка по отметке краской. Забракованные трубы убираются в карман брака стола ОТК.

Далее пакеты труб увязывают на трубовязальных машинах и отправляют на склад готовой продукции.

В таблице 1.1 представлен сортамент  производимой в трубопрокатном цехе № 3 продукции.











Таблица 1.1 - Сортамент производимой продукции цеха Т-3. 

Продукция 



Диаметр, мм

Толщина

 стенки, мм

Длина, м

Трубы стальные бесшовные горячекатаные 

по ГОСТ 8731,8732, 550,  ТУ 14-3-190,  14-3-460,

14-3-1128,14-3Р-25,14-161-134, 14-161-147, 14-161-148, 14-161-152, 14-161-174, 14-161-184, ASTM A 106, ASTM A53, API 5L, DIN 2440, DIN 2441, DIN 1630, DIN 10216-2, DIN 17121, DIN 1629/2448







28 – 89







2.8 – 13







4 – 12

Трубы для других цехов завода 

из углеродистых, легированных и нержавеющих 

сталей и сплавов



28 - 89



2,8 - 13



4 – 12,5



















































2  КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Описание конструкции линии дефектоскопии труб

2.1.1Устройство

Оборудования по установке прибора неразрушающего контроля «Дефектомат СР 2.842» в линию отделки №3 включает в себя:

а) Стол контроля в линии №3 состоит из сварной рамы, поворотного стола, на котором расположены:

два трайбаппарата с редукторами и эл.двигателями;

два центрователя (на основе трайбаппарата без привода);

блок намагничивания;

блок датчиков дефектомата;

дефектоотметчик;

фотобарьеры;

проводки;

кронштейны для оптических мишеней.

б) Блок размагничивания состоит из сварной рамы, на которой с узлом настройки на контролируемую трубу, установлен блок размагничивания.

в) Пневмостойка представляет собой сварной ресивер из труб, на котором размещается пневмооборудование (пневмораспределители, вентили и т.д).

г) Гаситель колебаний труб  состоит из сварной рамы, на которой закреплены две поворотные «щеки» которые вручную при помощи настоечных болтов настраиваются на контролируемую трубу.

д) Трубная разводка сжатого воздуха 

е) Установка настила 

ж) Трубная разводка смазки 

	Общее количество роликов в линии дефектоскопии труб – четыре пары. Две крайние пары роликов – транспортные; две средние пары роликов – центрирующие. Все ролики линии прижимаются к трубам от пневматических цилиндров через рычажные механизмы.

	Поступательное движение труба получает от крайних пар приводных стальных транспортных роликов. Центрирование трубы по оси измерительного кольца осуществляется сжатием неприводных полиуретановых роликов. Несоосность трубы и измерительного кольца прибора неразрушающего контроля ±0,5 мм. 

2.1.2 Принцип работы

а) Труба после продувки поступает на рольганг и перемещается по нему через гаситель колебаний в зону стола контроля, на котором установлено:  блок намагничивания, блок датчиков дефектоскопа "Defectomat CP 2.842", входной и выходной трайбаппараты, центрователи и дефектоотметчик.

б) При перемещении в зоне стола контроля, труба последовательно проходит через входной трайбаппарат, блок намагничивания, входной центрователь, блок датчиков дефектоскопа, выходной центрователь, выходной трайбаппарат и дефектоотметчик.

в) Общая ось механизмов стола настраивается на ось контролируемой трубы с помощью «Узла датчиков для настройки стола на ось трубы».

г) Дефектные участки на трубе отмечается краской с помощью дефектоотметчика. 

д) Последовательно трубы проходят через блок размагничивания, установленный после стола контроля по ходу трубы.

е) Далее трубы перемещаются по рольгангу на стол ОТК, где производится их разбраковка по отметке краской.

ж) Забракованные трубы убираются в карман брака стола ОТК.

з) Управление работой оборудования в автоматическом режиме производится с основного ПУ линии отделки №3.

и) Управление работой оборудования стола контроля и рольгангами  в режимах «Ручной» и «Эталон» производится с ПУ стола контроля.



2.1.3Техническая характеристика

а) Контролируемая труба:

   - длина, м......................................................................................6 ? 12,5;

   - диаметр, мм................................................................................28 ? 89;

   - толщина стенки, мм.....................................................................3 ? 13;

   - кривизна трубы, общая, не более, мм...............................................50.

б) Скорость перемещения труб, м/с...................................................до 3.

в) Нестабильность скорости движения труб в зоне

       контроля, не более………………………………………............10%.

г) Эксцентриситет зазора между трубой и преобразователем

       в зоне контроля, не более, мм……………………………..….+/- 0,5.        

д) Техническая характеристика приводов:

   «Стол контроля в линии №3» 

    1) Привод трайбаппаратов:

         - электродвигатель АИР 132 S4, мощность - 7,5 кВт; n = 1440 об/мин;

         - раздаточная коробка i = 4,73.

    2) Линейная максимальная скорость трубы V = 3 м/с.

    3) Привод винтовых домкратов – (мотор-редуктор МЦ-2С-63).

         - частота вращения выходного вала n = 45 об/мин;

         - скорость подъема  винта домкрата 0,3 мм/с.

    4) Скорость перемещения трубы может регулироваться за счет изменения    частоты вращения  эл. двигателей трайбаппаратов.

    5) Привод на зажим труб: 

        Пневмоцилиндр 40M2L160F0080 "CAMOZZI".

        - ход штока, мм ................................................................................80;

        - диаметр цилиндра, мм.................................................................160;

        - усилие на зажим трубы при давлении воздуха 0,4МПа, кН.....7,7.

	

	

	е) Питание установки производится от сети переменного тока

	- напряжением, В ………………………………………... 380 ±10%,

	- частотой, Гц ………………………………………….……….50 ±1.

	Питание дефектоскопа «Defectomat DS2.815» и компьютера производится от стабильной и не нагруженной силовым оборудованием сети переменного тока

- напряжением, В ………………………………………... 220 ±10%,

- частотой, Гц ………………………………………………….50 ±1;

		Потребляемая  мощность, кВт, не более…………………………20.

		 Программное обеспечение «Defectomat DS2.815» обеспечивает информирование о состоянии установки и проведении контроля в режиме реального времени

		

	В цехе В-2

	Дефектоскоп ВД-40 предназначен для:

			выявления дефектов на наружной поверхности, расположенных вдоль и под углом к продольной оси трубы;

	испытания герметичности (выявление сквозных дефектов) труб взамен испытаний внутренним давлением.

			Порог чувствительности дефектоскопа обеспечивает выявление естественных дефектов эквивалентных искусственным  дефектам величиной от 0,7 мм.

	а)Контролируемая труба

	длина, м…………………………………………………...….от 4 до 14.

	диаметр, мм …….……………………………………..……от 16 до 76.

	б) Скорость перемещения труб, м/с……………………. ……..до 4,0.

	в) Питание дефектоскопа от сети переменного тока:

	напряжением, В…………………………………….…………220 ± 22,

	частотой, Гц………………………………………………………50 ± 1.

	Анализируя технические характеристики линий дефектоскопии можно прийти к выводу что дефектоскоп «Defectomat DS2.815» имеет возможность определять дефекты на трубах более толстых диаметров, в связи с выпускаемым сортаментом трубопрокатного цеха №3

		









2.2 Анализ возможных вариантов привода роликов центрователя линии дефектоскопии

	Передача вращения средним (неприводным) роликам линии дефектоскопии труб производится от крайних (приводных) роликов через ременные передачи. На рисунке  2.1 изображена схема предложенного трубопрокатным цехом №3 ОАО «СинТЗ» привода транспортных роликов линии дефектоскопии.

	

	

	

	1 – электродвигатель; 2 – ременная передача; 3 – шестеренная клеть; 4 – универсальный шпиндель; 5 – пара приводных роликов; 6 – пара неприводных роликов; 7 – ременная передача 

	Рисунок 2.1 – Схема привода транспортных роликов

	

	Для передачи вращения на средние ролики была произведена доработка узлов транспортных роликов с целью размещения шкивов клиноременной передачи.

	Доработанный узел неприводного ролика изображен на рисунке 2.2.

	

	

	

	1 – Ролик; 2 – вал ролика с удлиненной консольной частью; 3 – шкив;

	4 – дистанционная втулка

	Рисунок 2.2 – Доработанный средний ролик линии дефектоскопии

	

	Средние ролики поз.1 линии дефектоскопии посажены на валы поз.2, имеющие большую консольную часть, на которой закреплен шкив ременной передачи поз.3. От усилия натяжения ремней, в консольной части вала возникает большой изгибающий момент, подшипник ролика со стороны шкива ременной передачи нагружен большой радиальной нагрузкой. 

	Привод средних пар роликов линии дефектоскопии труб отличается сложностью при эксплуатации и при регулировке , а также низким КПД. Состав привода среднего транспортного ролика включает в себя первую ременную передачу от электродвигателя, две зубчатые передачи шестеренной клети и ременную передачу на ролик, что является нерациональным. 

	Это предложение не решает главной задачи – достижение синхронности вращения всех роликов линии, не смотря на то, что привод роликов осуществляется от электродвигателей одной марки, они не могут иметь одинаковую частоту вращения; ремённая передача не обеспечивает точную передачу частоты вращения вала электродвигателя; кроме того нижние ролики центрователя остались не приводными.

	Размещение ременной передачи в средней части линии дефектоскопии, имеющей большую плотность по трубопроводам сжатого воздуха и  электрическим кабелям приведет к нагромождению устройств и усложнению средней части линии дефектоскопии.

	Передача вращения между транспортными роликами с помощью ременной передачи не решает поставленных задач– ролики при работе линии дефектоскопии перемещаются от пневматических цилиндров при захвате трубы. Поэтому изменяющееся межосевое расстояние может привести к частому слетанию ремней и  к быстрому их разрушению.

	2.3 Обоснование модернизации приводов роликов линии дефектоскопии

	Труба со  скоростью 3 м/с перемещается первой парой транспортных роликов в рабочее пространство линии. При достижении переднего торца трубы роликов центрователя происходит их прижатие. Т.к. ролики неприводные, то разгон их осуществляется от движущейся трубы. В результате, при эксплуатации линии дефектоскопии труб имеет место быстрое разрушение полиуретанового слоя средних центрирующих роликов. Стальная ступица центрирующих роликов при контакте с трубой наносит на поверхность трубы дефекты в виде царапин, рисок и задиров.

	В дипломном проекте предложен индивидуальный привод всех четырех пар транспортных роликов линии дефектоскопии труб. Каждая пара роликов несет в себе функцию транспортирования и центрирования трубы. Все ролики линии – обрезиненные. Схема модернизированного привода роликов изображена на рисунке 2.3. Привод пары роликов состоит из электродвигателя поз.1с частотным регулированием скорости вращения вала, шестеренной клети поз.2 и универсальных шпинделей поз.3. 

	

	

	

	1 – электродвигатель; 2 – шестеренная клеть; 3 – универсальный шпиндель; 4 – пара приводных роликов

	Рисунок 2.3 – Схема модернизированного привода роликов

	

	Регулирование скорости транспортировки труб при дефектоскопии происходит бесступенчато, в широких пределах за счет изменения частоты питающего напряжения обмоток электродвигателей.  Электродвигатели приводов роликов – АИР112МА6–2410 - выбраны специального исполнения для комплектации системы частотно – регулируемого привода, который с высокой точностью обеспечивает их одинаковую ( синхронную) частоту вращения, что позволяет исключить ременную передачу из состава привода, связывающую вал электродвигателя и первичный вал шестеренной клети. Ременная передача создает большие радиальные нагрузки на подшипники валов и необходимость постоянного надзора за натяжением ремней. Кроме того, срок службы ремней – ограничен, а вследствии неизбежного проскальзывания ремней по шкивам, частота вращения приводных роликов неизбежно различалась.

	Исключение ременной передачи потребовало изменения передаточного отношения шестеренных клетей привода пар роликов в большую сторону. Передаточное отношение шестеренной клети при базовом варианте – i=4,73; при проектном - i=5,03.

	Выходные валы шестеренных клетей соединены с роликами посредством универсальных шпинделей. Соединение универсальными шпинделями необходимо для компенсации перекосов между осью ролика и выходным валом шестеренной клети при раскрытом положении роликов.

Внедрение индивидуального привода транспортных роликов позволит значительно расширить возможности линии дефектоскопии труб для решения технологических задач. Изменением частоты вращения вала электродвигателей можно достичь постоянной скорости движения труб любого типоразмера под измерительным кольцом прибора неразрушающего контроля.  Модернизированный привод имеет высокую надежность.

	





























	3 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

	3.1 Расчет требуемого усилия прижатия транспортных роликов

При транспортировке трубы, сила трения транспортных роликов о трубу Fтр должна превышать сопротивление перемещению трубы R. Расчетная схема транспортировки изображена на рисунке 3.1.

  

Рисунок 3.1  - Расчетная схема транспортировки трубы





Принимая коэффициент запаса сцепления ?=1,5,

		



Сопротивление перемещению трубы определяется потерями на трение качения по роликам рольганга [1]



	где - наибольший вес транспортируемой трубы, Н, 

	

	       где m тр – масса трубы с наружным диаметром ?89 мм, стенкой 13 мм и длиной 12500 мм, m тр=315кг.

	

	      k - коэффициент трения качения, для пары трения качения стальная труба – резиновый ролик,

	      k=10 мм=0, 01 м (с.75, [2]);

	R – катающий радиус ролика,мм

	R=100 мм=0,1 м.

	

	Сила трения транспортных роликов о трубу

	

	где Р – усилие прижатия транспортных роликов к трубе, Н,

	      f – коэффициент трения скольжения в паре труба –ролик, для пары трения сталь – резина, f=0,4.

	Усилие прижатия транспортных роликов к трубе

	

3.2 Расчет требуемой мощности электродвигателя привода роликов

Расчёт проведён по методике [2]

Суммарная мощность электродвигателя привода пары роликов

	

	где К – коэффициент запаса, К=1,2;

	     - суммарный крутящий момент на одном ролике

	

	где - статический момент на ролике,Нм;

	

	     где  - момент на преодоление сил трения качения

	      трубы по ролику,Нм;     

	

	      где G‘тр – вес трубы, приходящийся на один ролик , Н;

	

	          где n – количество роликов, на которых находится труба,

		      n=2.	

		

	

	  - момент трения в подшипниках ролика, Нм

	

	где - вес ролика, Н;

	

	где mр – масса ролика в сборе, кг, 

	mр=36 кг.

	

	 - коэффициент трения в подшипниках ролика, для 

	роликовых сферических, =0,005 [3];

	- диаметр подшипниковой шейки вала ролика, м,

	 =0,55 м.

	

	

	где - динамический момент на валу ролика - крутящий

	       момент, необходимый для разгона трубы; с учетом того,

	       что труба при задаче в прибор контроля имеет

	       необходимую скорость, 

	

         где  ? – угловая скорость вращения ролика,  рад/с,



                где  V – скорость транспортировки трубы через прибор контроля, м/с,

                        ;

                  R – катающий радиус ролика, м,

                  R=0,1 м.



	         ? – КПД привода транспортных роликов

	

	       где  - КПД зубчатой цилиндрической передачи,

	              =0,96  (с.6,[4]);

	             - КПД пары подшипников качения,=0,99 (с.6,[4]).

	

	

	Выбираем электродвигатель привода транспортных роликов – асинхронный с короткозамкнутым ротором АИР112МА6:

	мощность N=3,0 кВт; частота вращения вала n =1440 .

3.3 Требуемого передаточного отношения редуктора

Расчёт ведём по [5]

	, 

	где n дв – частота вращения вала электродвигателя, об/мин,

	n дв=1440 ;

	      n р - частота вращения транспортного ролика, об/мин,



	.

3.4 Расчет ролика на прочность

Ролик нагружен поперечным усилием прижатия к трубе и крутящим моментом.[6]

Поперечное усилие Р=1157,6 Н, крутящий момент М=31,2 Нм.

Расчетная схема ролика представлена на рисунке 3.2. 

Построение эпюры изгибающих моментов:

-изгибающий момент, действующий по оси ролика



-изгибающий момент, действующий в месте перехода бочки ролика в подшипниковую шейку



Расчет ролика на прочность выполним для двух опасных сечений – по оси ролика и в месте перехода вала в бочку ролика. 





Рисунок 3.2 – Расчетная схема ролика

	Суммарные напряжения, действующие в первом опасном сечении при совместном действии изгиба и кручения

	,МПа

где - напряжения изгиба, МПа,



  где  Ми – изгибающий момент, действующий в рассматриваемом сечении, Нм;

         Ми=81 Нм;

       Wи – момент сопротивления сечения изгибу, 

     для круглого сечения, мм3,



где d- диаметр стальной ступицы бочки ролика, мм,

 d=130 мм.





- напряжения кручения, МПа



где  Wр – момент сопротивления сечения кручению,

      для круглого сечения, мм3 ,





	Суммарные напряжения в первом опасном сечении 

	 МПа

	Суммарные напряжения, действующие во втором опасном сечении при совместном действии изгиба и кручения

	,МПа

где - напряжения изгиба, МПа,



     где Ми – изгибающий момент, действующий в рассматриваемом сечении,Нм

      Ми=40,5 Нм;



          где d- диаметр вала в месте перехода из бочки в шейку 

      подшипника, мм,

          d=56 мм.





- напряжения кручения, МПа







	Суммарные напряжения во втором опасном сечении 

	 МПа

Условие прочности ролика [7]

   

   где  - допускаемые напряжения при изгибе, для вала ролика

         из стали 40Х =155 МПа [табл.17, с.68, Анурьев т1];

Условие прочности



Условие прочности выполнено.

	



























	

	

	

	

	

	4 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ЛИНИИ ДЕФЕКТОСКОПИИ ТРУБ

	4.1 Смазка узлов трения линии дефектоскопии

				Смазка подшипников качения – ЦИАТИМ-221 ГОСТ 9433-80. В двухмагистральной станции централизованной смазки  0075-2-1-1 ГОСТ 11700-80 использовать солидол синтетический ГОСТ 4366-76.

Централизованная система пластичной смазки линии дефектоскопии является двухмагестральная станция типа 0075 – 2 – 1 – 1 ГОСТ 11700-80. Используемый сорт смазочного материала в системе пластичной смазки – солидол синтетический ГОСТ 4366-76. Станция  0075 – 2 – 1 – 1 - система объемного дозирования с автоматическим контролем подачи при температуре окружающей среды и смазочного материала 5-40 °С.

Централизованная система пластичной смазки состоит из резервуара для смазки, из которого смазочный материал нагнетается плунжерным насосом. Питатель двухлинейный централизованной смазки ПД 2-0100-4 ГОСТ 6911-71. 

Включение насоса в работу производится по времени - по заданному режиму смазки. Средняя наработка до отказа 3000 ч. Установленная безотказная наработка станций - не менее 1000 ч.

Цикл подачи пластичной смазки к узлам линии дефектоскопии – 1 нагнетание/16 часа. К каждому узлу трения подводится 2  смазки.

				В редуктор залить масло "Индустриальное 30А" ГОСТ 20799-88 по меткам маслоуказателя.

				 Количество точек подвода и период смазки приведён в таблице 4.1.















Таблица 4.1 – Таблица смазки оборудования.

№ п/п

Наименование смазываемых точек в сбрках

Применяемая смазка

Кол. точек

(на одну сборку)

Способ смазки

Период смазки

Расход смазки, г

Расход на заполнение резервуаров, (см3)













На одну точку

На все точки

На одну точку

На все точки





1

Подшипники качения



ЦИАТИМ 221,

ГОСТ

9433-60



10



закладная



1 раз в год



10



100



_



_





2



Подшипники качения





ЦИАТИМ 221,

ГОСТ

9433-60





7





закладная





1 раз в год





10





70





_





_

3

Перемычка

СОЛИДОЛ,

ГОСТ 4366-76

8

централизованная

1 раз в 16 часов

-

-

2

32

	

4.2 Организация ремонтов в трубопрокатном цехе №3

В цехе Т-3 ОАО «СинТЗ» предусмотрена система планово – предупредительных ремонтов. Преимуществом планово – предупредительного ремонта является не только заранее известные сроки выполнения, позволяющие вести подготовку к нему как ремонтной службе, так и производству, но не менее важно и то, что при правильно назначаемых сроках выполнения ремонтов исключается возможность прогрессирующего износа деталей и механизмов машины. Это способствует значительному сокращению общего объёма ремонтных работ, выполняемых для поддержания работоспособности машины в эксплуатации, и, следовательно, уменьшению расходов на ремонты. 

			- При техническом обслуживании механизмов оборудование необходимо руководствоваться нормативными документами, используя «Положение о планово-предупредительных ремонтах (ППР) механического оборудования предприятий металлургии», М154(03)-73.

			- Уход, надзор и осмотры оборудования  производить согласно правилам технической эксплуатации – раздел 3 положения о ППР.

			- Ремонт -  по системе, изложенной  в разделе  4  «Виды ремонтов»  положения о ППР.

				- Систематически перед началом смены производить осмотр оборудования.

				- При ежемесячном осмотре проверить надежность крепления узлов и механизмов,  плавность их работы, исправность приводов.

Все работы по эксплуатации и техническому обслуживанию оборудования выполнять при строгом соблюдении правил по технике безопасности.



















Заключение

В дипломном проекте рассмотрена линии дефектоскопии труб диаметром 28-89 мм.

Внедрение индивидуального привода транспортных роликов позволило значительно расширить возможности линии дефектоскопии труб для решения технологических задач. Изменением частоты вращения вала электродвигателей можно достичь одинаковых линейных скоростей задающих и центрирующих роликов, повысить срок их службы.

Проведённые расчёты основных узлов подтверждают возможность работы линии дефектоскопии с данной конструкцией и существующими настройками.

Предлагаемая модернизация линии дефектоскопии труб не потребует внедрения дополнительных мероприятий по безопасности жизнедеятельности.

Судить о целесообразности проекта позволяют технико-экономические показатели. При внедрении проекта возврат капитальных вложений произойдёт через 2 года и 11 месяцев.

























БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 

1. ТИ-161-В2-1114-2002 ОАО «СинТЗ». 
2. Курсовое проектирование деталей машин / С.А.Чернавский, Г.М.Ицкович, К.Н.Боков и др. М..: Изд-во Машиностроение, 1980. 351 с. 
3. Самохвалов Я.С., Левицкий М.Я., Григораш В.Д. Справочник техника-конструктора. К. : Изд-во Техника, 1975. 592 с. 
4. Бродский А.М., Фазлулин Э.М., Халдинов В.А. Инженерная графика. М. : Изд-во Академия, 2003. 400 с. 
5.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя, т.1. М: Машиностроение 1996. 65 с........................