1. Технологическое описание механизма

Штабелирующий стол предназначен для сборки в штабеля слябов. На подъемный штабелирующий стол слябы поступают прокатанными на слябинге и порезанными на ножницах на мерные длины с отводящего рольганга – при помощи сталкивателя.

Подъемно-штабелирующий стол для слябов состоит из литой рамы 1, перемещающейся по вертикальному направлению в двух стойках. Рама опирается на две колонны, на которых имеется винтовая резьба 2. При вращении червячных колес 3 рама может перемещаться. Подача слябов на стол производится периодически. После подачи каждого сляба стол опускается на высоту сляба. Когда на столе окажется 2 сляба, двигатель 4 включается на подъем и штабелирующий стол доходит до верхнего крайнего положения. После удаления штабеля слябов со стола цикл работы повторяется.

Исходные данные :

1) Масса стола m_o=20 т;

2) масса одного сляба m=2 т;

3) высота одного сляба h=0,2 м;

4) масса двух винтов с шаровыми пятами m_в=2,4 т;

5) число зубьев червячного колеса m₁=37;

6) число заходов червяка m₂=3;

7) скорость подъема υ=0,037 м/с;

8) шаг винта T=0,048 м;

9) моменты инерции: червячного колеса J_к=70 кг·м;

червяка J_ч=13 кг·м;

муфты J_м=1,0 кг·м;

10) КПД передачи стола η=0,52;

11) интервал между удалением штабеля и подачей первого сляба t=10 c;

12) передаточное число редуктора i_р=30.

Рис.1.1 Кинематическая схема штабелирующего стола

2. Расчет нагрузок, создаваемых механизмом на валу двигателя за цикл работы и построение нагрузочной диаграммы механизма

Выбор мощности двигателя основан на расчете усилий, возникающих в механизме и построение нагрузочной диаграммы механизма Р = f(t) или М = f(t).

Для определения усилий, возникающих в рабочем органе механизма, предварительно построим нагрузочную диаграмму (рис.2.1), которую выполняет механизм в процессе заданного технологического цикла.

Построение нагрузочной диаграммы произведем исходя из мощности, необходимой для перемещения груза G со скоростью υ по формуле

, (2.1)

где G – вес груза и штабелирующего стола

, (2.2)

где n – количество слябов;

g = 9,8 м/с² – ускорение свободного падения.

При опускании 1 сляба

Вт

При подъеме двух слябов

Вт

Рис.2.1 Нагрузочная диаграмма механизма

Определим требуемую скорость двигателя

рад/с. (2.3)

Найдем статические моменты на валу двигателя при опускании одного и поднятии двух слябов

Н·м (2.4)

Н·м (2.5)

Рис.2.2 Нагрузочная диаграмма механизма

3. Предварительный выбор мощности двигателя по нагрузочной диаграмме механизма

По нагрузочной диаграмме определяем, фактическую продолжительность включения ПВ_ф%.

(3.1)

По фактическому ПВ_ф можно судить о режиме работы двигателя. Так как ПВ_ф< 60%, то режим повторно-кратковременный.

По нагрузочной диаграмме определим эквивалентный момент М_э для ПВ_ф

(3.2)

Нм.

Так как ПВ_ф= ПВ_ст=40% , то Нм.

Найдем расчётную мощность

, (3.3)

где коэффициент (1,11,3) учитывает дополнительный нагрев двигателя за время переходных процессов, который не учтён при предварительном вы­боре мощности двигателя.

Вт,

По каталогу, в соответствии с принятым ПВ_ст выбирают двигатель так, что­бы Р_н  Р_расч, и скорость соответствовала _pн.

По каталогу выбираем электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения серии Д806.

Технические данные двигателя: U = 220В, Р_ном = 21 кВт, n_ном = 1060 мин ^-1 ( рад/с), R_я = 0,039 Ом, J_дв = 1 кгм², ПВ=40%, I_ном=110 А.

Так как скорость двигателя отличается от требуемой, то произведем пересчет передаточного числа червячной передачи и статических моментов

(3.4)

Н·м

Н·м