Вариант 5 модернизация электропривода рольганга

Электропривод рольганга в соответствии с требованиями современной технологии прокатки металла должен удовлетворять следующим техническим требованиям:

-- поперечное сечение прокатываемого металла, 22500;

- - длина прокатываемого металла, 11;

- - длина транспортного пути рольганга, 12,7;

- - масса всего слитка прокатываемого металла, 2250;

- - требуемая скорость движения роликов рольганга, 0,75;

- - время цикла работы рольганга, 48;

- - время разгона электродвигателя до установившейся скорости, 3;

- - время торможения, 3;

- - время паузы, 0,5.

Рольганг перед первой черновой клетью служит для транспортирования заготовок с рольганга печей до первой прокатной клети. Он состоит из четырнадцати роликов с индивидуальным приводом. Общий вид механизма приведен на рис.5.1.

Рис. 5.1. Общий вид рольганга:

1 – электродвигатель; 2 – зубчатая муфта; 3 – цилиндрический редуктор; 4 – зубчатая муфта; 5 – ролик; 6 – рама рольганга

При индивидуальном приводе каждый ролик имеет отдельный двигатель. Применение индивидуального привода обусловлено перемещением роликами рольганга заготовок большой длины, при этом масса металла распределяется на большое количество роликов.

Между первым и вторым роликом установлена гидравлическая кабина, которая служит для охлаждения прокатываемых заготовок. Ролики установлены на сферических роликоподшипниках, их исполнение сварное. Ролики с первого по двенадцатый расположены в отдельных роликовых опорах, в то время как ролики тринадцатый и четырнадцатый располагаются на совмещенной основной раме.Каждый ролик приводиться соответственно от своего двигателя через зубчатые муфты и цилиндрический редуктор. Кинематическая схема механизма приведена на рис. 5.2.Каждый двигатель смонтирован на отдельной фундаментной плите.

Рис. 5.2. Кинематическая схема:

1– электродвигатель; 2 – зубчатая муфта; 3 – цилиндрический редуктор; 4 – зубчатая муфта; 5 – ролик

Перекрытие в зоне роликов выполнено из стального литья. Вертикальные стенки выполняют функцию боковой проводки и служат на приводной стороне одновременно для опоры сварных плит перекрытия, расположенных над приводами. Роликоподшипники присоединяются к централизованной системе густой смазки. Ролики имеют наружное водяное охлаждение, которое регулируется посекционно с помощью клапана.

Основные характеристики механизма:

- − диаметр ролика, 265;

- − диаметр шейки ролика, 130;

- − количество роликов, 14;

- − масса одного ролика, 194;

- − передаточное отношение редуктора, 8;

- − момент инерции редуктора, 0,047;

- − номинальный коэффициент полезного действия редуктора, 0,96;

- − момент инерции муфты, 0,003.

Рольганг перед первой прокатной клетью принимает прокатываемый металл с рольганга у первой печи и подает его через участок гидравлической кабины к первой прокатной клети. Управление рольгангом подразделяется на две секции. Первая секция (ролики с первого по седьмой) работает на транспортной скорости прокатки первой клети. Вторая секция (ролики с восьмого по четырнадцатый) работают на такой же скорости, как и ролики первой секции. Двигатели первой и второй секции питаются от двух преобразователей. Управление преобразователями осуществляется с помощью специальной управляющей электронно-вычислительной машины. В качестве нее применен промышленный микроконтроллер Simatic производства фирмы Siemens AG (Германия). Между тринадцатым и четырнадцатым роликами установлен фотоэлектрический датчик, который служит для подачи сигнала на микроконтроллер при прохождении заднего конца прокатываемого металла. После получения этого сигнала микроконтроллер формирует сигнал на отключение электропривода, который поступает в преобразователь. Сигнал на включение электропривода так же поступает с микроконтроллера. Таким образом, управление преобразователями осуществляется с помощью микроконтроллера.В металлургическом производстве большое внимание уделяется надежности и бесперебойной работе электрооборудования. Простой прокатных станов приносит большие убытки металлургическим предприятиям. Поэтому требования, предъявляемые к элементам электропривода рольганга необычайно высоки. Это обусловлено специфическими условиями эксплуатации данного механизма. Все эти особенности вытекают из широкого диапазона существующих режимов эксплуатации и нагрузок со всеми возможными вариантами, как, например, повторно кратковременная и прерывистая работа, работа в режиме частых пусков и торможений.

В качестве электродвигателей рольгангов должны применяться специальные электрические машины, учитывающие особенности работы данного механизма. Важнейшей особенностью рольганговых двигателей является высокие пусковые моменты и мягкая механическая характеристика вращающего момента.

Мягкая механическая характеристика обеспечивает плавное изменение скорости при пусках и торможениях, так как при резких и неравномерных ускорениях может происходить буксование (проскальзывание) роликов относительно транспортируемого металла.

Электродвигатель должен соответствовать возможным во время эксплуатации перегрузкам, которые при заклинивании прокатываемого изделия могут привести к продолжительному режиму (длительностью до четырех минут) короткого замыкания электродвигателя при номинальном напряжении питания.

При оценке особых условий эксплуатации рольганга следует учитывать весьма тяжелые окружающие условия. Электродвигатели часто подвергаются не только сильным механическим ударам и сотрясениям, но и сильному тепловому излучению раскаленного прокатываемого изделия, а так же меняющимся воздействиям пыли и влажности.

Преобразователь должен обеспечивать быстрое протекание переходных процессов, регулирование скорости. Кроме того, система управления электроприводом должна обеспечивать равноускоренные процессы при разгоне и торможении.

Для современного металлургического электропривода характерно широкое внедрение автоматизации технологических процессов. Усложнение технологических процессов, увеличение скоростей их протекания и необходимость точного выполнения этих процессов невозможно без применения электронной вычислительной техники. Поэтому электропривод должен быть приспособлен для работы в комплексной системе автоматизации всего прокатного стана.

Выбор рода тока и системы управления электроприводом определяется технологическим процессом, режимом работы и требованиями, предъявляемыми к электроприводу. Технологические и технические требования могут быть удовлетворенны применением различных систем электропривода. Поэтому основным условием предварительного выбора типа рода тока является надежность и экономические показатели.

Из описания рабочего механизма следует, что рольганг имеет индивидуальный привод. К его преимуществам можно отнести возможность замены двигателя без остановки рольганга и возможность работы рольганга при выходе из строя одного или нескольких двигателей. Анализ технических требований показывает, что электродвигатели должны обладать большим пусковым моментом при небольшой мощности самого электродвигателя и мягкой механической характеристикой. Поэтому в качестве электродвигателей рольгангов должны применяться специальные электрические машины, учитывающие особенности работы данного механизма.

В качестве индивидуального привода рольгангов обычно применяются двигатели постоянного тока небольшой мощности. Применение асинхронных двигателей было затруднено из-за сложности и дороговизны системы управления электроприводом. Однако с развитием микропроцессорной техники появились асинхронные частотно-регулируемые электроприводы, по всем показателям не уступающие электроприводам постоянного тока, а по некоторым показателям статических и динамических характеристик превосходящие электропривода постоянного тока. По надежности электродвигатели постоянного тока сильно уступают асинхронным короткозамкнутым двигателям, особенно в тяжелых условиях работы рольганга. Применение асинхронных короткозамкнутых электродвигателей также выгодно и с экономической точки зрения. Цена на асинхронный двигатель меньше цены на двигатели постоянного тока той же мощности. Не проводя детальный анализ всех параметров сравнения двигателей разного рода тока, ясно, что наиболее актуальным и перспективным является применение в качестве электропривода, специальных рольганговых двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором.

Целью модернизации рольганга является повышение его производительности и качества выпускаемого продукта за счет улучшения статических и динамических характеристик электропривода рольганга.