Лабораторная работа 4

Исследование статического момента сопротивления вращению воронки распределителя шихты и усилий, действующих на штанги конусов

Цель работы – ознакомиться с конструкцией и принципом работы оборудования колошникового устройства. Исследовать статический момент сопротивления вращению воронки распределителя шихты.

Общие указания

Назначение колошникового устройства доменной печи

Колошниковое устройство доменной печи предназначено для приема шихтовых материалов, подаваемых на колошник доменным подъёмником, их загрузки и распределения на колошнике, измерения уровня и профиля шихты, а также отвода доменного газа из печи.

В состав колошникового устройства входят: загрузочное устрой­ство, измерители уровня шихты, газоотводы с клапанами, грузоподъём­ное оборудование для монтажа и ремонта механизмов и устройств.

Загрузочное устройство доменное печи

Одним из важнейших элементов колошникового устройства считает­ся загрузочное устройство, которое предназначено для загрузки и правильного распределения в доменной печи шихтовых материалов [6].

Загрузочные устройстве доменных печей работают в тяжелых ус­ловиях, подвергаясь ударам кусков шихты, истиранию потоками материалов и запыленных газов, а также воздействию высокой температуры. Вместе с тем загрузочное устройство должно обеспечить непрерывную работу доменной печи в течение длительного времени.

В состав типового загрузочного устройства (рис.12) входят при­емная воронка 1, распределитель шихты, состоящий из корпуса 2, во­ронки малого конуса 3 и малого конуса 4, засыпной аппарат, состоящий из чаши 5 с большим конусом 6. Управление конусами осуществляется при помощи балансирного устройства с электроприводом. Уравнительные клапаны 7, предназначенные для уравнивания давления газа в межконусном пространстве с давлением тягча в печи при опускании большого конуса и для уравнивания давления в межконусном

Рис.14. Схема типового загрузочного устройства доменной печи

пространстве с дав­лением газа в печи при опускании малого конуса между вращающимися конусом распределителя шихты 2 и неподвижным корпусом газового лат зоря в установлены уплотнители 9.

Уровень шихты измеряется зондами 10, которые посредством цепей связаны с барабанами зондовых лебедок II.

Описание лабораторной установки

Модель вращающегося распределителя шихты доменной печи выполнена в 1/10 натуральной величины. Принципиальная схема распределителя показана на рис.15.

Рис.15. Кинематическая схема вращающегося распределителя шихты

Типовой распределитель шихты состоит из верхней вращающейся во­ронки 1, соединенной с воронкой малого конуса 2 и вращающимся корпу­сом 4 при помощи болтового соединения 3; опорного кольца 5; сальни­кового сухого уплотнения 6; опорных роликов 7; конического редукто­ра 8; малого конуса 9 со штангой 10, закрепленной при помощи упор­ного подшипника в подвижной (в вертикальной плоскости) обойме II; зонта 13 и привода вращения распределителя 12.

Материальное обеспечение работы

1. Установка колошникового устройства..

2. Штангенциркуль.

3. Кронциркуль.

4. Рулетка.

5. Амперметр.

6. Весы.

Порядок выполнения работы

1. Изучить работу загрузочного устройства.

2. Загрузить в воронку малого конуса взвешенную порцию шихтовых материалов и определить натяжение в штанге малого конуса (вес мало­го конуса со штангой 300 Н).

3. Определить момент сопротивления вращению конуса распреде­лителя шихты. При этом необходимо измерить напряжение и ток в цепи электродвигателя привода распределителя;

где I - сила тока, измеряется в одной фазе в амперах, А;

U - напряжение, измеряется в вольтах, В ;

i - передаточное отношение передач, соединяющих вал электродвигателя с корпусом распределителя шихты;

η - коэффициент полезного действия привода распределителя шихты;

ω - угловая скорость корпуса распределителя.

Данные эксперимента занести в табл. 5.

4. При закрытом большом конусе произвести 4 подъёма и опускания малого конуса, сгружая материалы на поверхность большого конуса.

5. Замерить диаметры опорного ролика, роликового хода (опорно­го кольца) и воронки.

6. Произвести необходимые вычисления для аналитического опре­деления статического момента сопротивления вращению распределителя шихты. (Данные измерений внести в табл. 6).

Статический момент сопротивления вращению распределителя [l]

М₁ - момент сопротивления на опорных роликах,

N - давление на опорные ролики;

D₁ - диаметр роликовой дорожки опорного кольца;

µ - коэффициент трения в подшипниках роликов, µ = 0,1;

K - коэффициент трения качения, K = 1 мм;

D_X.P – диаметр ролика;

М₂­ - момент сопротивления от трения в упорном подшипнике штанги малого конуса,

Т - натяжение в штанге малого конуса;

f₂ - коэффициент трения в упорном подшипнике скольжения, f₂ = 0,12;

D₂ - диаметр упорного подшипника, D = 60 мм;

М₃­ - момент сопротивления от трения в уплотнении воронки.

ρ - давление в сальниковых уплотнениях, ρ = 0,3МПа;

D₃ - наружный диаметр корпуса распределителя;

h - высота уплотнения;

µ - коэффициент трения в уплотнениях, µ =0,2.

Таблица 5

№ п/п	Сила тока, А	Напряже-ние, В	η	i	Мощность на валу электро-двигателя, Вт	Момент сопро-тивления вра-щению корпуса, Н·м
1 2 3

Таблица 6

D1, мм	DX.P, мм	D3, мм	h, мм	Т, Н	N, H

Примечание: Вес корпуса распределителя с воронкой малого ко­нуса равен 5ОО Н.

Содержание отчета

Отчет должен включать:

1. Цель работы.

2. Краткие теоретические сведения

3. Описание лабораторной установки.

4. Результаты экспериментальных и теоретических исследований момента сопротивления вращению корпуса распределителя шихты.

б. Выводы по работе.

Правила техники безопасности при выполнении работы

1. Привод вращения распределителя, устройство для управления конусами, а также привод скиповой лебедки разрешается включать только с разрешения преподавателя.

2. Измерение геометрических параметров распределителя шихты производить при отключенном рубильнике. При этом на распределитель­ ном щите необходимо вывесить указатель "Не включать, работают люди" .

3.Загрузку скипов производить при отключенном приводе скипо­вой лебедки.

4. Одновременная работа приводов механизма управления конусами и привода вращения корпуса распределителя не допускается.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение колошникового устройства доменной печи?

2. Какое оборудование входит в состав колошникового устройства'?

1. В чем заключаются конструктивные особенности типового двухконусного загрузочного устройства?

3. Какова схема типового распределителя шихты с вращающейся воронкой?

4. В чем заключается назначение загрузочного устройства?

5. В чем заключается назначение распределителя шихты?

6. Какова схема загрузочного устройства доменной печи № 9 Кри­ворожского металлургического комбината?

8. Чему равен момент сопротивления вращению распределителя от трения в сальниковом уплотнении?

9. Чему равен момент сопротивления вращении распределителя от трения в опорных роликах?

10. Чему равен момент сопротивления вращению распределителя от трения в упорном подшипнике штанги малого конуса?

11. Каково назначение засыпного аппарата загрузочного устройств?

12. Какие факторы влияют на износ основных элементов конструк­ции засыпного устройства?

13. Какова кинематическая схема типового балансирного электрического привода конусов?

14. Какова кинематическая схема электрической лебедки управ­ления конусами?