无芯炉旋转烟罩设计说明书Word格式文档下载.docx
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利用保温炉烟道,在保温炉烟道处焊接一可旋转收尘罩,加料化料时旋转致无芯炉罩上方,倒铜水时旋转开炉顶部即可。
旋转烟道设有阀门,和保温炉的烟罩阀门配合使用,不转注时打开无芯炉旋转烟道阀门,关闭保温炉烟罩阀门;
转注铜水时,关闭无芯炉旋转烟道阀门,打开保温炉烟道阀门。
根据现场尺寸:
熔铸平台高3.3米,无芯炉烟罩高2.4米,总高5.7米,旋转烟罩离无芯炉烟罩顶部要求有400-700mm高,旋转烟罩本身高300mm,旋转烟道和烟罩弯头部分高度为500mm,所以最好确定该旋转烟道的总中心高位:
3300+2400+700+300+500=7200mm。
无芯炉旋转烟道的接入口为在无芯炉流槽平台外侧的保温炉烟道处,
从该处到无芯炉烟罩顶部下料口的中心距离为4973mm,所以无芯炉旋转烟道的悬臂段中心长度为4973mm。
无芯炉旋转烟罩结构设计为6个部分,分别为:
插入段、基座端、旋转段、悬臂端、烟罩、回转支撑。
如图:
插入段:
长度3021mm,¢406.4x5,材料Q235,重量151kg
基座段:
长度3540mm,¢559x12.5,材料Q235,重量710kg
旋转段:
长度3650mm,¢406.4x5,材料Q235,重量200kg
悬臂段:
长度:
4973mm,¢406.4x5,材料Q235,重量260kg
烟罩:
1972x888x200x5(长x宽x深x厚),材料Q235,重量92kg
回转支撑:
外径¢662,内径¢458;
外安装孔直径¢626,内安装孔直径¢494;
型号:
010.30.560(普通无齿型);
重量100kg。
各部分的法兰连接处设计加强筋板。
旋转段管壁上设有2块直通筋板,弯头处2块加强筋板。
悬臂端上管壁设有1块直通筋板,下管壁2块部分加强筋板。
具体见图纸。
回转支撑连接基座段和旋转段,起支撑和回转的作用,根据基座段外径559mm和旋转段外径406mm,选择回转支撑型号为:
010.30.560(普通无齿型)。
n=20;
回转支撑承载曲线
上右图为:
回转支撑承载曲线(单排四点接触球式轴承承载曲线):
如下图,取回转支撑的安全系数为1.45,回转支撑所承受工作载荷Fa=(92+200+260)x9.8=5409N=5.4KN
M=5P+2.5q=5x92+2.5x260=11100N.m=11.1KN.m
回转支撑参照载荷为:
Fa’=1.45xFa=7843N=7.843KN
M’=1.45xM=16095N.m=16.1KN.m
螺栓的计算载荷为Fa=5.4KN,M=11.1KN.m
受了回回转支撑受力分析
如回转支撑承载曲线图:
回转支撑载荷点1点(Fa’=7.843KN,M’=16.1KN.m)在承载曲线的下方,因此强度满足要求
螺栓载荷点2点(Fa=5.4KN,M=11.1KN.m)在8.8级承载曲线的下方,因此8.8级螺栓满足强度要求
四,无芯炉旋转烟罩各处螺栓强度校核
1,地角螺栓强度校核:
无芯炉旋转烟罩的底座使用四只M24x400的地脚螺栓固定。
四只螺栓的间距为长1200mm,宽800mm。
螺栓承载力=螺栓抗拉强度x有效面积;
M24螺栓有效面积查表为353平方毫米.
普通螺栓C级(4.6和4.8级)最小屈服强度是170N/平方毫米(取1.5倍安全系数)。
那么M24螺栓承载力极限就是:
170x353=60010N=60KN
如上回转支撑受力分析图:
设烟道在停放位置2只螺栓受拉力均为F,根据力矩平衡,11.1KN=2Fx0.8,F=6.9KN<
60KN,螺栓强度合格
设烟道在工作位置1只螺栓受拉力为F,根据力矩平衡,11.1KN=Fx0.7,F=15.8KN<
回转支撑与基座段采用M16X120,20只8.8级螺栓连接
回转支撑与旋转段采用M16X120,10只8.8级螺栓连接
回转支撑与基座段强度比回转支撑与旋转段强度高,只需校核旋转段
回转支撑与旋转段:
10只螺栓均受拉力作用。
其中1和2螺栓受力最大。
假设只有1和2螺栓受拉力均为F,根据力矩平衡公式
M=5P+2.5q=5x92+2.5x260
=11100N.m=11.1KN.m=2Fx0.494
F=11.2KN
8.8级M16螺栓的承载力为=有效面积x强度
有效面积=157平分毫米
8.8级螺栓屈服强度为640Mpa,所以M16螺栓的承载力=640x157=100.48KN,取1.5倍安全系数,100.48/1.5=66.98KN>
11.2KN,强度也符合要求。
设计中有10只M168.8级螺栓满足强度要求。
3,
悬臂处螺栓强度校核
=11100N.m=11.1KN.m=2Fx0.51
F=10.88KN
10.88KN,强度也符合要求。
烟罩重量92kg,10只M16X8.8级螺栓,平均每只螺栓受拉力为:
920/10=92N《66.98KN,满足强度要求。
其中,该M16x8.8级螺栓使用45号钢热处理加工而成,45号钢的回火温度为450摄氏度左右,由于旋转烟罩吸烟时产生热量,所以要控制旋转烟道各法兰连接处的温度小于450度,防止螺栓回火或者退火而降低强度。
可用红外线测温枪定期检查。
无芯炉旋转烟道管壁采用¢406.4x5,材料Q235焊接钢管。
管壁受力分析图如下,红色部分受力最大,蓝色部分受力最小,图中旋转段的弯头部分受力最大,为危险截面,需要对此段进行加强和强度校核。
如下图中增加了6、8加强筋板各2块。
强度校核:
Q235,¢406.4x5,钢管许用正应力查得为σp=375Mpa。
弯头部分应力σ=M/W<
σp
M=11100N.m=1110000N.mm
W=0.0982X(D4–d4)/D
0.0982X((406.44–396.44)/406.4=676575
σ=11100000/676575=16<
375强度合格
对应烟罩处的弯头,只承受92kg的重力,强度满足要求无需校核,但是该处受火焰烘烤,要定期检查有无变形和裂缝等。
无芯炉烟罩加料和化料时旋转至无芯炉罩上方,使用钎杆通过回转支撑筋板上的孔进行旋转。
转注时将旋转烟罩旋转离开无芯炉烟罩顶部,旋转角度要大于45度,防止转注时无芯炉平台站板抵住旋转烟罩。
变更:
(2013/7/23)无芯炉烟罩加料和化料时旋转至无芯炉罩上方,用钩子勾住烟罩上的挂钩就可以轻松旋转。
转注时将旋转烟罩顺时针旋转离开无芯炉烟罩顶部,
加料和化料时:
(工作位置,使用时)
转注铜水时:
(非工作位置,不用时)
旋转烟道安全注意事项
1,烟罩和旋转臂下严禁站人。
烟罩附近操作戴好安全帽。
2,无芯炉功率不得超过60%,保持50%比较合适。
3,使用中如果下料管被烧掉、或烧损变短,火焰冲出很大要及时更换下料管或暂停使用旋转烟罩,以防烟罩温度太高变形或烧损。
4,每班应注意烟罩、烟罩弯头处、旋转臂有无明显变形、坍塌、倾覆,如果有应立即暂停使用旋转烟罩。
5,化料结束后应立即将烟罩旋转至非工作位置(离开炉顶部),有利于烟罩降温。
6,转注铜水时,应将旋转烟罩逆时针旋转超过45度,防止无芯炉罩刮到旋转烟罩。
7,定期检查各法兰连接处、回转轴承处的螺栓有无松动,断裂等迹象。
定期检查各法兰连接处及管壁的温度,法兰处温度应小于400度,以免螺栓发生退火或回火而降低强度。
附件图纸:
装配尺寸图纸、基座段制作图、旋转段制作图、悬臂端制作图、烟罩制作图。
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