Силовий розрахунок кліщового захоплювача і нова конструкція кернів колодязного крану

Анотація

В прокатних цехах металургійних підприємств, пов'язаних з переробкою сталевих злитків у заготівлі (слябінгах, блюмінгах), застосовуються колодязні крани з кліщовими захоплювачами. Такі крани працюють у відділеннях нагрівальних колодязів, де використовуються, насамперед, для посадки зливків у колодязі і видачі їх у прокатку після нагрівання. Крім того, крани можуть застосовуватись для здійснення допоміжних операцій з обслуговування колодязів і ремонту обладнання. При конструкторському опрацюванні кліщових захоплювачів таких кранів виникає необхідність у визначенні зусиль затискання зливка, які в даному захоплюючому пристрої пов'язані з вагою самого зливка і вагою кліщів крана. Крім того, велике значення мають конструктивні особливості самої зони затискання, тобто конструкція деталей, які передають затискні зусилля на зливок. Ці деталі звуться кернами. Зрозуміло, що зусилля затискання і конструкція кернів повинні гарантувати надійне утримання та безпечне переміщення зливка. В процесі експлуатації крана керни зазнають широкого спектру навантажень: ударні, стискаючі, зминаючі навантаження від удару. При цьому, перебуваючи у контакті з розігрітим зливком, вони ж самі розігріваються до цієї ж температури. А через те, що їх періодично охолоджують у баках з водою, вони працюють ще й в умовах циклічних теплозмін. Конструкція і фізичний стан кернів мають велике значення для надійності роботи кліщового захоплювача. Несвоєчасна заміна кернів може призвести до негативних наслідків під час утримання зливку, стати причиною його обриву з руйнуванням колодязя, пошкодженням підлогового обладнання і небезпекою для обслуговуючого персоналу. В роботі на основі виконаного силового розрахунку кліщового захоплювача і аналізу переваг і недоліків сучасних конструкцій кернів запропоновані кілька варіантів нових, більш ефективних конструкцій. Авторами була створена математична модель взаємодії керна і зливка для перевірки глибини проникнення керна в тіло зливку і порівняно її з показниками відомих кернів. Встановлено, що при температурах видачі зливків маємо глибину проникнення в тіло зливка для кернів нової конструкції в 4 рази менше, а ніж для звичайних конусних кернів. Використання цих конструкцій дозволить забезпечити надійність роботи захоплювального пристрою при одночасному покращенні якості заготовки за рахунок зменшення кількості тріщин і закатів, пов’язаних з пошкодженням граней зливка від глибокого вдавлювання кернів