Расчет производительности основного технологического оборудования прокатных цехов
Для определения производительности оборудования, входящего в состав прокатного цеха, рассчитывают время, необходимое для обработки одного изделия, слитка, рулона, листа. Далее рассчитывают время, затрачиваемое на обработку 1 т готовых изделий.
Время, необходимое для обработки одного изделия (Т с – мин) рассчитывают по формуле
Т = Тм + Тв,
где Тм – машинное время обработки (прокатки металла, резки или травления и др.), с – мин; Тв – вспомогательное время обработки (подачи металла к рабочим органам машины, установки, перемещения, заправки, съема, работы вспомогательных механизмов, ручных операций и др.), с – мин.
В том случае, если оборудование работает с постоянной скоростью, расчет машинного времени (Тм, с –мин) можно произвести по формуле
Тм = L/и,
где L – длина обрабатываемой полосы, ленты, м; и – скорость обработки (прокатки, резки, травления и др.), м/с, м/мин;
Если оборудование работает с переменной скоростью, то машинное время определяют по формуле
Тм = t3 + tp + ty + tт,
где t3, tp, ty, tт – соответственно время работы машины на заправочной скорости, при разгоне машины от заправочной до рабочей скорости, при торможении.
Время работы машины на заправочной скорости (t3, с-мин)
t3 = l3/и3,
где l3 – длина полосы, прокатываемой на машине на заправочной скорости, м; и3 – заправочная скорость, м/с.
Длину полосы на практике принимают равной расстоянию между разматывающим устройством и машиной плюс длина до двух намотанных витков. Заправочная скорость указывается в технической характеристике машины. У значительного количества машин, установленных на действующих заводах, и3 в среднем составляет 0,5 м/с.
|
|
Время, необходимое для разгона машины от заправочной до рабочей скорости, tp, с-мин
tp = (и – и0)/а,
где и – рабочая скорость, м/с; и0 – начальная скорость, от которой производится разгон (заправочная скорость), м/с; а – линейное ускорение в период разгона, м/с2 .
Линейное ускорение указывается в технической характеристике машины. В практике принимают а = 0,3 -:- 0,5 м/с2 .
Время работы машины при торможении tт с - мин определяют по формуле
tт = (и/b,
где и – рабочая (установившаяся) скорость, м/с; b – ускорение торможения, м/с2 (отрицательное ускорение). В практике принимают b = 0,3 -:- 0,5 м/с2 .
Время работы на рабочей (установившейся) скорости определяют, предварительно рассчитав длину полосы, прокатываемой на этой скорости:
l3 = L – (l3 + l p + lт),
где L – общая длина полосы, м; lу, l3, lр, lт - соответственно длина полосы, прокатываемой на рабочей скорости машины, на заправочной скорости машины, при разгоне машины, при торможении машины, м.
Длину участков полосы, прокатываемых при разгоне и при торможении, lр, м, определяют по формулам
l p = и0 tр +
где ио – скорость, от которой производится разгон, или заправочная скорость, м/с; tр – время работы машины при разгоне, с; а – линейное ускорение в период разгона, м/с2 ; b – ускорение торможения, м/с2 ; tт - время работы машины при торможении, с.
Время работы машины на рабочей скорости определяют по формуле
tу = lу/и,
где lу – длина полосы, прокатываемой на рабочей скорости, м; и – рабочая скорость, м/с.
Необходимое время работы вспомогательных механизмов принимают по их технической характеристике, например по скорости перемещения металла и длине рольгангов при транспортировке заготовки, скорости перемещения линеек, манипуляторов, нажимных винтов и других вспомогательных механизмов, установленных на стане.
|
|
Как показала практика работы прокатных цехов, длительность пауз между обработкой изделий составляет 80 – 140 с в зависимости от вида обрабатываемого изделия.
Часовую производительность прокатного стана (А, т/ч) определяют по формуле
А = 
где Q – масса прокатываемого слитка, металла или заготовки в виде рулона, т; R – коэффициент использования оборудования; Т – темп обработки исходной заготовки, с – мин.
Часовая производительность агрегатов с непрерывным процессом производства (линии протяжного отжига, отделочное оборудование для фольги и т.д.) определяется по формуле
А = 3600hByиR,
где h - толщина обрабатываемого изделия, м; В – ширина обрабатываемого изделия, м; у – плотность обрабатываемого изделия, т/м3 ; и – скорость обработки (прохождения) изделия по агрегату, м/с.
Производительность трубосварочных станов устанавливают по формуле
А = 60исв иgR,
где А – производительность стана, кг/ч; исв – скорость сварки, м/мин (исв = 20 -:- 70 м/мин и более); и - коэффициент вытяжки при калибровке (и = 1,005 -:- 1,023); g – масса 1 пог.м сварной трубы, кг; R – коэффициент машинного времени (R = 0,75 -:-0,8).
Коэффициент использования оборудования прокатных цехов устанавливают по практическим данным работы наиболее производительного оборудования, аналогичного по типу и назначению проектируемому оборудованию с учетом вводимых усовершенствований. Он составляет обычно 0,75 – 0,95.
Наиболее высокий коэффициент принимают для автоматизированных непрерывных и полунепрерывных станов, а также для станов горячей прокатки с узким сортаментом прокатываемых на них слитков и для оборудования с непрерывным процессом обработки (машин для отделки фольги, линий протяжного отжига и т.д.).