Модернизация барабанных летучих ножниц

Дипломная работа. Защищена мною в 2009м году ЛГТУ. Факультет: Механикомашиностроительный. Кафедра: Металлургического оборудования.
{Чертежи и рисунки в данной публикации не представлены, публикация с чертежами и рисунками
  АННОТАЦИЯ
С. 95, ил. 18, табл. 8, библиогр.: 29 назв.
      В дипломном проекте рассмотрены вопросы модернизации летучих ножниц непрерывного широкополосного стана  2000 ПГП ОАО "Новолипецкий металлургический комбинат". Выполнен обзор существующих конструкций ножниц для резки металла, выявлены достоинства и недостатки, произведены кинематические и силовые расчеты привода ножниц, также произведены прочностные расчёты крепления ножа.
Дан анализ опасных и вредных производственных факторов. Выполнен расчет искусственного освещения рабочего места.
Выполнен расчет экономической эффективности проекта.

Графическая часть
1. План цеха……………….……………………...………………………А1*2
2. Барабанные летучие ножницы общий вид..................………………А1*2
3. Рабочая клеть………………………………………………………….А1*4
4. Барабан верхний в сборе.………………………………..…………….А1*2
5. Разрез верхнего барабана…………………………………………...……А1
6. Рабочий чертёж шевронного ножа………………………..……………..А2
Всего в листах формата А1……………………..……………………………11,5









ОГЛАВЛЕНИЕ

1. СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ ЦЕХА, ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАННЫХ ПОЛОС                7
1.1. Состав оборудования производства горячего проката                7
1.2. Производственный процесс прокатки и его технологические
особенности                15
2. РЕМОНТНОЕ ХОЗЯЙСТВО ПРЕДПРИЯТИЯ И ЦЕХА                17
2.1. Уровень централизации ремонтного хозяйства предприятия                18
2.2. Структура управления механослужбой предприятия и цеха                20
2.3. Требования к уровню квалификации ремонтного и эксплуатационного персонала                21
2.4. Распределение объемов ремонтных работ между
 исполнителями                22
2.5. Производственная база и хранение запасных частей                23
2.6. Виды ремонтов, и методы их проведения                24
2.7. Структура ремонтного цикла агрегата продолжительность ремонтов      28
2.8. Определение нормативной трудоёмкости текущих и капитальных ремонтов агрегата                30
2.9. Планирование ремонтов оборудования.                31
2.9.1. Баланс времени работы оборудования                32
2.9.2. Сетевой график капитального ремонта агрегата. Расчёт параметров графика                34
3. СОСТАВ И КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕТУЧИХ НОЖНИЦЦ СТАНА 2000                39
3.1. Устройство и техническая характеристика летучих ножниц                39
3.2. Эксплуатационная надежность ножниц и виды отказов                42
4.АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ НОЖНИЦ ДЛЯ РЕЗКИ МЕТАЛЛА                43
4.1. Ножницы с параллельными ножами                44
4.2.  Ножницы с наклонными ножами (гильотинные)                47
4.3. Дисковые ножницы                49
4.4. Летучие ножницы                50
4.4.1. Летучие ножницы качающегося типа                50
4.4.2. Маятниковые летучие ножницы                52
4.4.3. Кривошипно-рычажные ножницы                54
4.4.4. Барабанные летучие ножницы                58
4.5. Обоснование и выбор направления модернизации конструкции летучих ножниц                68
5. ЭНЕРГОСИЛОВОЙ РАСЧЕТ НОЖНИЦ                71
6. РАСЧЁТ КРЕПЛЕНИЯ НОЖЕЙ НА ПРОЧНОСТЬ                77
6.1. Расчёт крепления на отрыв                77
6.2. Расчёт крепления на срез                78
7 Экономическое обоснование модернизации                80
7.1 Количественные показатели, достигаемые в результате модернизации   80
8. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ                82
8.1. Анализ условий труда при проведении модернизации барабанных летучих ножниц в линии стана 2000 ГП ПГП ОАО «НЛМК»                82
8.2. Мероприятия по обеспечению безопасности труда                85
8.2.1. Опасные вредные факторы                85
8.2.1.1. Опасность механического травмирования                85
8.2.1.2. Опасность поражения электрическим током                86
8.2.2. Вредные производственные факторы                86
8.2.2.1. Шум                87
8.2.2.2. Освещенность                87
8.2.2.3. Метеорологические условия                88
8.2.2.4. Меры безопасности при проведении работ грузоподъемными машинами                90
9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ                92
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК                93













1. СОСТАВ ОБОРУДОВАНИЯ ЦЕХА, ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАННЫХ ПОЛОС

Прокатный стан – это комплекс машин и агрегатов, предназначенный для осуществления пластической деформации металла в валках и его дальнейшей обработки. Технологический процесс современного прокатного производства состоит из двух стадий: получение полупродукта (заготовки) и готовой продукции (готового листового проката).

1.1. Состав оборудования производства горячего проката
ПГП (производство горячего проката) имеет в составе непрерывный широкополосный стан (НШС) 2000 горячей прокатки и отделочное отделение.
Непрерывный широкополосный стан горячей прокатки 2000 ОАО НЛМК имеет в составе участок загрузки, участок нагревательных печей, черновую группу клетей, чистовую группу клетей, участок уборочной линии стана, участок подготовки валков [1].
Отделочное отделение состоит из четырех агрегатов резки рулонов горячекатаной стали на рулоны с роспуском, ленту и листы, проходной печи нормализации, ножниц для разделки проб.
Стан 2000 был пущен в эксплуатацию в 1969 году, в котором выпуск горячего проката составил 276327 т, а в 2006 году составил уже 50837656 т, сортамент продукции представлен в таблице 1.1.
Участок нагревательных печей имеет в своем составе четырнадцать секций загрузочного рольганга перед печами, три толкателя слябов, два сталкивателя, четыре методических печи: три толкательные и одна с шагающими балками.
Методические нагревательные печи стана 2000 – многозонные, двухрядные с двусторонним нагревом металла, с торцевым посадом и выдачей слябов предназначены для нагрева слябов перед прокаткой.
Таблица 1.1 Сортамент продукции стана 2000
Ширина, мм Толщина прокатываемого листа, мм Всего по ширине
1,40-1,69 1,70-1,99 2,00-2,5 2,51-3,2 3,21-3,99 4,00-6,00 6,01-10,0 10,01-15,01
900-1050 1,2 0,5 7,4 1,9 1,7 0,7 0,0 0,0 19,4
1051-1200 0,4 0,4 12,1 2,2 2,7 1,4 0,1 0,0 19,3
1201-1350 3,0 1,2 19,2 9,9 6,9 4,3 0,4 0,3 45,2
1350-1550 0,0 0,0 1,8 2,7 2,3 7,0 3,6 1,2 18,9
1551-1850 0,0 0,0 0,0 0,8 0,8 0,5 0,6 0,4 3,1
Всего по толщине, % 4,6 2,0 40,6 17,4 14,3 13,9 5,0 1,9 100

Печи № 1 и 2 толкательные, с глиссажными трубами и монолитной подиной из блоков электроплавленного корунда в томильной зоне; печи № 3, 4, 5 – с шагающими балками. Печи отапливаются смешенным природно-коксодоменным газом с теплотой сгорания 4900-5200 ккал/м3.
Максимальный расход газа на одной печи:
с монолитной подиной - 30000 м3/ч;
с шагающими балками - 31000 м3/ч.
Воздух подогревается в керамических рекуператорах до температуры 400 0С.
Максимальная производительность т/ч:
с монолитной подиной - 260 т/ч;
с шагающими балками - 320 т/ч.
Рольганг перед вертикальной клетью предназначен для передачи слябов от печного рольганга до клети, имеет длину 15000 мм, состоит из 14 роликов диаметром 450 мм длиной 2200 мм. Привод роликов индивидуальный, ролики приводятся двигателями типа Д812 мощностью 17 кВт каждый.
Вертикальная клеть предназначена для бокового обжатия слябов  и взламывания  слоя печной окалины. Вертикальные валки диаметром 1100-1200 мм приводятся во вращение двумя электродвигателями переменного тока активной мощностью по 630 кВт.
Рольганг между вертикальной клетью и клетью № 1 длиной 14800 мм состоит из 12 роликов диаметром 450 мм, длиной 2200 мм. Ролики приводятся индивидуальными двигателями типа ДС812 мощностью по 17 кВт.
Черновая группа клетей стана 2000 состоит из последовательно расположенной вертикальной клети – окалиноломателя, универсальной реверсивной двухвалковой клети № 1, четырех универсальных четырехвалковых клетей № 2-5 с механизмами перевалки рабочих и опорных валков, промежуточного рольганга со сбрасывателем недокатов на параллельный рольганг, механизмом для разделки недокатов.
В универсальной двухвалковой клети № 1 валки диаметром 1400 мм приводятся во вращение 4-мя электродвигателями переменного тока с частотным регулированием скоростей общей мощностью 10000 кВт.
Рольганг между клетью № 1 и клетью № 2 длиной 13075 мм состоит из 14 роликов диаметром 450 мм длиной 2200 мм, приводимых индивидуальными двигателями типа ETG 340 4К мощностью 10 кВт каждый.
Рольганг между клетью № 2 и клетью № 3 длиной 24000 мм состоит из 22 роликов диаметром 450 мм длиной 2200 мм, из которых приводятся 21 (1 неприводной) индивидуальными двигателями типа Д812 мощностью 17 кВт.
Рольганг между клетью № 3 и № 4 длиной 35000 мм состоит из 35 роликов диаметром 400 мм длиной 2200 мм, из которых 31 приводятся (4 неприводных) индивидуальными двигателями ДП72-С мощностью 17 кВт.
Рольганг между клетями № 4 и № 5 длиной 59000 мм состоит из 56 роликов диаметром 400 мм длиной 2200 мм, из которых 53 приводятся (3 неприводных) индивидуальными двигателями ДП72-С мощностью 17 кВт.
Универсальные четырехвалковые клети № 2-5 по конструкции одинаковы и имеют в составе вертикальные и горизонтальные валки.
Вертикальные валки предназначены для обжатия раската по ширине при прокатке. Привод вертикальных валков диаметром 1000 мм осуществляется от двух электродвигателей постоянного тока мощностью по 420 кВт каждый.
Горизонтальные рабочие валки имеют диаметр 1200-1060 мм, опорные валки – диаметр 1600-1480 мм.
Рабочие валки клети № 2 приводятся во вращение электродвигателями переменного тока активной мощностью 5000 кВт, клети № 3 – от двухроторного двигателя переменного тока активной мощностью 14300 кВт, клетей № 4, 5 – от электродвигателей переменного тока активной мощностью 10000 кВт каждый.
Скорость прокатки в черновых клетях, м/с:
- вертикальная - 1,0;
- универсальная реверсивная № 1   - 1,0 - 2,0;
- универсальная № 2 - 1,5;
- универсальная № 3 - 2,0;
- универсальная № 4 - 2,5;
- универсальная № 5 - 3,2.
Для удаления окалины с поверхности раската используются гидросбивы с давлением воды 12,0-16,0 МПа, установленные за вертикальным окалиноломателем, клетями № 1, 2, а также перед клетями № 4, 5 и за горизонтальным окалиноломателем.
Валки вертикальной клети, универсальной реверсивной двухвалковой клети № 1, рабочие и опорные валки универсальных четырехвалковых клетей, а также ролики рольгангов между клетями охлаждаются водой давлением до 0,6 МПа из общего водопровода, одновременно питающего насосную станцию охлаждения валков клетей чистовой группы.
Длина промежуточного рольганга по осям крайних роликов – 114 м. Привод роликов индивидуальный безредукторный. Промежуточный рольганг оснащен установкой экранирования подката (УЭП) для снижения тепловых потерь в раскате.
Параллельный рольганг для сбрасывания недокатов имеет длину 65000 мм; привод роликов индивидуальный безредукторный; 56 роликов приводные, 9 – неприводные.
Чистовая группа стана состоит из летучих ножниц, чистового горизонтального двухвалкового окалиноломателя и семи непрерывно-расположенных четырехвалковых клетей № 6-12 с механизмами перевалки рабочих и опорных валков.
Летучие ножницы предназначены для обрезки переднего и заднего концов полосы перед ее задачей в чистовую группу клетей, а также для реза раската пополам.
Максимальная толщина разрезаемой полосы – 50 мм, температура полосы – не менее 960 0С.
Чистовой двухвалковый окалиноломатель предназначен для разрушения окалины, которая образуется при окислении металла на воздухе во время транспортировки раската от черновой группы клетей к чистовой. Валки диаметром 765-820 мм приводятся во вращение электродвигателем постоянного тока мощностью 1150 кВт.
Клети № 8, 9, 10 оснащены устройствами осевой сдвижки рабочих валков для регулирования поперечной разнотолщинности прокатываемых полос.
Клети № 8-12 оборудованы системой противоизгиба рабочих валков, клети № 10-12 оборудованы гидронажимными устройствами.
Семь непрерывно расположенных чистовых четырехвалковых клетей № 6-12 предназначены для прокатки раскатов на полосы заданной толщины.
Диаметр рабочих валков:
клетей № 6, 7 - 860-900 мм;
клетей № 8-10 - 760-820 мм;
клетей № 11-12 - 765-820 мм;
Диаметр опорных валков – 1500-1600 мм.
Привод рабочих валков осуществляется от двухякорных двигателей постоянного тока мощностью по 11400 кВт для клетей № 6-11; для клети № 12 мощностью 8500 кВт.
Скорость прокатки в чистовых клетях, м/с:
чистовой окалиноломатель - 0,60-2,7;
клеть №   6 - 1,3-3,2;
клеть №   7 - 2,0-5,2;
клеть №   8 - 3,2-6,7;
клеть №   9 - 4,0-9,0;
клеть № 10 - 5,5-13,5;
клеть № 11 - 7,0-17,0;
клеть № 12 - 8,0-20,0.
Между чистовыми клетями установлены петледержатели для создания постоянного натяжения полосы, регулирования скоростей электродвигателей главных приводов чистовых клетей и работы в системе автоматического регулирования толщины полосы. Петледержатель представляет собой качающийся стол с роликом на свободном конце. Привод петледержателя – электромеханический. Мощность электродвигателя 75 кВт. Диаметр ролика 300 мм. Угол поворота петледержателя: рабочий – 20-300, при перевалке – 600.
Отводящий рольганг оснащен установкой ускоренного охлаждения полосы (УУОП). Длина отводящего рольганга по осям крайних роликов – 200 м. Привод роликов индивидуальный, безредукторный. Для охлаждения полосы отводящий рольганг оборудован установкой ускоренного охлаждения полосы, управляемая вычислительной машиной. Установка состоит из 80 секций. Максимальный расход воды – 140 м3/ч.
Уборочная линия состоит из трех групп моталок полос с тележками-съемниками, кантователями, столами-приемниками рулонов, весами, конвейерами рулонов с подъемно-поворотными столами и машинами фирмы "SIGNODE"для обвязки рулонов на 1-ой группе моталок.
Конвейеры рулонов предназначены для доставки прокатанного металла на склады горячекатаных рулонов и листоотделочного отделения ПГП.
Моталки горячей полосы предназначены для сматывания полосы в рулон. Диаметр барабана моталки – 850 мм.
Толщина сматываемой полосы – 1,2-25,4 мм.
Максимальный наружный диаметр рулона – 2300 мм. Максимальная масса рулона – 36 т.
Моталки № 1-3 оборудованы машинами для обвязки рулонов.
Тележка-съемник рулонов предназначена для снятия рулона с барабана моталки и передачи его к кантователю рулонов, который поворачивает рулон на 90° для постановки рулона на конвейер торцом.
Весы для взвешивания рулонов работают в автоматическом режиме с накоплением массы на диаграмме. Пределы взвешивания весов от 2 до 40 тс погрешностью 20 кг.
Установка устранения телескопичности рулонов (УУТР) состоит из груза, размером 2000 2000 2500 мм, подвешенного над четырехногим столом, установленным над конвейером транспортировки рулонов № 1. Конвейер рулонов транспортирует горячекатаные рулоны в отделочное отделение или в ЛПП.
Склад отделочного отделения имеет участки для штабелирования рулонов для роспуска на агрегате продольной резки АПР-1, для порезки листов на агрегатах продольной резки АПР-2, 3, 5, для отгрузки потребителю рулонной продукции после упаковки и маркировки.
Отделочное отделение имеет в своем составе проходную печь нормализации листов низколегированной стали, порезанных на агрегате поперечной резки № 2.


1.2 Производственный процесс прокатки и его технологические
особенности.
Технологический процесс прокатки на широкополосном стане 2000 состоит из следующих основных операций.
Слябы, отлитые на машинах непрерывного литья заготовок, поступают на склад слябов, где их зачищают и подают с помощью загрузочных тележек на загрузочный рольганг и затем к нагревательным печам. После нагрева до температуры 1200…1280 0С слябы поочередно извлекают из печей и укладывают на приемный рольганг, по которому они поступают к черновой группе клетей. Обжатия в черновой группе составляют от 20 до 60 мм за проход; скорость прокатки в последней черновой клети составляет 2-5 м/с.
После прохода черновой группы подкат поступает на промежуточный рольганг, по которому транспортируется к чистовой группе клетей, где относительные обжатия составляют 10…50 % за проход. Скорость прокатки в последней чистовой клети достигает 20 м/с. Между чистовыми клетями установлены петледержатели, обеспечивающие натяжение полосы в процессе прокатки. Для выравнивания температуры по длине полосы прокатку в чистовой группе ведут с ускорением.
После прокатки в чистовой группе полоса поступает на отводящий рольганг, на котором она охлаждается водой из душирующих устройств, а затем сматывается в рулон на одной из моталок. Смотанные в рулоны полосы передаются конвейерами в листоотделку стана «2000» и в цех холодной прокатки углеродистых сталей (ЛПП). Рулоны электротехнических марок сталей из листоотделки  передаются железнодорожным транспортом в цех холодной прокатки трансформаторной и динамной стали (ПДС).
Все технологические операции на стане механизированы и автоматизированы, включая системы автоматического регулирования толщины полосы, температурного режима, натяжения и скорости прокатки. Это позволяет обеспечить высокую точность, плоскостность, планшетность и требуемые механические и технологические свойства выпускаемой продукции.
Черновая группа при использовании производственного процесса с технологиями горячего посада, низкотемпературного нагрева с экранированием подката на промежуточном рольганге обеспечивает прокатку при сниженной температуре слябов на 100-150 0С при прокатке полос шириной до 1350 мм. Границей снижения температуры нагрева слябов в печах может служить температура раската за клетью № 5, минимальная величина которой изменяется в диапазоне 940-960 0С.
Максимальная ширина прокатываемых полос толщиной 2 мм при нагреве до 1100 0С составляет 1500 мм, толщиной 4 мм – 1680 мм. Прокатка полос большей ширины приводит к перегрузкам оборудования стана. Применение технологий низкотемпературной прокатки наиболее эффективно для полос толщиной более 3,0 мм, шириной менее 1650 мм из мало- и среднеуглеродистых марок стали.
Высокая эффективность экранирования подката на промежуточном рольганге позволяет осуществить замену нерентабельной системы нагрева и прокатки коротких слябов при заказах на маловесные рулоны на более эффективную: нагрев длинных слябов, прокатка их в черновой группе с делением пополам на летучих ножницах перед чистовой группой. Полоса из второй половины подката может прокатываться при более высокой температуре с применением системы экранирования на промежуточном рольганге и ускорения в чистовых клетях.
Качество выпускаемой продукции из чистовой группы определяется наличием системы управления профилем и планшетностью. При помощи системы осевого перемещения рабочих валков с S-образными профилировками можно регулировать профиль, а при помощи системы цилиндрической профилировки – планшетность прокатываемой полосы. Таким образом, эти системы обеспечивают большую гибкость программы производства и включают в себя две составляющие: увеличение количества прокатываемых полос одной ширины и прокатку полос без графика по чередованию ширины полос «от широкого к узкому», т. е. обеспечивается повышение производительности стана за счет снижения количества перестроек в чистовой группе и упрощается задача формирования монтажей для горячего посада слябов в нагревательные методические печи.

2. РЕМОНТНОЕ ХОЗЯЙСТВО ПРЕДПРИЯТИЯ И ЦЕХА

Ремонтное хозяйство прокатного производства представляет собой совокупность материально - технических средств и ремонтного персонала, которая обеспечивает исправление, изготовление и замену вышедших из строя деталей и узлов механического оборудования, а также частичное или полное его обновление. Для ремонтного хозяйства прокатного производства характерна смешанная форма организации. Основной объем ремонтных работ выполняется в централизованном порядке специализированными организациями, а межремонтное обслуживание и частично текущие ремонт - ремонтным персоналом ремонтного цеха прокатного производства.
Рациональным считается такой уровень распределения ремонтных работ между специализированными ремонтными службами и ремонтными цехами, при котором выполняются следующие требования:
- ремонтные работы выполняются в полном объеме, предусмотренным нормативными документами;
- качество ремонтных работ соответствует действующим на предприятии стандартам или нормативно - техническим документам;
- обеспечивается бесперебойная работа оборудования в межремонтном периоде;
- непроизводственные потери рабочего времени ремонтного персонала минимальны.

2.1. Уровень централизации ремонтного хозяйства предприятия
Существует три формы управления ремонтной службой: централизованная, децентрализованная и смешанная. Признаком, отличающих их, служит административная подчиненность цеховых ремонтных служб.
При централизованной форме все цеховые ремонтные службы находятся в прямом подчинении главного механика комбината или через начальника РМЦ. При децентрализованной - цеховые ремонтные службы административно подчинены начальникам соответствующих цехов и лишь функционально – главному механику. Смешанной называют такую форму управления ремонтной службой завода, когда наряду с цеховыми ремонтными службами, находящимися в подчинении начальников цехов, имеются ремонтные подразделения, административно подчиняющиеся главному механику завода.
Характерно, что централизованная форма управления применяется на небольших и средних предприятиях, а смешанная – на крупных.
Для определения степени централизации ремонтного хозяйства металлургического оборудования могут применяться следующие показатели:
1. Удельный вес рабочих ремонтных цехов в общем количестве рабочих, занятых ремонтом оборудования основных цехов и изготовлением запасных частей и сменного оборудования
                (2,1)
где,   - численность рабочих в ремонтных цехах, чел
  - численность рабочих механослужб в основных цехах, чел
            

ОАО “НЛМК” использует смешанную форму организации ремонтного хозяйства, при которой до 70% объёма работ выполняет Ремонтное производство.
Для выполнения капитальных (КР) и текущих (ТР) ремонтов оборудования директор Строительно-ремонтного комплекса имеет право привлекать ремонтный персонал производственных цехов-заказчиков, цехов Ремонтного производства, Топливно-энергетического комплекса (ТЭК), Дирекции по информационным технологиям, Строительно-монтажного цеха (СМЦ), Цеха автодорог, благоустройства и снегоборьбы (ЦАБиС), а также сторонних организаций, с которыми заключены договоры подряда в установленном порядке.
Технологический персонал подразделений ОАО “НЛМК” для проведения КР и ТР оборудования привлекают в соответствии с положениями об организации привлечения технологического персонала для участия в проведении ремонтов основного и вспомогательного оборудования металлургических агрегатов, разрабатываемыми Управлением организации труда и персонала (УОТиП) Дирекции персонала и общим вопросам ОАО “НЛМК”.


2.2. Структура управления механослужбой предприятия и
цеха
 
Рис. 2.1. Структура управления механослужбой предприятия и цеха
2.3. Требования к уровню квалификации ремонтного и эксплуатационного персонала.
Квалификация ремонтного, дежурного и эксплуатационного персонала должна зависеть от сложности выполняемых ими работ.
Технологический и эксплуатационный персонал, использующий оборудование и овладевший ремонтными профессиями обязан принимать и сдавать смету, выполнять ежемесячное механическое обслуживание, готовить закрепленные за ним объекты к ремонтам. Рабочие технологического персонала должны быть обеспечены всем необходимым инструментом и запасом быстроизнашивающихся деталей для самостоятельного устранения неисправностей. В случае невозможности самостоятельной ликвидации неисправностей вызывается слесарь или бригадир дежурных слесарей.
В обязанности дежурного персонала входит: принимать и сдавать смену, выполнять плановое техническое обслуживание и ремонт подшефного оборудования, выполнять задания руководства механослужбы цеха по комплектованию запасных частей, проводить подготовительные работы к предстоящему ремонту агрегата. Для проведения механического обслуживания и ремонта дежурный персонал должен использовать технологические паузы, а при необходимости специально останавливать агрегат для ремонта.
Персонал ремонтных бригад механослужбы. Закрепленный за соответствующим оборудованием обязан проводить техническое обслуживание и ремонт, контролировать техническое использование и обслуживание технологическим персоналом, осуществлять подготовительные работы к ремонтам оборудования, доставлять к агрегатам смазочные материалы, запчасти, крепежные детали и т.д., принимать работу, выполненную ремонтными цехами предприятия и бригадами ремонтников подрядных организаций, участвовать в обсуждении ремонтных ведомостей и ведомостей дефектов. 

2.4. Распределение объемов ремонтных работ между
исполнителями.
Распределение объемов ремонтных работ между исполнителями ремонтов производят в соответствии с принципом рациональной централизации ремонтной службы, при которой соблюдают следующие требования:
1) подчинение всех ремонтных сил и средств для ремонта оборудования директору Строительно-ремонтного комплекса;
2) приоритет специализированных ремонтных цехов, а также ремонтных участков при цехах Ремонтного производства и ТЭК при распределении объемов ремонтных работ и обязательная загрузка в первую очередь;
3) привлечение сторонних организаций к выполнению КР и ТР ремонтов;
4) выполнение ремонтным персоналом производственных подразделений межремонтного технического обслуживания, организационно-технической подготовки ремонтов, ТР оборудования, участие во всех ремонтах проводимых в цехе.
Основными документами по распределению ремонтного персонала являются утверждённые ведомости дефектов на ремонты и планы затрат на месяц.
Целесообразно руководствоваться следующими соотношениями: удельный вес предприятия в текущих ремонтах составляет 70%, в капитальных 30%. Остальные работы выполняют подрядные организации.

2.5. Производственная база и хранение запасных частей.
Подразделения ОАО “НЛМК” обеспечивают необходимыми запасными частями, узлами, сменным оборудованием, механизмами и другими материалами необходимыми для выполнения ремонтов в соответствии с требованиями действующих нормативных документов и положений Федерального закона №116 ФЗ, в части наличия на все материалы документов, удостоверяющих качество:
1) Ремонтное производство – в соответствии с требованиями СТП СМК 05757665-7.4-002 и СТП СМК 05757665-6.3-004;
2) Энергетическое производство – в соответствии с нормативными документами, регламентирующими порядок выполнения заказов в ремонтных цехах ЭП;
3) Подразделения, подчинённые вице-президенту по техническому перевооружению и строительству -  в соответствии с требованиями СТП СМК 05757665-7.4-002.
Потребность цеха в запчастях и материалах обеспечивается путем изготовления или реставрации в ремонтных цехах, заказа узлов на специализированных ремонтных предприятиях или машиностроительных заводах.
Мастера подшефных агрегатов составляют заявки на заказ необходимых деталей и узлов. На основании заявок отдел главного механика выдает заказ ремонтно-механическим цехам на изготовление требуемых деталей и узлов. Заявки бывают годовые и разовые.
Основным местом хранения запасных частей в цеху являются склады. Кроме того существует центральный склад, не находящийся на территории цеха. Каждая деталь или узел, хранящийся на складе, имеет бирку или клеймо с обозначением номера учетно-складной карточки или номера заказа. На складах детали хранятся отдельно в соответствии с типом агрегата или механизма. Выдача цеху деталей и узлов производится по накладной, подписанной механиком цеха с разрешения отдела главного механика.

2.6. Виды ремонтов, и методы их проведения
Содержание оборудования в работоспособном состоянии обеспечивается его техническим обслуживанием и плановыми ремонтами. Предприятия чёрной металлургии используют систему технического обслуживания и ремонтов (ТО и Р). Суть её – чёткое чередование и регламентация периодов ритмичной работы оборудования в соответствии с установленным режимом и профилактических мероприятий с целью предупреждения преждевременного износа. Системой предусмотрены плановые ремонты двух видов: текущие и капитальные, в период между текущими ремонтами осуществляется техническое обслуживание. Кроме того, предусматривается предварительное изготовление запасных частей и планирование затрат труда ремонтного персонала.
Основным видом ремонта, направленного на восстановление работоспособности оборудования, является текущий ремонт.
Техническое обслуживание - комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности оборудования при использовании его по назначению.
Целью технического обслуживания оборудования является предупреждение преждевременного его износа путем обеспечения режимов работы согласно паспортным или проектным данным, надлежащей смазки и регулировки, своевременного обнаружения и устранения неисправностей, разработки и внедрения мероприятий по его совершенствованию.
Техническое обслуживание выполняется ремонтным, дежурным и эксплуатационным персоналом производственных цехов по графику в соответствии с правилами технической эксплуатации (ПТЭ) и производственно-должностными инструкциями предприятий.
Текущий ремонт включает:
-    замену или восстановление быстроизнашивающихся деталей или узлов;
-    выверку отдельных узлов, элементов металлоконструкций и др.;
-    смену масла в системах смазки;
-    проверку креплений и замену вышедших из строя крепежных деталей;
-    замену гарнитуры, водоохлаждаемой арматуры и других элементов.
Капитальный ремонт (КР) выполняется для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса оборудования с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые. В состав работ по КР входят также работы по модернизации оборудования и внедрению новой техники.
Капитальным считается ремонт оборудования установленной периодичностью не менее одного года, при котором, как правило, производится полная разборка агрегата, замена или восстановление всех изношенных деталей, узлов и других конструктивных элементов, ремонт базовых деталей и фундаментов, сборка, выверка, регулировка и опробование оборудования вхолостую и под нагрузкой. При восстановлении работоспособности оборудования распространение получили методы рассредоточенного проведения КР и агрегатной замены.
Сущность рассредоточенного метода проведения КР заключается в выполнении работ, где это технически возможно и целесообразно, по частям в дни плановых остановок его на текущие ремонты. Это позволяет либо сократить продолжительность простоя оборудования на КР, либо полностью его исключить. Период, в течение которого КР может осуществляться рассредоточенным методом, не должен превышать продолжительности ремонтного цикла оборудования.
Применение метода агрегатной замены обеспечивает значительное сокращение простоев оборудования на ремонте. В ряде случаев целесообразна замена целиком машины или механизма.
Плановые ремонты могут быть осуществлены методами послеосмотровых, периодических и стандартных ремонтов.
Послеосмотровый метод заключается в том, что конкретное содержание, объем работы по ремонту и сроки его проведения определяют во время предшествующего осмотра оборудования.
При использовании метода периодических ремонтов календарные планы остановок агрегатов на ремонт устанавливаются заранее на основе ориентировочных минимальных сроков стойкости деталей.
Метод стандартного (принудительного) ремонта заключается в установлении заранее межремонтного цикла, содержания и объема каждого ремонта оборудования, а также способа выполнения ремонтных операций и потребных для этого запасных деталей, узлов и ремонтных рабочих.
Основным видом ремонта оборудования металлургических предприятий является плановый текущий кратковременный ремонт с применением узловой и агрегатной замены. Капитальный ремонт, требующий длительной остановки агрегатов и нарушающий поточность и ритм производства, должен производиться как можно реже и с минимальной затратой времени.
Содержание основных ремонтных работ, выполняемых при плановых ремонтах чистовой группы клетей стана 2000:
Текущий ремонт
1. Ревизия состояния редукторов, соединительных муфт, зубчатых передач, подшипников, болтовых и шпоночных соединений и соответствие с Правилами технической эксплуатации.
2. Замена зубчатых муфт при износе зубьев на 35% первоначальной толщины.
3. Ревизия состояния деталей рабочего цилиндра и кожуха, величину износа шестерен и прокладок, величину износа подшипников, состояние уплотнений. Люфты в зубчатых передачах и подшипниках не должны быть больше 0,08 мм, а осевой люфт в конических подшипниках не должен быть более 0,03-0,08 мм.
Капитальный ремонт
1. Замена планок, гидроцилиндров, гидрозащёлок клетей 6-12.
2. Замена шпинделей клетей 8,9,11,12.
3. Обтяжка полуколец шпинделей клетей 8,9,11,12.
4. Замена роликов, муфт, подшипников, крепежа рольгангов.
5. Ремонт нажимных механизмов клетей 6-12.
6. Замена роликов петледержателей клетей 6-12.
7. Ревизия блоков осей сдвижки клети 10.


2.7. Структура ремонтоного цикла агрегата продолжительность ремонтов
Периодичность остановок оборудования на текущие и капитальные ремонты определяется сроком службы деталей и техническим состоянием узлов и механизмов агрегата, а продолжительность остановок – временем, необходимым для выполнения наиболее трудоемкой работы.
Периодичность ремонтов необходимо устанавливать исходя из трехсменной работы оборудования при непрерывном графике.
Продолжительность ремонтов определяют равной фактической общей длительности выполнения собственно ремонтных работ, исключая работы по замене технологической оснастки, рабочего инструмента, технологической перестройке объекта.
Продолжительность остановок оборудования на все виды плановых ремонтов включает время на подготовку рабочего места к ремонту, очистку и промывку узлов машины, опробывание и наладку оборудования после ремонта, на отключение оборудования от источников питания электроэнергией, остывание ремонтируемого объекта, а также на последующий разогрев и набор температуры с выходом на рабочий режим.
Установленными в системе ТОиР нормативами периодичности текущих Т1,Т2 и капитальных ремонтов полностью определяется структура ремонтного цикла и количество текущих ремонтов различных видов, осуществляемых в период между двумя капитальными ремонтами оборудования.
Для чистовой группы клетей стана 2000:
Текущий (Т1) ремонт проводится 1 раз в 7суток, продолжительностью 7 часов.
Текущий (Т2)  ремонт проводится 1 раз в 30 суток, продолжительностью 24 часа.
Капитальный ремонт проводится через 12 месяцев, продолжительностью 168 часов.
Ремонтный цикл равен 12 месяцам, межремонтный период 1 неделя (7 суток). В ремонтном цикле 36 текущих (Т1) ремонтов, 11 текущих (Т2) ремонтов, один капитальный ремонт: 36Т1 + 11Т2 + КР.
 

Рис. 2.2. Структура ремонтного цикла чистовой группы клетей стана 2000

2.8. Определение нормативной трудоёмкости текущих и капитальных ремонтов агрегата.
Нормативная трудоёмкость ремонтов (ТР, КР) стана 2000 определяется по формулам
ТТР = ЧТР ;КРС                (2,2)
ТКР = ЧКР ;КРС                (2,3)
где ЧТР, ЧКР – нормативы затрат труда на одну единицу ремонтной сложности при производстве текущего ремонта ТР и капитального ремонта КР для стана 2000, чел.-ч; согласно [2, табл.1] для оборудования прокатных цехов ЧТ1 =2 чел.-ч., ЧТ2 =6 чел.-ч.,  ЧКР =25 чел.-ч.
КРС – категория ремонтной сложности; согласно [3, прил.8]  категория ремонтной сложности механического оборудования прокатных цехов
КРС =75;
ТТ1 = 2 ; 75 = 150 чел.-ч.;
ТТ2 = 6 ; 75 = 450 чел.-ч.;
ТКР = 25 ; 75 = 1875 чел.-ч.
Трудоемкость за год эксплуатации:
•   текущих ремонтов:   
ТТ =;ТТР ; n ,                (2,4)
где n = 47 –количество ремонтов ТР за год;
ТТ = ;600 ; 47 = 28200 чел.-ч.
•   общая в год проведения капитального ремонта:
Т; =;ТТР; n + ТКР,                (2,5)
Т; = ;600 ; 47 + 1875 = 30045 чел.-ч.
С учётом нормативов периодичности и продолжительности ремонтов стан 2000  должен останавливаться:
1) один раз в неделю на текущий ремонт Т1 продолжительностью 7часов с привлечением более 21 человека в каждую смену ( 150 / 7 = 21 чел.);
2) один раз в месяц на текущий ремонт Т2 продолжительностью 24 часа с привлечением 18 человек в каждую смену ( 450 / 24 = 18 чел.)
3) один раз в год на капитальный ремонт КР продолжительностью 168 часов с привлечением свыше 11 человек в смену ( 1850 / 168 = 11чел.).

2.9. Планирование ремонтов оборудования.
Планирование ремонтов производится на основании:
1) нормативов периодичности и продолжительности текущих и капитальных ремонтов оборудования;
2) актов технического обследования объектов, подлежащих капитальному ремонту в планируемом году;
3) данных о производственных показателях за последний период работы оборудования;
4) данных о сроках службы основных элементов оборудования, накопленных в процессе его эксплуатации и зафиксированных в технической документации (агрегатные журналы, технические паспорта и др.);
5) данных о передовом опыте работы по ремонту аналогичного оборудования.
Текущие ремонты проводятся по мере необходимости.
Месячный график плановых ремонтов (ПР) составляется на основании годового графика текущих и капитальных ремонтов оборудования предприятия (при необходимости могут быть включены ремонты оборудования, проведение которых не предусматривалось годовым графиком). В месячных графиках указываются плановые сроки остановок оборудования, продолжительность и количество исполнителей ремонтов. В примечании может проставляться трудоёмкость ремонтов, режим работы персонала, соотношение в численности ремонтников разных подразделений (цех, ремонтные цехи, сторонние организации), максимально-минимальное число рабочих на ремонте оборудования и т.д.
Годовой график составляется на основании данных о состоянии оборудования, накопленных в процессе эксплуатации и обслуживания оборудования и нормативов “ТОиР”.

2.9.1. Баланс времени работы оборудования.
С целью определения годового фонда времени (фактического времени работы) и анализа использования оборудования во времени составляется баланс времени его работы.
Годовое время работы агрегата или так называемый годовой фонд рабочего времени есть время, в течении которого может выпускаться продукция. Оно рассчитывается как разница между годовым календарным временем и временем на остановки агрегата и в ряде производств называется эффективным годовым фондом времени.
Фактическое время работы ФВ определяется по формуле
ФВ = [КВ – (ВД + ПД + ТР + КР)] ; ЧС ; ДС ; (100 – ТП) / 100,                (2,6)
где КВ – число календарных суток в году; КВ = 365 час;
      ВД, ПД – число выходных и праздничных дней; при непрерывном графике работы агрегата ВД = 0, ПД = 0;
      ТР – число суток, затрачиваемых на выполнение текущих ремонтов, час;
ТР1 = 14 суток;
ТР2 = 12 суток;
      КР – число суток, затрачиваемых на выполнение капитальных ремонтов, час;
КР = 7 суток;
     ЧС – число смен; ЧС = 3;
     ДС – длительность смены в часах; ДС = 8 часов;
     ТП – текущие простои в процентах к номинальному времени; ТП = 1,5%;
ФВ = [365 – (0 + 0 + 14 +12 + 7)] ; 3 ; 8 ; (100 – 1,5) / 100 = 7848 часов


Таблица 2.1. Баланс рабочего времени оборудования
Наименование показателей Единица измерения Количество
Календарное время сутки 365
Режим работы смен в сутки
длительность смены, ч 3
8
Капитальные ремонты сутки 7
Текущие ремонты сутки 26
Номинальное время сутки
ч 355,5
7968
Текущие простои плановые
Текущие простои к номинальному времени ч
% 120
1,5
Фактическое время работы ч 7848

Коэффициент экстенсивной нагрузки КЭКС.Н. определяется по формуле
КЭКС.Н. = ФВ / КВ; 24 = 7848/ (365 ; 24) = 0,896                (2,7)

2.9.2. Сетевой график капитального ремонта агрегата. Расчёт параметров графика.
Сетевой график дает возможность, сохранив существующую на практике взаимосвязь составных частей исследуемого процесса, отобразить его во времени с необходимой степенью детализации.
В сетевом планировании рассматриваются два вида объектов, которые являются основными элементами сетевых графиков – события и работы.
Расчет сетевой модели сводится к определению следующих параметров сетевого графика:
- определение продолжительности критического пути и работ, лежащих на нем;
- установление наиболее ранних из возможных и наиболее поздних из допустимых сроков начала и окончания работ;
- определение всех видов резервов времени работ, не лежащих на критическом пути.
При составлении графика анализируют следующую документацию: агрегатный журнал, ремонтные ведомости к текущему ремонту оборудования, материалы подготовки к капитальным ремонтам, проект (план) организации работ (ПОР).

  - ранний срок начала работы,
где   - продолжительность предшествующих работ;
  - ранний срок окончания работы,                (2,8)
где   - продолжительность данной работы;
  - поздний срок начала работы,                (2,9)
где   - продолжительность критического пути;
        - продолжительность последующих работ;
  - поздний срок окончания работы;                (2,10)
  - резерв времени пути,                (2,11)
где   - продолжительность пути;
  - свободный резерв времени,                (2,12)
где   - раннее начало последующих работ;
Расчет параметров рассмотрим на примере сетевого графика капитального ремонта барабанных, летучих ножниц.










Таблица 2.2.
 Перечень ремонтных работ и их характеристика
№
операции Ход
работы Наименование операции Время
операции, ч
1 1-2 Демонтаж крышки и установочных штифтов 4
2 2-3 Ревизия редуктора летучих ножниц 4
3 2-4 Демонтаж нижнего барабана 8
4 2-6 Демонтаж механизма регулирования зазора 4
5 2-8 Ремонт левой и правой станины 4
6 2-9 Ревизия муфты и хвостовика верхнего и нижнего барабана 8
7 2-10 Демонтаж верхнего барабана 4
8 4-5 Ремонт и монтаж нижнего барабана 4
9 6-7 Ремонт и монтаж механизма регулировки зазора 4
10 10-11 Ремонт и монтаж верхнего барабана 4
11 11-12 Ремонт и монтаж верхнего барабана 4
12 12-13 Монтаж и установка штифтов и верхней крышки барабана летучих ножниц 4
13 13-14 Регулировка зазоров ножей (прямой  и шевронный) 4
14 14-15 Пусконаладочные работы 4




Таблица 2.3. Расчет продолжительности путей сетевого графика
№
п/п Номера событий, через которые проходит путь Продолжительность пути, ч
1 1-2-3-13-14-15 ;(L1)=16
2 1-2-4-5-13-14-15 ;(L2)=20
3 1-2-6-7-13-14-15 ;(L3)=20
4 1-2-8-13-14-15 ;(L4)=16
5 1-2-9-13-14-15 ;(L5)=16
6 1-2-10-11-12-13-14-15 ;(L6)=28
 

Рис.2.3. Сетевой график капитального ремонта барабанных, летучих ножниц
.Из таблицы 2.3. видно, что ;кр=;(L5)= 28 ч. Рассчитываем параметры сетевого графика по формулам, приведенным выше и результаты заносим в таблицу 4.
Таблица 2.4. Результаты расчета параметров сетевого графика
Ход
работы ;i-j ;i-jрн ;i-jро ;i-jпн ;i-jпо Ri-j ri-j
1-2 4 0 4 0 4 0 0
2-3 4 4 8 16 20 12 0
2-4 8 4 12 8 16 4 0
2-6 4 4 8 12 16 8 0
2-8    4 4 8 16 20 12 0
2-9 8 4 12 12 20 8 0
2-10 4 4 8 4 8 0 0
3-13 0 8 8 20 20 12 12
4-5 4 12 16 16 20 4 0
5-13 0 16 16 20 20 4 4
6-7 4 8 12 16 20 8 0
7-13 0 12 12 20 20 8 8
8-13 0 8 8 20 20 12 12
9-13 0 12 12 20 20 8 8
10-11 4 8 12 8 12 0 0
11-12 4 12 16 12 16 0 0
12-13 4 16 20 16 20 0 0
13-14 4 20 16 20 24 0 0
14-15 4 24 28 24 28 0 0
3. СОСТАВ И КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕТУЧИХ НОЖНИЦЦ СТАНА 2000
3.1. Устройство и техническая характеристика летучих ножниц
    Ножницы, входящие в состав  основного оборудования стана 2000, предназначены для реза переднего и заднего кон¬цов подката, получаемого в черновых клетях стана перед задачей его в чистовую группу клетей,  а также для реза раската на части требуемой длины.
Ножницы состоят из следующих основных уз¬лов: приводного электродвигателя мощностью 2100 кВт, одноступенчатого шевронного редуктора с передаточным числом iр=6,43, соединительной муфты предельного момента, станины, на которой размещены зубчатые колеса, образующие косозубую зубчатую передачу с передаточным отношением 1:1. С зубчатыми колесами связаны барабаны летучих ножниц с установленными на них ножами (рис.3.1).
Рис.3.1. Кинематическая схема летучих ножниц
Ножницы оборудованы циркуляционной системой жидкой смазки и централизованной системой густой смазки.
Техническая характеристика ножниц

Разрезаемый металл:
толщина подката, мм                20-40
ширина подката, мм                до 1850      
Предел  прочности разрезаемого металла, МПа                до 650               
Температура подката, град.                950 - 1150
Длина ножей, мм                2000
 Угол наклона верхнего ножа                1:33,3         
Усилие резания, МН                2,8
Момент на приводном валу, кНм                1050
Электродвигатель главного привода:
род тока                постоянный
мощность, кВт                2100
частота вращения, об/мин                230
Угол начала реза на нижнем барабане, град.                27
Угол конца реза на нижнем барабане, град.                10
Ритм прокатки, с                60 – 120
Наибольшая удельная работа резания, Н мм/мм3                35
Межосевое расстояние барабанов, мм                1000
В состав оборудования также входит измеритель величины зазора между
ножами, устройства  для смазки ,  колодочный тормоз  и бесконтактный путевой выключатель для контроля положения раската при работе  агрегата.
В связи с  дальнейшим ростом  годовой производительности стана 2000  до 6000 тыс. тонн и расширением номенклатуры производства, в частности, сортамента выпускаемой продукции, возникает необходимость повышения производительности всего стана и соответственно, увеличение  возможностей имеющегося оборудования.
Установленное оборудование предназначено для резки листового проката толщиной до 40мм, тогда как в настоящее время возникла необходимость получения проката, как товарной продукции, толщиной до 60мм. Растущая конкуренция и сокращение рынка сбыта металлопроката вызывает необходимость расширения номенклатуры выпускаемой продукции, какой, как, мерные листы большой толщины.
Эту задачу можно решить путем модернизации существующего агрегата поперечной резки, главным звеном в котором являются  летучие ножницы. Модернизация заключается в увеличении максимальной толщины разрезаемого металла с  40 до 60мм.
Увеличение толщины разрезаемого раската приведет к увеличению усилия реза и  значительной переделке всего агрегата, что нежелательно, т.к. это вызовет большие материальные затраты. Для снижения расходов на реконструкцию предлагается изменить геометрию режущих ножей таким образом, чтобы сохранить в целом существующую конструкцию ножниц. Изменению в этом случае подвергаются только наиболее нагруженные детали или конструктивные элементы. 
С целью выявления аналогов проводимой реконструкции выполнен обзор существующих  конструкций ножниц различных типов, проведен анализ литературы  и заводской технической документации по теме проекта.

3.2. Эксплуатационная надежность ножниц и виды отказов.
    Ножницы представляют собой достаточно сложную конструкцию, содержащую в своем составе электроприводы, редукторы, передаточные механизмы, вспомогательные и регулировочные устройства и т.д.
    Некоторые виды отказов, такие, как нарушения регулировок, ослабление креплений или резьбовых соединений, мелкие поломки, не приводящие к  длительным простоям, устраняются на месте. Нарушения регулировок устраняются обслуживающим персоналом, незначительные отказы и поломки устраняются сменными  ремонтными бригадами.
        Крупные отказы и поломки, приводящие к длительным простоям ножниц, устраняются или силами ремонтных служб цеха или  специализированными подрядными организациями.
Анализ агрегатных журналов летучих ножниц показал, что наиболее часто встречаются следующие виды отказов:
1) Затупление режущих кромок,  сколы и поломки ножей;
2) Ослабление резьбовых соединений и крепления ножей;
3) Износ  и разрушение подшипников редукторов;
4) Нарушение герметичности и утечка смазки через соединения трубопроводов, крышки и уплотнения;
5) Нарушение регулировок зазора между ножами  и в зубчатых зацеплениях барабанов.
6) Сбои и нарушения в работе электрооборудования;
7) Нарушения и неполадки в работе систем гидравлики;
     Причина отказов и повреждений – повышенные динамические нагрузки при резании, износы трущихся сопряженных пар, старение и усталостные поломки деталей.
     Основными методами восстановления работоспособности являются:
а) замена дефектных или изношенных деталей новыми или исправными;
б) наплавка изношенных поверхностей проводок и направляющих;
в) подтяжка ослабленных креплений и соединений трубопроводов;
г) регулировка зазоров в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Анализ технической литературы показал, что в настоящее время развитие и совершенствование  конструкций узлов  агрегатов ножниц, повышающее качество продукции, производительность и  надежность работы оборудования, идет в направлении улучшения геометрических параметров главных рабочих органов - ножей с одновременным повышением их износостойкости .

4.АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ НОЖНИЦ ДЛЯ РЕЗКИ МЕТАЛЛА
   
   Для резки металла различных профилей после прокатки его на блюмингах, слябингах, заготовочных и прокатных станах применяют ножницы различных типов и конструкций. Существуют ножницы с параллельными ножами, с наклонными ножами (гильотинные), дисковые, летучие и пр.[1,2,3].
 
4.1. Ножницы с параллельными ножами
    Чаще всего используются ножницы с параллельными ножами, когда профиль ножа соответствует профилю и форме поперечного сечения разрезаемого металла; в этом случае плоскость резания является неизменной.
     При выборе  формы, размеров ножей и характеристик ножниц учитываются их назначение и режим работы, чтобы правильно определить усилие резания.
  Основными параметрами ножниц являются максимальные усилия резания, ход ножей, число ходов в минуту (производительность ножниц).
     По конструкции ножницы поперечной резки с параллельными ножами можно разделить на две основные группы:
а) с верхним подвижным ножом;
      б)  с нижним подвижным ножом или с нижним резом.
Ножницы с верхним резом просты по конструкции. Принцип рабо¬ты этих ножниц состоит в следующем: нижний нож установлен непо¬движно в станине ножниц; верхний нож укреплен в суппорте (ползуне) и при помощи кривошипного или гидравлического привода движется вниз и разрезает металл (рис.3.1). Следует отметить, что резку металла можно осуществить лишь при наличии качающегося рольганга за ножницами, что усложняет конструкцию всей установки.
 
Рис.4.1. Схема резки на ножницах с параллельными ножами:
а) – с верхним резом; б) – с нижним резом ; 1- прижим; 2- верхний суппорт; 3- нижний суппорт ; 4- задний подъемно – качающийся рольганг.
  Ножницы с нижним резом не имеют этого недостатка и поэтому по-лучили более широкое применение. Схема работы ножниц заключается в следующем: нижний нож смонтирован на суппорте (ползуне), который может подниматься вверх от кривошипного или гидравлического при-вода; верхний нож установлен в верхнем суппорте (ползуне) и тоже мо¬жет перемещаться по вертикали.
Перед началом резания ножи раскрыты и металл проходит между ними по рольгангу; нижний нож при этом находится ниже уровня по-верхности (образующей) роликов рольганга и не мешает движению ме-талла. Затем металл останавливается в необходимом положении (при помощи передвижного упора) и суппорт верхнего ножа опускается до соприкосновения с металлом; дальнейшее продвижение верхнего суп-порта прекращается и начинает двигаться суппорт нижнего ножа; при этом происходит резание металла.
Ножницы с параллельными ножами конструктивно выполняют двух типов: с электромеханическим и гидравлическим приводами. Наиболее широкое применение получили ножницы с нижним резом и электромеханическим приводом эксцентрикового вала (нижнего или верхнего суппорта).
Эти ножницы имеют нижний привод¬ной эксцентриковый вал, гидравлическое уравновешивание ползунов и гидравлический прижим. Ножницы этого типа рассчитаны на макси¬мальные усилия резания 12,5; 16 и 20 МН; кинематические схемы этих ножниц аналогичны. Эксцентриковый (плавающий) вал приводится от электродвигателя. Ход ножей 350 мм, перекрытие ножей 15 мм, число полных ходов в минуту 8—12, число резов в минуту 5—8. Степень неуравновешенности механизма резания регулируется при настройке гидросистемы, при этом достигается условие, чтобы при по¬вороте эксцентрикового вала сначала двигался вниз верхний суппорт. 
     Достоинства ножниц с параллельными ножами следующие:
1) резание совершается при ходе вверх   нижнего   ножа.   При   этом
разрезаемый  металл  приподнимается  нижним  суппортом  над рольган-¬
гом и ролики рольганга не испытывают усилий при резании;
2) прижим затрудняет искривление металла при резании и способствует получению ровного торцевого сечения;
3) усилие резания и боковые ра¬спирающие усилия воспринимаются только механизмом резания и на станину и фундамент не передаются;               
4) расположение эксцентрикового вала на суппорте упрощает установку   привода   на   низком   фундаменте.
     Гидравлические     ножницы     по конструкции значительно проще механических  ножниц с электроприводом ,   так    как они имеют ряд   важных   преимуществ , таких, как большое число ходов в минуту, т.е. большую производительность, простоту конструкции, меньшую массу обору¬дования и меньшую площадь, занимаемую ножницами в цехе.
  Недостатком является то, что для работы таких ножниц требуется применение  индивидуальных гидростанций большого давления.

4.2.  Ножницы с наклонными ножами (гильотинные)
    Гильотинные ножницы конструктивно выполняют двух типов: открыто-го и закрытого (рис.3.2).
 
Рис.4.2. Схема гильотинных ножниц открытого (а) и закрытого (б) типов:
1- нижний нож; 2- верхний нож; 3- прижим.
Ножницы открытого типа  имеют короткие ножи и одну станину с боковым просветом, через который подается разрезаемый ме¬талл; их применяют главным образом для резки сортового металла в холодном состоянии; в последнем случае форма ножей соот¬ветствует профилю сечения разрезаемого металла. Верхний (подвиж¬ной) нож— наклонный с углом наклона 2—5°.
Ножницы закрытого типа имеют две станины, соеди¬ненные внизу траверсой; в просвете между станинами перемещает¬ся суппорт с ножом.
Эти ножницы применяют для поперечной резки ши¬роких полос и листов в холодном и горячем состо¬янии. В зависимости от назначения ножницы закрытого типа  выполняют с верхним или нижним подвижным ножом.
Ножницы с верхним подвижным ножом применяют главным образом как отдельно стоящие в прокатном цехе, а также в поточных линиях для поштучной резки листов на нужные размеры и обрезки боковых кромок.
Ножницы с нижним подвижным ножом обычно устанавливают в ли¬нии рольганга прокатного стана или в агрегатах резки полосы, т. е. в поточных технологических линиях; на этих ножницах осуществляется только поперечная резка или отрезка переднего и заднего конца у длинных полос.
В ножницах с верхним подвижным ножом этот нож установлен на-клонно, а нижний нож — горизонтально. Угол наклона принимают в пре-делах 1—60 в зависимости от толщины разрезаемых листов (чем боль¬ше толщина, тем больше угол наклона) с целью уменьшения усилия ре¬зания.
В ножницах с нижним подвижным ножом нож установлен пря¬мо (а верхний наклонно, как в первом случае) или наклонно (а верх-ний— прямо). Практика показывает, что при резании верхним наклон¬ным ножом полоса (лист) выгибается и рез получается косой; при реза¬нии нижним наклонным ножом полоса (лист) прижимается к верхнему прямому ножу и рез получается прямым (перпендикулярным). Поэтому на ножницах с нижним подвижным ножом последний устанавли¬вают наклонно.







4.3. Дисковые ножницы
     Дисковые ножницы применяют для обрезки кромок у широких полос и резки этих полос вдоль на более узкие полосы роспуска (рис.3.3).
 
Рис.4.3. Схема резки металла дисковыми ножницами:
а) –ножи установлены в одной вертикальной плоскости: б) – верхний нож смещен в направлении движения полосы: 1- диски ножей; 2- полоса; 3- кромка листа.

Для получения качественной резки (прямой рез без заусенцев) ди-сковые ножи устанавливают с радиальным перекрытием ;=1…3 мм (чем толще полоса, тем меньше перекрытие ножей). При толщине листа Н;10 мм при¬меняют отрицательное перекрытие с небольшим боковым (горизон¬тальным) зазором ;= (0,05—0,08)Н (при резании полосы толщиной ме¬нее 0,2 мм    ножи устанавливают   плотно,   без зазора).   Толщину диска принимают в пределах 0,06—0,1 D.
Ножи изготовляют из хромовольфрамовой стали марки 5ХВС с твердостью после термообработки до 60 HRC; угол заострения ножей принимает 90° (ножи строго цилиндрические).
    Если центры дисковых ножей установлены в вертикальной плоскости, то полоса на выходе из ножей будет изгибаться вверх (хотя и незначительно), а обрезаемая боковая кромка пойдет сначала горизонтально, а потом вниз (под собственной тяжестью). Для того что¬бы полоса после резания выходила прямо, верхний нож смещают по на-правлению  ее  движения  относительно    нижнего     ножа . Для направления и прижима полосы при резке имеются холостые верхние и нижние ролики.

4.4. Летучие ножницы

      Летучие ножницы предназначены для резки полосы в процессе ее движения на ходу ( «на лету»), как правило, с большой скоростью. По конструкции летучие ножницы подразделяют на барабанные, качающиеся, маятниковые, кривошипно-рычажные. Во многих случаях работоспособность этих ножниц определяет производительность стана или агрегата .

4.4.1. Летучие ножницы качающегося типа

   Летучие ножницы качающегося типа в последние годы широко применяют для поперечной   резки рулонов на    листы   мерной длины.    Принципиальная   схема работы ножниц показана на рис. 4.4. 
 
Рис.4.4. Схема летучих ножниц качающегося типа:
1- рама; 2,9 - эксцентрики главного приводного вала; 3- главный приводной вал; 4,8- шатуны; 5-  эксцентрики вспомогательного вала; 6- вспомогательный вал; 7- суппорт.

    Верхний нож закреплен на раме,1 которая может совершать   качательные   движения на эксцентриках 2 главного приводного   вала 3 при   помощи шатунов 4, соединенных с эксцентриками 5 вспомогательного вала 6, имеющего дополнительный привод, кинематически связанный с приводом главного   вала.
    Нижний нож закреплен на суппорте 7 и перемещается в направляющих пазах рамы 1 при помощи шатунов 8, соединенных с эксцентриками 9 главного вала 3. Эксцентрики 2 и 9 расположены на валу диаметрально противоположно, поэтому при равномерном вращении; главного вала 3 верхний нож опускается, нижний поднимается и происходит резание полосы. При этом вспомогательный вал 6 вращается в ту же сторону, что и главный вал, шатуны 4 «качают» раму 1 на эксцентриках 2 и ножи описывают эллипсовидные траектории. Амплитуда качания рамы с ножами определяется положением эксцентриков 5 вала 6 относительно положения эксцентриков 2 главного вала 3.
Регулирование исходного положения вала 6 и амплитуды качания рамы 1 возможно осуществлять на ходу (при работе ножниц), благодаря чему достигается точное согласование скоростей ножей и полосы в момент резания. Главный вал 3 вращается от электродвигателя через коробку скоростей с бесступенчатым вариатором; от этого же двигателя приводится правильная машина (с подающими роликами), входящая в состав ножниц.
Летучие качающиеся ножницы имеют следующие преимущества:
1) простота   и   надежность   режущего   механизма;   постоянство   бокового зазора между ножами, благодаря  чему обеспечивается качест-
венное, почти перпендикулярное резание полосы;
2) режущий механизм имеет небольшие габариты и маховые массы,
приводные валы вращаются почти равномерно;
3) мерная длина листов регулируется на ходу при помощи бесту-
пенчатого регулятора скоростей, за счет чего   достигается высокая точность резания листов.

4.4.2. Маятниковые летучие ножницы
    Маятниковые    летучие  ножницы  просты  по  конструкции  и надежны в эксплуатации, однако вследствие большой инерционности движущихся масс весьма тихоходны.  Ножницы применяют для резания  на ходу металла, движущегося со скоростью до  2,5 м/с.   На рис. 3.5. представлена схема маятниковых ножниц конструкции ВНИИметмаша - СКМЗ[2].
 
Рис. 4.5. Схема маятниковых летучих ножниц:
1 - нижний суппорт; 2 - нижний нож; 3 - приводной вал; 4 – шатун;5- верхний суппорт с ножом; 6- направляющие пазы 7- контргруз;      8-  амортизатор.
 
      На среднем эксцентрике верхнего приводного вала 3 подвешен шатун 4 с суппортом 5 и верхним ножом. На двух боковых эксцентриках вала подвешен нижний суппорт 1 с ножом.
    При повороте эксцентрикового вала на 360° верхний суппорт 5 опускается вниз на величину двойного эксцентриситета, а нижний суппорт 1 поднимается вверх и возвращается в исходное положение. В промежуточном положении при сближении ножей 2 происходит резание заготовки. Верхний суппорт перемещается в направляющих пазах 6 нижнего суппорта.
    При резании движущейся заготовки суппорты, занимавшие перед резанием наклонное положение, движутся влево (по движению заготовки) подобно маятнику, подвешенному на верхнем приводном валу. Возврат маятника в исходное (правое) положение   обеспечивается   моментом   от   контргруза   7.   Крайние   положения маятника фиксируются амортизаторами 8.
     Ножницы работают в режиме запусков электродвигателя от фотореле, установленного перед ножницами и засвечиваемого передним концом движущейся по рольгангу горячей заготовки. Ножницы предназначены для отрезки переднего конца горячей заготовки сечением до 150 х 150 мм. Максимальное усилие резания 2 МН, скорость заготовки при резании до 2,5 м/с.
4.4.3. Кривошипно-рычажные ножницы
     Кривошипно-рычажные ножницы (рис.3.6), широко используемые для резки полос толщиной 2- 8 мм в холодном состоянии, обычно снабжают механизмом выравнивания скоростей, сообщающим ножам неравномерную скорость в течение полного оборота эксцентриковых валов,  но выравнивающих скорость ножей по отношению к скорости полосы в момент реза. Суппорты ножей выполнены в виде рычагов 4, укрепленных одним концом на встречно вращающихся эксцентрико¬вых валах, другим – на свободно качающихся тягах 3. Длина этих тяг несколько   больше   эксцентриситета эксцентриковых валов.
 
Рис.4.6. Схема кривошипно-рычажных ножниц:
1- ломающиеся рычаги; 2 –рама; 3- качающиеся тяги;  4- суппорты ножей.
    При резании листов длиной 3-6 м ножницы работают с пропуском реза при каждом втором обороте. В этом случае рама 2, на которой закреплены качающиеся тяги, периодически опускается ломающимися рычагами 1, приводимыми в движение специальным кривошипным механизмом, вращающимся со скоростью вдвое меньшей, чем ножницы. В момент, когда рама опущена, ножи не встречаются (на схеме показано пунктиром).
   В барабанных летучих ножницах ножи в момент реза встречаются с полосой  под некоторым углом, вследствие чего возникают большие ударные нагрузки а плоскость резания не получается вертикальной.   
    При таких режимах скорость движения ножей всегда значительно больше скорости полосы. При большом опережении ножей напряжения в разрезаемой полосе могут превосходить предел прочности материала полосы, что приводит к разрыву полосы раньше окончания ее резания.
    В кривошипно-шатунных ножницах ножи совершают сложную эллипсовидную траекторию, а на участке резания эта траектория почти совпадает с горизонтальным движением полосы (рис.4.7).


 
Рис.4.7.  Схема резания полосы на летучих кривошипно – шатунных ножницах:
а) схема траекторий ножей; б) схема перемещения ножей в зоне резания

Жесткие рычаги АВС и А`B`C` шарнирно соединены в точках А и А` с рычагами АО и А`О`, центры которых B и B` вращаются по окружности вокруг центров О и О`1. При вращении шарниров B и B` по окружностям рычаги АВ и А`В` качаются с рычагами АО и А`О`; при этом ножи будут совершать эллиптические  наклонные траектории. На участке резания ножи движутся параллельно и горизонтально, благодаря чему плоскость резания будет вертикальной. Для уменьшения усилия резания верхний нож верхний нож устанавливается с наклоном , а боковой зазор между ножами можно регулировать изменением расстояния между шарнирами Аи О.
  Одна из конструкций ножниц  для реза толстых листов показана на рис. 4.12. Ножницы предназначены для обрезки на ходу переднего и заднего концов у горячен полосы (950—1000°С) толщиной до 30 мм и шириной до 1550 мм и установлены перед чистовым окалиноломателем непрерывной чистовой группы широкополосного стана [1,2].
      Каждый суппорт 1 с ножом установлен на роликовых подшипниках, расположенных на концах оси 2; последняя эксцентрично закреплена на боковых втулках 3, опирающихся на роликовые подшипники, уста¬новленные в боковых стойках станин ножниц.
 
Рис. 4.8. Кривошипно-шатунные ножницы для резки толстой полосы конструкции СКМЗ

Втулки 3 торцами сое¬динены с боковыми шестернями 4, находящимися в зацеплении с двумя ведущими боковыми шестернями 5 (i=3,94) на валу 6, приводимом от электродвигателя мощностью 630 кВт (750/1000 об/мин) через редук¬тор (i=2,54) и удлиненную зубчатую муфту. Для устранения изгиба полосы при резании предусмотрен пружинный прижим.
   Ножницы работают  с автоматическим  пропуском на каждый рез, и перед  включением   двигателя ножи занимают строго фиксированное положение, контролируемое  сельсином.  Скорость движения полосы 0,6—2 м/с; длина ножей 700 мм, верхний нож наклонный   (1:50);    окружная скорость ножей соответствует   скорости  полосы;  перекрытие ножей 3—5 мм; точность резания   ±25 мм.   
    Недостатком       ножниц  является   большая инерционность механизма резания при неравномерном движении ножей, поэтому такие ножницы применяют только для резания полосы при ско¬рости до 2 м/с.
Для нормальной работы этих ножниц необходимо, чтобы на участке резания скорость ножей была только на 1—3 % боль¬ше скорости движения полосы. Поэтому на ножницах для холодной резки применяют специальный механизм, предназначенный для выравнивания скорости ножей и полосы в момент резания.

4.4.4. Барабанные летучие ножницы
     Барабанные летучие ножницы (одно- и двухбарабанные), весьма простые по конструкции и надежные в эксплуатации, получили широкое применение для горячей резки широких стальных полос толщиной до 30 мм и мелких сортовых профилей, а также для холодной резки стальных полос толщиной до 3 мм.
  На рис. 3.8 показаны однобарабанные летучие ножницы для резки сортовой стали сечением не более 30 x 30 мм. Основные детали ножниц: диск (маховик) 3, который вращается на валу 2, установленном на подшипниках 1; ножи 7, укрепленные на рычагах 6, шарнирно установленных на диске 3 и вращающихся вместе с ним; ролики 5, в неподвижных направляющих 4 на уровне движущейся по рольгангу полосы.
    При вращении диска 3 ножи находятся в разомкнутом положении под действием пружины; для резки движущейся полосы ролики 5 сближаются, в этом случае при вращении диска рычаги б находят на ролики 5 и заставляют ножи сближаются автоматически при помощи специального нажимного устройства от действия флажка или фотоэлемента, установленного на рольганге.

 

Рис.4.8 . Однобарабанные летучие ножницы:
1-опора вала ; 2- приводной вал; 3- диск; 4- направляющие; 5-  прижимные ролики; 6- рычаги; 7- ножи.
       Принцип работы двухбарабанных ножниц показан на рис. 3.9. На двух ба¬рабанах по их образующим радиально закреплены ножи (по одному или по нес¬колько на каждом барабане). Полоса движется непрерывно и подается к ножницам роликами с постоянной скоростью. При встрече верхнего и нижнего ножей происходит резание полосы. Так как ба¬рабаны вращаются равномерно с постоянной угловой скоростью и вращающиеся массы полностью уравновешены, то эти ножницы позволяют резать металл со скоростью 15 м/с и более.
    При резании металла барабанные летучие ножницы могут работать в двух основных режимах:
1) периодические запуски и остановки;
2) непрерывное вращение барабанов (непрерывный режим).
  Режим периодических запусков применяют в случаях резки короткого переднего конца полосы (некондиционного, имеющего неправильную форму) и для разрезки полосы на отдельные куски  при небольшой скорости ее движения.
 
Рис. 4.9. Схема двухбарабанных летучих ножниц.

По этому режиму ножницы запускают в ход для каждого единичного реза,  а затем  тормозят или останавливают.
     При непрерывном режиме полоса поступает к ножницам с постоянной скоростью, а разрезание происходит через определенные промежутки времени.
      Процесс резания характеризуется двумя периодами: в начале реза происходит вмятие ножей в металл; когда врезка ножей достигает определенной величины, начинается процесс сдвига, т.е. процесс самого резания.  Величина зон  вмятия и резания зависит от механической характеристики материала, геометрии и толщины разрезаемой полосы. При проектировании и выборе конструктивных параметров ножниц нужно иметь в виду следующее: 
    1) кинематика барабанных ножниц.
В соответствии со схемой работы барабанных ножниц (рис. 3.9)  полоса подается к ножницам со скоростью Vр = Vn.. Если барабаны будут иметь одинаковые диаметры и по одному или по два ножа, то рез будет происходить через каждый оборот или, соответственно, через пол-оборота барабанов, а длина листа будет равна:
L= , Lкосн= ,                (4,13)
где D- наружный диаметр барабана:
к – коэффициент пропуска реза; он характеризует число оборотов барабана  за время между двумя последовательными резами листа.
      Если диаметр малого барабана DH будет постоянным и минимально возможным (исходя из условия его динамической прочности), а диаметр ведомого барабана будет различным (D =2DH, 2/3DH  и т.д.), то при различных комбинациях ножей на барабанах можно получить следующие значения: к=1; 1,5; 2; 3, 4. Длины отрезаемых листов при этом равны:
Lкосн =(1; 1,5; 2; 3; 4)                (4,14)
     Следует отметить, что при значительном изменении межосевого расстояния А барабанов практическое конструктивное осуществление этого варианта требует изготовления отдельных летучих ножниц и последующей комплектной замены их на одном и том же рабочем месте в поточной линии агрегата.
    Если конструктивно станина ножниц позволяет применять различные комбинации  диаметров  барабанов   при  постоянном  межосевом  расстоянии  А  а  на   каждом   барабане   имеется   один   нож,   то   ножи   будут встречаться и рез будет происходить через каждые к=1, 2, 3, 4, 5 оборотов малого барабана (рис.3.10).
     Требуемые различные промежуточные длины можно получить предварительным подбором необходимых отношений скоростей, каждое из которых в процессе резания листов заданной длины должно быть строго постоянным с целью получения точных допусков по длине листов.

 
Рис. 4.10. Схема получения реза листов различной длины

 При vн=const это означает, что скорость барабанов ножей может лежать в интервале vн=(1..2) vосн=(1..2) vпол для получения различных промежуточных длин листов в интервале:
L = (05..1,0) Lкосн .                (4,15)
     При таких режимах скорость движения ножей всегда значительно больше скорости полосы. При большом опережении ножей напряжения в разрезаемой полосе могут превосходить предел прочности материала полосы и в этих случаях может произойти разрыв полосы раньше окончания ее резания.
     Очевидно, что при этом ножницы испытывают сильные динамические удары в момент встречи ножей с полосой и большие почти горизонтальные усилия; последние увеличивают крутящий момент на барабанах ножниц и повышенный расход энергии  приводного электродвигателя.
2) Синхронизация скоростей ножниц.
Выше отмечалось, что для по¬лучения требуемой определенной длины листов выбранное отношение  vп/ vн  должно быть строго постоянным за все время резания данной полосы, с тем чтобы точность размеров (допуски по длине) была в заданных пределах. Для поддержания от-ношения  vп/ vн  постоянным применяют синхронизацию двух видов: механическую и электрическую.
Механическую (жесткую) синхронизацию применяют в поточных аг-регатах холодной резки рулонной полосы на листы небольшой длины при непрерывном вращении барабанов ножниц.
В этом случае в комп¬лект установки летучих ножниц входят ножни¬цы и подающие ролики, причем ножницы и подающие ролики имеют привод от одного общего электродвигателя постоянного тока через различного типа зубчатые ре¬дукторы, механически (жестко) связанные между собой муфтами.
Электрическую синхронизацию применяют, когда летучие ножни¬цы установлены за последней клетью непрерывного стана (например, непрерывного заготовочного) и имеют свой привод, механически не связанный с приводом валков клети.
 В этом случае при помощи раз¬личных синхронно-следящих систем обеспечивается син¬хронное изменение скоростей двух отдельных электродвигателей для привода последней клети стана и для привода летучих ножниц. Она применяется для летучих ножниц при горячей резке полосы (заготовки, сорта), когда не требуется большая точность реза  при отрезке переднего или заднего конца полосы, так и для точного реза полос различной толщины на агрегатах поперечной  резки.
3) Точность резания.
При хо¬лодной резке рулонной полосы шириной 1000—2350 мм, толщиной 2— 12,0 мм на листы длиной от 2000 до 12000 мм интервалы длины, согласно ГОСТ, составляют 3—30 мм. Очевидно, что для получения такого ши¬рокого сортамента листов (по длине) требуется широкий интервал син¬хронизации отношения скоростей ножей к скорости полосы или к ско¬рости   подающих роликов    (vн/ vп  = vн/ vр  при   vн= vр  ).
Длина  листа при резе с учетом передаточных чисел приводных редукторов может быть определена по формуле:
L= ; Dp k (iн  / iр),                (4,16)
где iн – передаточное число от двигателя к барабану;
iр – передаточное число от двигателя к подающим роликам;
k – коэффициент пропуска реза;
Из анализа этого выражения следует, что:
а) для данных значений диа¬метра подающих роликов Dр и коэффициента пропуска реза любую про¬межуточную длину листа при резании полосы на ножницах можно полу¬чить при определенном значении отношения передаточных чисел редук¬торов между двигателем и ножницами iн и между двигателем и пода¬ющими роликами ip;
 б) длина мерных листов не зависит от абсолютных величин скоростей полосы и ножниц.
Значит, широкий диапазон мерных длин листов при резании на ле¬тучих ножницах можно получить двумя способами: изменением iн (при ip=const) и изменением iр (при iH=const).
   Для этого в линии привода ножниц или в линии привода подающих ро¬ликов для механической синхронизации   устанавливают многоступенчатый редуктор (коробку скоростей), который позволяет получить 200—400 различных передаточных чисел. Так при работе ножниц максимальное допустимое превышение скоро¬сти ножей по отношению к скорости полосы должно составлять не бо¬лее 200 % (о чем было сказано выше), то этот диапазон различных пе¬редаточных чисел должен находиться в пределах от 1 до 2. Выбор требуемого пе-редаточного числа осуществляется переключением шестерен (согласно имеющейся таблице) при помощи ручного управления. Многоступенчатый редуктор может быть установлен в линии привода подающих роликов или в линии привода ножниц от электро¬двигателя.
    В первом случае для привода подающих роликов требуется небольшая мощность, поэтому габариты многоступен¬чатого редуктора небольшие. Во втором случае многоступенчатый редуктор передает большие на¬грузки (моменты), возникающие при резании на ножницах, поэтому имеет значительные габариты. Имеются конструкции ножниц, в которых установлены цепные вариаторы скоростей для бесступенчатого регулирова¬ния передаточного числа iр.
Установка редукторов или вариаторов значительно усложняет конструкцию всего агрегата , поэтому в послед¬ние время в приводе летучих ножниц  для резки  листов  всё чаще применяют  электрическую синхронизацию, при которой измерение длин отрезаемых листов и включе¬ние ножниц на рез производится автоматической системой мерной порезки от  специальных датчиков, установленных в приводе подающих или следящих роликов.
   Практика эксплуатации ножниц показала, что при  резко динамическом режиме работы точность размеров листов по длине значительно снижается,  особенно при скоростях полосы больше 3м/сек, т.к. получается большой «разброс» размеров длины листов [3].
Учитывая эти недостатки, было предложено уменьшить допустимое максимальное опережение ножей до vн=1,5vн и одновременно ввести режим работы ножниц с отставанием ножей в пределах 0- 35%, при котором скорость ножей может снижаться до vн= 0,75 vпол . В  таком режиме ножницы будут работать с «подпором», т.е с некоторым выпучиванием полосы перед ножами.
Таким образом, общий предел максимального и минимального отношения vн/vпол остался прежними и  равным (1..2)  а на ножницах можно получать любые промежуточные длины в пределах  L = (0,67..1,34) Lкосн , т.е. с изменением этих длин в два раза.
Однако следует отметить, что если раньше регулированием (увеличением) скорости ножей по отношению к скорости полосы можно было получать длину листов только меньше основной длины (vн>vпол) , то по новому режиму можно получать длины меньше и больше основной длины.
4) Скорость летучих ножниц.
Каждую конкретную установку летучих ножниц проектируют и ус-танавливают для резания полосы, толщина которой может изменяться от
h min до h mах. Скорость резки (скорость подачи полосы подающими ро-ликами) принимают различную в зависимости от качества и толщины полосы: минимальной толщине соответствует максимальная скорость, и наоборот. Однако при резании полосы определенной толщины скорость резания (подачи полосы в ножницы) должна быть строго постоянной   vп= const). При выборе скорости летучих ножниц надо принимать во внимание два обстоятельства:
 а) Если летучие ножницы предназначены для установки в линии про¬
катного стана   (например, его за последней клетью), а   выходная   ско¬-
рость прокатки на этом стане различная (от v min до v mах) в зависи-¬
мости от толщины, ширины или сечения прокатываемой полосы, то скорость ножниц vн соответственно тоже должна быть различ¬-
ной для соблюдения условия: vп//vн=const при заданной длине отрезаемых листов.
      б). Если летучие ножницы предназначены для установки в поточной линии поперечной резки полосы на листы, то скорость этой линии технологически также принимается различной при резании поло¬сы различной толщины (с целью получения качественной резки при мак-симальной производительности агрегата резки).
     Таким образом, при резке различного сортамента полос (по толщине их) подающие ролики бу¬дут подавать к ножницам полосу с различной скоростью vп (от v min до v mах); значит, скорость летучих ножниц vн также должна соответ¬ствовать различным скоростям vп т.е. должна быть в пределах от от vн min до vн mах. Из этого следует, что  , для привода летучих ножниц необходимо устанав¬ливать электродвигатель постоянного тока  с ре¬гулируемой частотой вращения.
        Барабанные летучие ножницы с наклонными ножами являются наиболее перспективной конструкцией, предназначенной для резки металла по ходу проката, движущегося с высокой скоростью. Преимуществами этой схемы являются простота и надежность конструкции, уравновешенность вращающихся частей, сравнительно небольшие инерционные массы, что особенно важно для ножниц, работающих в  режиме запуска и выравнивания окружных скоростей.
      Однако барабанные ножницы имеют следующие недостатки:
 а) траекторией движения режущих кромок ножей являются окружности, поэтому при встрече с горизонтально движущейся полосой резание будет происходить при переменном угле и плоскость резания полосы не будет вертикальной.
б) резание полосы осуществляется параллельными ножами, т.е. одновременно по всей её ширине, вследствие чего возникают большие динамические усилия резания при  приложении нагрузки во время реза.
 Для уменьшения усилия резания один из ножей делают наклонным или   шевронным.

4.5. Обоснование и выбор направления модернизации конструкции летучих ножниц
      Для уменьшения усилия резания верхний нож следует делать наклонным или шевронным, однако при резании широких полос на больших скоростях осуществление этого принципа требует увеличения бокового зазора между ножами, что не всегда желательно.
            При практическом использовании к ножницам предъявляются разнообразные требования, которые можно разделить на кинематические, технологические и эксплуатационные.
В соответствии с кинематическими требованиями относитель¬ное движение ножей в зоне резания должно осуществляться по траекториям, обеспечивающим минимальные величины зазоров между ножами, а форма последних определяется из усло¬вия отсутствия взаимного внедрения поверхностей ножей.
Технологические требования регламентируют конфигурацию ножей и расположение пазов для их крепления в соответствии с потребностями технологии, призванной обеспечить точность обработки в условиях индивидуального производства. При этом к точности обработки пазов предъявляются жесткие требования, обусловленные необходимостью обеспечения откло¬нения зазоров от расчетных вследствие неточностей изготовления не более чем на 0,01—0,02 мм при диаметрах барабанов или суппортов порядка 1000 мм и длине ножей 2000—2500 мм. В соответствии с этими требованиями ножи должны иметь максимально простую конфи¬гурацию, а пазы для их установки — быть параллельными продольным осям суппортов. Основное условие нормальной работы ножниц - параллельность пазов для установки ножей и режущей кромки одного из суппортов осям вращения верхнего и нижнего суппорта.
Эксплуатационные требования выдвигаются в связи с необхо¬димостью эффективного использования ножниц и агрегата в це¬лом. Основные требования: предельная быстроходность ножниц, максимально возможное число режущих кромок на ножах и про¬стота их заточки, минимальные затраты времени на установку ножей и регулировку зазора между ними. 
   Анализ литературы [1 ,2, 3] показал, что создание ножниц, удовлетворяющих технологическим и эксплуатационным требованиям, представ¬ляет достаточно сложную задачу. Если применительно к резке полос толщиной до 1мм найдено вполне удов¬летворительное решение, то для ножниц, предназначенных для резки  толстых листов, решений, полностью удовлетворяющих перечисленным выше требованиям, пока нет.
Выбор параметров режущего меха¬низма с учетом приведенных требований основан на том, что конфигурация ножей и расположение на барабанах пазов для их крепления, величины кинематических зазоров и углы наклона ножей определяются конструкцией режущего механизма, завися¬щей от вида траекторий относительного движения режущих кро-мок.
   В разрабатываемом проекте предлагается провести модернизацию конструкции летучих ножниц, которая заключается следующем:
1) Увеличение толщины разрезаемого металла с 40 до 60 мм за счет оптимизации геометрических параметров ножей.
2) Установка ножей прямоугольного поперечного сечения с увеличенным углом наклона.
 Предлагаемая модернизация позволит  расширить сортамент выпускаемой продукции, принципиально не меняя конструкцию основных узлов ножниц Для подтверждения предлагаемых мероприятий необходимо выполнить энергосиловые расчеты привода ножниц и прочностные расчеты основных узлов и деталей режущего механизма. 






5. ЭНЕРГОСИЛОВОЙ РАСЧЕТ НОЖНИЦ
     В энергосиловом расчете определяем  геометрические , кинематические и силовые параметры режущего механизма и мощность привода. Наибольшую нагрузку детали ножниц испытывают в момент реза листа, в связи с чем рассмотрим кинематические и силовые параметры в этом положении.
  Максимальное усилие резания ножей, один из которых шевронный, определяется по формуле ;2, стр. 230;:
 ,                (5,16)
где к1- коэффициент, учитывающий отношение сопротивления резанию и нормального напряжения: к1= ;19, стр.260;;
к2,к3 -коэффициенты, учитывающие повышение усилия резания при затуплении ножей и увеличения бокового зазора между ними; к2=к3 =1,2;
; - угол наклона верхнего шевронного ножа. Как видно из формулы, усилие резания обратно пропорционально тангенсу угла наклона ножа, т.е. с увеличением угла наклона ножа усилие резания уменьшается.
При применении наклонных ножей угол наклона ножа может достигать 60, но при этом возникает горизонтальное сдвигающее усилие, выталкивающее лист из-под ножей. Для стабилизации положения листа  в конструкции ножниц применён шевронный (двухнаклонный) верхний нож. При резании таким ножом лист занимает более устойчивое положение, т.к. горизонтальные силы Х действуют в противоположные стороны(рис.4.1).
 
Рис.5.1. Схема усилий  при резании шевронным ножом
; - угол наклона шевронного ножа; b –ширина листа; h- толщина листа;
P – усилие реза; ;н- относительная глубина внедрения ножей

   Для уменьшения усилия реза принимаем угол наклона ножа ; =3,00;
Увеличение угла наклона ножей и уменьшение усилия резания способствует увеличению межремонтного срока замены ножей, т.к. снижается интенсивность  их износа.
;в - относительная глубина вмятия, при которой усилие резания и сопротивление резанию ; достигают максимальных значений:
;в =;н/2=0,4/2=0,2 ;3, табл.V.1],                (5,17)
где ;н- относительная глубина внедрения ножей, при которой происходит отрыв неразрезанной части металла; ;н=0,3;
;в- предел прочности материала полосы, МПа; ;в=650МПа;
h – толщина разрезаемой полосы; принимаем h =60мм.
 ,
Вертикальный ход ножей:
                (5,18)
Схема резания полосы показана на рис.4.2.
 Определяем угол начала резания:
Cos; 1= ;                (5,19)
где ; – величина перекрытия ножей ; ;=0,4.h=0.4.60=24 мм;
R  - радиус барабана;  R =R1 = R2 =500мм;
Угол приложения усилия резания Р:
Cos  =  , (5,20)
Угол окончания резания:
Cos  =  .    (5,21)
Угловой путь резания :
 , или в радианах: 
 
Рис.5.2. Схема резания полосы на летучих ножницах

Время резания:
где  - угловая скорость барабана:
  ,                (5,22)
где nб- частота вращения  барабана:
nб= nдв/ iр,                (5,23)
где nдв- частота вращения  вала приводного электродвигателя; nдв230 об/мин;
iр – передаточное число редуктора; iр=6,43;
nб= nдв. iр=230/6,43=35,76 об/мин, тогда угловая скорость барабана
 
Время резания подката:
                (5,24)
Горизонтальная скорость ножей в момент начала резания:
 ,                (5,25)
где   - окружная скорость ножей;
 =3,74.0,5=1,73 м/с                (5,26)
 ,                (5,27)
т.е. выполняется условие недопустимости набегания (изгиба) полосы перед передней кромки ножей.  При дальнейшем повороте ножей угол   будет уменьшаться, а скорость   увеличиваться, т.е. резание будет происходить с небольшим опережением скорости движения ножей по сравнению со скоростью движения полосы.
Статический момент на валу нижнего барабана:
Мст=М рез/;=Ра/ ;(1+  ,                (5,28)
где М рез- суммарный момент резания на верхнем и нижнем барабанах:
М рез= М1+М2= Р.а(1+  ,                (5,29)
где а- плечо приложения силы Р:
                (5,30)
;- К.П.Д. передач привода; принимаем ;=0,95, тогда
Мст=
Мощность резания определяется по формуле:
N рез= Мст. ,                (5,31)
где   -угловая скорость ножей; 
Совпадение скорости ножей со скоростью полосы достигается регулированием скорости электродвигателя.
При этих параметрах  требуемая мощность резания равна:
N рез=8,38.103.3,74=3136 квт.
В качестве электродвигателя главного привода принимаем двигатель постоянного тока типа П19-75-7К мощностью Nдв=2100 кВт и частотой вращения 230 об/мин. Коэффициент перегрузки двигателя:
кп= N рез/ Nдв =3136/2100=1,49
что допустимо, т.к. допустимый коэффициент перегрузки для электродвигателей данного типа ;кп ;=3,0.
На протяжении пути резания   усилие резания возрастает от нуля до максимального значения Рмах и затем вновь уменьшается до нуля.
 Среднее усилие резания :
Рср =0,7 Рмах =0,7.22,1=15,47.103 кН.
   Соответственно, средний статический момент  резания:
Мст рез=0,7.Мст=0,7.8,38=5,86.103 кНм,
а средняя мощность резания:
N рез=0,7.3136=2195 кВт.
Работа резания на пути движения ножей:
А рез= N рез.tрез=2195.0,0304=66,73 кВт.с

    Выполненные расчеты показывают, что предлагаемая модернизация возможна на существующем оборудовании, т. к. мощность установленного электродвигателя  позволяет осуществлять резы подкатов толщиной  до 60мм.
6. РАСЧЁТ КРЕПЛЕНИЯ НОЖЕЙ НА ПРОЧНОСТЬ
  В данном расчёте определяем напряжение которые образуються в крепелнии ножей в момент начала реза.
 
Рис 6.1. Схема крепления ножа

6.1. Расчёт крепления на отрыв
  В данном расчёте определяем напряжение создающееся в креплении в горизонтальной составляющей силы.
  - возникающее напряжение в болтах
                (6,32)
                (6,33)
где F – сила действущая на нож в момент начала резания
тогда отрывающий момент будет равен:
                (6,34)
h – плечо приложения этой силы
                (6,35)
где Q – отрывное усилие
  a – расстояние между болтами
Болт должен быть расчитан на усили большее на 20-40%, чем чем действующее, отсюда
             (6,36)
где    - количество болтов
         - диаметр болтов
тогда
 
Данное напряжение меньше максимального допустимого для болтов сделанных из стали данной марки. Отсюда можно сделать вывод что запаса прочности болтов на отрыв достаточно.
6.2. Расчёт крепления на срез
  В данном расчёте определяем напряжение создающееся в креплении в горизонтальной составляющей силы.
  - возникающее напряжение в болтах
 
 
где F – сила действущая на нож в момент начала резания
тогда срезающий момент будет равен:
 
b – плечо приложения этой силы
 
где Q – отрывное усилие
  a – расстояние между болтами
Болт должен быть расчитан на усили большее на 20-40%, чем чем действующее, отсюда
 
где    - количество болтов
         - диаметр болтов
тогда
 
Данное напряжение меньше максимального допустимого для болтов сделанных из стали данной марки. Отсюда можно сделать вывод что запаса прочности болтов на срез достаточно.
Вывод конструкция креплений имеет достаточный запас прочности и способна работать при новых условиях.
7. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ
7.1 Количественные показатели, достигаемые в результате                модернизации
  – экономия основной заработной платы ремонтных рабочих;
 ,                (7.37)
где   – сокращение трудоемкости ремонтных работ;
 =10 чел час;
  – средняя тарифная ставка ремонтных рабочих;
  р/(чел час);
  – коэффициент, учитывающий доплату за работу в три
смены;  ;
  – коэффициент, учитывающий премиальную доплату;
 ;
т. о. экономия основной заработной платы ремонтных рабочих
составит:
  р;
  – экономия дополнительной заработной платы ремонтных
рабочих;        ,                (7.38)
где   – коэффициент дополнительной заработной платы;
 ;
экономия дополнительной заработной платы:
  р;
  – экономия отчислений по единому социальному налогу;
 ,             (7,39)
где   – ставка единого социального налога;   %;
экономия по ЕСН:
  р;
Снижение затрат на запасные части:
 ,                (7,40)
где       - стоимость ножа до реконструкции;
  - годовой расход ножей до реконструкции;
  - стоимость ножа после реконструкции;
  - годовой расход ножей после реконструкции;
Тогда:            
Суммарная экономия:
 
В ходе расчет было выяснено, что модернизация барабанных летучих ножниц экономически выгодна.

8. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

8.1. Анализ условий труда при проведении модернизации барабанных летучих ножниц в линии стана 2000 ГП ПГП ОАО «НЛМК»
В технологическом процессе барабанные летучие ножницы распологаються перед чистовой группой клетей. Они предназначены для обрезки переднего и заднего конца подкада с целью исключения возможности «забуривания» в чистовой группе клетей. При проведении ремонта летучих ножниц стан останавливаеться. Все производственные операции, связанные с техническим процессом прокатки полосы приостановлены.
Обеспечение технологического процесса осуществляется различными системами энергетического снабжения, в цехе имеется разветвлённая система трубопроводов, по которой осуществляется подача технической воды и различных смазочных материалов. Работа электрического оборудования осуществляется системой электроснабжения..
Ремонт барабанных летучих ножниц производится параллельно с другими монтажно-ремонтными работами по прокатному стану, поэтому в прокатном отделении работают краны, с помощью которых и производится монтажно-ремонтные работы, во избежание механического травмирования передвигающимися заготовками и материалами, крановщик подает звуковой сигнал.
Перечень опасных и вредных производственных факторов представлен в табл. 8.1 там же представлен перечень применяемого оборудования.


   Таблица 8.1. Опасные и вредные производственные факторы
№ п/п Выполняемая работа Применяемое
оборудование, приспособления и инструмент Опасные или вредные производственные факторы
1. Демонтаж электродвигателя, муфт, редуктора
Гаечные ключи, гайковерт, молоток
Опасность механического травмирования, переносимый или перемещаемый груз
2. Демонтаж верхнего и нижнего барабанов Гаечные ключи, гайковерт,
молоток, электромостовой кран
Опасность механического травмирования, переносимый или перемещаемый груз
 3. Транспортировка демонтируемого оборудования в зону ремонта Электромостовой кран Опасность механического травмирования, перемещаемый груз
4. Замена ножей Гаечные ключи, гайковерт Опасность механического травмирования
5.
Монтаж оборудования Гаечные ключи, гайковерт,
кувалда, электромостовой кран
Опасность механического травмирования, переносимый или перемещаемый груз

6. Обтяжка креплений Гаечные ключи, гайковерт Опасность механического травмирования
7. Опробование работы привода Электрооборудование Вращающиеся ролики, опасность поражения электрический током
8. При выполнении всех работ Повышенная температура, недостаточное освещение, шум
Следовательно, при выполнении монтажных работ по модернизации на работающих воздействуют опасные и вредные производственные факторы: опасность механического травмирования, поражения электротоком, неудовлетворительный микроклимат, запыленность, шум, недостаточная освещенность.






8.2. Мероприятия по обеспечению безопасности труда
8.2.1. Опасные вредные факторы
К опасным производственным факторам относятся такие, которые при кратковременном воздействии на человека могут привести к травмированию или другим повреждениям здоровью.
К ним относятся: грузоподъёмные машины (электромостовые краны), электрический ток, вращающиеся части и механизмы коксовой четырехвалковой дробилки.

8.2.1.1. Опасность механического травмирования
В процессе ремонта оборудования могут возникать ситуации, которые могут привести к механическому травмированию (трудно доступные элементы оборудования, контакт с движущимися машинами и механизмами, передвигающимися заготовками и материалами) ГОСТ 12.0.001-74 [3].
Для уменьшения опасности механического травмирования при производстве работ по ремонту загрузочного рольганга применяют спецодежду, каски (ГОСТ 12.4.011-91 [4]), предупреждающие и запрещающие плакаты, окраску, маркировку, сигнальные цвета и знаки безопасности на оборудовании (ГОСТ 12.4.026-01 [5]).
Детали оборудования должны иметь приливы, проушины или другие устройства, обеспечивающие удобное и безопасное крепление чалочных приспособлений (ГОСТ 12.2.003-91[6]).
При перевозках гидравлического оборудования на платформах, автомашинах, передаточных тележках его необходимо укладывать на специальные стеллажи и закреплять. Все проемы в перекрытиях, на площадках и других местах при производстве ремонтных работ должны быть предусмотрены устройства и приспособления, обеспечивающие безопасность работающих при ремонте и обслуживании.
Приспособления применяемые для обеспечения безопасности при ремонте оборудования (лестницы, стремянки, подмостки) должны соответствовать требованиям (ГОСТ 12.2.012-75 [7]).

8.2.1.2. Опасность поражения электрическим током
Причинами поражения электрическим током являются воздействия электрического тока через дугу; прикосновение к токоведущим частям, изоляция которых повреждена; прикосновение к металлическим частям оборудования, случайно оказавшись под напряжением.
Опасность электрических поражений создаёт разнообразное оборудование: электрооборудование подъёмно-транспортных устройств, электрифицированный внутризаводской транспорт, сварочные аппараты, осветительные установки, электрические и ручные инструменты.
Для снижения опасности поражения электротоком применяют: расположение в недоступном месте(в трубах, нишах), защитное заземление, зануление, предупреждающие и  запрещающие плакаты( ГОСТ 12.1.019-79, ГОСТ 12.1.030-81, ГОСТ 12.4.113-82 [8,9]).

8.2.2. Вредные производственные факторы
К вредным производственным факторам относятся такие, которые при длительном воздействии на организм человека могут привести к заболеваниям или снижению его работоспособности.

8.2.2.1.Шум
Источником возникновения шума являются оборудование, установленное в цехе. Возникает при движении, соударении, трении деталей машин и механизмов.
Фактическая и нормируемая величина приведены в табл.5 в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [10].
Таблица 8.2. Фактическая и нормированная величины шума
Вредный производственный фактор Фактическая величина Нормируемая величина Нормативный документ
Шум, дБа 50-60 80 СН 2.2.4/2.1.8.562-96

Для снижения шума можно использовать звукоизолирующие кожухи, в которые заключают либо весь агрегат, либо его шумящие узлы. Над шумящим оборудованием подвешивают штучные шумопоглотители. Для защиты органов слуха применяют наружные(наушники) и внутренние противошумы(заглушки и вкладыши) (ГОСТ 12.4.011-91 [11]).

8.2.2.2.Освещенность
По данным таблицы на данном рабочем месте наблюдается недостаток освещенности при проведении ремонтных работ. Фактическая и нормируемая величины приведены в таблице.
Норма освещенности выбрана с учетом наименьшего размера объекта различения 1-5 мм (резьба, зазоры сопряжения деталей) и соответствует 5 разряду 200 лк (СниП 23-05-95 [12]).

Таблица 8.3. Фактическая и нормированная величины освещенности
Вредный производственный фактор Фактическая величина Нормируемая величина Нормативный документ
Освещенность, лк 100 200 СниП 23-05-95

Для устранения данного вредного фактора  применяют дополнительный источник освещения. На закрытых узлах оборудования установить специальные штепсельные разъёмы с заземлённым контактом на напряжении не более 42 В для подключения переносных светильников (ГОСТ 12.2.003-91).
Электрическое освещение должно создавать безопасные и нормальные санитарно-гигиенические условия труда. В тоже время капитальные затраты на их установку должны быть минимальными.
Для выполнения работ по модернизации печного загрузочного рольганга необходимо различать наблюдаемые объекты размером 1 – 5 мм,
разряд зрительной работы - V (б) и необходимая освещенность – 200 лк.

8.2.2.3. Метеорологические условия
  При данной модернизации выполняются работы средней категории II б. Ремонтные работы в закрытом цехе происходят как в холодное время года, так и в теплое. Изменение параметров микроклимата - температуры, влажности, скорости движения воздуха - приводит к нарушениям терморегуляции организма, которая обуславливает теплообмен организма человека с окружающей средой. Категория  выполняемых работ по уровню энергозатрат – IIб (применяемые усилия до 10 кг) СанПиН 2.2.4.548-96 [10].

Таблица 8.4.
Допустимые нормы параметров
микроклимата в рабочей зоне (ГОСТ 12.1.005-88 [5])
Период
года Категория выполняемых работ Температура воздуха, ;С Относительная влажность воздуха, %
(не более) Скорость движения воздуха, м/с
(не более)
допустимая допустимая
Холодный IIб 15…21 75 0,4
Теплый IIб не более 28 70 0,2…0,5

Температура нагретых поверхностей оборудования и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45°С, а оборудования с внутренней температурой до 100°С-35°С.
При планово-предупредительных ремонтах тепловых агрегатов особое внимание уделяется тепловой изоляции и устранению прогаров.
При превышении установленных нормативных параметров метеорологических условии в рабочей зоне производство работ следует прекращать или устраивать перерывы и подмены для отдыха и снятия перегрузки организма. В холодный период года пользоваться специальной одеждой для защиты от понижения температур (ГОСТ 12.4.011-89 [6]).


8.2.2.4. Меры безопасности при проведении работ грузоподъемными машинами
Демонтаж   или   монтаж   оборудования   при   выполнении   ремонтных работ производится с помощью электромостового крана грузоподъёмностью Q = 50 / 10 тн. Все работы должны выполняться согласно ПБ 10-382-00 "Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов". Для обеспечения безопасного проведения работ необходимо выполнять следующие требования безопасности:
- находящийся в работе кран должен быть снабжен табличкой с обозначением регистрационного номера, паспортной грузоподъёмности и даты следующего технического освидетельствования;
-   перемещаемые   краном   грузы   по   массе,   не   должны   превышать паспортной грузоподъёмности крана;
- на месте производства работ должны быть вывешены схемы строповки грузов, с которыми стропальщики должны быть ознакомлены;
- место производства работ по перемещению груза должно быть хорошо освещено;
- при неблагоприятных погодных условиях, когда крановщик плохо
различает команды стропальщика, работы немедленно прекращаются;
- на месте производства работ по перемещению грузов кранами не должны находиться лица, не имеющие прямого отношения к выполняемой работе;
- строповка узлов и механизмов коксовой четырехвалковой дробилки должна производиться в соответствии со схемами строповки;
стропы должны: быть испытанными, исправными и маркированными; соответствовать массе поднимаемого груза; накладываться на основной массив груза без узлов, перекруток и петель;
- груз или грузозахватное приспособление при их горизонтальном перемещении должны быть предварительно подняты на 500 мм выше встречающихся на пути предметов;
- при снятии рамы коксовой четырехвалковой дробилки с анкерных болтов, её подъём производиться с минимальной скоростью, без перекосов и заеданий с обеспечением горизонтального перемещения до полного снятия с болтов;
- запрещается      косой      подъём      узлов      и      деталей      коксовой четырехвалковой дробилки ;
- перед перемещением груз предварительно поднимается на высоту 200;300 мм для проверки тормозов;
опускать перемещаемый груз необходимо строго на предназначенную для этого площадку;
- если во время работы крана стропальщик заметит неисправность крана, грузозахватного приспособления или возникнет опасная ситуация, он обязан немедленно подать сигнал крановщику о прекращении работы и сообщить об этом лицу ответственному за безопасное производство работ кранами.



9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В дипломном проекте предложен способ модернизации барабанных летучих ножниц. Который позволяет увеличить срок службы ножа до 19-и дней, а также даёт возможность резать подкат толщиной до 60-и мм.
Рассмотрены вопросы организации и планирования ремонтов барабанных летучих ножниц.
Разработаны мероприятия по охране труда и техники безопасности в условиях действующего производства.
Также выполнены экономические расчеты, которые показали, что ожидаемый экономический эффект от барабанных летучих ножниц составит 210 тыс р/год.













БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Целиков, А. И. Машины и агрегаты металлургических заводов: В 3 т. Т. 2. Машины и агрегаты сталеплавильных цехов [Текст]/ А. И. Целиков, П. И. Полухин [и др.]. – М.: Металлургия, 1978. – 328с.
2. Нисковских В. М. Машины непрерывного литья слябовых заготовок / В. М. Нисковских, С. Е. Карлинский, А. Д. Беренов. – М.: Металлургия, 1991. – 272с.
3. Гребеник В. М. Расчет металлургических машин и механизмов / В. М. Гребеник, Ф. К. Иванченко, В. И. Ширяев. – Киев: Выща школа. Головное издательство, 1988. – 448с.
4. Анурьев В. И. Справочник конструктора – машиностроителя. Том 1 / В. И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 1981. – 728с.
5. Чернин И. М. Расчет деталей машин / И. М. Чернин, А. В. Кузьмин и др. – М.: Машиностроение, 1985. – 402с.
6. Григорьев В. П. Конструкции и проектирование органов сталеплавильного производства / В. П. Григорьев, Ю. М. Нечкин и др. – М.: МИСИС, 1995. – 512с.
7. Костенко Н. А. Сопротивление материалов / Н. А. Костенко, С. В. Балясникова и др. – М.: Высшая школа, 2000. – 430с.
8. Бейзельман Р. Д. Подшипники качения. Справочник / Р. Д. Бейзельман, Б. В. Цыпкин, Л. Я. Перель. - М.: Машиностроение, 1975. – 572с.
9. Серый И. С. Курсовое и дипломное проектирование по надежности и ремонту машин / И. С. Серый, А. П. Смелов, В. Е. Черкун. – М.: Агропромиздат, 1991. – 184с.
10. Ли, Р. И. Методические указания к индивидуальным расчетным заданиям по дисциплине «Надежность, эксплуатация и ремонт металлургических машин и оборудования»: метод. указ. [Текст]/ Р. И. Ли. – Липецк: ЛГТУ, 2003. – 24с.
11. Карагодин В. И. Ремонт автомобилей и двигателей. Учеб. для студ. сред. проф. учеб. заведений / В. И. Карагодин, Н. Н. Митрохин. – М.: Мастерство, Высшая школа, 2001. – 496с.
12. Бурцев В. М. Технология машиностроения: В 2т. Т.2. Производство машин / В. М. Бурцев, А. С. Васильев и др. – М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. – 640с.
13. Белов С. В.  Безопасность жизнедеятельности / С. В. Белов, А. В. Ильницкая и др. – М.: Высшая школа, 2001. –  485с.
14. Настич В. П. Пособие по изучению основ промышленной безопасности и охраны труда / В. П. Настич, А. А. Подлуцкий и др. – Липецк: ОАО «НЛМК», 2002. – 379с.
15. ГОСТ 12.4.011-89 ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация [Текст].- М.: Издательство гостов и стандартов, 1989.
16. ГОСТ 12.4.026-76 ССБТ. Цвета сигнальные и знаки безопасности.
17. ГОСТ 12.2.027-80 ССБТ. Приспособления чалочные. Общие требования безопасности. ИУС 9/86, 6/90.
18. ГОСТ 12.3.006-79 ССБТ. Погрузо-разгрузочные работы. Общие требования безопасности.
19. ГОСТ 23120-87 ССБТ. Площадки обслуживания, лестницы и элементы их конструкций.
20. ГОСТ 12.2.062-85 ССБТ. Оградительные устройства. Общие требования.
21. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в производственных помещениях.
22. СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение.
23. ГОСТ 12.1.030-81 Электробезопасность. Общие требования.
24. СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
25. МУ 2.2.4.706-98/МУ ОТ РМ 01-98 Оценка освещения рабочих мест.
26. Коженин Г. Я. Организация производства. Учебное пособие / Г. Я. Коженин, Л. М. Синицина. – Минск, 1998. – 256с.
27. Мелкумов Я.С. Экономическая оценка эффективности инвестиций / Я. С.     Мелкумов. – М.: ИКЦ «ДИС», 1999. – 317с.
28. Сергеев И.В., Веретенникова И.И. Организация и финансирование инвестиций / И. В. Сернеев,  И. Н. Веретенникова. – М.: «Финансы и статистика», 2000. – 178с.
29. Рязанцева Л.М. Методические указания к курсовой работе и организационно-экономической части дипломного проекта специальности 1703 «Организация и планирование ремонтов механического оборудования металлургических предприятий»/Л.М. Рязанцева.-Липецк:ЛГТУ,2001.– 43с.