Belgorod, Belgorod, Russian Federation
employee
Belgorod, Belgorod, Russian Federation
Belgorod, Belgorod, Russian Federation
GRNTI 55.39 Химическое и нефтяное машиностроение
BBK 351 Основные процессы и аппараты химической технологии
Operated rotating equipment of production of construction materials is characterized by productivity, product quality, cost, reliability, safety, capital productivity, energy efficiency and so on. The loss of operability of equipment is not only the result of prolonged use, but also on this process is influenced by the operating conditions, certain round-the-clock operation, high work load, work under the open sky, large amounts of dust, large temperature changes, the aggressiveness of the working environment etc. of Various physical and chemical processes that have a negative impact on the materials from which made the details also lead to the loss of health, fatigue and reduction of strength. Providing the required level of technical condition of rotating equipment determines the necessity of solving the problems of the improvement of technological methods and system recovery through the introduction of modern diagnostic tools. The solution includes the development of new parts, assemblies and equipment, and new fabrication technologies that provide timely recovery through the development of new repair technologies and equipment upgrades to ensure reliability and increase productivity
cement kiln, material, building, basing, accuracy, performance, load, wear
Введение. Интенсификация развития промышленности производства строительных материалов возможна при комплексном решении технических и экономических задач, которые связаны с оптимизацией технической базы предприятий производства строительных материалов, что предусматривает оснащение предприятий современным оборудованием и поддержание технического состояния имеющегося парка агрегатов на заданном уровне, при котором обеспечивается его требуемая работоспособность и качество выпускаемой продукции при планируемых объемах производства. Если первая задача требует больших капитальных вложений, которые не всегда возможно реализовать, то второе должно быть обязательно исполнено, не зависимо от типа оборудования и срока его эксплуатации [1–3].
Основная часть. Для равномерного перемещения материала, подлежащего обработке внутри печного агрегата, необходимо чтобы уклон внутренней поверхности был равномерным, без местных выступов, в связи с тем, что они снижают скорость передвижения материала, повышают толщину стенок и снижают показатели технологического процесса обжига. Эти негативные факторы приводит к трансформации формы корпуса, неоднородному распределению нагрузки на опорные узлы и смещению корпуса [4, 5].
Отклонения корпуса печного агрегата устанавливает вектор погрешности позиционирования:
(1)
где – параметры смещения;
– параметры поворота.
Составляющие вектора обусловливаются точностью монтажа корпуса на отправной позиции в бандажах
.
Для установления положения корпуса при его монтаже на бандажах и определения вероятных позиционных отклонений, можно применить аналитические методы теории баз.
При контакте действительных установочных элементов корпуса с сопрягаемыми поверхностями бандажа и опор, теоретические опорные точки выражаются в виде точек контакта, положения координат которых устанавливают элементы вектора погрешности установки .
Координаты опорных точек контакта в системе, возможно представить двумя группами:
- нормальными устанавливающими отклонения опорных точек в нормальном к сопрягаемым поверхностям направлении;
- плановыми устанавливающими положения опорных точек на трех базирующих поверхностях.
Монтаж корпуса реализовывается по трем поверхностям (рис. 1) и обусловливается матрицей нормальных координат:
, (2)
где – нормальные координаты установочной базы, обусловливающие смещение по оси Z и поворот вокруг осей X и Y;
– нормальные координаты направляющей базы, от которых зависит смещение корпуса печного агрегата в направлении оси Х и поворот вокруг оси Z;
– координата опорной базы, устанавливающая перемещение вдоль оси Y;
Рис. 1. Схема базирования корпуса вращающегося агрегата:
1 – бандаж; 2 – башмак; 3 – корпус
Таким образом, погрешность позиционирования или погрешность монтажа корпуса печи возможно определить, используя формулу:
, (3)
где Q – матрица налагаемых связей размерности 6x6; Т – матрица нормальных координат.
Элементы матрицы представляют собой линейные функции определенных плановых координат опорных точек
. В развернутой форме можно записать:
(4)
Соответственно (4), параметры погрешности установки, образованные на установочной базе, вычисляются по следующей зависимости:
, (5)
где С – определитель:
.
В вышеприведённом выражении координаты ,
,
являются плановыми координатами опорных точек установочной базы (плоскость Х0Y).
Далее, элементы погрешности установки, определяемые на направляющей базе, можно задать следующем виде:
, (6)
где и
, плановые координаты опорных точек направляющей базы (плоскость Y0Z).
Элемент , определяемый на опорной базе, обусловливающий смещение корпуса вдоль оси Y задается в следующем виде:
. (7)
Определение численных значений всех составляющих общей погрешности установки (монтажа) корпуса агрегата, по вышеприведенным формулам (5–7), основывается на нахождении числовых величин отклонений нормальных координат опорных точек:
на установочной ,
направляющей ,
и опорной базах .
Величины плановых координат всех опорных точек устанавливают исходя из габаритных значений размеров агрегата и на основании положения системы координат 0XYZ на его основных базах.
Отклонения значений нормальных координат определяются как вертикальное отклонение центра корпуса от первоначального установленного положения, обусловленное допускаемым отклонением от плоскостности базовой поверхности.
Если совокупность случайных величин распределены по закону равной вероятности имеет место равномерная плотность распределения отклонений:
.
Отклонения значений нормальных координат в плоскости X0Y, обусловлены имеющимися зазорами в сопрягаемых деталях и сборочных узлах.
При базировании корпуса агрегата по конструктивно определенным базам численные величины плановых координат не изменяются. Нормальные координаты опорных точек
, характеризуются случайным характером, и их численные величины определяются фактическими отклонениями от заданной геометрической формы базовых поверхностей корпуса агрегата и численными значениями зазора между корпусом и бандажами.
В случае, если между корпусом и бандажами имеется зазор , может привести к неопределенности базирования корпуса агрегата, при которой элементы
меняются от максимального
до минимального
значений:
Наиболее вероятными отклонениями являются математические ожидания:
.
Можно определить, как условные математические ожидания наиболее потенциально возможные не нулевые составляющие погрешности установки по следующим математическим выражениям:
- для установочной базы:
.
- для направляющей базы:
Вывод. В результате применения вышеизложенной методики для повышения работоспособности печного вращающегося агрегата установлено, что необходимо уменьшить биение корпуса печи правильной установкой его на теоретическую ось вращения. Искажение оси (изменение положения оси) вращения корпуса агрегата приводит к дополнительным напряжениям в футеровке, в результате чего происходит ее разрушение, возникают дополнительные нагрузки на опорные узлы и механизмы вращения печного агрегата [6, 7].
Динамические нагрузки помимо износа и разрушения футеровки могут влиять на износ бандажей и роликоопор. Что в результате приводит к потере работоспособности и разрушению некоторых узлов агрегата.
1. Albagachiev A.Yu., Ambrosimov S.K., Bavykin O.B., Bol'shakov A.N., Bondarenko Yu.A., Vyacheslavova O.F., Eremenko Yu.I., Za-bel'yan D.M., Zaycev S.A., Kozlova M.A., Kru-penya E.Yu., Lebedev V.A., Lobanov I.E., Moro-zova A.V., Pelipenko N.A., Puhal'skiy V.A., Rybak L.A., Sanin S.N., Sanina T.M., Sereb-rennikova A.G. i dr. Progressivnye mashino-stroitel'nye tehnologii, oborudovanie i instrumenty // Moskva, 2015. Tom VI. S.59–103.
2. Fedorenko M.A., Bondarenko Yu.A. Modernizaciya cementnyh pechey // V sborni-ke: Voprosy sovremennyh tehnicheskih nauk: svezhiy vzglyad i novye resheniya sbornik nauchnyh trudov po itogam mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. 2017. S. 35–38.
3. Ambrosimov S.K., Bondarenko Yu.A., Vereschaka A.S., Verhoturov A.D., Kirichek A.V., Kozlov A.M., Kovaleva E.V., Lobanov I.E., Malyutin G.E., Mokrickaya E.B., Mokric-kiy B.Ya., Morozova A.V., Musaev A.A., Nagor-kin M.N., Nagorkina V.V., Rybak L.A., Sablin P.A., Sevast'yanov G.M., Fedorenko M.A., Fe-dorov V.P. Progressivnye mashinostroi-tel'nye tehnologii, oborudovanie i instru-menty. i dr. Moskva, 2016. Tom 7. S. 465–506.
4. Fedorenko M.A., Bondarenko Yu.A., Sanina T.M., Antonov S.I. Problemy energo-sberezheniya i snizheniya pyleniya cementnyh pechey // Vestnik Belgorodskogo gosudar-stvennogo tehnologicheskogo universiteta im. V.G. Shuhova. 2015. № 5. S. 156–161
5. Fedorenko M.A., Markova O.V. Vliya-nie konstrukcii opornogo uzla modulya na smeschenie osi vosstanavlivaemogo vala // V sbornike: Naukoemkie tehnologii innovacii Yubileynaya mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferenciya, posvyaschennaya 60-letiyu BGTU im. V.G. Shuhova, XXI nauchnye chteniya. 2014. S. 169–174.
6. Beloborodov S.M., Bondarenko Yu.A., Vereschaka A.S., Grigor'ev S.N., Ivanov A.M., Ivanov V.P., Kim A.V., Kirichek A.V., Konop-lyanik A.V., Lukin E.S., Mokrickiy B.Ya., Mo-rozova A.V., Ovchinnikov E.V., Pesin M.V., Prushak V.Ya., Prushak D.A. Tehnologicheskoe obespechenie kachestva i resursa pri izgotov-lenii, sborke, remonte i vosstanovlenii. Pod red. M.: Izdatel'skiy dom «Spektr», 2012. S. 43–72.
