Прогнозне обслуговування та управління активами стало надзвичайно актуальною дисципліною в сучасному діловому світі. Збереження активів та прогнозування їх можливих майбутніх невдач є сьогодні необхідним інструментом для будь-якої компанії, яка може похвалитися конкурентоспроможністю і прагне утримувати себе, особливо тому, що дозволяє уникнути зупинки виробництва або зробити витрати на обслуговування, які не компенсуються рівнем виробництва, і що в довгостроковій перспективі стануть втратою доходу для відповідної компанії.

структурна

Ця робота стосується вивчення каркаса, який підтримує статичні та динамічні навантаження процесу перекидання сталевої котушки, що надходять із процесу гарячої прокатки. Для структурного аналізу зазначеного обладнання автор використав метод кінцевих елементів, оцінюючи поточні кінематичні та структурні характеристики обладнання та різні додаткові варіанти підтримки, щоб воно відповідало сучасним умовам експлуатації згідно міжнародних стандартів, що регулюють безпеку та функціональність.

Обсяг дослідження

Сфера охоплення включає структурний аналіз рами, яка підтримує статичні та динамічні навантаження від процесу точіння сталевих котушок із процесу гарячої прокатки. Метод Кінцевих Елементів буде використаний для вивчення поточної ситуації та оцінки пропозицій щодо адаптації обладнання до міжнародних стандартів безпеки та конструктивної функціональності.

Методологія

Аналіз споруди, що експлуатується, призначений для перевірки її надійності, функціональності та доцільності, вивчення критичних ділянок та концентраторів напружень, порівняння вихідних умов конструкції з реальними умовами експлуатації, а також перевірка використовуваних матеріалів. Все це для того, щоб отримати конкретні висновки для прийняття рішень. У цьому розділі робиться посилання на стандарт ASME 30.20G, редакція 1999 р., У розділі 20-1.2.2 на сторінці, де зазначено: «Конструктивні підйомні компоненти повинні бути спроектовані таким чином, щоб витримувати напруження, обумовлені їх номінальним навантаженням та вагою. конструкції, з мінімальним проектним коефіцієнтом три (3), виходячи з межі пружності матеріалу, значення, зазначені в ANSI/AWS D14.1, не повинні перевищуватись для відповідних умов ".

Робота системи та аналіз навантаження

При обробці котушок в процесі гарячої прокатки необхідний поворот на 90º, як це видно на фотографічній послідовності на малюнку Nº1.

На малюнку №2 візуалізовано обертання та кінематику механізму. Гідравлічний циліндр спостерігається у двох верхніх положеннях та робочому тракті для досягнення обертання крісла, навантаженого котушкою, і його повернення в ненавантаженому стані. Вони являють собою пару гідроциліндрів, які виконують цю дію. У системі вертикальні та горизонтальні компоненти сили генеруються на шарнірі "А" гідроциліндрів.

Також відзначається, що центр маси котушок, від найменшого до найбільшого, не збігається зі стрижнем "В" сідла, що створює момент згинання в конструкції, що змінює напрямок, коли вимірювана котушка починає свою повернути. Ці значення видно в таблиці Nº 1 та на малюнках 3, 4 та 5.

Позиції будуть вивчатися:

  • Поз1 для максимального вертикального компонента, що генерується гідравлічним циліндром, плюс менший компонент Fx та Mz (-).
  • Pos37 для максимального горизонтального компонента, що генерується гідроциліндром, плюс менший компонент Fy та Mz (+).
  • Pos46 для максимального згинального моменту, створюваного котушкою безпосередньо перед випуском її на конвеєрну стрічку плюс Fx та Fy.

Ці умови навантаження будуть вказані в моделі кінцевих елементів та проаналізовані критичні точки. На рамі завжди існуватиме статичне навантаження 22 + 8 тонн, що виходить від ваги котушки та центрувальної конструкції котушки. Розрахунок відповідає варіації кожних 2º ходу котушки. Максимальні значення для кожної позиції зведені нижче:

  • Позиція 1 (Максимальний вертикальний компонент): 43122,71 Н.
  • Положення 37 (Максимальна горизонтальна складова): 345572,50 Н.
  • Позиція 46 (Максимальний момент на котушку): 676200,00 Нм.

На малюнку Nº 3 видно, як горизонтальна складова сили збільшується до 72 ° обертання, а потім зменшується до 90 °. На малюнку № 4 показано, як вертикальна складова діє у напрямку до Y (+), а потім вона змінюється, створюючи змінні зусилля за один цикл, що змушує пізніше вивчати ефекти втоми. На рисунку № 5 показано, як згинальний момент змінює напрямок відповідно до правого правила, оскільки вісь центру мас котушки не збігається з віссю повороту крісла. Коли ці осі збігаються, згинальний момент дорівнює нулю і відразу після того, як він змінює напрямок, викликаючи змінні зусилля і, отже, втому за один цикл. Ці ефекти повторюються 720 разів на день з періодом у дві хвилини на цикл. Для робочого року 11 місяців та 4,5 робочих днів на тиждень існує приблизно 158400 циклів/рік із зазначеною нормою.

Список літератури

  • 1. Beer, Johnston & Dewolf Mechanics of Materials 3rd Ed.
  • 2. Fereydoon Dadkhah, Jack Zecher (2008), Підручник з програмного забезпечення ANSYS Workbench з мультимедійним компакт-диском, випуск 11.
  • 3. К. Дж. Бате (1995): "Процедури кінцевих елементів", Прентис Холл, 2-е видання. Інформація для кінематичного розрахунку: За кресленням 80045123018-00 SIDOR.

Автор: Олександр Де Хесус Маркес Маркес
Інженер-механік
11 років досвіду в галузі проектів у нафтовій та металообробній промисловості.
Управління API, стандартами ASME, ANSI, AISI, стандартами PDVSA, COVENIN.
Знання стандартів NFPA, SAE, AWS.