Добро пожаловать на официальное интернет-представительство Некоммерческого Партнерства "Союз производителей бетона"
Союз создан в 2003 году с целью координирования, регулирования и управления разрозненными отраслями, нормальное функционирование которых необходимо для общего развития рынка бетона. Мы заинтересованы в формировании и укреплении здоровой экономической политики на строительном рынке.






ПРИГЛАШАЕМ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ


МЫ СОТРУДНИЧАЕМ



НАШИ ПАРТНЕРЫ







АВТОРИЗАЦИЯ
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?


ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ - СТАТЬИ

Прислать свою статью


30.10.2012

Электростальский завод тяжелого машиностроения: новые редукторы приводов обогатительного и цементного оборудования

Комментариев: 0 | Количество просмотров: 5357

Авторы: Е.А. ГУДОВ, ведущий инженер-конструктор по редукторостроению, ОАО «ЭЗТМ», С.А. ЛАГУТИН, к.т.н., ведущий конструктор, ОАО «ЭЗТМ», С.В. МОРОЗОВ, инженер-конструктор, ОАО «ЭЗТМ».

В статье рассмотрены конструкторские разработки и технологические возможности Электростальского завода тяжелого машиностроения в области создания, модернизации и ремонта редукторного привода, как для металлургического, прокатного и обогатительного оборудования, так и для шаровых мельниц, печей и другого оборудования цементной промышленности.

Основная программа и технический уровень редукторного производства. В рамках международного разделения труда между странами-участницами СЭВ Электростальский завод тяжелого машиностроения (ЭЗТМ) был специализирован, прежде всего, на производстве прокатного и трубопрокатного оборудования.

Одним из наиболее ответственных узлов этого оборудования являются высоконагруженные зубчатые передачи различных типов. Способность завода изготавливать их на должном техническом уровне определила саму возможность изготовления таких машин, как редукционные станы с дифференциально-групповым приводом, трехвалковые клети калибровочных станов, высокоскоростные чистовые блоки сортовых станов. С учетом этого обстоятельства в течение многих лет отрабатывались технологические процессы изготовления зубчатых деталей, формировался парк зубообрабатывающих станков, инструмента, измерительных машин и термического оборудования.

В КБ редукторостроения завода были разработаны и реализованы свыше 3400 проектов различных редукторов массой от 10 кг до 90 тонн. Среди этих проектов - уникальные редукторы главного привода для таких крупных объектов, как прокатные агрегаты для производства бесшовных труб в Первоуральске, Челябинске и в Румынии, сортопроволочный стан завода «Электросталь», сортобалочный стан 700 для Нигерии, шаропрокатные станы для Гурьевска и Бекабада, Мексики и Индии, кольцепрокатный стан для фирмы «Тимкен» (США) [1,2]. Последними крупными достижениями в этом ряду были редукторы привода мощностью 4000 кВт прошивного стана Северского трубного завода (2006 г.) и стана холодной прокатки труб ХПТ 350-8 для Китая (2009 г.) [3].

Разработаны также разнообразные типовые редукторы, работающие в составе трубоэлектросварочных агрегатов, внутрицеховых транспортных устройств, а также металлургического, горно-шахтного, и другого оборудования. Среди них, например, тяжелые шевронные редукторы, такие как редуктор Ц2Ш-1120 с моментом до 700 кНм для привода дробилок титановой губки.

Основным показателем технического уровня зубчатого редуктора общемашиностроительного применения считается его удельная материалоемкость:

γ = m / Tн, где m – масса редуктора, кг, Тн – номинальный крутящий момент на тихоходном валу, кГм [4].

Показатель этот зависит от многих факторов: требуемой конструктивной схемы, передаточного числа, режима и ресурса работы, не в последнюю очередь от мастерства конструктора, но, прежде всего, от заложенных методов термической и последующей механической обработки зубьев.

С учетом технологических возможностей зубообрабатывающего и термического оборудования редукторы ЭЗТМ по их техническому уровню можно ориентировочно разбить на следующие четыре группы (таблица 1).


Таблица 1 Характеристики технического уровня.


Вид термо-обработки

Финишная механо- обработка

Da, мм,

не более

awT, мм, не более

Масса, кг, не более

Тн ,

кГм,

не более

γ

кг/кГм

1.

Цементация

HRC 54…62

Шлифовка зубьев


1200


710


12 500


45 000


0,28

2.

Закалка ТВЧ

HRC 42…55

Шлифовка или чистовая зубо- фрезеровка


1600


1000


14 000


28 000


0,5

3.

Улучшение

HB 270..300

Чистовая зубо- фрезеровка


2800


1800


80 000


80 000


1,0

4.

Нормализац.

НВ ≤ 217

зубо- фрезеровка


8000

-

-

-


≥ 2


В этой таблице Da – диаметр вершин зубьев наибольшего из колес, awT– межосевое расстояние тихоходной ступени. Приведенные цифры относятся к однопоточным двух- или трехступенчатым, цилиндрическим и цилиндроконическим редукторам.

На других машиностроительных заводах имеют место аналогичные группы технического уровня, но границы между ними в зависимости от характеристик имеющегося оборудования могут быть сдвинуты в ту или другую сторону. На свободном рынке при поставке редукторов в качестве самостоятельной продукции, конкурентоспособными могут быть только редукторы 1 и 2 групп.

Привод пластинчатых питателей. Среди повторяющейся продукции ЭЗТМ к наиболее удачным техническим решениям относятся коническо-цилиндрические редукторы типов ЦКЦ2-1000(m = 11500 кг, Тн = 240 кНм) и ЦКЦ2-800 (m = 7890 кг, Тн = 150 кНм) (Рис.1). Они используются для привода пластинчатых питателей, были запущены в производство более 20 лет назад и успешно работают на горных карьерах и обогатительных фабриках от Норильска до Навои.

В этих редукторах все цилиндрические шестерни и колесо быстроходной ступени выполнены с закалкой ТВЧ и шлифовкой зубьев, а тихоходные колеса - с объемной закалкой Конические передачи выполнены с цементированными и шлифованными круговыми зубьями. Интерактивная оптимизация основных геометрических параметров методами, изложенными в работе [5], обеспечила равнопрочность всех ступеней, как по изгибной, так и по контактной выносливости

Редукторы_1 (статья Лагутина)

Рисунок 1. Редукторы типа ЦКЦ2 привода пластинчатых питателей


Технический уровень этих редукторов не уступал редукторам инофирм и заметно превышал уровень отечественных редукторов этого класса. Так, по показателю γ редуктор ЦКЦ2-800 превосходил близкий по габаритам серийный редуктор КЦ2-1300 завода им. Котлякова более чем в 3 раза.

Однако новое время выдвигает новые требования, и с 2009 года завод приступил к производству новых редукторов типов ЦКЦ2-630 и ЦКЦ2-560, масса которых при той же нагрузочной способности снижена в 1,6-1,8 раза по сравнению с их предшественниками. Такое повышение технического уровня достигнуто, прежде всего, за счёт того, что новая цементационная печь диаметром 1200 мм позволила повысить твердость зубьев всех передач до 58…62 HRC [6].

Основные параметры всех четырех типоразмеров приведены в таблице 2.


Таблица 2. Основные размеры и характеристика редукторов типа ЦКЦ2.


Типоразмер

Размеры, мм

Т2,

кНм

Масса,

кг

aw1

aw2

aw3

L0

B

H

H1




ЦКЦ2 - 800

250

500

800

2675

920

1580

800

150

7886

ЦКЦ2 - 560

225

400

560

2060

760

1138

580

150

4810

ЦКЦ2-1000

280

630

1000

3215

1140

1950

100

250

12365

ЦКЦ2 - 630

250

450

630

2300

900

1275

650

250

6616


Освоение рынка приводов цементного оборудования. С приходом в начале 90-х годов новых экономических отношений завод активно дополняет основную программу поставкой запасных частей к оборудованию других заводов, прежде всего прокатному, и осваивает новые рынки для поставки нашей продукции.

В этой связи большой интерес для завода представляет рынок оборудования и запасных частей для российской цементной промышленности.

В цементном оборудовании, прежде всего, в приводе печей и шаровых мельниц используются крупные цилиндрические редукторы с крутящим моментом на тихоходном валу от 150 до 1800 кНм. В советское время они производились в основном заводом «Волгоцеммаш». На этом рынке активно действовала также восточно-германская фирма SKET, которая, в частности, для привода шаровых мельниц Ø2,6х13 м поставила к 1989 году свыше 320 редукторов типа D-3500 в нескольких модификациях [7].

С 2004 года ЭЗТМ начал осваивать производство аналогичного оборудования

Освоение этого сектора началось с поставки запасных частей к редукторам привода печей и мельниц, работающим на различных цементных заводах.

В качестве запасных частей для привода цементных мельниц к редукторам типа «Симметро» производства «Волгоцеммаш» ЭЗТМ неоднократно изготавливал зубчатые блоки шевронных колес с зацеплением Новикова – полный комплект для редуктора А-2800 и быстроходные блоки для редуктора А-3600. Такие блоки поставлялись нами на ОАО «Щуровский цемент» ОАО "Восток-Цемент", ЗАО «Мальцовский портландцемент», ЗАО «Кавказцемент» и т.д.

Нами был освоен выпуск запасных шевронных зубчатых блоков к таким широко известным редукторам производства ГДР как ZM-1600 и 40А7 главного привода мельниц Ø3х14 и D-3500 и DD-3500 привода мельниц Ø2,6х13. При этом мы столкнулись с тем, что в первых модификациях этих редукторов применялось зубчатое зацепление «Зандерленд», нарезаемое на специальных зубодолбежных станках со стандартными торцовыми модулями, углом зацепления 17º30’, углом наклона зуба 30º и узкой (b=10 мм) канавкой между полушевронами. Такое зацепление нельзя воспроизвести на зубофрезерных станках, работающих червячными фрезами по методу обкатки. Поэтому мы должны были модернизировать эти блоки, пересмотрев параметры зацепления и компенсировав неизбежное уменьшение ширины полушевронов использованием более качественных сталей с более высокой термообработкой. Модернизированные зубчатые блоки поставлены на предприятия "Себряковцемент", "Белгородский цемент" и другие.

Одновременно были разработаны проекты редукторов, способных заменить эти морально устаревшие и физически изношенные редукторы производства ГДР. В 2005–2006 годах взамен шевронных редукторов ZM-1600 и 40А7 был разработан редуктор Ц3-1800 с суммарным межосевым расстоянием 3950 мм, который может быть установлен на имеющиеся фундаменты без переноса анкерных болтов и электродвигателя. Разработан также проект редуктора Ц3-1600, не уступающего по своим техническим характеристикам ZM-1600, но с суммарным межосевым расстоянием, уменьшенным до 3500 мм, что позволило снизить его массу на 25%.

В 2007 году нами был спроектирован и изготовлен трехступенчатый цилиндрический редуктор ЦТ-3230 главного привода новой вращающейся печи Ø4,5х170. Этот редуктор поставлен и успешно эксплуатируется на ПРУП "Кричевцементношифер" (Беларусь).

Редукторы_2 (статья Лагутина)

Рисунок 2. Привод вращающейся печи Ø4,5х170м с редуктором ЦТ-3230.


Таблица 3. Техническая характеристика редуктора ЦТ-3230.

Техническая характеристика

Передаточное число

116, 7

Момент крутящий на тихоходном валу при ПВ 100%, кНм, не более

840

Частота вращения быстроходного вала, об/мин, не более

750

Степень точности шевронных передач

8-В ГОСТ 1643-81

Смазка зацепления и подшипников

централизованная


В 2009 году с учетом ряда пожеланий заказчиков разработан технический проект редуктора АС-3500, на тихоходном валу которого крутящий момент составляет 500 кНм при массе 55 тонн. Этот редуктор спроектирован взамен редукторов D-3500 и DD-3500. В нем сохранена возможность установки в приводе мельниц Ø2,6х13 без переноса электродвигателя.

Редуктор привода цементной мельницы Ø3,2х15. Одним из наиболее мощных редукторов, применяемых в цементной промышленности, является одноступенчатый шевронный цилиндрический редуктор ЦО-2400 производства «Волгоцеммаш», используемый в приводе цементных мельниц Ø3,2х15. Привод осуществляется от электродвигателя мощностью 2000 кВт с числом оборотов 100 об/мин. Масса редуктора - 103 тонны, из них 45 тонн - масса тихоходного колеса диаметром Ø4144. Расчетный крутящий момент на выходном валу – 1120 кНм, передаточные числа U=5,9 и U=5,53. «Волгоцеммашем» был изготовлен 231 редуктор этого типоразмера и в результате физического износа все они либо уже нуждаются или в скором времени будут нуждаться в замене.

Изготовление на ЭЗТМ такого редуктора в целом и его тихоходного колеса в частности вызывает серьезные технологические трудности и необходимость выполнения значительной части работы по линии внешней кооперации. В этой связи ОГК ЭЗТМ были разработаны два проекта возможной замены данного редуктора, которые были бы ориентированы на использование собственных мощностей завода, обеспечили требуемую техническую характеристику привода, уменьшение массы и цены редуктора, и по возможности его взаимозаменяемость с редуктором ЦО-2400 по основным присоединительным размерам.

Сравнительный анализ выполненных технических проектов показал, что:

1. При сохранении одноступенчатой схемы редуктора оптимизация его геометрических параметров позволила уменьшить его межосевое расстояние до 2100 мм и диаметр тихоходного колеса до 3620 мм, обеспечив соответствующее уменьшение массы редуктора в целом и тихоходного колеса в частности. Однако уменьшение габаритов по отношению к редуктору ЦО-2400 приводит к тому, что его использование для замены привода действующих мельниц потребует от Заказчика замены фундамента или изготовления промежуточной рамы.

2. Замена одноступенчатого редуктора двухступенчатым Ц2-1560 (рис. 3) с суммой межосевых расстояний 1132+1560=2692 и V-образным расположением валов позволила сохранить расстояние между входным и выходным валами равным межосевому расстоянию редуктора ЦО-2400, что существенно повышает вероятность спроса на этот редуктор. Одновременно эта замена позволила уменьшить массу редуктора до 80 тонн по сравнению с 103 т. редуктора ЦО-2400, а наружный диаметр колеса тихоходной ступени - до 2253 мм, что обеспечит возможность его изготовления на ЭЗТМ. Такой редуктор имеет гораздо большую вероятность спроса на рынке приводов цементного оборудования.

Редукторы_3 (статья Лагутина)


Рисунок 3. Редуктор Ц2-1560 привода цементных мельниц Ø3,2х15.

На сегодняшний день конструкторским бюро редукторостроения разрабатываются проекты главных приводов мельниц Ø3х14 м и Ø2,6х13 м. Основные редукторы этих приводов будут изготавливаться с цементированными и шлифованными зубчатыми колесами в сварном корпусе. Такой вариант исполнения редукторов позволит добиться снижения их массы в 1,5…2 раза.

Для привода горизонтальных цементных печей кроме редукторов необходимы крупные открытые зубчатые передачи. За последние годы ЭЗТМ изготовил и поставил 23 зубчатых венца таких передач. Наиболее крупные венцы с модулем 45 мм, наружным диаметром около восьми метров и массой более 40 тонн были поставлены ЗАО «ЕВРОЦЕМЕНТ» и в Беларусь. Меньшие зубчатые венцы с модулями от 20 до 40 мм и диаметрами от 4 до 7 метров поставлялись различным заказчикам, в том числе в Египет. Изготовлены были также несколько десятков подвенцовых шестерен, как отдельными деталями, так и в составе узлов.

Наше предприятие выполняет мониторинг наиболее ответственного оборудования собственного изготовления и всегда готово оказать техническую помощь Заказчикам. При разработке новых проектов нашими техническими специалистами учитываются все пожелания и предложения Заказчика.


Выводы.

Для того, чтобы тяжело нагруженные многоступенчатые редукторы металлургического, обогатительного и цементного оборудования соответствовали сегодняшнему мировому уровню требуется соблюдение двух условий:

  1. оптимизация геометрических параметров передач, как между ступенями, так и внутри каждой из них

   2. выполнение всех зубчатых передач с высокотвердыми, цементированными и шлифованными зубьями.



Возврат к списку

Для того чтобы оставить комментарий, Вам необходимо авторизоваться.
3.151537358679

Реклама на портале


Rambler's Top100 Яндекс цитирования
Некоммерческое партнерство "Союз Производителей Бетона",2003-2011
Все права защищены. Публикация информации с сайта без активной гиперссылки на www.concrete-union.ru и согласования с руководством запрещена
Адрес электронной почты info@concrete-union.ru
Размещение рекламы на портале НП "Союз Производителей Бетона"