VŠB – Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení
Název práce:
Elektrohydraulické pohony tavící a ustalovací pece na hliník
Autor práce: Typ práce: Studijní obor: Specializace: Rok obhajoby: Vedoucí práce: Oponent práce:
Bc. Martin Morávek diplomová 3909T001 Konstrukční a procesní inženýrství 3909T001-16 Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení 2007 Doc. Ing. Bohuslav Pavlok, CSc. Ing. Jiří Valošek, Ph.D.
Anotace Morávek, M. Elektrohydraulické pohony tavící a ustalovací pece na hliník. Ostrava: Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava, 2007. 66 s. Diplomová práce, vedoucí: Pavlok, B. Úkolem této diplomové práce je navrhnout hydraulické pohony tavící a ustalovací pece na hliník s kapacitou 10 t. První část této práce se zabývá přehledem současného stavu řešené problematiky. V této části jsou uvedeny nejčastější druhy pohonu tavících pecí a také možné alternativy řešení hydraulického pohonu. Další část je věnována již vybrané alternativě, pro kterou je zpracován návrh hydraulického obvodu. Tento návrh je podložen výpočty hydraulického obvodu v ustáleném stavu včetně tepelného výpočtu a také potřebnými dynamickými výpočty. K diplomové práci jsou přiloženy funkční a bloková schémata obvodu včetně specifikace prvků. Dále pak sestavný výkres přímočarého hydromotoru s bezpečnostním blokem, sestavný výkres přímočarého hydromotoru a výrobní výkres pojistného bloku.
Závěr Hlavním úkolem diplomové práce bylo vypracování projekčního návrhu hydraulických pohonů tavící a ustalovací pece na hliník s kapacitou 10t. Výsledkem této práce je tedy komplexní návrh hydraulického pohonu tavící a ustalovací pece na hliník. Hydraulický systém tohoto pohonu je koncipován tak, aby splnil všechny funkční požadavky na tento obvod kladené. K zajištění požadovaných funkcí, a to zejména obvodu pro zvedání a spouštění pece, jsou použity moderní řídící prvky, které byly vybírány z aktuálních katalogů výrobců. Návrh jednotlivých částí obvodu byl prováděn s ohledem na co nejvyšší dosažitelnou účinnost, ale také na
koncepční jednoduchost a účelnost. Tím jsem se snažil dosáhnout co nejnižších pořizovacích, ale i provozních nákladů. Výkresová dokumentace umístěná v příloze obsahuje funkční schéma obvodu včetně specifikaci prvků. Dále jsou v příloze umístěny výkresy přímočarého hydromotoru, pojistného bloku a jejich sestavný výkres. Tyto výkresy jsou výsledkem konstrukční části mé práce. Uvedené výkresy, zejména pojistný blok, znázorňují skutečně zkonstruovatelné součásti, které by bylo možno při realizaci tohoto návrhu použít. Význam této práce spatřuji zejména při modernizaci obdobných zařízení v hutním průmyslu. Kde je stále mnoho zařízení, u nichž řízení jejich činnosti, závisí pouze na určené obsluze. Tento stav, kdy plynulost technologického procesu závisí přímo na momentálním stavu obsluhy a jejich soustředění nebo jejich zručnosti, je v náročném provozu, jako jsou hutě, nevyhovující. Z tohoto důvodů je jakékoliv použití poloautomatizované nebo automatizované řídící techniky přínosné a obsluha pak má jen funkci dohlížení na plynulost daného procesu.
Výstupy z práce:
Sklopná tavící pec poklopová, ovládaná hydraulicky
Sklopné tavící pece ovládané hydraulicky. K pohonu jedné pece slouží jeden hydraulický agregát
Schéma zvedání pece – ventilové řízení HG – hydrogenerátor, TV – dvoucestná tlaková váha, SV – střídací ventil, PR – proporcionální rozváděč, PHM – přímočarý hydromotor, A – akumulátor
Blokové schéma řízení pohonu sklápění pece S1 – snímač výšky hladiny taveniny v mezipánvi, S2 – snímač polohy PHM1, R1 – předřazený regulátor (vyhodnocení signálu ze snímače S1), R2 – regulátor (řídící karta proporcionálního rozvaděče), u – žádaná hodnota, e – regulační odchylka, y – regulovaná veličina (vstupní veličina).
Zjednodušené schéma silového zatížení (při max. naklopení)
500 450 400
Síla F [ kN ]
350 300 250 200 150 100 50 0 0
4
8
12
16 Naklopení
20
24
28
0
[ ]
Průběh zatěžující síly při naklápění pece
32
36
18
vlastní frekvence f 0 [ Hz ]
16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 zdvih H1 [ m ]
Schéma obvodu PHM1 zatíženého
Průběh vlastní frekvence pohonu
hmotnou zátěží
s hmotnou zátěží
