ВИЗНАЧЕННЯ ДОВГОВІЧНОСТІ ЕЛЕМЕНТІВ ПРИВОДУ КИСНЕВОГО КОНВЕРТЕРА

Анотація

У роботі розглянуто актуальну задачу підвищення надійності та довговічності елементів приводів кисневих конвертерів як важконавантажених металургійних агрегатів в умовах інтенсифікації виробництва та обмежених можливостей оновлення обладнання. Запропоновано удосконалену методику розрахунку навантажень у приводі механізму нахилу кисневого конвертера з урахуванням динамічних явищ, що виникають під час його пуску та роботи в різних експлуатаційних режимах. Розроблена математична модель базується на дискретизації об’єму рідкого металу на кінцеву множину елементарних об’ємів із визначенням їх геометричних параметрів і координат центрів тяжіння. На основі подальшого інтегрування отримано залежність перекидаючого моменту від кута нахилу конвертера з урахуванням зміни форми дзеркала металу та перерозподілу маси. Це дозволяє більш точно враховувати реальний характер навантаження у порівнянні з традиційними графоаналітичними методами. Динамічні навантаження у приводній системі визначено на основі двомасової моделі з пружними зв’язками, що описується системою диференціальних рівнянь руху. У межах цієї моделі враховано інерційні характеристики елементів приводу, жорсткість системи, параметри електропривода та змінні зовнішні навантаження. Отримано аналітичні залежності для визначення кутів закручування та моментів у пружних ланках, що дозволяє оцінити пікові та циклічні навантаження в приводних валах. На основі імітаційного моделювання, що поєднує метод схематизації складних режимів навантаження та статистичний метод Монте-Карло, визначено функцію розподілу довговічності елементів приводу. Запропонований підхід враховує стохастичний характер експлуатаційних навантажень та їх історію, що забезпечує більш достовірну оцінку ресурсу приводних валів. Проведений аналіз показав істотний вплив геометричних характеристик валів (зокрема моменту опору перерізу) на їх довговічність. Розроблена методика може бути використана для автоматизованого розрахунку та проєктування приводів кисневих конвертерів і інших металургійних агрегатів, а також для обґрунтування конструктивних рішень, спрямованих на підвищення їх експлуатаційної надійності та ресурсу