【正文】 中心距為A，節(jié)圓半徑為，扇形齒輪6和7的節(jié)圓半徑為、則： （31） （32） （33）正確的選擇W、A及、的值，便可以得到要求的R值。裝在小齒輪軸上的扇形齒輪有不同的節(jié)圓半徑，內弧側的節(jié)園半徑比較大，相互嚙合的扇形齒輪擺動時，就時與其相連的兩個小齒輪曳不一樣，因而可使結晶器產生弧線運動，由于它結構復雜，齒輪和導向件磨損較嚴重等原因而未被得到推廣。雖然近年來導軌式振動機構又在羅可普連鑄機上得到了應用，但是導軌式振動機構所固有的缺點在生產中依舊暴露無遺，使一些生產廠家不得不對其進行改造。由于基本圓弧半徑較小而使長臂振動機構又獲得了應用。但如果振動臂較長，則因加工制造誤差、受熱膨脹、受力變形而使結晶器產生較大的振動軌跡誤差。結晶器對振動機構的要求主要有兩點：一是使結晶器按一定的速度規(guī)律振動，二是使結晶器準確地沿著一定的軌跡振動。 與傳統(tǒng)的直流電機或交流變頻電機驅動偏心凸輪的結晶激振系統(tǒng)相比，電液伺服驅動的連鑄機結晶器激振系統(tǒng)具有能實現正弦振動、易于實現計算機控制、布置方便和可以實現多流連鑄機共用泵站節(jié)能及群控等優(yōu)點。連鑄坯的產量占整個鋼產量的百分率可反映一個國家煉鋼工藝的先進水平，因而連鑄比的提高受到國內外的廣泛重視。第三章 結晶器振動方案的比較、論證、確定及經濟性分析 本課題研究的目的 針對傳統(tǒng)的電機驅動偏心輪結晶器振動裝置存在的缺點，開發(fā)研制電液伺服驅動的結晶器振動裝置及計算機控制系統(tǒng)。當相對速度等于零時，(，液體摩擦力，因此在一個振動周期中液體摩擦力在兩條曲線A和B之間變化。顯然這里應該是較小的摩擦力起支配作用，并作為該處的摩擦力。如24所示在結晶器壁和坯殼之間有一層保護渣薄層，并目_在坯殼前面的為液態(tài)，在結晶器前面的為固態(tài)。通過對生產、試驗數據的綜合評價，研究發(fā)現，保護渣消耗量與總的周期時間有很好的對應關系()，并得到如下的實驗公式：Q=+式中：Q單位面積的保護渣消耗量，kg/m2； VC拉坯速度，m/min； f振動頻率Hz； η保護渣的液渣粘度，.圖 23 保護渣消耗量與正滑脫時間的對應關系很明顯，它是保護渣粘度和振動頻率的函數，給出了一個與時間有關的保護渣消耗機制，由于高頻振動以及高拉速減少了坯殼的“接觸時間”，保護渣消耗量降低。負滑脫期間，結晶器相對坯殼向下運動，渣圈隨結晶器下移，液渣受到壓力而向結晶器和坯殼間填充，同時，由于壓縮的作用，液渣流動的通道被“關閉”，也部分阻礙了鋼液面上的液渣向彎月面附近流動。 結晶器振動與保護渣的關系如前所述，結晶器振動對于改善結晶器壁間的潤滑是非常有效的，但對于結晶器振動如何影響結晶器保護渣的消耗和保護渣的潤滑作用，其機理并不十分清楚。結晶器向上振動速度與拉坯速度之差較小，有利于減小結晶器施加給鑄坯向上作用的摩擦力，即可減小坯殼中的拉應力，減小鑄坯拉裂事故的發(fā)生。 (4)非正弦速度規(guī)律如圖22的非正弦速度規(guī)律[4]。3)由于結晶器振動的加速度較小，因此可以采用較高頻率的振動，這有利于消除坯殼與結晶器壁的粘結，也就提高了結晶器的脫模作用。二是速度規(guī)律的實現用偏心輪取代了之前使用的凸輪。生產實踐證明，梯形速度規(guī)律是一種相對比較好的振動規(guī)律，因此這種振動規(guī)律被使用了許多年。(2)梯形速度規(guī)律 梯形速度規(guī)律是在矩形速度規(guī)律的基礎上進行了一些改進，如圖22中的曲線2所示即為梯形速度變化規(guī)律。為了保證結晶器與鑄坯之間速度嚴格的同步運動，結晶器振動機構與拉坯機構之間要實行嚴格的電器連鎖。 (1)矩形速度規(guī)律 從結晶器振動技術發(fā)展歷史來看，矩形速度規(guī)律是最早出現的一種結晶器振動方式，如圖21中的曲線1所示即為它速度變化規(guī)律[3]。帶有數字波形發(fā)生器的結晶器電液伺服振動控制裝置和傳統(tǒng)的結晶器振動裝置相比，可以方便地實現多種波形振動、實現連鑄過程監(jiān)督和實時顯示振動波形，并能在線修改非振動方式及振動頻率和幅值等參數，實現控制過程的平穩(wěn)過度。而當結晶器向下運動時，借助摩擦，在坯殼上施加一定的壓力，愈合結晶器上升時拉出的裂痕，這就要求向下的運動速度大于拉坯速度，形成負滑脫。勒德隆鋼公司廠的一臺方坯連鑄試驗機上采用了振動結晶器。容漢斯開發(fā)了結晶器振動裝置，并成功地將它應用于有色金屬黃銅的連鑄。隨著連鑄技術的不斷發(fā)展，結晶器振動技術也在不斷的發(fā)展和完善。而當結晶器以一定的規(guī)律振動時，這就能使其內壁獲得比較良好的潤滑條件，從而減少了摩擦阻力又能防止鋼水和結晶器內壁的粘結，同時還可以改善鑄坯的表面質量。靜壓力較小的叫低頭連鑄機如弧形、橢圓、水平連鑄機。　 (2)按澆注鑄坯斷面分類有 表1 國 內 連 鑄 機 統(tǒng) 計機型 臺數/臺 流數/流 年產能/萬t 說明 小方坯 211 783 ≤150mm150mm 方、矩坯 218 781 9902 150mm150mm 板坯 91 120 8383 板方兼用者按板坯計 薄板坯 10 10 1262 薄板坯連鑄連軋 圓坯 20 52 以生產圓坯為主者按圓坯 異型坯 1 3 63 一方面鑄錠車間、均熱爐和初軋機逐步被連鑄機所取代，另一方面連鑄的不斷發(fā)展也正在改變從煉鋼到軋鋼的工藝流程。近年來，隨著科學技術及計算機的不斷發(fā)展應用，使得連鑄這一優(yōu)越性更加突出，大多數連鑄機己經實現了機電一體化。隨著煉鋼工藝的不斷發(fā)展和連鑄新技術的應用，目前連鑄產品質量的各項性能指標大都優(yōu)于模鑄成材產品。按我國目前能耗水平測算，It連鑄坯綜合節(jié)能約130 kg標準煤，可見連鑄對提高綜合成材率及節(jié)能具有重要意義。一般來說，模鑄時綜合成材率為80%左右，而連鑄時綜合成材率可達95%以上。過去采用的鋼錠開坯方式，切頭切尾損失達到10%^20%，從鋼水到成坯的收得率約為84%^88%。同時模鑄時鑄坯的冷卻速度較慢，而連鑄時因強制冷卻使冷卻速度加快。連鑄與模鑄的根本區(qū)別就在于它們的生產工藝流程是不一樣的。不管是新建的還是被改造的連鑄機都會朝著高效化發(fā)展，提高無缺陷坯的比率，擴大連鑄鋼品種，推進純凈鋼的同時防止二次氧化，提高連鑄機的裝機水平，提高作業(yè)率，合理提高拉速，做好爐機匹配等以高效化生產的中心的工藝、設備、操作技術將是連鑄技術發(fā)展的必然?！　?16)結晶器、零號扇形段、結晶器振動裝置、扇形段四大周轉件整體吊裝更換，完善的離線維修措施?！　　?12)遠程調整輥縫的液壓夾緊式或機械式扇形段，二冷區(qū)域或二冷區(qū)凝固末端電磁攪拌?！　　?8)大板坯連鑄機中能夠調寬、調厚的零號扇形段?！　　?4)大容量中間罐，中間罐冶金，中間罐熱周轉，“冷”中間罐使用，　等離子加熱，中間罐鋼液自動稱量。這些連鑄機中，絕大部分是立足于中國國內設計制造的。從統(tǒng)計數字可以看出中國的連鑄技術在近10年內得到了迅速發(fā)展。20世紀70年代以后，連鑄技術發(fā)展迅猛，特別是板、方坯連鑄機的發(fā)展對加速連鑄技術替代傳統(tǒng)的模鑄技術起到了決定性作用。目錄摘要 IAbstract II目錄 III第一章 緒論 1 1 連續(xù)鑄鋼的特點 3，特點及演變 5 6 7 7 連鑄機結晶器振動簡介 8 8 11 結晶器振動與保護渣的關系 12 13 結晶器中摩擦力的分布 15第三章 結晶器振動方案的比較、論證、確定及經濟性分析 16 本課題研究的目的 16 課題研究內容 16 課題方案的選擇 17 振動機構簡介 17 振動機構的選擇 20第四章 結晶器正弦振動的參數分析 24 負滑脫量計算 24 頻率與周期 24 結晶器的運動速度和加速度 25 負滑脫時間的確定 26第五章 液壓伺服系統(tǒng)的設計 29 液壓伺服系統(tǒng)的靜態(tài)設計 2確定最大功率 29 確定液壓系統(tǒng)的主要參數，壓力P，流量Q 31 31 計算液壓缸的主要參數 31 擬定液壓系統(tǒng)圖 32 液壓元件的設計 33 液壓系統(tǒng)的驗算 38 系統(tǒng)壓力損失的計算 38第六章 機械設計 40 40 41 軸Ⅰ的校核 41 42 43 軸Ⅱ的校核 44 46 截面1校核 47 軸承校核 48 軸Ⅰ軸承校核 48 運動分析 49第七章 控制系統(tǒng) 50 50 50致謝 52參考文獻 53第一章 緒論由于連鑄技術具有顯著的高生產效率、高成材率、高質量和低成本的優(yōu)點，近二三十年已得到了迅速發(fā)展，目前世界上大多數產鋼國家的連鑄比超過90%。本文通過對連鑄機結晶器技術發(fā)展及結晶器振動方式演變的闡述，提出了電液伺服驅動，并對其振動形式及其工作原理進行了實質性的分析。因此,研究連鑄結晶器振動裝置及控制技術具有重要的現實意義。 electrohydraulic。自從20世紀50年代連續(xù)鑄鋼技術進入工業(yè)性應用階段后，不同類型、不同規(guī)格的連鑄機及其成套設備應運而生。2000年中國連鑄比發(fā)展到86％，估計世界連鑄比為87％左右。截止2000年12月止，中國共有356臺(1123　流)連鑄機，其中板方坯連鑄機分別為63臺(78流)、276臺(1002流)，圓坯、異形坯連鑄機分別為16臺(40流)、1臺(3流)。而具有代表性的技術是：　　(1)鋼液的凈化處理　　　(2)防止二次氧化的保護澆注及鋼液溫度控制　　(3)鋼包回轉臺，鋼包下渣檢測，鋼包傾轉，鋼包鋼液自動稱量。　　(7)機械式(可實現正弦振動曲線)、液壓式(可實現正弦和非正弦振動曲線)　結晶器振動裝置。　　(11)凝固末端輕壓下，人為鼓肚輕壓下?！　　?15)EIC一體化的電氣、儀表、計算機控制系統(tǒng)?！　　?19)最佳定尺切割　　　(20)計算機質量判斷　　　(21)快速硫印　　(22)鑄坯運行路線的計算機跟蹤　　(23)自動開澆技術　　　就世界范圍而言，連比已經提高到一個較高的水平，新的連鑄裝備的投入步伐將有所減緩，隨之而來的是各類舊有連鑄機的更新換代。連鑄技術的優(yōu)越性20世紀70年代以后連鑄技術迅速發(fā)展，究其原因主要是它與以往的模鑄相比具有很多優(yōu)越性?？梢姡B鑄比模鑄減少了一道工藝流程。采用連鑄工藝的直接經濟效益，首先是提高了綜合成材率。金屬收得率的提高必然使得綜合成材率提高。據相關資料報道，每生產It鋼坯連鑄比模鑄可節(jié)能6271046kJ，^ kg標準煤。模鑄鋼錠凝固時間比較長，元素偏析顯著，特別是鋼錠頭部和尾部化學成分差異很大，而連鑄坯冷卻速度快、斷面較小、樹枝晶間距小、偏析程度輕，尤其是沿鑄坯長度方向的化學成分比較均勻，因而其成材的均一性比模鑄好。而連鑄由于其自身設備和工藝的特點，易于實現機械化自動化。因此當成功應用連鑄后，整個鋼鐵工業(yè)產生了巨大的變化?，F按一般習慣介紹連鑄機的分類方法：　 (1)接連鑄機外形分類有：立式連鑄機、立彎式連鑄機、弧形連鑄機、超低頭(橢圓形)連鑄機、水平連鑄機，輪式連鑄機等。(4)按鋼水靜壓頭分類：靜壓力較大的叫高頭型連鑄機如立式、立彎式連鑄機。在澆注鋼水時，若結晶器靜止不動，坯殼容易與結晶器內壁產生粘結，這就增大了拉坯時的阻力，導致出現坯殼“拉不動”或者鋼水被拉漏事故發(fā)生，很難進行澆注。正是振動結晶器的發(fā)明，工業(yè)上才得以實現大規(guī)模的應用連鑄技術。直到1933年現代連鑄的奠基人一德國的西格弗里德羅西(Irving Rossi )獲得了容漢斯結晶器振動技術專利的使用權，并首次在美國約阿結晶器振動的目的是防止拉坯坯殼與結晶器粘結，同時獲得良好的鑄坯表面，因而結晶器向上運動時，減少新生的坯殼與銅壁產生粘結，以防止坯殼受到較大的應力，使鑄坯表面出現裂紋。國外的應用情況表明，采用連鑄結晶器非正弦伺服振動，能夠有效地減少鑄坯與結晶器間的摩擦力，從而防止坯殼與結晶器粘結而被拉裂，減小鑄坯振痕，提高鑄坯質量川一〔9l。因為從結晶器振動技術發(fā)展的歷史過程來看，每當結晶器采用了一種新的振動規(guī)律時，新的振動規(guī)律都較過去的振動規(guī)律更為合理，而且都對鑄坯的連續(xù)澆注、鑄坯的表面質量及拉坯速度的提高產生了重大的影響。但此種振動方式的存在的