【正文】 軸端的最小直徑： 33 3 8 . 6 71 1 0 7 7 . 3 0 71 1 1 . 4pdA n? ? ? 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，故也需要同時選定聯(lián)軸器的行號。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 31 《械設(shè)計手冊（第五版） 卷 2 6112 表 6234 低速軸聯(lián)軸器的選擇 ： 1 85d mm? ， m9550PT n? m 1PP ? ? ? ?? ? ? ? ?電 電 聯(lián) 軸 器 減 速 器 聯(lián) 軸 器 2 ?電 電動機傳動效率， ?電 =% 1?聯(lián) 軸 器聯(lián)軸器傳動效率，1?聯(lián) 軸 器=99% ?減 速 器 減速器傳動效率， ?減 速 器 =95% ?聯(lián) 軸 器 2 聯(lián)軸器 2 的傳動效率， ?聯(lián) 軸 器 2 =99%。39。1pP —— 對應于輸入轉(zhuǎn)速 1n 的減速器的機械強度析算許用公稱功率 pP1 —— 對應于輸入轉(zhuǎn)速 1n 的減速器的機械強度許用公稱功率 39。 1242, 85dd?? （ 1）校核機械功率 按減速器的機械強度功率表選取。 （ 2） 輸出軸的功率 1 0 1 2 3 4 5 0 .9 2 3 0 .9 5 0 .9 7 0 .9 3 4 .4 4BnP P k w? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 任何一個設(shè)備的制 造我們都是根 據(jù)性能和經(jīng)濟性來考慮，有標準化的，盡量同標準的，這樣對于維修和價格都比較合理。進行比較選擇直流電動機。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 26 第六 章 結(jié)晶器振動裝置機械設(shè)計 相關(guān) 設(shè)計計算 ： 根據(jù)設(shè)計要求以及實際實驗設(shè)計，取 1L =1100mm， 2L =1320mm 由機構(gòu)分析可知振源振幅與結(jié)晶器振幅成一定比例關(guān)系，偏心輪的偏心距 r 為： 3 1320 / 1100 ? ? ?mm 偏心輪的轉(zhuǎn)角速度為： 2 2 1 1 1 . 4 1 1 . 6 7 /6 0 6 0fw r a d s????? ? ? Vt PFQp ??? 其中： Q— 振動裝置的總靜負荷， Q= 10? N； F— 結(jié)晶器的摩擦阻力 N； VP — 動負荷 N。由于結(jié)晶器為上下運動，而鑄流為連續(xù)向下運動，這樣在各個位置時的運動情況就有所不同，現(xiàn)分析如下： 位置 1：結(jié)晶器速度 =0，鑄流速度 =拉坯速度 =，結(jié)晶器在最高位置點； 位置 2：結(jié)晶器速度加速到 ，鑄流速度 =拉坯速度 =，二者等質(zhì)同向，相對速度為 0，開始負滑脫； 位置 3：結(jié)晶器向下加速到最大速度 ，鑄流速度 =拉坯速度=，結(jié)晶器速度超過拉坯速度，并達到最 大值； 位置 4：結(jié)晶器速度達到最大后減速到 ，鑄流速度 =拉坯速度=，結(jié)晶器速度減到等于位拉速，負滑脫結(jié)束。在這里選取 ? 為 35%。負滑脫量 ? 的定義為： m a x 100%vvv? ???拉拉 式中 ? 負滑脫量， %； maxv 結(jié)晶器振動時的最大速度， m/min。這一往復運動的瞬時速度與時間的函數(shù)關(guān)系按正弦規(guī)律變化，這就是正弦振動。安全載荷可以調(diào)節(jié)碟形彈簧的變形量來調(diào)整。振動臂通過銷軸和托架連接。臺架用來支撐結(jié)晶器，它為焊接結(jié)構(gòu)。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 21 結(jié)晶器振動機構(gòu)組成 （ 1）結(jié)晶器振動臺 結(jié)晶器振動臺位于澆注平臺下方，是連鑄機的關(guān)鍵部件。短負滑動時間，同時還能減小振痕深度，改善鑄坯表面質(zhì)量。它與梯形振動相比，坯殼處于負滑動狀態(tài)的時間較短，且結(jié)晶器上升時間占振動周期的一半，故增加了坯殼拉斷的可能性。其主要特點：結(jié)晶器在整個振動過程中速度一直是變化的，即鑄坯與結(jié)晶器間時刻存在相對運動。由于這種結(jié)構(gòu)具有運動軌跡較準確，結(jié)構(gòu)簡單，易于維修，沒有導軌，只有軸承連接，因而 使用壽命長，運動軌跡誤差小等一系列優(yōu)點，因而得到廣泛應用。該結(jié)構(gòu)考慮了運動部件的平衡，使偏心輪上的連桿受力方向不變，保證運動平衡。短臂四連桿包括內(nèi)弧四連桿如圖 21a,外弧四連桿如圖 21b。三者性能比較如表 21 表 21 振動機構(gòu)性能比較 型式 短臂四連桿 擺桿式 四偏心式 構(gòu)造 簡單 較大 零件多 運動精 度 良好 近似直線 良好 振動頻率 中 圖 圖 從圖中可以看出，振動 平面在做一個繞 o3 點的轉(zhuǎn)動但轉(zhuǎn)角非常小。這樣就將振源機構(gòu)的高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為 平行四邊形機構(gòu)的高頻小振幅震動。振動沖程為 h=0~8mm，頻率為 f=0~600/min 在線自動調(diào)節(jié)。其特點是只有結(jié)晶器銅管 、導流水套和結(jié)晶器上的法蘭參與振動，而其他零部件如外水套、冷卻水、閃爍計數(shù)器、結(jié)晶器電磁攪拌器及足輥等不參與振動。這種振動機構(gòu)是靠偏心輪連桿的推力，作用于振動臺的四角，使結(jié)晶器的運動非常平穩(wěn)，不會由于結(jié)晶器的內(nèi)阻力作用點的偏移而是結(jié)晶器運動不平穩(wěn)。結(jié)晶器運動的弧線定中是利用兩條板式彈簧來實現(xiàn)的。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 15 圖 33 雙短臂振動機構(gòu)原理圖 四偏心式振動機構(gòu) 四偏心式振動機構(gòu)是近幾年才出現(xiàn)的一種新型振動機構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單，運動軌跡準確等優(yōu)點。在雙搖桿式振動機構(gòu)中，兩個搖桿長度的選擇必須滿足： ab=cd(a`b`=c`d`),且 ab(a`b`)與 cd(c`d`)各自連線的延長線應通過曲率中心 O 點。圓弧線的半徑應當是結(jié)晶器振動的曲率半徑 R。所以，當扇形齒輪 5 擺動時，就使與其相連的兩個小齒輪產(chǎn)生不同的線速度，反應在振動框架的兩側(cè)齒條上，其上鞋運動的線速度也不一樣。 圖 31 弧形連續(xù)鑄鋼設(shè)備 差動式振動機構(gòu) 這種機構(gòu)是利用齒輪或凸輪機構(gòu)的差動原理來實現(xiàn)結(jié)晶器的弧線運動的，現(xiàn)以差動齒輪機構(gòu)為例來說明。結(jié)晶器振動裝置的振動動作一般是由電機、連桿、偏心輪等實現(xiàn)的。 與傳統(tǒng)的直流電機或交流變頻電機驅(qū)動偏心凸輪的結(jié)晶激振系統(tǒng)相比，電液伺服驅(qū)動的連鑄機結(jié)晶器激振系統(tǒng)具有能實現(xiàn)正弦振動、易于實現(xiàn)計算機控制、布置方便和可以實現(xiàn)多流連鑄機共用泵站節(jié)能及群控等優(yōu)點。連鑄坯的產(chǎn)量占整個鋼產(chǎn)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(nèi)外的廣泛重視。結(jié)晶器向上振動速度與拉坯速度之差較小，有利于減小結(jié)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(jié)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(jié)晶器壁的粘結(jié)，也就提高了結(jié)晶器的脫模作用。二是速度規(guī)律的實現(xiàn)用偏心輪取代了之前使用的凸輪。 生產(chǎn)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(chǔ)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(jié)晶器與鑄坯之間速度嚴格的同步 運動，結(jié)晶器振動機構(gòu)與拉坯機構(gòu)之間要實行嚴格的電器連鎖 。因為從結(jié)晶器振動技術(shù)發(fā)展的歷史過程來看，每當結(jié)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(zhì)量及拉坯速度的提高產(chǎn)生了重大的影響。國外的應用情況表明，采用連鑄結(jié)晶器非正弦伺服振動，能夠有效地減少鑄坯與結(jié)晶器間的摩擦力，從而防止坯殼與結(jié)晶器粘結(jié)而被拉裂 ，減小鑄坯振痕，提高鑄坯質(zhì)量川一〔 9l。結(jié)晶器振動的目的是防止拉坯坯殼與結(jié)晶器粘結(jié)，同時獲得良好的鑄坯表面，因而結(jié)晶器向上運動時，減少新生的坯殼與銅壁產(chǎn)生粘結(jié)，以防止坯殼受到較大的應力，使鑄坯表面出現(xiàn)裂紋 。羅西 (Irving Rossi )獲得了容漢斯結(jié)晶器振動技術(shù)專利的使用權(quán)，并首次在美國約阿直到 1933 年現(xiàn)代連鑄的奠基人一德國的西格弗里德 (3)增加了系統(tǒng)存在間隙的機會。從偏心軸至振動臺需經(jīng)過偏心軸、偏心套、軸承、連桿以及關(guān)節(jié)軸承等環(huán)節(jié)。內(nèi)部的缺陷，主要取決于在第二次冷卻 的時候的凝固過程 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 6 連鑄機振動系統(tǒng)應注意的部分問題 圖為某連鑄機原振動系統(tǒng)，從整體上看傳動環(huán)節(jié)太多，從局部上看則結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)過多。 表 6 高級鋼材對潔凈度的要求 產(chǎn)品分類 鋼 種 代表規(guī)格 產(chǎn)品材質(zhì)特性要求 清潔度要求 薄板 DI 罐 低碳鋁鎮(zhèn) 靜鋼 ~ 飛邊裂紋 T[O]20 106,D20μm 深沖鋼 超低碳鋁 鎮(zhèn)靜鋼 ~ 超深沖，非時效性表 面線狀缺陷 [C]20 106，[N]20 106,T[O]20 106， D100μm 蔭罩鋼 低碳鋁鎮(zhèn) 靜鋼 ~ 防止圖像侵蝕 D100μm, 低硫化 導架結(jié)構(gòu)材 13%Cr ~ 打眼加工時的裂紋 D100μm 42Ni D5μm ， [N]50 106 中厚板 管線鋼 X52~70級低合金鋼 10~40mm 氫引起的裂紋 夾雜物形態(tài)控制 低硫化， S10 106 低溫用鋼 9%Ni 10~40mm 低溫脆化 P%,S% 抗層狀撕裂鋼 結(jié)構(gòu)高強鋼 10~40mm 層狀撕裂 低磷化、低硫化 無縫管 座圈材 軸承鋼 Φ 50~300mm 轉(zhuǎn)動疲勞壽命 T[O]10 106, [Ti]20 106 凈化管 不銹鋼 Φ 10 mm 電解浸蝕時的 表面光潔度 T[O]20 106, [N]50 106， D5μm 棒材 軸承 軸承鋼 Φ 30~65 mm 轉(zhuǎn)動疲勞特性 T[O]10 106, [Ti]15 106 D15μm 滲碳鋼 SCM43420 疲勞特性、加工性 T[O]15 106，P% 線材 輪胎鋼絲 SWRH782B Φ ~ mm 冷拔斷裂 非塑性夾雜 D20μm 彈簧鋼 SWRS SiCr 鋼 Φ ~10 mm Φ ~ mm 疲勞特性、 殘余應變性 非塑性夾雜 D20μm (5) 坯件 表面縱裂紋，橫裂紋，星形裂紋，夾渣 坯件 表面質(zhì)量好壞是熱送 、 直接軋制 和 熱裝的前提條件。 d) 減少澆鑄周期 ： 實現(xiàn)連鑄機設(shè)備的控制的自動化 . 提高板坯連鑄機設(shè)備堅固性、可靠性和自動化水平，達到長時間的無故障在線作業(yè)，是提高板坯連鑄機作業(yè)率水平的關(guān)鍵。采用了高拉速、高連鑄爐數(shù) 、 高作業(yè)率、高質(zhì)量的連鑄技術(shù)， 40%～55%方坯連鑄機 還 進行了 高級的 改 進 ， 高產(chǎn)量，短周期，高度情節(jié)的連制的特點，做到了 質(zhì)量與產(chǎn)量 的 高度 統(tǒng)一和爐機匹配統(tǒng)一。目前國際上鑄鐵型材已廣泛運用到制造液壓閥體，高耐壓零件，齒輪、軸、柱塞、印刷機輥軸及紡織機零部件。中國則在改革開放后才真正開始了對國外連鑄技術(shù)的消化和移植；到九十年代初中國的連鑄比僅為 30％。而在二十世紀五十年代在歐美國家出現(xiàn)的連鑄技術(shù)是一項把鋼水直接澆注成形的先進技術(shù)。同時本文還簡潔的講述了連鑄機在全世界及其在中國的發(fā)展現(xiàn)狀，講述了連鑄機在未來的發(fā)展?jié)摿Α１敬卧O(shè)計的振動裝置主要是靠偏心輪的偏心位移而產(chǎn)生的震動，所以對偏心大小得計算顯得尤其重要。 對軸的一些受力情況，及其強度的校核，文中形象的畫出了其受力分析圖， 并且對各個部分進行了詳細的分析。 另外對板坯連鑄連軋技術(shù)工藝特點和正弦振動在板坯連鑄機上的應用進行專題論述。在鋼鐵廠生產(chǎn)各類鋼鐵產(chǎn)品過程中，使用鋼水凝固成型有兩種方法：傳統(tǒng)的模鑄法和連續(xù)鑄鋼法。 從上世紀八十年代，連鑄技術(shù)作為主導技術(shù)逐步完善，并在世界各地主要產(chǎn)鋼國得到大幅應用，到了上世紀九十年代初，世界各主要產(chǎn)鋼國已經(jīng)實現(xiàn)了 90％以上的連鑄比。特別是鑄鐵型材組織致密，灰鑄鐵型材石墨細小強度高，球鐵型材石墨球細小園整，機械性能兼有高強度與高韌性結(jié)合的優(yōu)點。 中 國連鑄的數(shù) 據(jù) 如表 1所示（ 統(tǒng)計到 2021年年初 ） ：與工業(yè) 發(fā)展大國 相比，中國擁有最多的連鑄機 ； 目前，中國連鑄的年生產(chǎn)力是 30億噸，其中，還有很大的可挖掘潛力 。 表 1 國內(nèi)連鑄機統(tǒng)計 機型 臺數(shù) /臺 流數(shù) /流 年產(chǎn)能 /萬t 說明 小方坯 211 783 ≤ 150mm 150mm 方、矩坯 218 781 9902 150mm 150mm 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(chǎn)圓坯為主者按圓坯 異 型坯 1 3 6