【正文】 在此次設計過程中我們不僅學會了如何去查找和利用各種資料，更是給我們提供了理論與實際相結(jié)合的機會。其振動控制原理如下圖所示。為此，要在系統(tǒng)中設置蓄能器以吸收各類波動和沖擊，保證整個系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定。分析結(jié)果符合設計要求。 軸Ⅱ的校核軸承支反力 F1+F2=60000F1=F2 (2)由式(2)得 F1=30000F2=30000載荷FE=60000NB點由兩個軸承支撐著軸Ⅱ,該軸材料選用20CrMnTi,軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)如下圖軸Ⅱ彎矩計算如下:截面1處的彎矩:M1=F143103=1290Nm截面2處的彎矩:M2=F1120103=3600Nm中間截面的彎矩:M=F128210312FE81103=6030Nm截面3處的彎矩:M3=F1205103=3600Nm截面4處的彎矩:M4=F160103=1290Nm彎矩圖如下: 按疲勞強度校核安全系數(shù)由彎矩圖可知中間截面處彎矩最大,截面1和截面4直徑突然變化,故是危險截面,需要校核。c、壓力繼電器的選擇： 型號：HED1KA20/ 額定工作壓力：35Mpa，切換頻率：300次/min液壓管的選擇a、管材的選擇： b、管內(nèi)徑的選擇：d=4qπV=q—通過油管的流量V—油管中的允許流量根據(jù)手冊取壓油管的流速:V=5m/s吸油管為V=,回油管流速V=壓油管: d1===16mm 取d1=20mm吸油管: d2===30mm 取d2=32mm回油管: d3===23mm 取d2=25mm油管的壁厚按以下公式計算:—油管材料的許用應力為60， 壓油管 σ=Pd2[σ]=106161032157=壓油管的公稱通徑為20177。根據(jù)《機械設計手冊》第4卷在回油路上選用高壓管式紙質(zhì)過濾器，其型號為ZU－H6320S。從《機械設計手冊》第四卷中選取單向閥的型號為CRG—06—35—50，其額定流量為125L/min,使用最高壓力25MPa,。冷卻器：冷卻油液。 計算液壓缸的主要參數(shù)液壓動力機構(gòu)的最大功率點應該與負載軌跡的最大功率點相重合,并認為它們在該點相切,則A和Q如下：A=3F2ps=103m2 選用雙桿伺服缸，為保證活塞桿的穩(wěn)定性，當活塞桿受壓時，一般取d/D=~，初選d/D=； d—活塞桿的直徑 D—活塞的直徑由此可得： AA1=D2d2D2==其中：A1—活塞的截面積 A—活塞與活塞桿的截面積的差值則 A1=102m2此時直徑為 D=124mm取標準直徑后D=125mm 則A1=102m2則 Q=3VA= 擬定液壓系統(tǒng)圖本液壓系統(tǒng)要實現(xiàn)正弦振動形式，并使其動作可調(diào)，所以需要的基本回路有：方向控制回路、調(diào)速回路、調(diào)壓回路、卸荷回路。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=4m/min，結(jié)晶器在最高位置點；位置2：結(jié)晶器速度加速到4m/min，鑄流速度=拉坯速度=4m/min，二者等質(zhì)同向，相對速度為0，開始負滑脫；位置3：，鑄流速度=拉坯速度=4m/min，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4m/min，鑄流速度=拉坯速度=4m/min，結(jié)晶器速度減到等于位拉速，負滑脫結(jié)束。一分鐘內(nèi)振動的次數(shù)為頻率，單位次/min。這種在線任意調(diào)整振動波形、振幅和頻率是通常機械振動所不能實現(xiàn)的。振動伺服閥靈敏度高，液壓動力站提供動力如有波動，伺服閥的動作就會失真，造成振動時運動不平穩(wěn)和振動波形失真。所開發(fā)研制的結(jié)晶器電液伺服振動裝置結(jié)構(gòu)組成如圖35所示。 圖33四偏心振動機構(gòu) 振動機構(gòu)的選擇結(jié)晶器振動技術是連鑄的一個基本特征，基于不同的理論，結(jié)晶器振動技術也經(jīng)歷了復雜的過程，早期主要由凸輪實現(xiàn)的正弦振動，由于波形單一，在線不能調(diào)節(jié)，未能實現(xiàn)振動波形的優(yōu)化。圖32連桿振動機構(gòu) 由于四連桿振動機構(gòu)的搖桿長度較短，因此結(jié)晶器運動的軌跡精度受溫度、載荷及加工誤差的影響較小。圖31差動式振動機構(gòu) 在結(jié)晶器的振動框架1上，固定有導軌和齒條2，在距離為A的兩側(cè)裝有兩根長軸3，軸支撐在軸承12上，軸上裝有齒輪4和導輪5，以及不同節(jié)圓半徑的扇形齒輪6及7.，在振動框架1兩端還裝著導向塊8，在扇形齒輪6上裝有連桿9，和與傳動機構(gòu)相連的偏心輪10，振動框架1下面還支撐有彈簧11，目的是平衡一部分負荷并使振動框架1產(chǎn)生一個向上的恢復力，兩個軸3就產(chǎn)生反復的轉(zhuǎn)動，齒輪4廁通過齒條嚙合關系使振動框架1產(chǎn)生振動，但由于扇形齒輪6和7的節(jié)圓半徑不同，所以兩側(cè)齒輪4的角速度也不同，則振動框架將產(chǎn)生弧線振動。但由于導軌不易獲得充分潤滑，又不易保持清潔，所以磨損較嚴重，影響運動軌跡精度，因而逐漸被其他振動機構(gòu)所替代。這種振動機構(gòu)的振動軌跡在理論上是正確的。為此，需要通過一個振動機構(gòu)使結(jié)晶器按一定的規(guī)律振動，既激振系統(tǒng)。由圖25可以看出液體潤滑在結(jié)晶器上部起支配作用，在結(jié)晶器下部固體摩擦力比最大的液體摩擦力要小，因此在該部位固體潤滑起支配作用。用下式來表示其大小: 當結(jié)晶器壁和固態(tài)保護渣之間產(chǎn)生相對運動時，這種固體與固體接觸產(chǎn)生的摩擦力稱為“固體摩擦力”，用如下的式子來表示: 對于從彎月面到結(jié)晶器出口的各個位置，根據(jù)操作條件(鑄造速度、結(jié)晶器振動條件、保護渣物性)計算固體摩擦力和液體摩擦力的大小，據(jù)此來判斷是液體潤滑還是固體潤滑起支配作用。當液渣供應成為限制性環(huán)節(jié)時，則正滑脫時間反映振動參數(shù)對 保護渣消耗的影響。振動的同時要求提供結(jié)晶器潤滑，兩者的共同作用是減小坯殼和結(jié)晶器壁間的摩擦力，以得到最好的表面質(zhì)量和防止粘結(jié)漏鋼的最佳安全性。它在方坯、板坯及薄板坯連鑄機上都有最廣泛的應用。之所以選擇正弦規(guī)律的主要原因有兩個:一是正弦速度規(guī)律打破了前兩種速度振動規(guī)律結(jié)晶器和鑄坯之間有一定的速度關系的框架，重點發(fā)揮結(jié)晶器的脫模作用。過大加速度對鑄坯的表面質(zhì)量和振動系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)都是不利的，將對設備產(chǎn)生強大的沖擊，因而也不能采用高頻率振動方式。因為從結(jié)晶器振動技術發(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。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。直到1933年現(xiàn)代連鑄的奠基人一德國的西格弗里德在澆注鋼水時，若結(jié)晶器靜止不動，坯殼容易與結(jié)晶器內(nèi)壁產(chǎn)生粘結(jié)，這就增大了拉坯時的阻力，導致出現(xiàn)坯殼“拉不動”或者鋼水被拉漏事故發(fā)生，很難進行澆注。現(xiàn)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。而連鑄由于其自身設備和工藝的特點，易于實現(xiàn)機械化自動化。據(jù)相關資料報道，每生產(chǎn)It鋼坯連鑄比模鑄可節(jié)能6271046kJ，^ kg標準煤。采用連鑄工藝的直接經(jīng)濟效益，首先是提高了綜合成材率。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?！　　?15)EIC一體化的電氣、儀表、計算機控制系統(tǒng)。　　(7)機械式(可實現(xiàn)正弦振動曲線)、液壓式(可實現(xiàn)正弦和非正弦振動曲線)　結(jié)晶器振動裝置。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)。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。因此,研究連鑄結(jié)晶器振動裝置及控制技術具有重要的現(xiàn)實意義。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(jié)晶器振動簡介 8 8 11 結(jié)晶器振動與保護渣的關系 12 13 結(jié)晶器中摩擦力的分布 15第三章 結(jié)晶器振動方案的比較、論證、確定及經(jīng)濟性分析 16 本課題研究的目的 16 課題研究內(nèi)容 16 課題方案的選擇 17 振動機構(gòu)簡介 17 振動機構(gòu)的選擇 20第四章 結(jié)晶器正弦振動的參數(shù)分析 24 負滑脫量計算 24 頻率與周期 24 結(jié)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(shù)，壓力P，流量Q 31 31 計算液壓缸的主要參數(shù) 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(chǎn)效率、高成材率、高質(zhì)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(shù)產(chǎn)鋼國家的連鑄比超過90%。從統(tǒng)計數(shù)字可以看出中國的連鑄技術在近10年內(nèi)得到了迅速發(fā)展?！　　?4)大容量中間罐，中間罐冶金，中間罐熱周轉(zhuǎn)，“冷”中間罐使用，　等離子加熱，中間罐鋼液自動稱量?！　　?12)遠程調(diào)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。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(chǎn)的中心的工藝、設備、操作技術將是連鑄技術發(fā)展的必然。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。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。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(chǎn)品質(zhì)量的各項性能指標大都優(yōu)于模鑄成材產(chǎn)品。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。靜壓力較小的叫低頭連鑄機如弧形、橢圓、水平連鑄機。隨著連鑄技術的不斷發(fā)展，結(jié)晶器振動技術也在不斷的發(fā)展和完善。勒德隆鋼公司廠的一臺方坯連鑄試驗機上采用了振動結(jié)晶器。帶有數(shù)字波形發(fā)生器的結(jié)晶器電液伺服振動控制裝置和傳統(tǒng)的結(jié)晶器振動裝置相比，可以方便地實現(xiàn)多種波形振動、實現(xiàn)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(shù)，實現(xiàn)控制過程的平穩(wěn)過度。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。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。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。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。負滑脫期間，結(jié)晶器相對坯殼向下運動，渣圈隨結(jié)晶器下移，液渣受到壓力而向結(jié)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。如24所示在結(jié)晶器壁和坯殼之間有一層保護渣薄層，并目_在坯殼