【正文】 晶器產(chǎn)生弧線運(yùn)動由于它結(jié)構(gòu)復(fù)雜齒輪和導(dǎo)向件磨損較嚴(yán)重等原因而未被得到推廣但差動原理卻在后 來的四偏心結(jié)結(jié)機(jī)構(gòu)上得到了應(yīng)用其結(jié)構(gòu)如圖 31 所示 圖 31 差動式振動機(jī)構(gòu) 在結(jié)晶器的振動框架 1上固定有導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)向塊 8 在扇形齒輪 6 上裝有連桿 9 和與傳動機(jī)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(fù)荷并使振動框架 1產(chǎn)生一個向上的恢復(fù)力兩個軸 3就產(chǎn)生反復(fù)的轉(zhuǎn)動齒輪 4廁通過齒條嚙合關(guān)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 圓弧半徑為 R框架 1兩側(cè)齒條節(jié)線間距離為 W兩齒輪 4的中心距為 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 WA 及的值便可以得到要求的 R 值 四連桿振動機(jī)構(gòu) 它是一種雙搖桿機(jī)構(gòu)它的兩個搖桿可以裝設(shè)在連鑄機(jī)的外弧側(cè)也可裝在內(nèi)弧側(cè)如圖 32 示后者適用于小方坯連鑄機(jī)前者適用于板坯連鑄機(jī)便于拆裝二冷區(qū)的扇形段當(dāng)使兩搖桿 AD和 BC平行且等長時四連桿振動機(jī)構(gòu)可用于直弧形或立式連鑄機(jī) 不論是裝在鑄機(jī)的內(nèi)弧側(cè)還是外弧側(cè)四連桿機(jī)構(gòu) ABCD中的 CD連桿在某一瞬間的運(yùn)動是繞瞬心 O 的轉(zhuǎn)動因此只要使兩搖桿 AD 和 BC 的延長線交 于鑄機(jī)的圓弧中心 O 由于結(jié)晶器的振幅與圓弧半徑相比較小因此瞬心位置變化所造成的運(yùn)動軌跡誤差很小 一般在給連鑄機(jī)圓弧半徑結(jié)晶器振幅及四連桿機(jī)構(gòu)參數(shù)的合理約束條件下通過優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠使板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器振動軌跡誤差Δ R≤ 01mm 小方坯的Δ R≤002mm 圖 32 連桿振動機(jī)構(gòu) 由于四連桿振動機(jī)構(gòu)的搖桿長度較短因此結(jié)晶器運(yùn)動的軌跡精度受溫度載荷及加工誤差的影響較小因此它被廣泛應(yīng)用于各種連鑄機(jī)四連桿振動機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是各桿件只做擺動運(yùn)動軸承易形成局部磨損特別是在高頻率小振幅的條件下將產(chǎn)生較嚴(yán)重的局部磨損 四偏心振動機(jī)構(gòu) 四偏心振動機(jī)構(gòu)是在連鑄機(jī)結(jié)晶器振動裝置中的應(yīng)用廣泛的一種振動機(jī)構(gòu)具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)其工作原理如圖 33 圖中 2 為振動臺架 7 為結(jié)晶器其中 1為結(jié)晶器外弧中心點(diǎn) 13 為偏心軸在每根偏心軸上都裝有兩個偏心套通過內(nèi) 外側(cè)各兩根連桿 4和 5將振動臺架在四個角鉸接并用板式彈簧 6實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器仿弧線定中只要合理確定偏心軸偏心套連桿板式彈簧的長 度及安裝尺寸就可以實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器的近似圓弧擺動 圖 3335 所示相應(yīng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方塊圖如圖 36 示采用閥控缸驅(qū)動雙搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器的往復(fù)振動將液壓缸的位置 或結(jié)晶器鞍座的位置 通過位移傳感器反彼到綜合端與指令信號比較得到誤差信號然后由計(jì)算機(jī)算得控制量并經(jīng)過 DA 和電流負(fù)反彼放大器后驅(qū)動電液伺服閥構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生各種指令信號 期望振動規(guī)律 通過選擇適當(dāng)?shù)目刂坡墒瓜到y(tǒng)槍出跟蹤指令信號從而獲得所要求的振動規(guī)律 圖 35 晶器電液伺服振動裝置示意圖 圖 36 結(jié)晶器振動波型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)方塊圖 用閥控缸驅(qū)動雙搖桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器的往復(fù)振動將液壓缸的位置通過位移傳感器反饋到綜合端與指令信號比較得到誤差信號然后由計(jì)算機(jī)算得控制量并經(jīng)過 DA 和電流負(fù)反饋放大器后驅(qū)動電液伺服閥構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生各種指令信號通過選擇適當(dāng)?shù)目刂坡墒瓜到y(tǒng)輸出跟蹤指令信號從而獲得所要求的振動規(guī)律 液壓振動的動力裝置為液壓動力站它作為動力源向振動液壓缸提供穩(wěn)定的壓力和流量的油液液壓動力站的信號有主站室內(nèi)的計(jì)算機(jī)通過 PLC 系 統(tǒng)來控制液壓振動的核心控制裝置為振動伺服閥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(yùn)動不平穩(wěn)和振動波形失真為此要在系統(tǒng)中設(shè)置蓄能器以吸收各類波動和沖擊以保證整個系統(tǒng)壓力穩(wěn)定 正弦和非正弦曲線振動靠振動伺服閥控制而振動伺服閥的空子信號來自曲線生成器主控室的計(jì)算機(jī)通過 PLC 控制曲線生成器設(shè)定振動曲線同時也設(shè)定振幅和頻率曲線生成器通過液壓缸傳來的壓力信號和位置反饋信號來修正振幅和頻率經(jīng)過修正的振動曲線信號轉(zhuǎn)換成電信號來控制伺服閥只要改變曲線生成器即可改變振動波形振幅和頻率曲線生成 器輸入信號的波形振幅和頻率可在線任意設(shè)定好振動曲線信號傳給伺服閥即可控制振動液壓缸按設(shè)定參數(shù)振動在軟件編程中同時還設(shè)置多種報(bào)警和保護(hù)措施以避免重大事故的發(fā)生這種在線任意調(diào)整振動波形振幅和頻率是通常機(jī)械振動所不能實(shí)現(xiàn)的 第四章 結(jié)晶器正弦振動的參數(shù)分析 41 負(fù)滑脫量計(jì)算 在結(jié)晶器下振速度大于拉坯速度時稱為負(fù)滑脫負(fù)滑脫量的定義為 式中 負(fù)滑脫量 結(jié)晶器振動時的最大速度 mmin 拉坯速度 4mmin 負(fù)滑脫能幫 助脫模有利于拉裂坯殼的愈合正玄振動的選 30～ 40 時效果較好在這里選取為 30 則由公式 可得出結(jié)晶器的最大振動速為 1 則 4130 52mmin 0086ms 42 頻率與周期 結(jié)晶器上下振動一次的時間稱為振動周期 T單位 s一分鐘內(nèi)振動的次數(shù)為頻率單位次 min 求解頻率的公式為 式中 結(jié)晶器振動頻率 振幅 3mm 結(jié)晶器振動的最大速度 52mmin 故 2758 次 min 46 次 s 周期 T 022s 圓頻率 43 結(jié)晶器的運(yùn)動速度和加速度 結(jié)晶器振動裝置的速度的大小方向是隨時間的變化而變化的由于結(jié)晶器是按正弦曲線規(guī)律振動的若結(jié)晶器運(yùn)動時間為 t s 則振動結(jié)晶器任一瞬間的運(yùn)動速度可由下式求出 可知結(jié)晶器的運(yùn)動速度是按正弦規(guī)律變化的 當(dāng) 0t 0 時 0 t 00275s 時 52sin 36mmin 方向向下 t 0055s 時 52mmin 振動速度達(dá)到最大值 t 00825s 時 36mmin t 011s 時 0 結(jié)晶器振動到最 低點(diǎn)準(zhǔn)備向上振動 t 01375s 時 – 36 mmin 方向向上 t 0165s 時 – 52mmin 振動速度達(dá)到最大 t 01925s 時 – 36 mmin t 022s 時 0 結(jié)晶器振動裝置的加速度可由下式計(jì)算 0086285cos 245cos m 由此可見結(jié)晶器振動的加速度是按余弦規(guī)律變化的 當(dāng) 0t 0 時 245ms 加速度具有最大值 t 00275s 時 173ms t 0055s 時 0 t 00825s 時 173ms t 011s 時 245ms t 01375s 時 – 173ms t 0165s 時 0ms t 01925s 時 173 ms t 022s 時 245ms 由此結(jié)晶器振動裝置完成了一個周期的振動振動裝置進(jìn)入下一個周期的振動 44 負(fù)滑脫時間的確定 當(dāng)結(jié)晶器下振動的速度大于拉坯速度時就出現(xiàn)負(fù)滑脫在本設(shè)計(jì)中拉坯速度 4mmin 設(shè)開始出現(xiàn)負(fù)滑脫的時間則有 則 00307s 負(fù)滑脫總時間 00486s 結(jié)晶器的位置速度曲線和鑄流速度曲線從結(jié)晶器的最高位置開始如 下圖所示 圖中曲線 1表示結(jié)晶器位置曲線 2表示結(jié)晶器的速度曲線 3表示鑄流速度表示負(fù)滑脫時間由于結(jié)晶器為上下運(yùn)動而鑄流為連續(xù)向下運(yùn)動這樣在各個位置時的運(yùn)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 4mmin 結(jié)晶器在最高位置點(diǎn) 位置 2結(jié)晶器速度加速到 4mmin鑄流速度 拉坯速度 4mmin二者等質(zhì)同向相對速度為 0 開始負(fù)滑脫 位置 3 結(jié)晶器向下加速到最大速度 52mmin 鑄流速度 拉坯速度 4mmin 結(jié)晶器速度超過拉坯速度并達(dá)到最大值 位置 4結(jié)晶器速度達(dá)到最大后減速到 4mmin鑄流速度 拉坯速度 4mmin結(jié)晶器速度減到等于位拉速負(fù)滑脫結(jié)束 位置 5 結(jié)晶器速度 0 鑄流速度 拉坯速度 4mmin 結(jié)晶器處于最低位置 位置 6結(jié)晶器速度向上加速到 4mmin鑄流速度 拉坯速度 4mmin二者等質(zhì)反向 位置 7 結(jié)晶器向上加速到最大值 52mmin 鑄流速度 拉速 4mmin 二者相對速度最大 位置 8 結(jié)晶器回到初始位置結(jié)束了一個周期的循環(huán)下一循環(huán)開始 從總的情況看正玄振動方式采用高頻率小振幅較大的負(fù)滑脫量的振動較為有利 第五章 液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 51 液 壓伺服系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計(jì) 靜態(tài)計(jì)算如下 根據(jù)負(fù)載軌跡確定 AQ 液壓動力機(jī)構(gòu)的輸出力和速度應(yīng)滿足負(fù)載力和負(fù)載速度的需要這是動力機(jī)構(gòu)能夠完成工作的起碼條件最大功率的 Fv 值可通過數(shù)值方法求出 確定最大功率 1 位移