【正文】 以其在占地面積以及重量上面都要相對(duì)減小了一些。 2 半懸掛式 半懸掛式的產(chǎn)生是以落地式的配置為基礎(chǔ)逐步發(fā)展起來(lái)的。 具體設(shè)計(jì)流程如圖 圖 轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng) 2 轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)總體方案的確定 傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的配置形式的比較與選擇 轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)避免使高大的轉(zhuǎn)爐跨間柱距加大，增加土建困難，所以總體配置要緊湊，同時(shí)傳動(dòng)裝置的配置不得高于操作平臺(tái)，使轉(zhuǎn)爐具有良好的操作環(huán)境。為了提高設(shè)備投資的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)傾動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)有很大的必要。楊彥宏 ［ 5］ 等分析了轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)裝置傳動(dòng)側(cè)耳軸發(fā)生擺動(dòng)的原因，對(duì)耳軸中心呈現(xiàn)橢圓形運(yùn)動(dòng)的軌跡行了分析測(cè)量，并根據(jù)耳軸實(shí)際受力環(huán)境找到其影響因素，提出改進(jìn)措施。而在這些發(fā)達(dá)國(guó)家中轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)量的總比例平均超過(guò)了 70%。 3．傾動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)保證安全并且可取。 轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程 轉(zhuǎn)爐一爐鋼的基本冶煉過(guò)程。轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)裝置傾動(dòng)作業(yè)的特點(diǎn)是： (1) 傾動(dòng)力矩大。 1837 年德國(guó)人貝斯賣［ 2］提出的底吹酸性轉(zhuǎn)爐冶煉法是近代煉鋼工藝的開始，借此生產(chǎn)了大量的廉價(jià)鋼，對(duì)歐洲第二次工業(yè)革命的發(fā)生起了間接推動(dòng)作 用，但是此種煉鋼工藝不能快速有效的去除磷和硫，所以它的發(fā)展受到了很大的限制。重點(diǎn)介紹用 3D法計(jì)算轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)力矩的整體過(guò)程。轉(zhuǎn)爐爐體自重很大，再加裝料重量等，整個(gè)被傾轉(zhuǎn)部分的重量要達(dá)上百噸或上千噸。轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)械的工作屬于“啟動(dòng)工作制”。完成了最佳耳軸位置的選擇計(jì)算，繪制了傾翻力矩曲線，完成對(duì)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)的電機(jī)選擇與校核，并對(duì)整個(gè)傾動(dòng)系統(tǒng)的主要零部件進(jìn)行了計(jì)算和校核。隨著 1882 年底吹堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法的發(fā)明，可以用堿性爐襯轉(zhuǎn)爐來(lái)解決高磷生鐵問(wèn)題，然而這種方法對(duì)生鐵的成分有比較嚴(yán)格的要求。轉(zhuǎn)爐爐 體本身質(zhì)量大，再加上鋼鐵爐液、廢料等料重，使整體傾轉(zhuǎn)部分重量可能高達(dá)數(shù)百噸或數(shù)千噸，所以傾動(dòng)機(jī)構(gòu)必須輸出數(shù)百甚至數(shù)千噸牛米的傾動(dòng)力矩才能保證轉(zhuǎn)爐的正常傾轉(zhuǎn)。頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過(guò)程主要由以下六步組成： （ 1） 上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動(dòng)設(shè)備等并進(jìn)行必要的修補(bǔ)和修理； （ 2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）； （ 3）降槍開吹，同時(shí)加入第一批渣料（起初爐內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰； 3～ 5min 后硅錳氧接近結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐漸激烈，爐口的火 焰變大，亮度隨之提高；同時(shí)渣料熔化，噪聲減弱）； （ 4） 3～ 5min后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進(jìn)行鋼中碳逐漸降低，約 12min后火焰微弱，停吹）； （ 5）倒?fàn)t，測(cè)溫、取樣，并確定補(bǔ)吹時(shí)間或出鋼； （ 6）出鋼，同時(shí)（將計(jì)算好的合金加入鋼包中）進(jìn)行脫氧合金化。由于轉(zhuǎn)爐內(nèi)含有高溫液體金屬，因此傳 動(dòng)系統(tǒng)在整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)中必須具備備用的 能力，即如果在生產(chǎn)中某一部分的功能發(fā)生異常出現(xiàn)故障，它仍然能夠繼續(xù)運(yùn)行到該爐的冶煉工作結(jié)束。隨著鋼鐵技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)性能的要求也越來(lái)越高，多點(diǎn)柔性嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)展成為最新的傳動(dòng)形式。陳宏偉 ［ 3］ 等 對(duì)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的的點(diǎn)頭現(xiàn)象進(jìn)行了深沉次的探討，并給出了相應(yīng)的解決方案，為轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)運(yùn)行提供了保證。 本文對(duì)于轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作和方法主要在以下幾個(gè)方面： 1）選擇合理的傾動(dòng)方案，通過(guò)對(duì)存在的幾種傾動(dòng)方案的比較，選出最佳的傾動(dòng)方案作為設(shè)計(jì)對(duì)象確定，規(guī)定設(shè)計(jì)主要的研究方向，為選擇參考資料作準(zhǔn)備。經(jīng)過(guò)對(duì)傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了一些不同的配置形式，可歸納為落地式、半懸掛式、全懸掛式三種類型。它的特點(diǎn)就是通過(guò)齒式聯(lián)軸器或萬(wàn)向聯(lián)軸器把減速器小齒輪與主減速器聯(lián)接起來(lái)，然后通過(guò)減速器箱體把末級(jí)齒輪懸掛在轉(zhuǎn)爐耳軸上，其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仍然在地基上安裝。但是，選懸掛式裝置的占地面積也是比較可觀的，因?yàn)樗匀恍枰ㄟ^(guò)萬(wàn)向按軸或者齒式聯(lián)軸器在懸掛減速器以及主減速 器之間進(jìn)行聯(lián)接。同時(shí)，不需要安裝低速級(jí)的大型聯(lián)軸器或萬(wàn)向聯(lián)軸器，這大大減少了懸掛式轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)縫隙。 我國(guó)轉(zhuǎn)爐一般使用交流 電動(dòng)機(jī) JZR 型（ JZRB 型）及直流電動(dòng)機(jī) ZZ 或 ZZJ型 作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。 3 轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)力矩的計(jì)算 傾動(dòng)力矩的組成部分 傾動(dòng)力矩是轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)，是確定轉(zhuǎn)爐最佳的耳軸位置重要參數(shù)依據(jù)，同時(shí)也是合理操作轉(zhuǎn)爐并提高其可靠性與壽命的依據(jù)之一。）。的耐火材料作為原材料。 Ix = (, , ) Px = Iy = (, ) Py = Iz = (, , ) Pz = 慣性張量 : ( 千克 * 平方毫米 )由重心決定，并且對(duì)齊輸出的坐標(biāo)系。為計(jì)算傾動(dòng)力矩的總和提供了簡(jiǎn)便。其中 176?？傻玫睫D(zhuǎn)爐在不同角度時(shí)的爐液與空爐的總力臂 L。時(shí)爐液狀態(tài) 90176。時(shí)爐液狀態(tài) 圖 （ 3） 當(dāng)傾角為 176。 m) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 由表 可知，當(dāng)轉(zhuǎn)爐傾轉(zhuǎn) 176。 m。 m 代入公式計(jì)算得 mmH ??? 最佳耳軸位置 mmH 0 4 6 4 7)0 4 (4 6 2 0 ???? 因此最佳耳軸位置在距離爐底 。 m) 耳軸摩擦力矩 (t 15176。 55176。95176。確定電機(jī)功率可根據(jù)公式（ ） kwnKMN M A X 3 ??? ????? ??? （ ） 式中： N—— 電機(jī)需要的功率， KW； maxM —— 轉(zhuǎn)爐計(jì)算最大傾動(dòng)力矩， mKg? ； ?—— 正常工作時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的個(gè)數(shù)； n— — 轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速， r/min； 1K —— 考慮到電壓降引起力矩誤差以及傾動(dòng)力矩計(jì)算誤差，取 ～，常用 ； 2K —— 考慮到多電動(dòng)機(jī)傾動(dòng)時(shí)，電機(jī)不同步造成的力矩誤差，一般取 ； ?? —— 傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的總機(jī)械效率，初步計(jì)算時(shí)，對(duì)于齒輪傳動(dòng)?? =～ ； K—— 安全系數(shù)， ????? KKK 根據(jù)參考文獻(xiàn)可查得所選電機(jī)應(yīng)為 ZZJO82 型復(fù)勵(lì)直流電機(jī)，其主要參數(shù)有： 額定功率 N=83KW；額定轉(zhuǎn)速 n=500 r/min；過(guò)載系數(shù) ? =3；電動(dòng)機(jī)飛輪力矩 GD=58 2mKg? 。39。39。通常，啟動(dòng)力矩取電動(dòng)機(jī)額定力矩的 ～ 倍，常取 倍。在選擇制動(dòng)器時(shí)，既要考慮 到制動(dòng)器要有足夠的制動(dòng)力矩、保證轉(zhuǎn)爐安全和準(zhǔn)確定位，不致因制動(dòng)器失靈造成工藝操作事故；又要考慮到制動(dòng)時(shí)間不宜太短，否則會(huì)造成傾動(dòng)機(jī)械承受過(guò)大的動(dòng)負(fù)荷引起扭振疲勞。由于機(jī)械方法延長(zhǎng)制動(dòng)時(shí)間較困難，只能先再生制動(dòng)，將轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速降低后再制動(dòng)。 4）選小齒輪齒數(shù) 241?Z ，選大齒輪齒數(shù) ???Z ，取 762?Z 。 7 ）由圖 10 — 21d 按 齒面硬度 查得小 齒輪的 接觸疲勞 強(qiáng)度極 限 MPaH 7501lim ?? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 7002lim ?? 。 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=， 由式 （ 10— 12）得 ? ? M P aSK FEFNF 6202111 ???? ?? ? ? M P aSK FEFNF ???? ?? （ ） 4）計(jì)算載荷系數(shù) ?????? ?? FFVA KKKKK 5）根據(jù)縱向重合度 ??? ，從圖 10— 28 查得螺旋角影響系數(shù) ??Y 。 （ 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 1 0 2 9 14c o 5 6 9 4 4 2 2 ???? ????? ?nm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 5?nm ，已經(jīng)可以滿足彎曲強(qiáng)度。 8)由式 10— 13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 911 )1530082(15006060 ?????????? hjLnN 891212 ????? iNN （ ） 9)由圖 10— 19 取接觸疲勞壽命系數(shù) ?HNK ， ?HNK 。初選螺旋角 ?14?? 。 根據(jù)以上原則， 總傳動(dòng)比： ???i （ ） 主減速機(jī)傳動(dòng)比： 8?主i 分減速機(jī)總傳動(dòng)比： ?分i 由傳動(dòng)比可以得知分成三級(jí)減速機(jī)最為合適。 制動(dòng)器的選擇計(jì)算 mKgiKMM j ??????? ? ? 3m a x ? （ ） 式中 jM —— 轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)力矩反作用產(chǎn)生的靜力矩， 2mKg? ； 其它參數(shù)與（ ）式相同。啟動(dòng)時(shí)間按下式計(jì)算： MM nGDt qiqi ??? ?3 752 式中 n—— 電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后的轉(zhuǎn)速， r/min； M—— 折合到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)爐最大力矩， 2mKg? ； mKgiKMM ??? ???? ?? 3m a x? ?i —— 傾動(dòng)機(jī)械總速比； ?? —— 傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的總機(jī) 械效率； maxM —— 轉(zhuǎn)爐計(jì)算最大傾動(dòng)力矩， mKg? ； K —— 安全系數(shù)； qiM —— 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩， mKg? ； mKgn NM qi ???????? （ ） ? 2GD —— 轉(zhuǎn)爐及其傾動(dòng)機(jī)械折合到電動(dòng)機(jī)軸 上的飛輪力矩， 2mKg? ； 2222)()GD(mKgGDGD????????????? 聯(lián)軸器電機(jī) （ ） 式中 2電機(jī)GD —— 電動(dòng)機(jī)飛輪力矩， 2mKg? ； 2聯(lián)軸器GD —— 聯(lián)軸器的飛輪力矩， 2mKg? ； ? —— 考慮到各級(jí)大齒輪、高速軸，轉(zhuǎn)爐爐體及托圈產(chǎn)生的飛輪力矩引起的影響因數(shù)。39。m a x ?? ? ??? （ ） 米噸力 ?????? ???????? ? )14()1(975 539。 電動(dòng)機(jī)的過(guò)載校核 （ 1）塌爐過(guò)載校核 轉(zhuǎn)爐最大力矩是塌爐力矩，通常為正常工作最大傾動(dòng)力矩的三倍，因此要求電動(dòng)機(jī)的最大過(guò)載力矩比三倍最大傾動(dòng)力矩要大些，即： KnNM ??? ?? 9753ma x （ ） 轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速 n=；電機(jī)轉(zhuǎn)速為 500 r/min；過(guò)載系數(shù) ? =3。 105176。 65176。 25176。 m) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 繪制傾動(dòng)力矩曲線圖 本文應(yīng)用 WPS2021 軟件繪制傾動(dòng)力矩曲線圖。運(yùn)用 Solidworks2021軟件，將原先的預(yù)設(shè)耳軸中心線參照原來(lái)的位置，向上調(diào)整修正值 ，也就是確保最佳耳軸位置中心線距離爐底的距離 H=。由于考慮到轉(zhuǎn)爐的安全性能，目前對(duì)于國(guó)內(nèi)大多數(shù)轉(zhuǎn)爐的最佳耳軸位置確定大多采用“全正力矩”原則。時(shí)轉(zhuǎn)爐爐液全部?jī)A倒。時(shí)，此時(shí)爐液已全部?jī)A倒，該階段為空爐旋轉(zhuǎn)。時(shí)爐液狀態(tài) 圖 （ 2）當(dāng)傾角為 176。如圖 10176。為爐液全部?jī)A倒時(shí)的角度。旋轉(zhuǎn)的角度也可分為三個(gè)階段， 0176。 Ixx = Ixy = Ixz = Iyx = Iyy = Iyz = Izx = Izy = Izz = 確定預(yù)設(shè)耳軸位置 預(yù)設(shè)耳軸位置為空爐重心之上 100mm。分別畫出爐殼以及爐襯的三圍立體圖形。 確 定轉(zhuǎn)爐爐型 國(guó)內(nèi)外氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的爐型大概有以下圖 三種類型： A 型：爐帽是截錐形、爐底為球缺形、爐身為圓筒形； B 型：爐帽是截錐形、爐底為球缺形或倒截錐形、爐身為圓筒形； C 型：爐帽是傾角比較大的截錐形、爐底為球缺形、爐身是上面大下面小的倒截錐形。 轉(zhuǎn)爐對(duì)耳軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣