【正文】 數(shù)據(jù)如下 m 1 = 4 5 0 . 9 2 3 0 . 9 9 0 . 9 5 0 .9 9 = 3 8 .6 7 k wPP ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?電 電 聯(lián) 軸 器 減 速 器 聯(lián) 軸 器 2 m9 5 5 0 = 9 5 5 0 3 8 .6 7 / 1 1 1 . 4 3 3 1 5 . 8PT N mn? ? ? ． 2 確定軸的最小直徑 （ 1）選取軸的材料 選擇軸的材料為 45rC 號(hào)鋼，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理?！队蓹C(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 — 4 卷表 1623 ZLY180 型二級(jí)減速器。求解頻率的公式為： m a x2vf ?? ? 式中 f 結(jié)晶器振動(dòng)頻率 ? 振幅， 3mm 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (畢業(yè)論文 ) 24 maxv 結(jié)晶器振動(dòng)的最大速度， 故 32 .1 / m in2 3 1 0mf m? ?? ??= 次 /min= 次 /s 11= 0 .5 41 .8 5Tsf ?? 負(fù)滑脫時(shí)間的確定 當(dāng)結(jié)晶器下振動(dòng)的速度大于拉坯速度時(shí)就出現(xiàn)負(fù)滑脫，在本設(shè)計(jì)中拉坯速度 v拉 =，設(shè)開始出現(xiàn)負(fù)滑脫的時(shí)間 1t ，則有 m a x 1V sin = Vwt 拉 12. 1 s in = 1. 5wt 則 1 68tS? 負(fù)滑脫總時(shí)間 1 0 .5 42 ( ) 2 0 .0 6 8 0 .1 3 344f Tt t s??? ? ? ? ????? 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6 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (畢業(yè)論文 ) 25 曲線3曲線2曲線1下降上 升 圖 6 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； ft 表示負(fù)滑脫時(shí)間。 支撐彈簧通過(guò)軸銷、螺栓把臺(tái)架和托架準(zhǔn)確的連接起來(lái)，起到了連桿的作用，同時(shí)還利用自身的特性貯存、釋放電動(dòng)機(jī)的能量，減少電動(dòng)機(jī)電流的大幅波動(dòng)，從而改善控制系統(tǒng)的工作條件。它非常適合小振幅，高頻率。搖桿（即振動(dòng)臂）較短，剛性好，不易變形。振源機(jī)構(gòu)通過(guò)一個(gè)推桿和平行四邊形機(jī)構(gòu)相連。結(jié)晶器的弧線運(yùn)動(dòng)是利用兩隊(duì)偏心輪距不同的偏心輪機(jī)連桿機(jī)構(gòu)而產(chǎn)生的。節(jié)圓半徑不等的扇形齒輪又分與小齒輪裝在同一根軸上。它與傳統(tǒng)的“模鑄開坯”工藝相比，具有明顯優(yōu)勢(shì)。之所以選擇 正弦規(guī)律的主要原因有兩個(gè) :一是正弦速度規(guī)律打破了前兩種速度振動(dòng)規(guī)律結(jié)晶器和鑄坯之間有一定的速度關(guān)系的框架，重點(diǎn)發(fā)揮結(jié)晶器的脫模作用 。 結(jié)晶器振動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律即為結(jié)晶器振動(dòng)規(guī)律，結(jié)晶器振動(dòng)規(guī)律是結(jié)晶器振動(dòng) 技術(shù)中最基本的內(nèi)容。因此，靜止不動(dòng)的結(jié)晶器限制了連鑄生產(chǎn)的工業(yè)化發(fā)展。 不同產(chǎn)品對(duì)鋼材的要求見(jiàn) 表 6所示。 從上世紀(jì)八十年代，連鑄技術(shù)作為主導(dǎo)技術(shù)逐步完善，并在世界各地主要產(chǎn)鋼國(guó)得到大幅應(yīng)用，到了上世紀(jì)九十年代初，世界各主要產(chǎn)鋼國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 90％以上的連鑄比。本次設(shè)計(jì)的振動(dòng)裝置主要是靠偏心輪的偏心位移而產(chǎn)生的震動(dòng)，所以對(duì)偏心大小得計(jì)算顯得尤其重要。目前國(guó)際上鑄鐵型材已廣泛運(yùn)用到制造液壓閥體，高耐壓零件，齒輪、軸、柱塞、印刷機(jī)輥軸及紡織機(jī)零部件。內(nèi)部的缺陷，主要取決于在第二次冷卻 的時(shí)候的凝固過(guò)程 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (畢業(yè)論文 ) 6 連鑄機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)注意的部分問(wèn)題 圖為某連鑄機(jī)原振動(dòng)系統(tǒng)，從整體上看傳動(dòng)環(huán)節(jié)太多，從局部上看則結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)過(guò)多。羅西 (Irving Rossi )獲得了容漢斯結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)專利的使用權(quán)，并首次在美國(guó)約阿為了保證結(jié)晶器與鑄坯之間速度嚴(yán)格的同步 運(yùn)動(dòng)，結(jié)晶器振動(dòng)機(jī)構(gòu)與拉坯機(jī)構(gòu)之間要實(shí)行嚴(yán)格的電器連鎖 。 3)由于結(jié)晶器振動(dòng)的加速度較小，因此可以采用較高頻率的振動(dòng)，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。 與傳統(tǒng)的直流電機(jī)或交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心凸輪的結(jié)晶激振系統(tǒng)相比，電液伺服驅(qū)動(dòng)的連鑄機(jī)結(jié)晶器激振系統(tǒng)具有能實(shí)現(xiàn)正弦振動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制、布置方便和可以實(shí)現(xiàn)多流連鑄機(jī)共用泵站節(jié)能及群控等優(yōu)點(diǎn)。圓弧線的半徑應(yīng)當(dāng)是結(jié)晶器振動(dòng)的曲率半徑 R。這種振動(dòng)機(jī)構(gòu)是靠偏心輪連桿的推力，作用于振動(dòng)臺(tái)的四角，使結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)非常平穩(wěn)，不會(huì)由于結(jié)晶器的內(nèi)阻力作用點(diǎn)的偏移而是結(jié)晶器運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。 圖 圖 從圖中可以看出，振動(dòng) 平面在做一個(gè)繞 o3 點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)但轉(zhuǎn)角非常小。由于這種結(jié)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)軌跡較準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維修，沒(méi)有導(dǎo)軌，只有軸承連接，因而 使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡誤差小等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (畢業(yè)論文 ) 21 結(jié)晶器振動(dòng)機(jī)構(gòu)組成 （ 1）結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái) 結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)位于澆注平臺(tái)下方，是連鑄機(jī)的關(guān)鍵部件。這一往復(fù)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系按正弦規(guī)律變化，這就是正弦振動(dòng)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (畢業(yè)論文 ) 26 第六 章 結(jié)晶器振動(dòng)裝置機(jī)械設(shè)計(jì) 相關(guān) 設(shè)計(jì)計(jì)算 ： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及實(shí)際實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，取 1L =1100mm， 2L =1320mm 由機(jī)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(dòng)裝置的總靜負(fù)荷， Q= 10? N； F— 結(jié)晶器的摩擦阻力 N； VP — 動(dòng)負(fù)荷 N。1pP —— 對(duì)應(yīng)于輸入轉(zhuǎn)速 1n 的減速器的機(jī)械強(qiáng)度析算許用公稱功率 pP1 —— 對(duì)應(yīng)于輸入轉(zhuǎn)速 1n 的減速器的機(jī)械強(qiáng)度許用公稱功率 39。查手冊(cè)得： 100d mm? 、 ? ? 355 aMP?? 軸承支反力 1223 5 7 5 6 7AAF F FFF???? ? ? ?? 由 上 式得 121929032793FF ??? ?? 彎矩計(jì)算如下 : 截面 C 處的彎矩 : 11M Fx? 截面 D 處的彎矩 : ? ?2 1 2M = F x+ F 357x ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (畢業(yè)論文 ) 35 截面 E 處的彎矩 : ? ?32567M F x?? 由彎矩圖可知中間截面 D處彎矩最大 , 截面 D校核 ? ?m a x 1 2M = F x+ F 35 7 21 0 32 79 3 68 86 .5 3x ? ? ? ?N/m 33 40 .1 9 5 7 .2 9 1 03 2 3 2dW ?? ??? ? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (畢業(yè)論文 ) 36 由強(qiáng)度條件： ? ?maxMW ?? ? ?m a x 9 4 .4 5 3 5 5M M P a M P aW ?? ? ? 所以該軸是安全的。1 kw? 可以選用 ZLY180 （ 2）校核熱功率 tP Gt PfffPP ?? 3211 式中： 1f —— 環(huán)境溫度系數(shù)，見(jiàn) 《械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版） 卷 4》 表 16210 2f —— 載荷率系數(shù)，見(jiàn) 《械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版） 卷 4》 表 16211 3f —— 公稱 功率利用系數(shù)，見(jiàn) 《械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版） 卷 4》 表 16212 由以上知，查表得 1f =， 2f =1， 3f =， 45 1 5 73. 125tP k w? ? ? ? ?，查表 《械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版） 卷 4》 1627 ZLY180， 1GP =54, 1Gt PP? ,所以不用外加冷卻系統(tǒng)。 直流電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及相關(guān)參數(shù) Y225M nP =45KW、額定轉(zhuǎn)速： 1480r/min 效率： %?? 、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： kg m??、 輸出軸 d=55,60， 質(zhì)量 320m kg? 。 負(fù)滑脫能幫助“脫?！?，有利于拉裂坯殼的愈合。振動(dòng)臺(tái)上 還有兩個(gè)臺(tái)階和定位鍵槽，通過(guò)與鍵配合保證結(jié)晶器快速準(zhǔn)確的定位。另外，由于結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是按正弦規(guī)律變化的，加速度則必然 按余弦規(guī)律變化。高 中 結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)是又液壓缸借助一個(gè)振動(dòng)臂來(lái)產(chǎn)生的。應(yīng)用前者時(shí) a 點(diǎn)和 d點(diǎn)做 固定的鉸點(diǎn)。 技術(shù)方案介紹 目前結(jié)晶器振動(dòng)裝置的形式主要有差動(dòng)式振 動(dòng)機(jī)構(gòu)、雙搖桿式振動(dòng)機(jī)構(gòu)、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (畢業(yè)論文 ) 13 四偏心輪式振動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓伺服式振動(dòng)機(jī)構(gòu)等。非正弦速度規(guī)律主要特點(diǎn)是 :負(fù)滑動(dòng)時(shí)間比較短，這有利于減輕鑄坯表面振動(dòng)痕跡的深度，提高鑄坯表面質(zhì)量 。負(fù)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)可以在坯殼中產(chǎn)生壓應(yīng)力，可以使結(jié)晶器里已經(jīng)斷裂的坯殼被壓合，并且能夠使粘結(jié)在結(jié)晶器內(nèi)壁上的坯殼強(qiáng)制脫模 。 機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)裝置由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器，分兩端傳動(dòng)兩個(gè)蝸輪減速機(jī)，其中一端裝有可調(diào)節(jié)軸套，蝸輪減速機(jī)后面再通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器，連接兩個(gè)滾動(dòng)軸承支持的偏心軸，在每個(gè)偏心輪處裝有帶滾動(dòng)軸承的曲柄，并通過(guò)帶橡膠軸承的振動(dòng)連桿支撐振動(dòng)臺(tái)，產(chǎn)生振動(dòng)。 圖 1 某連鑄機(jī)原振動(dòng)系統(tǒng) 振動(dòng)系統(tǒng)環(huán)節(jié)過(guò)多造成振動(dòng)不穩(wěn)定的原因可歸結(jié)如下： (1)環(huán)節(jié)過(guò)多使系統(tǒng)剛度降低，從而導(dǎo)致系統(tǒng)固有頻率降低。 （見(jiàn)表 2），中 國(guó) CSP 鋼產(chǎn)量（ 1050萬(wàn) t）與美國(guó) CSP 產(chǎn)量（ 1000萬(wàn) t）相當(dāng)。 關(guān)鍵詞 ： 連鑄機(jī) 板坯 正弦振動(dòng) 偏心軸 電動(dòng)機(jī) Abstract 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 (畢業(yè)論文 ) II The dsign ofthe slab caster mold vibraton device, themain body fthe contiuos casting machine vibration, likage, declration stiuons, uch asetric shaft design, andcontiuos casting machine ofsme quipment: motr, sped rucer,oupling, mold and vibration devices, uch asthe choice fcaluated and listed inthe main technial performance parmetrs. The vibration device dsigned mainly byeccentric dsplacemnt ofhe centric vibraton genrated, sothe size ofthe bias particulary importan ia cluation. Athe same time as result ofdiernt ypes ofped reucer, aswel asthe different ransmison ratio, nacordance with e actual situaion. thewo gear ducer dsign optins. Acording tohe sction fslab size, amplitude, frquency, tocaluate hsize ofthe motr power. In aditon the slab contiuos casting and rolling technolgy charcteristc and sinusoidal oscilation the slab continuos casting machine tohe topic dscused. Atthe same time, this paer describes imple contiuos eating machine inthe world and itsatus inChina, bout hecontinuos cating machine the future devlopment poential China metalurgy inthe world level, and theimportance ofthe dvelopment ofcontiuos cating machine Key words :Contiuos casting machine ,Slab ,Sinusoidal vibration ,Ecctric shafl Motor