【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 外來(lái)雜物的影響，并且采用高溫潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。（ 3）對(duì)蝸輪蝸桿減速機(jī)的改造仍采用以手動(dòng)為動(dòng) 力的絲桿 －蝸輪蝸桿減速機(jī)傳動(dòng)裝置，將減速機(jī)直接固定在中間包車橫梁上，通過聯(lián)軸器與絲桿連接，使整個(gè)機(jī)構(gòu)方便于檢修。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 7 圖 4 中間包車橫向微調(diào)裝置 4） 擺動(dòng)流槽 中間包采用了定徑水口澆鑄，所以在中間包小車上設(shè)置了擺動(dòng)流槽，所以控制鋼流，流槽的外殼是鋼板，里面襯有耐火材料，槽末端裝有滾輪，供在平臺(tái)上拖動(dòng)時(shí)使用，擺動(dòng)流槽可以繞垂直軸以一定傾角在水平方向上擺動(dòng)，不允許進(jìn)入結(jié)晶器的澆鋼液，就通過擺動(dòng)流槽流入溢流槽。 5） 電纜卷筒 圖 5 電纜卷筒 中間包小車的輸電電纜是通過電纜卷筒傳送的，卷筒內(nèi)裝有發(fā)條彈簧，它的一端固定 在卷筒軸上，另一端固定在卷筒上，卷筒與軸之間沒有鍵的固定，它們可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)電纜從卷筒上拖出時(shí)，卷筒旋轉(zhuǎn)使發(fā)條儲(chǔ)能，返回時(shí)發(fā)條釋放內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 8 能量使卷筒反轉(zhuǎn)，電纜被自動(dòng)卷起，卷筒端帶有滑環(huán)和電刷，使電流從轉(zhuǎn)動(dòng)的卷筒上的電纜送往到卷筒軸孔內(nèi)的固定電纜，從而輸送到控制箱，電動(dòng)機(jī)等等。 6） 提升機(jī)構(gòu) 在高度方向上，水口的位置是由中間包小車的升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)調(diào)整的。在使用侵入式水口或低液面澆筑的時(shí)候，中間包應(yīng)該能升降，所以必須設(shè)有升降機(jī)構(gòu)。升降機(jī)構(gòu)由電動(dòng)螺旋和液壓傳動(dòng)等形式。中間包的提升行程一般在 500750mm，提升的速度約為 。 電動(dòng)提升基本上都采用蝸輪蝸桿絲杠的傳動(dòng)方式，驅(qū)動(dòng)支撐中間包的提升框架。絲杠可以采用滑動(dòng)的普通梯形螺紋絲杠，也可以采用滾珠絲杠或行星絲杠。 門型中間包小車的提升機(jī)構(gòu)配備四根絲杠，四根絲杠單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，也可采用兩套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動(dòng)同側(cè)的兩根絲杠傳動(dòng)。 對(duì)于懸臂式中間包小車，由于結(jié)構(gòu)和受力的原因，都設(shè)計(jì)成兩根絲杠傳動(dòng)的方案，每側(cè)各有一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且通過同步軸保證同步。由于懸臂式中間包小車的中間包提伸出了體外，因而使升降架受到傾翻力矩作用，為了克服傾翻力矩，必須要在車架上設(shè)置導(dǎo)軌來(lái)承受傾翻力 矩的作用，引導(dǎo)提升框架垂直升降，防止絲杠受到橫向力作用。 當(dāng)提升機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)時(shí)，門型中間包小車一般要采用四個(gè)液壓缸傳動(dòng)，然而懸臂式中間包車則采用兩個(gè)液壓缸傳動(dòng)。不管是兩個(gè)或者是四個(gè)液壓缸傳動(dòng)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須要保證缸的同步性。 采用液壓馬達(dá)控制中間包小車升降同步典型液壓回路。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 9 圖 6 7） 稱重裝置 為了控制中間包的液面，車上都設(shè)有中間包稱量裝置，每臺(tái)中間包都配備四個(gè)測(cè)力傳感器，利用了壓力變化時(shí)引起磁性材料導(dǎo)磁率變化輸出的電信號(hào)與壓力（重量）成正比，來(lái)顯示中間包內(nèi)鋼水的重量。選用測(cè)力傳感器的容量決定與中間 包滿灌的總重。為了防止放罐的車子移動(dòng)時(shí)傳感器受到橫向剪切力的作用，在稱量裝置上設(shè)有防剪裝置，來(lái)吸收橫向力，從而保證了測(cè)力傳感器的測(cè)量精度，防剪裝置可采用超高強(qiáng)度橡膠襯套或者采用剛性球面頂缸結(jié)構(gòu)。日本 NKK 研制的一種蝸流式鋼水液面計(jì)，其特點(diǎn)是非接觸型測(cè)量，精度高，應(yīng)答快，結(jié)晶器及保溫渣對(duì)測(cè)量沒影響。探頭測(cè)量范圍大它的原理是：探頭 3 組繞組，一次勵(lì)磁線圈和挾持器，兩個(gè)二次繞組反向串聯(lián)在了一起，當(dāng) 50KHz 的高頻電流加在一次繞組上，就會(huì)產(chǎn)生與之平衡的高頻磁場(chǎng)，在鋼水和二次繞組內(nèi)產(chǎn)生二次電壓，隨鋼水面的升降而變化，從 而反映出了鋼水重量。此種側(cè)重方法應(yīng)在我國(guó)積極推廣應(yīng)用。 中間包車車體的靜力學(xué)分析 中間包車屬于連鑄機(jī)上的澆鋼設(shè)備，在連鑄機(jī)組中位于鋼包和結(jié)晶器中間。其作用是支撐中間包行走在澆鑄平臺(tái)的軌道平面上，使中間包在預(yù)熱的位置進(jìn)行內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 10 預(yù)熱，在澆鑄的位置間接盛接經(jīng)成分調(diào)整，脫硫，脫氧和吹氬調(diào)溫等各種處理后的鋼水，將鋼水連續(xù)的澆鑄在結(jié)晶器中，是實(shí)現(xiàn)多爐連澆的基礎(chǔ)。中間包小車車體是整個(gè)設(shè)備的關(guān)鍵受力部件，直接關(guān)系到中間包小車設(shè)備的安全運(yùn)行，但是盲目地增加車體材料強(qiáng)度不僅增加了設(shè)備重量，加大對(duì)基礎(chǔ)的負(fù)荷，而且增加了設(shè)備得制 造成本，不符合優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則。本說明書通過對(duì)中間包小車車體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力學(xué)有限元單元分析，得到了車體在靜載荷的作用下的應(yīng)力，應(yīng)變，并且對(duì)此結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。中間包車結(jié)構(gòu)如圖 9 所示。中間包內(nèi)盛滿鋼安裝在升降機(jī)構(gòu)上。升降機(jī)構(gòu)在車體上四個(gè)導(dǎo)軌可帶動(dòng)中間包左右運(yùn)動(dòng)，車體下面有四個(gè)滾輪，附著于軌道上。中間包，鋼水和升降裝置的總重量約為 ，分析時(shí)將中間包與車體之間的四個(gè)連接視為固定約束。因此中間包車受力如下： 圖 7 中間包車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （ 1）四個(gè)支撐點(diǎn)均勻受到載荷壓力； （ 2）每個(gè)支 撐點(diǎn)受力為 ； (3) 中間包與車體之間有四個(gè)固定約束。 中間包小車的問題與改進(jìn)措施 1） 每臺(tái)連鑄機(jī)都安裝兩臺(tái)中間包小車，在行車方向上應(yīng)對(duì)稱布置。引進(jìn)設(shè)計(jì)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 11 的兩臺(tái)車的結(jié)構(gòu)完全一樣，只是電纜卷筒對(duì)稱安裝的，電控箱的位置不變，因此有一臺(tái)車電纜卷筒與電控箱分別在車的兩端造成車子的接線不方便，其中有一端的電纜管也虛設(shè)，做修改為電控箱與電纜卷筒同時(shí)改變，并且安裝同一側(cè)。 2） 引進(jìn)設(shè)備中，中間包與澆鑄之間設(shè)有一個(gè)防護(hù)板，但遮擋面積和隔熱效果都很差，試車中發(fā)現(xiàn)了干板升溫很快，到 300400 度就可 把鉚條安全帽燒焦，并且也擋不住鋼液的飛濺，現(xiàn)在修改為可折疊的夾石棉的護(hù)板，既增大了防護(hù)的面積，又提高了防護(hù)效果。 3） 當(dāng)鋼包關(guān)不住時(shí)，回轉(zhuǎn)臺(tái)往往會(huì)將漏著鋼液的鋼包轉(zhuǎn)開，這樣不可避免鋼液要漏在作業(yè)線上，在作業(yè)線上的部件有車架，傳動(dòng)裝置護(hù)罩，橫向微調(diào)裝置的手搖蝸輪箱，因而蝸輪箱不好防護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常把橫向微調(diào)裝置轉(zhuǎn) 180 度，使蝸輪箱離開弧線區(qū)。 4） 國(guó)外引進(jìn)的車架主梁與中間包車側(cè)壁間的間隙有點(diǎn)小，以致于中間包吊具的吊鉤放不下去，當(dāng)?shù)踔虚g包時(shí)，首先搖動(dòng)橫向微調(diào)裝置，使中間包移動(dòng)開一端距離，才能調(diào)出中間包。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 12 第二章 行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 門型中間包車的行走機(jī)構(gòu)都采用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，即每套傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)主動(dòng)輪。 圖 傳動(dòng)裝置示意圖 輪壓計(jì)算 主要參數(shù)： 最大承載能力： Q=50t 工作制度：中級(jí) JC%=25 小車運(yùn)行速度： V 小車 =2 一 20m/min 車輪數(shù)：四個(gè) 根據(jù)小車架的平衡方程式，小車滿載時(shí)的輪壓為最大。 滿載時(shí)的輪壓： P 主 =(G180。D+Q180。B) ∕ 2L P 主 一滿罐時(shí)主動(dòng)輪壓 G180。－中間包小車計(jì)算重量， G180。=GY（其中 Y=） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 13 D－ 中心至主動(dòng)輪距離 Q180。－ 滿罐時(shí)的計(jì)算重量， Q180。=QФ (其中 Ф =) B— 罐體中心至主動(dòng)輪的距離 L— 軌距 其中： G= Q=50t L=400cm D= B= P 滿主 =（ 10＋ 50 10 ） ∕ 2 400 = 滿罐時(shí)主動(dòng)輪的最大輪壓： P 從 =（ G180。C＋ Q180。A） ∕ 2L P 從 — 滿罐時(shí)從動(dòng)輪輪壓 G180。－中間包小車計(jì)算重量， G180。=GY（其中 Y=） Q180。－ 滿罐時(shí)的計(jì)算重量， Q180。=QФ (其中 Ф =) C— 車體中心至從動(dòng)輪距離 A— 罐體中心至從動(dòng)輪距離 L— 軌距 其中： A= C= 其他同上所以 P 從 =（ 135 10 ＋ 500 10 ） ∕ 2 400 = 車輪的計(jì)算及其校核 根據(jù)輪壓，小車的運(yùn)行速度，工作類型及載荷譜系數(shù) Q∕ G=50∕ 15= 初選： 車輪：踏面直徑 D=500mm,材料 ZG340— 640 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 14 HB≥ 300 d3=150mm 軌道：選自 171。起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) 187。 車輪直徑可根據(jù)最大輪壓及車體結(jié)果設(shè)計(jì)的需要預(yù)先確定，然后驗(yàn)算與軌道的接觸擠壓應(yīng)力。中間包小 車均采用鋼質(zhì)圓柱面車輪和平頭軌道，因此接觸應(yīng)力按先接觸進(jìn)行計(jì)算。 車輪的接觸應(yīng)力： 60 0 1 m a x/K P bD? ? σ — 車輪接觸應(yīng)力 K1— 工作類型系數(shù)， K1=1— ，取 K1= Pmax— 最大輪壓 b— 車輪直徑 其中： D=500mm B=72mm Pmax= 2 1. 1 21 6. 91 / 50 7. 2 60 0? ? ? ? ? ? = 在線性接觸的條件下， 車輪踏面硬度不低于 HB300 車輪踏面經(jīng)淬火，淬火硬度為 HB350— 380，淬火層深為 4— 5mm， [σ ]為車輪踏面的許用接觸應(yīng)力。 車輪踏面的許用接觸應(yīng)力與硬度關(guān)系： [σ ]=（ 2— 5） HB =（ 2— 5）（ 350— 380） =700— 950pa 運(yùn)行阻力的計(jì)算 中間包車運(yùn)行時(shí)，除需要克服摩擦阻力，啟動(dòng)時(shí)的慣性阻力外，還需要克服軌道梁彎曲變形引起的附加阻力及電纜拖鏈引起的阻力。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 15 運(yùn)行時(shí)的摩擦阻力的計(jì)算 因車輪內(nèi)徑 D 內(nèi) =150mm，選其對(duì)應(yīng)的軸承。查表 7268[2]得調(diào) 心滾子軸承，其外徑 d 外 =150mm，內(nèi)徑 d 內(nèi) =70mm 運(yùn)行時(shí)的摩擦阻力： 1 2 ( ) ( / 2 )W Q G d f??? ? ?? /D 其中： W1— 運(yùn)行的摩擦阻力 f— 車輪在軌道上的摩擦系數(shù)， f=— ，取 f= ? — 軸承摩擦系數(shù)，取 ? = d— 軸承直徑，當(dāng)采用滾動(dòng)軸承時(shí)，其值為軸承內(nèi)徑與外徑之和的一半， d=（ 70+150） /2=110mm ? — 考慮輪緣與軌道的摩擦附加阻力系數(shù)， ? = 其他一樣 W1=2 （ 500＋ 135）（ 11/2＋ ） = 軌道梁彎曲變形引起的附加阻力 中間包車是在鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)上運(yùn)行，軌道鋪設(shè)在平臺(tái)梁上，一般結(jié)構(gòu)平臺(tái)不可避免會(huì)產(chǎn)生一定的撓度。 W2=（ Q+Ф g） ? 其中： ? — 軌道梁的彎曲變形引起的附加阻力系數(shù)，取 ? = 其他同上 W2=（ 500＋ 135） = 電纜拖鏈的阻力 計(jì)算每米電纜阻力取 — ，拖鏈寬度取大值。 電纜拖鏈阻力： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 16 W3=（ — ） L 其中 L— 電纜拖鏈長(zhǎng)度： L= 因?yàn)樾≤囆谐虨?，外取 1m的余量。 W3=（ — ） =— 取 W3= 啟動(dòng)慣性力阻力 中間包車啟動(dòng)時(shí)加速引起的慣性阻力 W4=Mv/60000t 其中 m— 中間包車滿罐時(shí)的質(zhì)量 V— 中間包車運(yùn)行速度 T— 啟動(dòng)時(shí)間，可取 t=2— 5s 因載荷率為 Q/G=50/= 由 [1]附表查小車速度為 V=M=63500Kg T=4s W4=63500 4 = 運(yùn)行阻力 由于前面的計(jì)算，我們可以知道它的靜阻力和啟動(dòng)加速的總阻力。 W 靜 =W1+W2+W3 =＋ ＋ = W 總 = W 靜 +W4 =＋ = 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 17 有時(shí)為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在計(jì)算 W1 時(shí)。 ? 應(yīng)加大，可取 — 此外也可按德馬克公司的公式計(jì)算： W 靜 =（ 500＋ 135 ） 15/1000 = 行走機(jī)構(gòu)傳動(dòng)功率的計(jì)算 運(yùn)行徑功率的計(jì)算 運(yùn)行靜功率： N 靜 = W 靜 V/(60 ? ) 其中： W 靜 — 中間包車正常運(yùn)行時(shí)的靜阻力 V— 中間包車的運(yùn)行速度 ? — 傳動(dòng)功率總效率，可取 — N 靜 = (60 ) = 啟動(dòng)功率 行走裝置啟動(dòng)時(shí)總功率： N 總 =W 總 V/(60 ? ) = (60 ) = 電機(jī)的確定 電機(jī)按照計(jì)算所需的功率來(lái)初選額定功率， N 額 N 靜 ，然后再用平均啟動(dòng)功率 N 啟來(lái)驗(yàn)證，只有 N 啟 N 總 才能滿足要求。 N 啟 =? 平 N 額 ? N 總 ? 平 =(— ) ? 其中： ? 平 — 電機(jī)平均過載系數(shù) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（畢業(yè)論文） 18 ? — 電機(jī)過載系數(shù) 其他同上 由 N=Kd N 靜 初選電機(jī) Kd— 電動(dòng)機(jī)功率增大系數(shù) 查表知， Kd= N= = 由表 23185[3]選擇電動(dòng)機(jī)，其型號(hào)為 YZR132MB 電動(dòng)機(jī)額定功率： N 額 = 定子電流 I 定 =，電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 n=900r/min,轉(zhuǎn)子電流 I 轉(zhuǎn) =， ? 額 =，功率因數(shù) cos ?? ，最大力矩 Mmax=?m,電機(jī)輸出軸 d=38mm, 由表 23113[2]查得 ? =3 ? 平 =（ — ） 3 =— 取 ? 平 = 電機(jī)平均啟動(dòng)功率為： N 啟 = =N 總 =