【文章內容簡介】 和螺桿蝶形彈簧調整時所需要的潤滑管路，大大精簡了結晶器的設計，同時提高了工作人員的安全性，使結晶器的可接近性大大提高。圖 31 加緊裝置圖 32 結晶器夾緊裝置結晶器在連鑄生產過程中，受的力非常復雜，因為結晶器的寬邊鋼板是弧線的，因此受力是變化的，在結晶器的設計過程中，工廠設計時遍采用的是計算機模擬結晶器內部受力情況。因此，我在本次畢業(yè)設計過程中只能通過簡單的力學計算來得到結晶器寬邊調整液壓缸的受力情況。圖 33 結晶器夾緊裝置受力示意圖鋼水靜壓力計算= （31)式中 ——最大鋼水靜壓力 ——結晶器壓面到足輥中心線的距離 ——鋼水密度 (32)式中 ——受壓面積 ——結晶器壓面到足輥中心線的距離 ——板坯寬度 = (33) = (34) ——鋼水靜壓力 ——結晶器壓面到足輥中心線的距離 ——板坯寬度 ——鋼水密度 設定作用力作用在距底面(最大壓力足輥處)1/3 高度上。上下部液壓缸受力及窄面板壓緊力計算對上部液壓缸作用點取=0則 = (35) = (36)上下各設置兩個液壓缸，故每個液壓缸受力1/2與1/2。實際上由于考慮到一定的安全系數，則上下部液壓缸受力為 = (37)式中 ——上下部每股液壓缸的實際受力 ——上下部每個液壓缸的計算受力 ——安全系數 取 = = (38)式中 ——上下部每股液壓缸的實際受力 ——上下部每個液壓缸的計算受力 ——安全系數 取 =經過計算，上下兩組液壓缸的受力應該是==經上述計算，查機械手冊，連鑄機使用的液壓缸是專用的液壓缸，手冊上沒有記錄，故上網聯(lián)系一液壓缸生產廠進行生產。撫順天寶重工液壓制造有限公司，該公司長期生產重型機械液壓設備，有著豐厚的生產經驗，能夠做出滿足我本次設計的液壓夾緊缸。配合液壓鎖緊回路，能夠完成寬邊的調整和夾緊動作。但是連鑄機結晶器在連鑄生產過程中是不斷振動的，因此液壓缸的受力還受到振動的影響，這就需要反饋系統(tǒng)，利用微處理計算機進行調整，這在我本次設計的工作要求之外。結晶器寬邊調整機構采用的是液壓缸調整和夾緊，在安裝過程中，因為結晶器的水箱和銅板以及窄邊調整機構等一系列組件都是通過銅板水箱兩側的螺栓和液壓缸直接懸吊起來的，一次，寬邊調整裝置在安裝時就不能和普通的液壓缸一樣采用尾部耳環(huán)連接。為了保證結晶器的強度，保證在連鑄生產過程中隨著結晶器的不斷振動，寬邊調整裝置不會錯位，依然能夠順利正常的工作。這次結晶器寬邊調整液壓缸的安裝比較特殊，首先在結晶器的框架上，在預先計算好的中心線上打出和液壓缸同等直徑的通孔，然后將液壓缸穿過通孔，通過尾部法蘭，用螺栓將液壓缸固定在結晶器框架上，這樣安裝，即保證了結晶器在連鑄生產過程中不會發(fā)生軸向躥動，也不會發(fā)生徑向振動，這樣的安裝方式大大提高了結晶器寬邊調整的精度。同時這樣的安裝方式，便于微計算機反饋調整裝置的測量，又再一步提高了結晶器寬邊調整和夾緊裝置的穩(wěn)定性和精度。 (1) 液壓缸使用工作油的粘度為29～74mm2/S，推薦使用ISOVG46抗磨液壓油。工作油溫在－20℃~＋80℃范圍內。在環(huán)境溫度和使用溫度較低時，可選擇粘度較低的油液。如有特殊要求，需特別注明。(2) 液壓缸要求系統(tǒng)過濾精度不低于80μm要求，要嚴格控制油液污染，保持油液的清潔，定期檢查油液的性能，并進行必要的精細過濾和更換新的工作油液。(3) 安裝時要保證活塞桿頂端連接頭的方向應與缸頭、耳環(huán)(或中間鉸軸)的方向一致，并保證整個活塞桿在進退過程中的直線度，防止出現剛性干擾現象，造成不必要的損壞。(4) 當液壓缸安裝上主機后,在運轉試驗中應先檢查油口配管部分和導向套處有無漏油，并應對耳環(huán)和中間鉸軸軸承部位加油。(5) 液壓缸若發(fā)生漏油等故障要拆卸時，應用液壓力使活塞的位置移動到缸筒的任何一個末端位置，拆卸中應盡量避免不合適的敲打以及突然的掉落。(6) 在拆卸之前，應松開溢流閥，使液壓回路的壓力降低為零，然后切斷電源使液壓裝置停止運轉，松開油口配管后，應用油塞塞住油口。(7) 液壓缸不能作為電極接地使用，以免電擊傷活塞桿。(8) 常見故障及排除方法可參照下列方法維修:外部漏油活塞桿碰傷或拉傷,缸筒內表面拉傷,用極細的砂紙或油石修磨,仍然漏油可采用金工技術修復,修復后如新品使用性能。防塵圈擠出或反唇,拆開檢查重新更換。活塞和活塞桿上的密封件磨損或損傷,更換密封件。液壓缸安裝定心不良,使活塞桿伸出困難,拆下來檢查安裝位置是否符合要求?；钊麠U爬行和蠕動液壓缸內進入空氣或油內有汽泡,松開接頭將空氣排出。液壓缸的安裝位置偏移,在安裝時檢查與主機運行方向平行?；钊麠U全長或局部彎曲,活塞桿全長校正不直度小于等于千分之三或更換活塞桿。缸內銹蝕或拉傷,采用金工技術修復達到使用要求。通過對本章的工作，完成了了寬邊調整的夾緊裝置這一重要部分，對結晶器的整體結構有了更深層次的認識。本章工作還進行了液壓缸的選擇，選擇了液壓缸的的型號，對液壓缸的行程，運動速度，工作原理等方面也有了了解，掌握了液壓缸的分類，安裝方式和實際工作的注意事項。 第4章 結晶器調寬裝置的選擇計算對于板坯連鑄機來說，結晶器的寬度根據所要澆鑄的板坯的斷面不同時可以進行調節(jié)的。起調寬方法有在線停機調寬和澆鑄中調寬兩種。過去多采用前者，但隨著連鑄技術的進步，尤其是對于80年代發(fā)展起來的熱傳送熱裝機連鑄直接軋制工藝，更需要應用澆筑過程中的調寬技術。而條調寬技術關鍵中的關鍵中的關鍵就是結晶器窄邊調整機構。結晶器窄邊調整機構從連鑄生產線誕生以來就一直是結晶器不可或缺的一部分。從最開始的手動機械調寬，到后來的電動機械調寬到現在的液壓調寬，經過一系列的變化，窄邊條款機構精度越來越高，性能越來越穩(wěn)定，越來越適應快速連鑄生產的要求。圖41 調寬裝置圖 42 結晶器調寬裝置結晶器在澆鑄生產過程中的調寬方法有兩種。第一種是T型變化，第二種是Y型變化。T型變化時早期結晶器的變化方式，因為我本次設計采用的新型的液壓調寬裝置，所以我選用的的是較為先進的Y型變化，其變化的示意圖如下圖所示。 變錐度 寬度變大 錐度設定a 寬度縮小 錐度設定 b 圖43 結晶器窄邊調整過程示意圖 a 寬度變大 b 寬度變小板坯調寬時的有關錐度設定和調寬速度選擇是由制造工藝確定的。以下是控制調寬過程的數學公式: = (41)式中: ——窄面頂部和底部的調整速度差； ——加速度；——結晶器高度； ——拉速。根據經驗，調寬速度一般為:寬度變大時，每側 010 mm/min寬度變小時，每側 020 mm/min我在本次設計中借鑒寶鋼連鑄機工藝要求，選擇錐度位3～16 mm，澆鑄時調寬速度:調寬用2～10mm/min ，調窄用2～20mm/min在澆鑄中調寬時，機構處于帶熱負荷狀態(tài)下運轉。為了保證正常澆鑄，窄邊必須與初期凝固的坯殼保持良好的接觸面，窄邊的倒錐度必須適當，因此寬度調節(jié)的速度是在低速下進行的，而且移動速度要穩(wěn)定。調寬素的機錐度的調節(jié)量必須與所澆鑄的鋼種、澆鑄速度等參數相對應。且寬度、錐度的變化時相互配合的，可見，調寬裝置的驅動要求比較特殊。西歐那個上所屬，調寬裝置的驅動要滿足以下要求:(1)調速范圍寬。(2)調速精度高。(3)力矩穩(wěn)定性好；(4)適應惡劣的工作環(huán)境。過去一般采用的的機械驅動，這種驅動方式剛度剛性很好，但是因為絲桿的螺母之間總是存在間隙，所以停止精度就比不上液壓調寬的方式。由于調寬裝置的設置環(huán)境和相當惡劣的工作條件，在電動調寬方式中，直流電子調速系統(tǒng)更不能滿足要求。就是一半的交流電機驅動也不能滿足工作要求，寶鋼采用的交流鼠籠型異步電動機加上帶矢量控制的交流變頻調速系統(tǒng)，它的性能無論是動態(tài)還是靜態(tài)都是非常優(yōu)秀的，尤其是輸出恒轉矩性能良好。但是這套性能工作原理復雜，設備成本高昂，所以我在本次畢業(yè)設計中并沒有采用如此先進的驅動方式，而是采用的基本的液壓調整方式，只要滿足我設計所需要的工作精度就可以了。本次設計，通過查找相關的資料，我采用的是日本新日界廠的系統(tǒng)，下面是這套系統(tǒng)的工作原理圖。條款是，單邊的移動速度可達100mm/min。告訴調寬技術將更利于連鑄直接軋制的鑄坯尺寸配合以及提高鑄坯的成品率。結晶器窄邊調整機構是固定在結晶器框架上的。因為窄邊調整機構的調整范圍比較大，我本次設計的調整范圍是960mm至1600mm。所以如果兩邊采用單桿液壓缸進行調整的過程中，在惡劣的工作環(huán)境和不斷的震動過程中，液壓缸的活塞桿可能發(fā)生撓度變形。這樣，很大程度上影響了結晶器的精度甚至導致窄邊卡死進而導致結晶器不能正常工作。所以在這次設計中，我采用了四個步進液壓缸，一邊一對，分別固定在結晶器的窄邊銅板上，這樣就在很大程度上解決了活塞桿撓度變形的問題。但是很可能在不正常的工作條件下，活塞桿依然會發(fā)生變形。在寶鋼的結晶器窄邊機構中，已經出現了導向缸，即分別在每兩邊的一對液壓缸中間加上一組導向缸，這樣就完美的解決了活塞桿變形的問題。其機構如下圖所示。圖44 寶鋼的結晶器窄邊調整機構(帶導向缸)在安裝時，不能僅僅把窄邊調整系統(tǒng)通過法蘭固定在結晶器框架上，考慮到肋板的強度不夠，在結晶器框架上加上兩個縱向的三角形肋板，這樣，從理論上經過論證完全能夠承受住窄邊調整機構在工作時所需要的軸向力。我的設計如下圖所示。將窄邊調整機構用螺栓固定在加強之后的肋板上，這樣不僅有更好的強度，而且更加便于安裝，更加便于窄邊調整機構的拆卸和維修。圖45 有加強肋板的結晶器框架通過本章的工作，了解并進一步熟悉了結晶器的另一重要組成部分調寬裝置即窄邊調整裝置，理解了該機構的機械構造和工作原理，同時指出了該部分的不足之處，并提出了自己的合理化建議和嘗試改進。本章同上一張有共同之處，也進行了液壓缸的選擇，進行了相關的計算分析。對該機構個別部分進行了改進，將原來的機械結構替換為液壓機構，節(jié)省了空間，方便操作，提高了工作效率，同時也節(jié)省了成本，便于自動控制。 第5章 結晶器銅板及水箱的選擇計算連鑄機結晶器的長度是決定連鑄機工作的可靠性和鑄壞質量的最重要的參數之一。結晶器越長, 在其出口處的鑄坯的凝固殼就越厚越堅固, 但拉坯力和拉應力也同時增大。對于各種尺寸規(guī)格的鑄坯都存在一個在鑄坯凝固殼中應力最小的合理的結晶器長度, 此長度可以取近似方坯斷面的鑄坯為例進行計算。在計算時采用如下假設條件:(1)鑄坯整個周邊的結晶均勻(2)當量應力根據強度的動力學理論進行計算。在結晶器出口處具有足夠強度的鑄坯凝固殼的厚度可按式式計算: = = (51)式中:——凝固系數——金屬在結晶器中存在的時間——結晶器有效區(qū)段長度——澆鑄速度與液態(tài)金屬結晶的同時, 凝固殼便產生相變收縮, 鋼水靜壓力把凝固殼壓向結晶器壁, 而其收縮又阻止其向結晶器壁靠近。在研究上述現象的過程中, 得出一個結論, 即在結晶器中存在若干區(qū)段:直接接觸區(qū), 間接(脈動)接觸區(qū)和在鑄坯和結晶器壁之間有一定間隙的區(qū)段?？梢约俣? 結晶器與鑄壞之間的摩擦是發(fā)生在有效區(qū)段全長范圍內。拉坯力可由下式確定:= (52)式中:——摩擦系數——鋼水比重——鑄坯斷面周長這時由拉坯力產生的拉應力: == (53)由鋼水靜壓力產生的拉應力由下式算出:=+=() (54)根據強度動力學理論，當量應力可有下式確定: (55)把有(3)(4)公式得到的代入得到:= (56)根據實驗數據, 鑄坯表面溫度按波狀曲線變化，這條曲線可以修直，并可以用下面的指數函數表示: (57)鑄坯凝固殼的平均溫度是=250(5+) (58)式中——鋼水溫度(大約1500℃) (59)把(8)的溫度規(guī)律率考慮在內=127(1) (510)理想的是盡量增大F值。若代入數值，k=3厘米/ ，時，F=127(1) (511)對于可根