【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式中，N——電動(dòng)機(jī)需要的功率，千瓦 ——最大計(jì)算傾動(dòng)力矩，噸力米在本設(shè)計(jì)中，最大傾動(dòng)力矩出現(xiàn)在新爐55度時(shí)，米 ψ——正常操作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的個(gè)數(shù)本設(shè)計(jì)采用四臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此取值為4 n——轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分 K=——考慮壓降及電動(dòng)機(jī)不同步所造成的力矩誤差，以及傾動(dòng)力矩計(jì)算誤差，——多電機(jī)傾動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)不同步造成的力矩誤差，——傾動(dòng)機(jī)械的總效率其中——齒輪傳動(dòng)效率，由于采用減速機(jī)傳動(dòng)，； ——耳軸軸承傳動(dòng)效率，； ——聯(lián)軸器的效率，；——其它傳動(dòng)原件的機(jī)械效率，由于本設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)起、制動(dòng)頻繁，—，*=查取有關(guān)手冊(cè)，選取YZ400L10型電動(dòng)機(jī)。額定功率為160KW，額定轉(zhuǎn)速為587轉(zhuǎn)/分由于本設(shè)計(jì)中采取兩次減速，一次減速機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)減速器，根據(jù)設(shè)計(jì)中有關(guān)數(shù)據(jù)，選取普通三級(jí)圓柱齒輪減速器，公稱傳動(dòng)比為100。其中齒輪和軸承都是油池飛濺潤(rùn)滑，經(jīng)過(guò)計(jì)算選擇一次減速器有關(guān)數(shù)據(jù)如下小齒輪大齒輪模數(shù)減速比中心距 齒數(shù)分度圓齒數(shù)分度圓一級(jí)1881904055243二級(jí)1881904055243三級(jí)1881723244以上數(shù)據(jù)一次減速器選擇ZSY315總減速比為100，其內(nèi)部裝配形式為二次減速器采用焊接結(jié)構(gòu)的直齒圓柱齒輪，其齒輪和軸承均強(qiáng)制給油潤(rùn)滑。已知條件：直齒， 設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程為（1） 材料：小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理（2） 齒面硬度為250HBS。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)齒面硬度為220HBS。 （2）齒數(shù) 小齒輪=20 大齒輪=168 齒數(shù)比u== 齒數(shù)比誤差為=（3）齒寬系數(shù) （4）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)據(jù)①試選載荷系數(shù)②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩③由機(jī)械設(shè)計(jì)617選取齒寬系數(shù)④由機(jī)械設(shè)計(jì)表65查得材料的彈性影響系數(shù)⑤由機(jī)械設(shè)計(jì)圖627d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限⑥由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（每天工作12小時(shí)，每年工作300天，工作10年）⑦由機(jī)械設(shè)計(jì)圖627取接觸疲勞壽命系數(shù) 。⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)式（624）得﹙2﹚計(jì)算①試算小齒輪分度圓直徑,代入中最小值。②計(jì)算圓周速度v③計(jì)算齒寬b④計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù)齒高 ⑤計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖611b查得動(dòng)載荷系數(shù)；直齒輪,；由機(jī)械設(shè)計(jì)表64查得使用系數(shù)； 故載荷系數(shù)⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì)式（613）得⑦計(jì)算模數(shù)m 按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核由式（105）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值①由機(jī)械設(shè)計(jì)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；②由機(jī)械設(shè)計(jì)圖626取彎曲疲勞壽命系數(shù),；③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1，由式(1012)得④計(jì)算載荷系數(shù)K⑤查取齒形系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖611查得 ⑥查取應(yīng)力校正系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖622查得 ⑦計(jì)算大、小齒輪的并加以比較故小齒輪的數(shù)值較大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑（2）計(jì)算中心距（3）計(jì)算齒寬取 （4）計(jì)算齒頂圓和齒底圓直徑通過(guò)計(jì)算，完成對(duì)二次減速器的齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)，得到了懸掛大齒輪的具體數(shù)據(jù)?？偨Y(jié)上面的設(shè)計(jì)計(jì)算，傾動(dòng)裝置的技術(shù)特性如下表所示最大傾動(dòng)力矩傾轉(zhuǎn)角度360傾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速—1轉(zhuǎn)/分總速比電動(dòng)機(jī)型號(hào)YZ400L10轉(zhuǎn)數(shù)587轉(zhuǎn)/分功率160kW臺(tái)數(shù)4一級(jí)減速器型號(hào)ZSY315速比100低速級(jí)中心距470數(shù)量4二級(jí)減速器速比型式直齒模數(shù)10齒數(shù)20/168中心距940mm為了減輕傳動(dòng)機(jī)械的重量，縮短制造周期，其減速器機(jī)殼、齒輪輪體等都采用焊接結(jié)構(gòu)。懸掛減速器為四點(diǎn)傳動(dòng)的直齒圓柱齒輪減速器，有四個(gè)小齒輪帶動(dòng)大齒輪。齒輪焊接時(shí)，將工件加熱并在300—350度的范圍內(nèi)保溫。焊接以后要進(jìn)行退貨處理，退火時(shí)將工件加熱到560—600度，然后進(jìn)行緩慢冷卻。在退火和齒輪粗加工以后，在進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。二次減速器機(jī)構(gòu)立體圖傾動(dòng)機(jī)構(gòu)總裝配體本章詳細(xì)敘述了120T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程。對(duì)四點(diǎn)嚙合全懸掛傾動(dòng)機(jī)構(gòu)做了詳細(xì)的分析，根據(jù)最大傾動(dòng)力矩計(jì)算，選擇合適的電機(jī)、一級(jí)減速器，并設(shè)計(jì)了二級(jí)減速器的懸掛大齒輪和裝配圖的布局?？偨Y(jié)120T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)的主要結(jié)構(gòu)和參數(shù)如下所示爐型爐型筒球型公稱容量120T熔池直徑球缺半徑爐口直徑爐膛總高爐容比1路帽錐角30高寬比傾轉(zhuǎn)角度360傾動(dòng)機(jī)構(gòu)傾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速—1轉(zhuǎn)/分總速比電動(dòng)機(jī)型號(hào)YZ400L10轉(zhuǎn)數(shù)587轉(zhuǎn)/分功率160kW臺(tái)數(shù)4一級(jí)減速器型號(hào)ZSY315速比100低速級(jí)中心距470數(shù)量4二級(jí)減速器速比型式直齒模數(shù)10齒數(shù)20/168中心距940mm120噸轉(zhuǎn)爐氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)的主要結(jié)構(gòu)和參數(shù)如下所示：致謝在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，導(dǎo)師許志強(qiáng)老師作了大量細(xì)致的指導(dǎo)工作，給了我極大的幫助。對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的種種問(wèn)題和困難，他耐心講解，指導(dǎo)我并鼓勵(lì)我嘗試各種辦法去解決。他認(rèn)真負(fù)責(zé)、一絲不茍的態(tài)度令我深深敬佩，是我感受到作為一名工程技術(shù)人員應(yīng)具備的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和責(zé)任感。還有喬長(zhǎng)鎖老師、任廷志老師、黃文老師等幾位資深專業(yè)課老師也給了我許多細(xì)致的指導(dǎo)，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)大有裨益。同時(shí)，同組的許瑞同學(xué)、同組的陳學(xué)強(qiáng)同學(xué)在設(shè)計(jì)過(guò)程中積極協(xié)作、耐心指正，使得畢設(shè)工作進(jìn)展有序，最終圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。在此，向各位恩師及同窗表示最誠(chéng)摯的謝意。參考文獻(xiàn)[1] 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告課題名稱：120T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐主體設(shè)備及傾動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：里仁學(xué)院 年級(jí)專業(yè)：冶煉081班學(xué)生姓名：田廷穩(wěn)指導(dǎo)教師：許志強(qiáng)完成日期：2012321，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了全新的階段，為了使我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)更好更快的發(fā)展，鋼鐵行業(yè)占有重要的作用。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，必然伴隨著基礎(chǔ)設(shè)施的大量建設(shè)，而基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，需要大量的不同種類的鋼材，因此，在以后很長(zhǎng)的時(shí)間里，鋼鐵工業(yè)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展中占有相當(dāng)重要的作用。目前, 轉(zhuǎn)爐煉鋼法仍是世界上最主要的煉鋼生產(chǎn)方法。由于中國(guó)勞動(dòng)力便宜, 廢鋼資源緊缺, 電價(jià)昂貴等資源、社會(huì)特點(diǎn), 進(jìn)一步促進(jìn)了轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展。根據(jù)2001 年的統(tǒng)計(jì), 轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量1118億t, 占當(dāng)年全國(guó)鋼產(chǎn)量1137 億t 的86% , 這也說(shuō)明轉(zhuǎn)爐煉鋼是中國(guó)目前最主要的煉鋼法。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展, 2003 年人均GDP首次突破1 000 美元, 達(dá)到1 090 美元[1], 中國(guó)經(jīng)濟(jì)的繁榮和旺盛的市場(chǎng)需求促進(jìn)了中國(guó)鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展, 同時(shí)也促進(jìn)了轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的不斷進(jìn)步。本文總結(jié)了近5年來(lái)中國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展, 并對(duì)目前存在的問(wèn)題和今后的發(fā)展方向提出了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題主要是為實(shí)現(xiàn)高等院校培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型、技術(shù)型人才的目標(biāo)所必須的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)強(qiáng)化我們對(duì)基本知識(shí)和基本技能的理解和掌握，培養(yǎng)我們收集資料和調(diào)查研究的能力，一定的方案比較、論證的能力，一定的理論分析與設(shè)計(jì)運(yùn)算能力，進(jìn)一步提高自身獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。同時(shí)通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)：認(rèn)真查閱與本設(shè)計(jì)相關(guān)的文獻(xiàn)資料，做好設(shè)計(jì)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作；分階段按時(shí)完成設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)任務(wù)，配合指導(dǎo)老師檢查，隨時(shí)修正錯(cuò)誤，改進(jìn)方法；獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，可以與同學(xué)探討，但不能簡(jiǎn)單套用他人成果；撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和繪圖必須符合《燕山大學(xué)里仁學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫要求及規(guī)范》的各項(xiàng)規(guī)定。以此現(xiàn)狀，將“120萬(wàn)噸煉鋼轉(zhuǎn)爐進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化”作為我的研究課題。該課題不僅可以使我對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)及工作原理加以熟悉，也鍛煉我鉆研的能力，為走上工作崗位，打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。另外，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)培養(yǎng)我們獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力有很大的提高，為今后工作做好理論儲(chǔ)備，都具有十分重要的意義。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 國(guó)外研究現(xiàn)狀鋼鐵工業(yè)是世界經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，近年來(lái)，世界煉鋼技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性得到很大的提高，對(duì)鋼材的性能的要求也不斷提高[2]。對(duì)鋼材的要求包括：提高強(qiáng)度以減輕結(jié)構(gòu)的重量；改善韌性以保證使用安全，特別是在零度以下的使用安全；改善冷成形性和表面質(zhì)量以適應(yīng)汽車工業(yè)發(fā)展的需要；改善焊接性能以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性更好的大輸入熱的焊接工藝；鋼的用戶還進(jìn)一步要求每一批鋼材之間的性能的可重復(fù)性，這因?yàn)殇摬牡倪M(jìn)一步加工大都采用自動(dòng)工序。為了保證滿足上述要求，除軋鋼技術(shù)的改進(jìn)外，煉鋼技術(shù)進(jìn)行重大革新也是必需的[3]。由于對(duì)鋼材有如此高的要求，必須加快發(fā)展煉鋼技術(shù)的發(fā)展，而現(xiàn)代煉鋼技術(shù)的特點(diǎn)是在不同的容器中進(jìn)行一系列冶金反應(yīng)，以達(dá)到每一個(gè)過(guò)程的優(yōu)化。采用這樣的技術(shù)可以生產(chǎn)具有高性能和高均勻性的鋼產(chǎn)品以滿足最終用戶的需求。采用這些現(xiàn)代工藝還帶來(lái)很高的最終產(chǎn)品的成材率，因而改善總的鋼生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，已經(jīng)很清楚，現(xiàn)代煉鋼技術(shù)是使鋼繼續(xù)成為最重要的金屬材料的基礎(chǔ)技術(shù)之一。所以提高煉鋼技術(shù)就必須：提高鋼水潔凈度；在轉(zhuǎn)爐上都裝有檢測(cè)用的副槍；復(fù)合吹煉能促進(jìn)各項(xiàng)冶煉參數(shù)穩(wěn)定；轉(zhuǎn)爐爐襯壽命。連鑄技術(shù)的發(fā)展對(duì)煉鋼技術(shù)有一定的促進(jìn)作用，目前世界各國(guó)的鋼鐵工業(yè)都在大力發(fā)展連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)，全世界連鑄比高于97%的國(guó)家有25個(gè)，其中高于99%的有15個(gè)（100%的有7個(gè)）[4]。因此，加快發(fā)展連續(xù)鑄鋼技術(shù)，是全世界各個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)的重要一環(huán)。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀雖然我國(guó)已經(jīng)成為名副其實(shí)的鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)，由于我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，缺乏廢鋼資源。因此，鋼產(chǎn)量的迅速增加主要依賴于轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展。近幾年，隨著鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)，我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)也同步發(fā)展。 長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝技術(shù)(1) 提高底吹噴嘴壽命生產(chǎn)實(shí)踐與理論研究均已證明，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底吹噴嘴耐火材料的熔損主要是由于氣流的頻繁沖擊及氣泡上浮引進(jìn)的鋼液流動(dòng)沖刷造成的。為了解決底吹噴嘴耐火材料侵蝕問(wèn)題，通常采用以下方法：1) 分散供氣，減小氣流的沖刷侵蝕，如“集束式透氣磚”、“毛細(xì)管透氣磚”均采用這一工藝。2) 利用氣體冷卻在噴嘴端部形成“蘑菇頭”，保護(hù)底吹噴嘴。 但分散供氣，受到透氣磚成形工藝的限制，氣流減小受到很大限制。而靠氣體冷卻形成的“蘑菇頭”，體積小，以鐵為主，熔點(diǎn)低不抗氧化，很難保持住。因此，上述方法不能有效地保護(hù)底吹噴嘴不受侵蝕。(2) 保證底吹氣體對(duì)熔池的攪拌效果長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐通過(guò)濺渣時(shí)形成的爐渣蘑菇頭向熔池供氣，能否保持良好的攪拌效果，取決于能否解決好以下三個(gè)工程技術(shù)問(wèn)題：1)能否形成透氣性良好的爐渣蘑菇頭；2)能否在冶煉中根據(jù)工藝的要求靈活調(diào)整底吹氣體流量；3)吹入的氣體能否對(duì)熔池形成良好的攪拌。為了保證濺渣過(guò)程中冷凝的爐渣蘑菇頭具有良好的透氣結(jié)構(gòu)，要求濺渣過(guò)程中調(diào)整好爐渣粘度、過(guò)熱度以及底吹氣體流[5]。轉(zhuǎn)爐濺渣后爐齡大幅度提高,如圖1所示， 如何實(shí)現(xiàn)全程復(fù)吹, 提高底吹噴嘴的壽命是全世界鋼廠急待解決的重大技術(shù)難題。為了解決這一問(wèn)題, 國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐廠發(fā)明了爐渣蘑菇頭保護(hù)底吹透氣磚的先進(jìn)技術(shù), 使底吹噴嘴的一次壽命與爐齡同步, 并保證復(fù)吹比100%。表1 給出爐渣透氣蘑菇頭與金屬蘑菇頭的技術(shù)比較。從表4 中可以看出, 爐渣蘑菇頭以氧化物為主, 體積大, 透氣性良好。經(jīng)水模實(shí)驗(yàn)證明, 在相同的氣量下, 由爐渣蘑菇頭噴射出來(lái)的細(xì)小氣泡攪拌熔池, 可使熔池混勻時(shí)間縮短40%～ 50% [6]。(3)長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的冶金效果 　 通常，采用轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)時(shí)熔池內(nèi)［%C］［%O］濃度積作為衡量復(fù)吹冶金效果的主要標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)渣－鋼反應(yīng)是否接近平衡。1600℃時(shí)，［%C］［%O］。對(duì)于頂吹轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)［%C］［%O］=；武鋼二煉鋼原90t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)［%C］［%O］=；采用濺渣工藝后實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，終點(diǎn)［%C］［%O］%。鋼渣反應(yīng)進(jìn)一步接近平衡。 采用長(zhǎng)壽復(fù)吹工藝后，鋼渣間