【文章內(nèi)容簡介】 一個位置上，則可以把傳動裝置中的調(diào)整軸套 (或相位接手 )的把合螺栓松開，使偏心軸自由轉(zhuǎn)動。再用精密水準(zhǔn)儀對準(zhǔn)加工面位置使其均處于垂直位置上，然后將調(diào)整軸套 (或?qū)⒑线m的斜墊加入相位接手中 )的把合螺栓擰緊，這樣振動臺則處于水平位置上。為了準(zhǔn)確的精調(diào) ， 還需要借助于相位測試手段反復(fù)檢測，反復(fù)調(diào)整，使其四點相位武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 差控制在 l176。以內(nèi)，這樣可以產(chǎn)生同步仿孤或直線振動。 結(jié)晶器振動的目的 連續(xù)鑄鋼中，為防止鑄坯的初生坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁間發(fā)生粘結(jié)而被拉裂，是結(jié)晶器的潤滑劑或結(jié)晶器博湖渣進(jìn)入坯殼與內(nèi)壁的間隙，不斷對內(nèi)壁 進(jìn)行潤滑，保證生產(chǎn)出表面光潔的鑄坯而采取的工藝措施。 振動方式類型及其選擇 結(jié)晶器振動有同步、負(fù)滑脫和正弦三種。 其振動特性曲線見團(tuán) 所示。 圖 振動特性曲線 1— 同步振動； 2— 負(fù)滑脫振動； 3— 正弦振動 （ 1）同步振動 最早采用的一種振動方式，按其同步振動的曲線形狀陳偉云崗式振動。 若設(shè) V為拉坯速度， Vm 為結(jié)晶器的振動速度， V1 為結(jié)晶器的上升速度， V2 為結(jié)晶器的下降速度，則同步振動時應(yīng)滿足：上升時 V1=V3；下降時 V2=V。 也就是說，結(jié)晶器下降時雨鑄坯同步，然后以 3 被的拉速上升，如此往復(fù)振 動。這種振動方式的優(yōu)點是能夠滿足連鑄工藝要求，實現(xiàn)同步運動；卻點事機(jī)械連鎖或用電器控制來實現(xiàn)嚴(yán)格的同步要求，裝置都比較復(fù)雜，速度變化時機(jī)構(gòu)沖擊力也較大。 （ 2）負(fù)滑脫振動 同步振動的一種改進(jìn)型，也稱“負(fù)滑脫”。即 V2=V(1+e)，式中 e 是負(fù)滑脫率。采武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 用凸輪機(jī)構(gòu)時取 e=10%左右， V1=()V；采用偏心亂是去 e=20%40%。采用負(fù)滑脫振動，結(jié)晶器下降時對坯殼有壓合作用，有利于拉裂坯殼的愈合，并可適當(dāng)提高拉速。 （ 3）正弦式振動 其振動速度按正弦規(guī)律變化。這種方式的速度變化平穩(wěn)、無沖擊；能有 效實現(xiàn)負(fù)滑脫，可適當(dāng)提高拉速，易于改變振動頻率和振幅，實現(xiàn)高頻率小振幅的要求，以改善鑄坯表面質(zhì)量；用偏心輪實現(xiàn)振動，結(jié)構(gòu)簡單，易于制造且安裝、維修方便。 正弦式振動的振動速度與時間的關(guān)系是一條正弦曲線，結(jié)晶器上下振動時間和速度相同，在正振動周期中，結(jié)晶器和鑄坯均存在相對運動，它有以下優(yōu)點： ① 結(jié)晶器下降過程中，有一小段下降速度大于拉坯速度，可防止和消除坯殼與器壁的粘結(jié)，具有脫模作用。 ② 結(jié)晶器的運動速度按正弦規(guī)律變化，則加速度必然按正弦規(guī)律變化，所 以過濾比較穩(wěn)定，沖擊也小。 ③ 由于加速度較小，有可能提高振動頻率，采用高頻率小振幅振動有利于消除粘結(jié)，提高脫模作用，減小鑄坯上振痕的深度。 ④ 正弦式振動可通過偏心軸來實現(xiàn)，不需要凸輪機(jī)構(gòu)，制造比較容易。 ⑤ 可采用交流電機(jī)驅(qū)動，簡化電氣裝置。因為結(jié)晶器和鑄坯之間沒有嚴(yán)格的速度關(guān)系，不需要在振動機(jī)構(gòu)和拉坯機(jī)構(gòu)之間采用速度連鎖系統(tǒng)。 基于上述優(yōu)點，在本設(shè)計中，采用的就是四偏心式正弦振動。 偏心輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的正弦振動 最初 的振動機(jī)構(gòu)采用了凸輪機(jī)構(gòu)，且利用導(dǎo)軌或長搖臂導(dǎo)向（ 如 圖 所示 ）。這種機(jī)構(gòu)從理論上可是結(jié)晶器做精確的圓弧擺動，但由于溫度的變化，使常要比有不同的的膨脹量，實現(xiàn)上有很大的偏差，而且它懸掛在二冷區(qū)上空，給維護(hù)檢修帶來諸多不便。 圖 凸輪長搖臂振動機(jī)構(gòu) 1— 凸輪； 2— 杠桿； 3— 連桿； 4— 彈簧； 5— 結(jié)晶器； 6— 長搖臂 后來采用了四連桿機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)短臂仿弧振動，以簡化結(jié)構(gòu)。由于結(jié)晶器所需要的振武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 幅很小， 70~80 年代，國外開始采用了一種新型的振動機(jī)構(gòu) —— 四偏心振動機(jī)構(gòu)，并用板式彈簧定中。如圖 所示，在結(jié)晶 器下部左右兩側(cè)，各有一根偏心軸，偏心軸上各裝有兩個偏心套，但兩根偏心套和偏心套的偏心距不同。 圖 四偏心振動機(jī)構(gòu) 1— 外側(cè)偏心； 2— 外側(cè)連桿； 3— 內(nèi)側(cè)偏心； 4— 內(nèi)側(cè)連桿； 5— 板式彈簧； 6— 臺駕； 7— 結(jié)晶器 整個振動機(jī)構(gòu)由一臺電動機(jī)拖動，通過傳動裝置帶動兩偏心軸以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，通過偏心套及連桿機(jī)構(gòu)使結(jié)晶器產(chǎn)生弧線擺動。結(jié)晶器的弧線定中利用板式彈簧實現(xiàn)。這種振動機(jī)構(gòu)，通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來改變結(jié)晶器振動頻率，通過改變偏心套筒與偏心軸的安裝角度來改變結(jié)晶器振幅。 圖 四偏向振動機(jī)構(gòu)原理 1— 電動機(jī) 2— 萬向節(jié)軸 3— 中心盡速器 4— 角部 減速器 5— 偏心軸 7— 連桿 8— 板式彈簧板 9— 振動框架 10— 機(jī)架 11— 膜片聯(lián)軸器 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 四偏 心 振動機(jī)構(gòu) 的 結(jié)構(gòu)原理： 電動機(jī) l通過萬向接軸 2帶動中心減速機(jī) 3，由膜片聯(lián)軸器 11 帶動兩側(cè)的分減速機(jī)4，每個減速機(jī)各自帶動偏心軸 5，通過裝在偏心軸上的連桿 6， 7 帶動振動框架 9，偏心軸在連桿 6， 7的位置處具有同向偏心點，但偏心距不同 (由鑄機(jī)圓弧半徑及振動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸決定，可通過作軌跡精確確定 )。結(jié)晶器弧線運動是利用兩條板式彈簧 8，一頭連接在振動框架 9 上，另一頭連接在機(jī) 架 10上來實現(xiàn)的。這種板式彈簧使得振動臺只能作弧線擺動，不會前后移動。由于結(jié)晶器振幅不大，兩根偏心軸的水平安裝，不會引起明顯的誤差。 偏心輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 方案 四偏心板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器快臺的振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 ： 圖 振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1— 交流電機(jī) 2— 萬向節(jié) 3— 中心減速器 4— 角部減速器 5— 偏心軸 外側(cè)機(jī)構(gòu)參數(shù)確定方法 偏心振動系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的振動簡圖如圖 ， 在 圖 中， R、 S、 a a H和 h1一般應(yīng)事先確定，其余參數(shù)須經(jīng)計算才能確定。 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 振動機(jī)構(gòu)簡圖 由圖中 幾何關(guān)系得： sin 2SR?? ? ?2 21 1 1R R a h? ? ? 111sin 2RSeR R??? （ ） 2 2 22 39。 39。 39。1 1 1 1 1 1 1 1A D D A A A A B? ? ? 式中 1e —— 外側(cè)偏心量； 39。11AB —— 外 側(cè)連桿長度， 39。1 1 1AB b? 。 1 1 1A D H h??， 1 1 1D B a a?? ? ?39。1 1 11 c o sA A R ??? ? ? ? ? ? ?2 2 2221 1 1 11 c o sH h a a R b?? ? ? ? ? ? ? 2 2 39。 2 39。 21 1 1 1B C O C A B O A? ? ? 1BC R a??， OC H? 39。1 1 1AB b? ， 39。11cosOA R ?? 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 ? ?2 2 2 2 211 c o sR a H b R ?? ? ? ? ? 可得 ? ? ? ?21 1 1112 c o s 1 212 R H h ha a RRa???? ? ?? ? ?????? （ ） ? ?2 2 2 211 c o sb R a H R ?? ? ? ? （ ） 至此，外側(cè)連桿，偏心量及安裝尺寸可以確定。 內(nèi)側(cè)機(jī)構(gòu)參數(shù)確定方法 用同樣的方法便可確定內(nèi)側(cè)機(jī)構(gòu)參數(shù)。 由幾何關(guān)系可得： 1122h R ah R a?? ? 則 1212RahhRa?? ? ? ?2 22 2 2R R a h? ? ? 222si n 2RSeR R??? （ ） 2 2 39。 2 39。 22 2 2 2 2 2 2 2A D D B A A A B? ? ? 式中 39。22AB —— 內(nèi)側(cè)連桿長度， 39。2 2 2AB b? 2e —— 內(nèi)側(cè)偏心量。 2 2 2A D H h??， 2 2 2D B b a?? ? ?39。2 2 21 c osA A R ???， 39。2 2 2AB b? ? ? ? ? ? ?2 2 2222 2 2 21 c o sH h b a R b?? ? ? ? ? ? ? 2 2 39。 2 39。 22 2 2 2B C O C A B O A? ? ? 2BC R b??， OC H? 39。2 2 2AB b? ， 39。22cosOA R ?? ? ?2 2 2 2 222 c o sR b H b R ?? ? ? ? ? 可得 ? ? ? ?22 2 2222 2 c o s 112 H h h Rb R aRa ???? ? ?? ? ?????? （ ） 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 ? ?2 2 2 222 c o sb R b H R ?? ? ? ? （ ） 至此，內(nèi)側(cè)連桿、偏心量及安裝尺寸可以確定。 從以上給出的計算公式可見，它們均與Φ角 的大小有關(guān)，即與給定的振動形成有關(guān)。也就是說，從理論上講，對應(yīng)某一起要求的振動行程應(yīng)有一組機(jī)構(gòu)參數(shù)（偏心量及連桿長度）和安裝參數(shù)（如 a、 b、 h2）與之對應(yīng)。但這在實際中是不可行的。實際中只能通過改變偏心量 e1和 e2來適應(yīng)不同的振動行程，而連桿長度 b b2和安裝尺寸 a、 b、及 h2不可能轉(zhuǎn)變。因此，這里存在著哪一個振動行程來計算上訴參數(shù)的問題。對鑄機(jī)而言，由于其半徑 R往往很大，而振動行程 S卻很小，故Φ角很小。因此，完全可以利用某一振動行程時的Φ角來確定上述闡述。為適應(yīng)振動行程的變化只需要改變偏心量。 存在兩種 極端選擇：一是利用給定的最大振動行程 Sma x；二是利用無振動行程 S=0。兩者的差別在于利用前者求得的連桿長度略小于后者，帶來的影響是引起振動平衡位置的變化，即利用 S=Smax確定參數(shù)是，引起振動平衡位置下移（對 S不等于 Sma x而言）；利用 S=0時，引起平衡位置上移。但通過實例計算，由兩者所求得的參數(shù)大小非常接近。由于振動裝置本身處于振動狀態(tài)，用 Smax確定機(jī)構(gòu)參數(shù)較好。 圖 圓弧擺動 如圖 ，若結(jié)晶器能做圓弧擺動，則： 1212BBv RvR? 式中 1 3 1R OB? 2 3 2R OB? 因此，為使結(jié)晶器能作圓弧擺動，必需設(shè)法使內(nèi)外側(cè)兩套機(jī)構(gòu)運動諧調(diào)。即滿足 1212BBv RvR? 由于鑄機(jī)圓弧半徑很大（通常達(dá)幾米），而振動行程往往很?。◣缀撩椎绞畮缀撩祝?，武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 因此，Φ角一般非常小，故可認(rèn)為連桿鉸接點 B B2在振動行程內(nèi)的軌跡近似直線，在此情況下，由機(jī)構(gòu)學(xué)知識可得： 1 11 1 1 1s in s in 22Bve?? ? ????????? 2 22 2 2 2s in s in 22Bve?? ? ????????? 其中 12??? ， 12? ? ??? 則： 121122sin sin 22sin sin 22BBv eve?????????? 將 111sin 2RSeR R???， 222si n 2RSeR R???帶入上式，則： 1212BBv RKvR? 式中 12si n si n 22si n si n 22K?????????= 121 cos1 cos???? ? 1221 c o s1 c o s?? ?????? ? （ ） 1212,eebb???? 由于鑄機(jī)振幅較小，故偏心量 e1和 e2教小，而連桿長度 b1及 b2則較大，從而使λ 1及λ 2小到百分之幾甚 至千分之幾。因此， K=1，則： 1212BBv RvR? 由此可見，用前述方法來確定機(jī)構(gòu)參數(shù)，可使結(jié)晶器基本上作圓弧擺動。