【正文】 圖 41 偏心軸 偏心輪的校核a．靜強(qiáng)度校核取危險(xiǎn)截面 D其中 為其他各桿能承受的最大負(fù)荷，在電機(jī)的過電流保護(hù)裝置時(shí)maxP的調(diào)節(jié)值必須使過載時(shí)吊桿的拉力小于此值，否則將會(huì)引起其它桿件的破壞。 = =（kgm）???????maxax2PADMD??35max .????Wn? 26/. ????ss ?sn ?? ???????燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）40所以偏心輪靜強(qiáng)度通過。b,疲勞強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)參考書，利用公式計(jì)算可得最大工作力 p=產(chǎn)生法向應(yīng)力幅的力矩產(chǎn)生扭矩應(yīng)力幅的力矩檢驗(yàn)參考書，可得參數(shù)如下： ?????????92. 71k1?k mkn??????41???mk???????22)(11naMkWkun??????kgmADpM?? kgtPnna ?????22)()(naWaMun??????2266)().( 0834??????.~.n?第 4 章 結(jié)晶器振動(dòng)裝置主要零件的設(shè)計(jì)與校驗(yàn) 41即偏心輪的疲勞強(qiáng)度通過。 軸承的選擇和校驗(yàn) 偏心軸上的軸承選擇根據(jù)強(qiáng)度條件及安裝工藝設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)考慮，振動(dòng)結(jié)構(gòu)較大，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性差，負(fù)荷較大，偏心軸上的軸承選調(diào)位軸承，且為使軸承的徑向間隙較小，以提高運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，選取有錐度的軸承。軸承名稱:雙列向心球面滾子軸承軸承型號(hào)“113526 軸承的壽命計(jì)算根據(jù)有關(guān)參考書的計(jì)算公式:ρ—軸承的壽命指數(shù)C—軸承的額定動(dòng)載荷軸承的額定靜載荷0P—當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷n—軸承轉(zhuǎn)速已知C=43300kg kgC4750?min/2axrn?所以????????PCnL60113? kgP?年小 時(shí) ??????????nL燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）42 靜負(fù)荷校驗(yàn)根據(jù)參考書公式可查得：做比較可得出：所以軸承靜強(qiáng)度通過。?????第 4 章 結(jié)晶器振動(dòng)裝置主要零件的設(shè)計(jì)與校驗(yàn) 43結(jié)論本文首先介紹了連鑄的發(fā)展概況及其特點(diǎn)繼而說明了振動(dòng)裝置在連鑄機(jī)中的重要作用。文章把重要篇幅放在了介紹結(jié)晶器半板簧式振動(dòng)裝置上面，半板簧振動(dòng)機(jī)構(gòu)是用板簧代替四連桿的一個(gè)連架桿。本文的主要結(jié)果和結(jié)論如下：1. 結(jié)晶器板簧式振動(dòng)裝置采用正弦振動(dòng)規(guī)律，正弦振動(dòng)規(guī)律能有效地防止因坯殼的粘結(jié)而造成拉漏事故。2. 振幅﹑振動(dòng)頻率等振動(dòng)參數(shù)有利于改善鑄坯的表面質(zhì)量，形成光滑的鑄坯。3. 用板簧代替四連桿中的一個(gè)連架桿，減少了軸承的使用量，從而大大減少了由于軸承磨損帶來的誤差，并且不使鑄坯承受水平力和彎矩，之產(chǎn)生軸向的壓力或拉力。4. 振動(dòng)機(jī)構(gòu)能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡，不會(huì)產(chǎn)生因過大的加速度引起的沖擊和擺動(dòng)。5. 設(shè)備的制造﹑安裝和維護(hù)方面，便于處理事故，傳動(dòng)系統(tǒng)有足夠的安全性。6. 本振動(dòng)機(jī)構(gòu)采用交流變頻電流實(shí)現(xiàn)振動(dòng)，壽命長，運(yùn)動(dòng)軌跡準(zhǔn)確結(jié)晶器振動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，不僅可以提高澆注速度，而且使鋼液的生產(chǎn)成為可能。結(jié)晶器振動(dòng)在連鑄過程中扮演非常重要的角色。連鑄工藝技術(shù)就是在結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)被發(fā)明之后，才得以在鋼鐵工業(yè)中廣泛應(yīng)用燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）44參考文獻(xiàn)[1] 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世紀(jì)中期美國塞勒斯，賴尼和英國人貝塞麥就提出了連續(xù)澆鑄液體金屬的初步設(shè)想，并用于低熔點(diǎn)有色金屬澆鑄。但類似現(xiàn)代澆鑄設(shè)備的建議是由美國人亞瑟（1886）和德國人戴倫（1887）提出來的。在他們的建議中有上下敞口的結(jié)晶器，二次冷卻段，引錠桿，夾棍和豬皮切割設(shè)備等。當(dāng)時(shí)是用于銅和鋁等有色金屬的澆鑄。此后在 1933 年德國人容漢斯建成首臺(tái)結(jié)晶器振動(dòng)的立式連鑄機(jī)，澆鑄黃銅并獲得成功。結(jié)晶器振動(dòng)的實(shí)現(xiàn)不僅可以提高澆鑄速度，而且使鋼液連鑄生產(chǎn)成為可能，因此容漢斯成為現(xiàn)代連鑄技術(shù)的奠基人。而英國人哈里德提出“負(fù)滑脫“的概念，結(jié)晶器向下振動(dòng)比拉坯速度快，鑄坯與結(jié)晶器產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，真正有效的防止了鑄坯與結(jié)晶器的粘連，連鑄的關(guān)鍵性技術(shù)得到突破。因此 20 世紀(jì)50 年代連鑄進(jìn)入了工業(yè)生產(chǎn)階段。1951 年首臺(tái)工業(yè)生產(chǎn)連鑄機(jī)在前蘇聯(lián)問世。60 年代弧形連鑄機(jī)問世，實(shí)現(xiàn)了連鑄技術(shù)的一次飛躍，此后至今，連鑄發(fā)展迅速，不斷出現(xiàn)新工藝和新設(shè)備，如盛銅桶煉鋼，電磁攪拌，小方坯多級(jí)結(jié)晶器，結(jié)晶器液面檢測(cè)和漏鋼預(yù)報(bào)，粒狀保護(hù)渣的使用和加入，中間罐冶金，結(jié)晶器在線調(diào)寬等。我國連鑄技術(shù)也發(fā)展很快，一大批新技術(shù)、新工藝、新的設(shè)計(jì)理念注入到連鑄裝備的研發(fā)之中，為整個(gè)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，使連鑄比不斷提升。2022 年，中國的連鑄比攀升為 92．5％，高于全球平均水平 4 個(gè)百分點(diǎn)；2022 年上半年已達(dá)到 96．36％，超過國際的 89．70％平均水平的 6．66 個(gè)百分點(diǎn)。這幾年我國的連鑄機(jī)在設(shè)計(jì)理念和技術(shù)創(chuàng)新上有了長足進(jìn)展，上了一個(gè)新的臺(tái)階。但是在連鑄的發(fā)展中也存在著不足。目前國產(chǎn)的板坯連鑄機(jī)在技術(shù)、工藝等方面還不能滿足國內(nèi)一些大鋼廠的要求，寶鋼、武鋼等還都是引進(jìn)國外產(chǎn)品，我們的連鑄機(jī)與國外先進(jìn)國家相比還有相當(dāng)大的差距。連鑄技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用已成為一個(gè)國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。結(jié)晶器是連鑄最重要的組成部分，結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)是連鑄技術(shù)的重要特征。結(jié)晶器振動(dòng)裝置可以防止鑄坯與結(jié)晶器發(fā)生粘結(jié)，使鑄坯形成良好的表面并在銅坯拉裂時(shí)實(shí)現(xiàn)鋼坯的焊接。另外結(jié)晶器的周期性振動(dòng)有利于潤滑油和保護(hù)渣向結(jié)晶器壁和坯殼間滲漏，因而改善了潤滑條件，減少了拉皮阻力和粘結(jié)可能。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）48目前國內(nèi)連鑄機(jī)振動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多的又短臂四連桿式振動(dòng)機(jī)構(gòu)，四偏心輪振動(dòng)機(jī)構(gòu)，差動(dòng)齒輪振動(dòng)機(jī)構(gòu)。半板簧振動(dòng)機(jī)構(gòu)是用板簧代替四連桿中的一個(gè)連架桿，減少了四個(gè)軸承的使用，從而大大減少了由于軸承磨損帶來的誤差。連鑄結(jié)晶器的振動(dòng)規(guī)律即結(jié)晶器振動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，是結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)中最基本的內(nèi)容，因?yàn)閺倪B鑄發(fā)展的歷史上，每當(dāng)結(jié)晶器采用了一種新的較過去更為合理的振動(dòng)規(guī)律時(shí)，都對(duì)連鑄坯的澆鑄、表面質(zhì)量及拉坯速度的提高產(chǎn)生了重大的影響，所以我們?cè)诖擞斜匾芯拷Y(jié)晶器振動(dòng)規(guī)律的演變，找到更加合理的結(jié)晶器振動(dòng)規(guī)律。矩形振動(dòng)是最早出現(xiàn)的一種振動(dòng)方式。它的主要特點(diǎn)是：結(jié)晶器下降時(shí)與鑄坯做同步運(yùn)動(dòng)，然后以 3 倍拉坯速度上升。這種振動(dòng)方式的主要問題是：凸輪加工制造麻煩；為保證嚴(yán)格同步運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)和拉坯機(jī)構(gòu)間要實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格電氣連鎖；在上升和下降的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處速度變化很大。這對(duì)鑄坯的質(zhì)量和振動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)都是不利的，因而不便于采用高頻振動(dòng)。梯形振動(dòng)規(guī)律是對(duì)結(jié)晶器向下運(yùn)動(dòng)是有較長時(shí)間的負(fù)滑脫，從而在坯殼中產(chǎn)生壓力，壓合斷裂的坯殼，使粘結(jié)的坯殼強(qiáng)制脫模。結(jié)晶器上升和下降處速度變化緩和，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。它是一種較好的振動(dòng)規(guī)律。正弦速度規(guī)律的基本出發(fā)點(diǎn)是：打破結(jié)晶器和鑄坯之間要有一定速度關(guān)系的框架，著重發(fā)揮它的脫模作用，用偏心輪代替凸輪。正弦速度規(guī)律是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的一種振動(dòng)規(guī)律。非正弦速度規(guī)律是近年出現(xiàn)的一種新型振動(dòng)方式。其主要特點(diǎn)是：負(fù)滑動(dòng)時(shí)間短，有利于減輕鑄坯表面振痕深度；正滑脫較長可增加保護(hù)渣消耗量，有利于結(jié)晶器潤滑；結(jié)晶器向下運(yùn)動(dòng)速度與鑄坯運(yùn)動(dòng)速度差較小，減少摩擦力，減少坯殼中的拉應(yīng)力，減少拉裂。這種速度規(guī)律將是未來主要發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)晶器振動(dòng)是由結(jié)晶器振動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)的，振動(dòng)機(jī)構(gòu)是振動(dòng)裝置的核心。結(jié)晶器半板簧式振動(dòng)裝置代替了四連桿機(jī)構(gòu)中的一個(gè)連架桿，減少了四個(gè)軸承，這樣就減少了由于磨損造成的運(yùn)動(dòng)偏差，并且增加了系統(tǒng)柔性，也適應(yīng)了高頻率低振幅的振動(dòng)工藝要求。有利于精確實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡，保證鑄坯質(zhì)量。所以選題研究的是半板簧振動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題結(jié)晶器振動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要要求有兩點(diǎn)：一是使結(jié)晶器按一定的速度律振動(dòng)，二是使結(jié)晶器按一定軌跡準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)。所以要解決的主要問題是如何選擇和實(shí)現(xiàn)速度振動(dòng)規(guī)律，如何實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器按一定的振動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)。正弦速度規(guī)律是目前世界上被最廣泛應(yīng)用的振動(dòng)規(guī)律，所以選用正弦振動(dòng)規(guī)律，并且研究設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件。附錄 1 開題報(bào)告 49三、研究步驟、方法及措施：正如前文所述，本人選題的主要任務(wù)是確定振動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)及振動(dòng)速度參數(shù)。使結(jié)晶器做近似圓弧運(yùn)動(dòng)的四連桿振動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)來確定機(jī)構(gòu)參數(shù)，一般選用現(xiàn)成的通用陳旭，如懲罰函數(shù)法等。因此，優(yōu)化的問題主要是數(shù)字模型的建立，即選擇設(shè)計(jì)變量，建立目標(biāo)函數(shù)，提出約束條件。結(jié)晶器半板簧式振動(dòng)裝置振動(dòng)軌跡的精確計(jì)算原理：利用連桿實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器近似地沿鑄機(jī)圓弧運(yùn)動(dòng)。選擇連桿的長度及安裝的初始位置，可得運(yùn)動(dòng)軌跡誤差為R*〈=，從而使結(jié)晶器與二冷段有較長的對(duì)弧精度。設(shè)計(jì)振動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，初始條件：四連桿兩連架桿相等且二桿延長線交與連鑄機(jī)圓弧中心，兩桿與連鑄機(jī)水平半徑夾角分別為 a，b 離鑄機(jī)中心較近的鉸鏈所在圓弧半徑為 R1，離鑄機(jī)中心較遠(yuǎn)的鉸鏈所在圓弧半徑為 R2。最低固定鉸鏈到鑄機(jī)水平距離為H，結(jié)晶器銅板上任一點(diǎn)由平衡位置振動(dòng)到極限位置時(shí)軌跡誤差為 R*。誤差函數(shù)為