【正文】 圖 41 偏心軸 偏心輪的校核a．靜強度校核取危險截面 D其中 為其他各桿能承受的最大負荷，在電機的過電流保護裝置時maxP的調(diào)節(jié)值必須使過載時吊桿的拉力小于此值，否則將會引起其它桿件的破壞。 = =（kgm）???????maxax2PADMD??35max .????Wn? 26/. ????ss ?sn ?? ???????燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）40所以偏心輪靜強度通過。b,疲勞強度計算根據(jù)參考書，利用公式計算可得最大工作力 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)晶器振動裝置主要零件的設(shè)計與校驗 41即偏心輪的疲勞強度通過。 軸承的選擇和校驗 偏心軸上的軸承選擇根據(jù)強度條件及安裝工藝設(shè)計出的結(jié)構(gòu)考慮，振動結(jié)構(gòu)較大，運動穩(wěn)定性差，負荷較大，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，以提高運動的平穩(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“113526 軸承的壽命計算根據(jù)有關(guān)參考書的計算公式:ρ—軸承的壽命指數(shù)C—軸承的額定動載荷軸承的額定靜載荷0P—當量動負荷n—軸承轉(zhuǎn)速已知C=43300kg kgC4750?min/2axrn?所以????????PCnL60113? kgP?年小 時 ??????????nL燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）42 靜負荷校驗根據(jù)參考書公式可查得：做比較可得出：所以軸承靜強度通過。?????第 4 章 結(jié)晶器振動裝置主要零件的設(shè)計與校驗 43結(jié)論本文首先介紹了連鑄的發(fā)展概況及其特點繼而說明了振動裝置在連鑄機中的重要作用。文章把重要篇幅放在了介紹結(jié)晶器半板簧式振動裝置上面，半板簧振動機構(gòu)是用板簧代替四連桿的一個連架桿。本文的主要結(jié)果和結(jié)論如下：1. 結(jié)晶器板簧式振動裝置采用正弦振動規(guī)律，正弦振動規(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﹑振動頻率等振動參數(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. 振動機構(gòu)能準確地實現(xiàn)預(yù)定軌跡，不會產(chǎn)生因過大的加速度引起的沖擊和擺動。5. 設(shè)備的制造﹑安裝和維護方面，便于處理事故，傳動系統(tǒng)有足夠的安全性。6. 本振動機構(gòu)采用交流變頻電流實現(xiàn)振動，壽命長，運動軌跡準確結(jié)晶器振動的實現(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)用燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）44參考文獻[1] 王雅貞，張巖，劉術(shù)國，新編連續(xù)鑄鋼工藝及設(shè)備[M]，冶金工業(yè)出版社，1999[2] 田乃媛，薄板坯連鑄連軋[M] 北京，冶金工業(yè)出版社，1998[3] 郭戈，王偉，柴天佑，連鑄過程中幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計與實現(xiàn)[J] 自動化學報，（4）：1821。[4] 蔡開科，程士富，連續(xù)鑄鋼原理與工藝[M].冶金工業(yè)出版社，1999[5] 鄒家祥，冶金機械設(shè)計理論[M]，冶金工業(yè)出版社，1998[6] 賀道中，連續(xù)鑄鋼[M] 北京，冶金工業(yè)出版社，[7] 李先奎，張德明，連鑄結(jié)晶器振動技術(shù)，北京，冶金工業(yè)出版社，2022[8] 楊拉道，謝東鋼，常規(guī)板坯連鑄機術(shù)，冶金工業(yè)出版社，2022[9] 徐道程，液壓短臂四連桿振動機構(gòu)特性分析[D]，北京科技大學，2022[10] 安子軍．機械原理教程 [M]．北京：機械工業(yè)出版社，2022．[11] 李先奎 連鑄結(jié)晶器振動技術(shù) 冶金工業(yè)出版社 1999[12] 王雅貞，張巖，劉術(shù)國．新編連續(xù)鑄鋼工藝及設(shè)備[M]．冶金工業(yè)出版社，1999．[13] REN Tingzhi，LIU Cai．Theoretical study of an oscillation waveform function and pammcters for controlling the oscillation of a mold[J]．Chinese Journal of Mechanical Engineering，2022，1 7(4)：606608．[14] Jiaren，JiangXing，YangLiu．Dimensional variations of castings and moulds in the ceramic mould casting process[J]．Journal of Materials Processing Technology，Volume l 89，2022(6)：13．[15] H．Q．Chen，Q．C．Wang，H．G．Guo．Research on the castingfing precision forming process of alternator poles[J]．Journal of Materials Processing Technology，Volume 1 29，Issues 參考文獻 4513，2022(1 1)：Pages 330332．[16] Lei Zhang，YiMing Rong,Hou—Fa Shen TianYou Huang．Solidification modeling in continuous casting by finite point method[J]．Journal of Materials Processing Technology，2022(1)：192193．燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 46 致謝本文是張興中老師精心指導下完成的。從課題的研究到論文撰寫以及修改完成凝聚了張老師大量的心血和汗水。張老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和崇高的敬業(yè)精神使我受益匪淺，老師們對待問題科學嚴謹?shù)膽B(tài)度，工作上的認真細致，都將使我終身受益，并鞭策我在今后的工作學習中努力進取。老師在全面、具體地指導研究工作的同時，對本人的生活也給予了無微不至的關(guān)心和幫助。在此論文完成之際，謹向老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。 在課題的研究過程中，還得到課題組胡楊同學的幫助，在此表示衷心的感謝。最后，感謝我的老師和同學給予我的鼓勵與支持。附錄 1 開題報告 47附錄 1 開題報告一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義早在 19 世紀中期美國塞勒斯，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。當時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結(jié)晶器振動的立式連鑄機，澆鑄黃銅并獲得成功。結(jié)晶器振動的實現(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“負滑脫“的概念，結(jié)晶器向下振動比拉坯速度快，鑄坯與結(jié)晶器產(chǎn)生了相對運動，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50 年代連鑄進入了工業(yè)生產(chǎn)階段。1951 年首臺工業(yè)生產(chǎn)連鑄機在前蘇聯(lián)問世。60 年代弧形連鑄機問世，實現(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，小方坯多級結(jié)晶器，結(jié)晶器液面檢測和漏鋼預(yù)報，粒狀保護渣的使用和加入，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)計理念注入到連鑄裝備的研發(fā)之中，為整個鋼鐵工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻，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 個百分點；2022 年上半年已達到 96．36％，超過國際的 89．70％平均水平的 6．66 個百分點。這幾年我國的連鑄機在設(shè)計理念和技術(shù)創(chuàng)新上有了長足進展，上了一個新的臺階。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、武鋼等還都是引進國外產(chǎn)品，我們的連鑄機與國外先進國家相比還有相當大的差距。連鑄技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用已成為一個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的標志。結(jié)晶器是連鑄最重要的組成部分，結(jié)晶器振動技術(shù)是連鑄技術(shù)的重要特征。結(jié)晶器振動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實現(xiàn)鋼坯的焊接。另外結(jié)晶器的周期性振動有利于潤滑油和保護渣向結(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。燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）48目前國內(nèi)連鑄機振動機構(gòu)應(yīng)用較多的又短臂四連桿式振動機構(gòu)，四偏心輪振動機構(gòu)，差動齒輪振動機構(gòu)。半板簧振動機構(gòu)是用板簧代替四連桿中的一個連架桿，減少了四個軸承的使用，從而大大減少了由于軸承磨損帶來的誤差。連鑄結(jié)晶器的振動規(guī)律即結(jié)晶器振動速度隨時間的變化規(guī)律，是結(jié)晶器振動技術(shù)中最基本的內(nèi)容，因為從連鑄發(fā)展的歷史上，每當結(jié)晶器采用了一種新的較過去更為合理的振動規(guī)律時，都對連鑄坯的澆鑄、表面質(zhì)量及拉坯速度的提高產(chǎn)生了重大的影響，所以我們在此有必要研究結(jié)晶器振動規(guī)律的演變，找到更加合理的結(jié)晶器振動規(guī)律。矩形振動是最早出現(xiàn)的一種振動方式。它的主要特點是：結(jié)晶器下降時與鑄坯做同步運動，然后以 3 倍拉坯速度上升。這種振動方式的主要問題是：凸輪加工制造麻煩；為保證嚴格同步運動，振動機構(gòu)和拉坯機構(gòu)間要實現(xiàn)嚴格電氣連鎖；在上升和下降的轉(zhuǎn)折點處速度變化很大。這對鑄坯的質(zhì)量和振動系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)都是不利的，因而不便于采用高頻振動。梯形振動規(guī)律是對結(jié)晶器向下運動是有較長時間的負滑脫，從而在坯殼中產(chǎn)生壓力，壓合斷裂的坯殼，使粘結(jié)的坯殼強制脫模。結(jié)晶器上升和下降處速度變化緩和，運動平穩(wěn)。它是一種較好的振動規(guī)律。正弦速度規(guī)律的基本出發(fā)點是：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規(guī)律。非正弦速度規(guī)律是近年出現(xiàn)的一種新型振動方式。其主要特點是：負滑動時間短，有利于減輕鑄坯表面振痕深度；正滑脫較長可增加保護渣消耗量，有利于結(jié)晶器潤滑；結(jié)晶器向下運動速度與鑄坯運動速度差較小，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。結(jié)晶器振動是由結(jié)晶器振動裝置實現(xiàn)的，振動機構(gòu)是振動裝置的核心。結(jié)晶器半板簧式振動裝置代替了四連桿機構(gòu)中的一個連架桿，減少了四個軸承，這樣就減少了由于磨損造成的運動偏差，并且增加了系統(tǒng)柔性，也適應(yīng)了高頻率低振幅的振動工藝要求。有利于精確實現(xiàn)運動軌跡，保證鑄坯質(zhì)量。所以選題研究的是半板簧振動裝置設(shè)計。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題結(jié)晶器振動機構(gòu)的主要要求有兩點：一是使結(jié)晶器按一定的速度律振動，二是使結(jié)晶器按一定軌跡準確運動。所以要解決的主要問題是如何選擇和實現(xiàn)速度振動規(guī)律，如何實現(xiàn)結(jié)晶器按一定的振動軌跡運動。正弦速度規(guī)律是目前世界上被最廣泛應(yīng)用的振動規(guī)律，所以選用正弦振動規(guī)律，并且研究設(shè)計關(guān)鍵零件。附錄 1 開題報告 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)是確定振動機構(gòu)參數(shù)及振動速度參數(shù)。使結(jié)晶器做近似圓弧運動的四連桿振動機構(gòu)應(yīng)采用優(yōu)化設(shè)計來確定機構(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)計變量，建立目標函數(shù)，提出約束條件。結(jié)晶器半板簧式振動裝置振動軌跡的精確計算原理：利用連桿實現(xiàn)結(jié)晶器近似地沿鑄機圓弧運動。選擇連桿的長度及安裝的初始位置，可得運動軌跡誤差為R*〈=，從而使結(jié)晶器與二冷段有較長的對弧精度。設(shè)計振動機構(gòu)時，初始條件：四連桿兩連架桿相等且二桿延長線交與連鑄機圓弧中心，兩桿與連鑄機水平半徑夾角分別為 a，b 離鑄機中心較近的鉸鏈所在圓弧半徑為 R1，離鑄機中心較遠的鉸鏈所在圓弧半徑為 R2。最低固定鉸鏈到鑄機水平距離為H，結(jié)晶器銅板上任一點由平衡位置振動到極限位置時軌跡誤差為 R*。誤差函數(shù)為