【導(dǎo)讀】而且當(dāng)發(fā)生粘結(jié)時，振動能強(qiáng)制脫模，消除粘結(jié)。振動機(jī)構(gòu)是使結(jié)晶器產(chǎn)生。確地沿著一定的軌跡振動。四偏心式、以及液壓振動機(jī)構(gòu)等等。振動規(guī)律主要包括同步式振動，負(fù)滑脫振動，是繞曲率半徑中心的圓弧線運(yùn)動。其中兩搖桿長度的選擇必須滿足①兩搖桿的長。度相等；②兩搖桿的延長線通過曲率中心。②設(shè)計方案的確定；③工藝參數(shù)的確定；

　　

【正文】 均存在負(fù)滑動時間為零的點(diǎn)，此時對應(yīng)的頻率為： 0 1000 1000cvf fZ???? （ 211） 當(dāng) f＜ 0f 時，無負(fù)滑動產(chǎn)生。 ： 1 1 . 5 3 3 3 1 1 0 0 0 1 5 3 3 . 3 1cvf hZ??? ? ? （ 212） 振動頻率和振幅的計算 振動臺的振源系統(tǒng)是由電 動機(jī)通過減速器驅(qū)動的一套偏心部件，偏心部件由一個偏心軸和一個偏心套以及它們的平面對齒輪嚙合的定位鎖緊裝置組成，平面對齒的齒間角為 6176。這樣，就可以以 6的整數(shù)倍角度去改變偏心軸和偏心套之間的相對位置，就可以改變偏心部件的偏心量，從而改變振源的振幅。其中偏心套包括主副偏心套，振幅也主要包靠主副偏心套來實(shí)現(xiàn)。副偏心套內(nèi)孔與減速器輸出軸相連接，最后把振幅反應(yīng)到振動臺面。主副偏心套圖形如圖 24 所示。 27 圖 24主副偏心套圖 根據(jù)矢量疊加原理，偏心部件偏心量為偏心 軸的偏心量 1E 和偏心套的偏心量 2E 的矢量和，即 E= 1E + 2E 如圖 25 所示。 圖 25偏心量計算簡圖 振源振幅即為偏心部件振幅： 221 2 1 2 2 12 c o sA e e e e E O E? ? ? （ 213） 根據(jù)公 式（ 213）： 其中 1e 和 2e 分別為偏心軸和偏心套的偏心距。 當(dāng) 21EOE =0176。時，偏心距 e最小為 1e 2e 。 當(dāng) 21EOE =180176。時，偏心距 e 最大為 1e +2e 。 28 主副偏心距相等即 212 2 cosA e E OE?? 。 有以上公式和振幅范圍我們選擇調(diào)整方式如下表： 調(diào)整方式 24176。 2′ 58″ 36176。 25′ 12″ 49176。 14′ 55″ 63176。 35′ 40″ 偏心軸偏心 mm 6 6 6 6 偏心套偏心 mm 6 6 6 6 振幅 mm 177。 177。 177。 5 177。 由于振幅范圍為 ，所以我們可以通過改變角度來調(diào)整振幅，各振幅可有主副振動套調(diào)節(jié)得到。隨著連鑄技術(shù)的進(jìn)步及拉坯速度的提高， 振動頻率也隨之提高，提高頻率，減小振幅，就能使鑄坯表面上留下的振動波紋變淺，提高鑄坯表面的質(zhì)量。所有我們選擇小振幅177。 符合振動要求。 當(dāng) cv =,h=2 時，由式（ 28）得： Z=43 由式（ 211）得到零點(diǎn)頻率為 。 由式（ 212）得到最大負(fù)滑動時間的頻率為 。 由 振動參數(shù)的確定，我們應(yīng)選 NS≥ %的區(qū)域的頻率。 由上面的條件我們選擇頻率為 370。 當(dāng) cv =， h= 時，由式（ 28）得： Z=133 由式（ 211）得到零點(diǎn)頻率為 。 由式（ 212）得到最大負(fù)滑動時間的頻率為 。 由 振幅參數(shù)的確定，我們應(yīng)選 NS≥ %的區(qū)域的頻率。 有上面的條件我們選擇頻率為 113。 29 所以結(jié)晶器的振動頻率范圍為 113370 之間。 結(jié)晶器振動機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析 結(jié)晶器振動位移分析 我們可以把振源看作一滑動機(jī)構(gòu)，運(yùn)動簡圖如圖 26所示（逆時針方向）。 圖 26 振動機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)圖 滑塊 E的坐標(biāo)為： 12c o s c o sX G H H C R R??? ? ? ? （ 214） 其中 t??? ，同時可求得： 30 ? 和 ? 的關(guān)系為： 12sinsin RR?? ? 或 12sin sinRR??? 則有： 1 222c o s 1 ( ) s i nRR???? 把上述按二項式定理展開，得： 112 2 4 42211( 1 )1 22cos 1 ( ) sin ( ) sin22RR? ? ??? ? ? ??? =241124221 R 11 ( ) s i n ( ) s i n2 R 8 RR?????? 由于 12RR 非常小，第二項以后各項均可以省去，由此可得：cos?? 21 221R1 ( ) sin2R ?? = 1 221 1 cos 21 ( )22RR ??? =112222111 ( ) ( ) c o s 244RR ??? （ 215） 將上式代入 X 的表達(dá)式中，得： X= 112212 2211c o s [ 1 ( ) ( ) c o s 2 ]44RRRR??? ? ? （ 216） 因 t??? ，故有： X= 11 2122211[ c o s ( ) c o s 2 ] [ 1 ( ) ]44RRR t t R??? ? ? （ 217） 考慮 C點(diǎn)的位移方向相反，則 C點(diǎn)的位移函數(shù)為 cS =X。 為了計算和討論方便，將其取正，則結(jié)晶器的位移函數(shù)和 C點(diǎn)的位置函數(shù)相同，即： MS =cS = 11 2122211[ c o s ( ) c o s 2 ] [ 1 ( ) ]44RRR t t R??? ? ? （ 218） 結(jié)晶器振動機(jī)構(gòu)速度與加速度分析 （ 1）振動機(jī)構(gòu)的速度分析 31 根據(jù)前節(jié)的分析，對結(jié)晶 器的位移函數(shù)求 t 的一次導(dǎo)數(shù)，便得出結(jié)晶器的速度函數(shù)，即： 1121[ s i n ( ) s i n 2 ]2d x Rv R t td t R? ? ?? ? ? ? = 11 1( )21s i n s i n 22 RR t R tR? ? ? ??? 滑塊的運(yùn)動速度可以看成兩個諧振動的疊加結(jié)果： 1v = 1sinRt??? 2v = 11( )21 sin 22 RRtR??? 諧振動 1v 和 2v 均是正弦曲線，諧運(yùn)動周期2112TT? ，由于 121( ) 12 RR ，從工程角度， v 可近似為： 1 sinv R t???? （ 219） （ 2）振動機(jī)構(gòu)的加速度分析 把（ 47）對 t 求導(dǎo)，得： 12211 2c o s ( ) c o s 2d v Ra R t R td t R? ? ? ?? ? ? ? = 121 2[ c o s ( ) c o s 2 ]RR t tR? ? ??? 由于 12 1RR ，因此，從工程角度， a 可近似為： 2 1 cosa R t???? （ 220） 結(jié)論 （ 1）短臂四連桿振動機(jī)構(gòu)屬于正弦振動方式。 （ 2）振動臺結(jié)晶器與鑄坯之間沒有嚴(yán)格的速度關(guān)系，因此不必采用速度聯(lián)鎖裝置，從而 降低電氣系統(tǒng)的復(fù)雜性。 （ 3）與拉坯速度相比，振動臺在運(yùn)動中沒有穩(wěn)定階段，但仍有一小段負(fù)滑動振 32 動，具有脫模作用。 （ 4）振動臺的加速度按余弦規(guī)律變化，其加速度的振動取決于 1R 和 ? 值的大小。 （ 5）因 2f ??? ，則有：振動臺振幅越小， f越大。振動臺振幅將直接影響到鑄坯振痕的深度，從而提高鑄坯的表面質(zhì)量。 （ 6）由于振動臺加速度按余弦規(guī)律變化，運(yùn)動過度點(diǎn)比較平穩(wěn)沒有較 大的沖擊力。 電動機(jī)的選擇和減速器的設(shè)計 （ 1）電動機(jī)功率的計算 振動總負(fù)荷（ tP ） 則有： tvP Q F P??? 式中 tP —— 振動總負(fù)荷 Q —— 振動臺上承載總靜負(fù)荷 F —— 結(jié)晶器摩擦阻力 vP —— 動負(fù)荷 振動的總質(zhì)量包括結(jié)晶器、振動機(jī)構(gòu)的質(zhì)量。其結(jié)晶器的質(zhì)量為千克，振 動機(jī)構(gòu)的質(zhì)量為千克，總質(zhì)量為千克。所以振動臺上承載總靜負(fù)荷為： Q=mg= 計算動負(fù)荷 vP 由上面計算得到振動體的頻率為 113370。 所以角速度 260f?? ? =。 由式（ 220） 2 1 cosa R t???? 得到角速度最大為 2 1R? ，其中 1R 為偏心 距，即主副偏心距配合所得。 振幅與偏心距相等。 當(dāng)偏心距 h=,? = 時，最大加速度為 a = 2 1R? = 2/ms。所以，振動體的慣性力為 vP =ma=215416 33 當(dāng)偏心距 h=,? = 時，最大加速度為 a = 2 1R? = 2/ms。所以，振動體的慣性力為 vP =ma=541984194。 計算結(jié)晶器拉坯的摩擦阻力 F 結(jié)晶器和拉坯之間的摩擦力公式為： 2 2 ( )2HF B D? ?? ? ? ? ? 式中： H—— 結(jié)晶器有效高度 B—— 結(jié)晶器 有效長度 D—— 結(jié)晶器有效寬度 ? —— 鋼液密度 ? —— 摩擦系數(shù) 鋼液密度屬于沸騰鋼，所以 ? = 3/m 。 摩擦系數(shù) ? =，取 ? =。 由經(jīng)驗 可知，結(jié)晶器的斷面尺寸應(yīng)當(dāng)比連鑄坯斷面的公稱尺寸大一些，通常約為13%。所以方坯的長度應(yīng)為 ，選擇長度為 mm。 結(jié)晶器的有效高度 H=966 mm。 所以 F= ? ?2 ????? =。 所以當(dāng) h= 時， tvP Q F P???=++= 當(dāng) h= 時， tvP Q F P???=++= 由式（ 219） 1 sinv R t???? 得： 當(dāng) h= 時，最大速度 1mvR?? =。 當(dāng) h= 時，最大速度 1mvR?? =。 計算電驅(qū)動的總功率 P 1000tmPvP ?? 34 式中： P —— 總功率 ? —— 總傳動效率， ? = 當(dāng) h= 時，則 P= ??= 當(dāng) h= 時，則 P= 00 07 29 9 ??= (2)選電動機(jī)的類型及電機(jī)容量 首先，選擇電動機(jī)時應(yīng)使電機(jī)的額定功率大于計算所得的驅(qū)動功率，因為計算過程選取參數(shù)時盡量選用比較安全的參數(shù)，所以選電動機(jī)的額定功率要大于計算所得的最大值即可。選擇電動機(jī)的類型 一般是根據(jù)其工作特點(diǎn)而定的，在本設(shè)計中由于結(jié)晶器要調(diào)整振動頻率來達(dá)到合適的拉坯速度用于澆注不同的鋼種和不同的斷面。所以電動機(jī)必須有可調(diào)速度的性能。所以我們選擇無級變速器。由 MB和 MBC變速器配四級電動機(jī)（ 1450r/min）的型號規(guī)格表，電動機(jī)的功率為，頻率為 113370。所以我們選擇的額定功率為 11kw，調(diào)速范圍為80400 的 MBC一級變速器，無級減速器的型號為 MBL150，電動機(jī)的型號為Y160M424。 （ 3）行星摩擦式無級變速機(jī) 行星摩擦式無級變速機(jī)是采用國內(nèi)外 最先進(jìn)的技術(shù)而設(shè)計的，它克服了目前各種無級變速機(jī)的許多缺點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)有：體積小、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、操作方便、恒功率特性好、承載能力強(qiáng)、傳動穩(wěn)定、效率高、速度連續(xù)可調(diào)，特別適用于工藝采用多變的場合。 事實(shí)證明本機(jī)靈敏度和可靠性最高，適應(yīng)最強(qiáng)，便于對它實(shí)現(xiàn)自動控制、遙控或跟蹤控制。本機(jī)不僅僅可廣泛應(yīng)用于食品、紡織、制藥等輕工業(yè)部門，而且還可用于機(jī)床、石油、化工、冶金礦山等重工業(yè)部門及交通運(yùn)輸業(yè)。本機(jī)具有以下特點(diǎn)： ：在加沖擊負(fù)載或機(jī)器逆轉(zhuǎn)時，本機(jī)能可靠、精確地轉(zhuǎn)動，無后座力，并有足夠的強(qiáng)度，其輸出扭矩 轉(zhuǎn) 速特性曲線呈硬特性。 ：輸出速比可在 1: 至 1： 之間任意變換，因此本機(jī)易于與減速機(jī)或增速機(jī)組合，而得到極低或極高的速比。 ：調(diào)速精度為 ，這是目前同類無級變速機(jī)中僅有的。 35 ：本機(jī)所有的轉(zhuǎn)動部件都經(jīng)過嚴(yán)格地處理、精密地加工、研磨，接觸和潤滑良好、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低，輸出軸與輸入軸均無附加的軸向力，壽命長。 ：本機(jī)能與擺線針輪減速機(jī)、齒輪減速機(jī)、蝸桿減速機(jī)及其它減速機(jī)相組合，實(shí)現(xiàn)低速無級變速，因此它具有良好的適應(yīng)性。 （ 4）無級減速器的 結(jié)構(gòu)和原理 行星摩擦式無級變速機(jī)主要由電動機(jī)、摩擦轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、加壓裝置及指針式調(diào)速控制機(jī)構(gòu)組成。摩擦轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的工作過程是：由輸入軸帶動太陽輪、壓盤，通過行星輪帶動由恒輪和壓環(huán)組成的摩擦副，壓緊碟形彈簧，而產(chǎn)生摩擦力。壓緊裝置由一組碟形彈簧組成，它對壓盤和太陽輪施加軸向力。調(diào)速控制機(jī)構(gòu)的工作過程是：由手輪帶動調(diào)節(jié)螺桿，使端面凸輪相對轉(zhuǎn)動，從而調(diào)節(jié)恒輪和壓環(huán)的位置，最后改變了行星與太陽輪、壓盤及恒輪，壓環(huán)摩擦處的工作半徑，實(shí)現(xiàn)了無級變速。同時在指示器上反映了轉(zhuǎn)速值。 圖 27無級減