【正文】 圖 銷軸。5偏心軸上零件設計計算 支架處銷軸的設計及其校核銷軸用于兩零件的鉸接處，構成鉸鏈連接。 本章小結 擬定軸上零件的裝配方案是進行軸上的結構設計的前提，他決定軸的基本形式，在擬定裝配方案時，應考慮軸上零件裝拆方便，軸上零件的尺寸、數(shù)量及重量等。由鍵的選材可知：，取。 (3)計算軸向力 (4）計算當量動載荷： 按機械設計表136，取 (5) 驗算壽命 滿足壽命要求。 軸承2的選擇及其校核軸承2軸承段軸徑 根據(jù)軸徑，選擇該軸承型號為：23038查機械設計手冊第四版第二卷7353得其等效模型圖（）： 軸承2等效模型圖（1）計算派生軸向力對于230388軸承，軸承派生軸向力： 方向向左； 方向向右。則左端軸承壓緊，右端軸承放松。 軸承圖 軸承1的選擇及其校核軸承1的軸承段軸徑 對于四偏心式振動機構，由于承載能力比較大，在重載和振動載荷下工作要求高，且對軸向位移和調心性能的要求以及根據(jù)軸的極限轉速低等特點，確定該軸的軸承選用圓柱孔調心滾子軸承。所以要選擇HL7型。4偏心軸上零件設計計算 聯(lián)軸器的選擇（1）選擇根據(jù)，選擇聯(lián)軸器型號為HL6。本章對偏心軸的類型選擇，材料，結構設計，以及軸上各零件的布置和裝配方案進行了討論。 軸受力圖 其中 則有 軸上力分析圖（）： 軸上力分析圖由力平衡關系： 由力矩平衡關系： 將；代入上式計算得 彎矩分析： 扭矩分析： 彎扭受力分析（）： 彎扭受力圖 彎矩圖（）： 彎矩圖扭矩圖（）： 扭矩圖彎扭合成： 偏心軸承受脈動循環(huán)變應力 則 危險截面A處，查參考文獻知45鋼質，軸的抗彎截面系數(shù) 所以 所以該軸是安全的，軸徑選取合適。 。其振動裝置的振動加速度a值計算如下：令OA=x為A點的位移， 運動圖當時，位移的計算可采用下列近似公式： 通常作運動分析是，A的位移S多從A的外極限位置算起。對單一偏心軸：振動總負荷由振動裝置靜負荷、結晶器摩擦力及偏心輪機構的動負荷三部分組成，即 ，N （） 振動裝置示意圖 式中 Q——振動裝置的總靜負荷，Q== N； F——結晶器摩擦阻力，N； FV——振動動負荷，N。作用在振動裝置上的力有：振動裝置的總靜負荷Q、坯殼與結晶器銅板之間的摩接力F、振動動負荷FV。 根據(jù)偏心軸（）示意圖得出各尺寸。軸上的平鍵的長度應短于該軸段長度5~10mm，鍵長要圓整為標準值。當用套筒或擋油盤等零件來固定軸上零件時，軸端面與套筒端面或輪轂端面之間應留有2~3mm的間隙，即軸段長度小于輪轂寬度2~3mm，以防止加工誤差使零件在軸向固定不牢靠。在這里，C取110，對段有 圓整取 軸上安裝零件的各段長度，根據(jù)相應零件輪轂寬度和其他結構需要來確定。當該軸段截面上有一個鍵槽時，d增大5%；有兩個鍵槽時，d增大10%。若材料為45鋼，通常取C=106~117，C值應考慮軸上彎矩對軸強度的影響，當只受轉矩或彎矩相對較小時，C取小值；當彎矩相對較大時，C取大值。聯(lián)軸器和滾動軸承的型號是根據(jù)軸端直徑確定的，而且軸的結構設計是在初步計算軸徑的基礎上進行的，故要先計算軸徑。擬定軸上零件的裝配方案是進行軸上的結構設計的前提，他決定軸的基本形式，在擬定裝配方案時，應考慮軸上零件裝拆方便，軸上零件的尺寸、數(shù)量及重量等。常用鍵、花鍵、緊定螺釘、銷及過盈配合等方法實現(xiàn)。 與滾動軸承配合處的h與r值應根據(jù)滾動軸承的類型與尺寸確定。由于該軸要承受較大的軸向力，而且定位要求可靠，故采用軸肩軸向定位與固定方法（）。在該振動結構中，由于要實現(xiàn)振動，選擇轉軸的類型為偏心軸（）。3振動臺偏心軸的設計偏心軸是由多段圓柱體布置在兩根偏心軸線上的軸類零件，作用是將旋轉運動變?yōu)橹本€往復運動或將巨大的扭矩變?yōu)閴毫Α? 本章主要闡述了結晶器振動臺振動系統(tǒng)方案設計。不難看出，當偏心軸鉸接點連線通過鑄機圓弧中心時，所得到的偏心量及連桿尺寸可滿足這一關系。 另外，從上面的分析中，還可得出如下結論： ①為保證結晶器做圓弧擺動具有足夠的精度，兩套機構連桿不宜太短，即H不宜過小或H一定時h1不宜過大。即滿足 由于鑄機圓弧半徑很大（通常達幾米），而振動行程往往很小（幾毫米到十幾毫米），因此，Φ角一般非常小，故可認為連桿鉸接點BB2在振動行程內的軌跡近似直線，在此情況下，由機構學知識可得： 其中 ， 則： 將 ，帶入上式，則： 式中 = （） 由于鑄機振幅較小，故偏心量e1和e2教小，而連桿長度b1及b2則較大，從而使λ1及λ2小到百分之幾甚至千分之幾。由于振動裝置本身處于振動狀態(tài)，用Smax確定機構參數(shù)較好。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Smax而言）；利用S=0時，引起平衡位置上移。為適應振動行程的變化只需要改變偏心量。對鑄機而言，由于其半徑R往往很大，而振動行程S卻很小，故Φ角很小。實際中只能通過改變偏心量e1和e2來適應不同的振動行程，而連桿長度bb2和安裝尺寸a、b、及h2不可能轉變。也就是說，從理論上講，對應某一起要求的振動行程應有一組機構參數(shù)（偏心量及連桿長度）和安裝參數(shù)（如a、b、h2）與之對應。 ， ， ， ， 可得 （） （） 至此，內側連桿、偏心量及安裝尺寸可以確定。 內側機構參數(shù)確定方法 用同樣的方法便可確定內側機構參數(shù)。 振動機構簡圖由圖中幾何關系得： （） 式中 ——外側偏心量； ——外側連桿長度， 。由于結晶器振幅不大，兩根偏心軸的水平安裝，不會引起明顯的誤差。結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，另一頭連接在機架10上來實現(xiàn)的。這種振動機構，通過改變電機轉速來改變結晶器振動頻率，通過改變偏心套筒與偏心軸的安裝角度來改變結晶器振幅。 四偏心振動機構1—外側偏心；2—外側連桿；3—內側偏心；4—內側連桿；5—板式彈簧；6—臺駕；7—結晶器整個振動機構由一臺電動機拖動，通過傳動裝置帶動兩偏心軸以相同的轉速旋轉，通過偏心套及連桿機構使結晶器產生弧線擺動。由于結晶器所需要的振幅很小，70~80年代，國外開始采用了一種新型的振動機構——四偏心振動機構，并用板式彈簧定中。這種機構從理論上可是結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，給維護檢修帶來諸多不便?；谏鲜鰞?yōu)點，在本設計中，采用的就是四偏心式正弦振動。⑤可采用交流電機驅動，簡化電氣裝置。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，提高脫模作用，減小鑄坯上振痕的深度。正弦式振動的振動速度與時間的關系是一條正弦曲線，結晶器上下振動時間和速度相同，在正振動周期中，結晶器和鑄坯均存在相對運動，它有以下優(yōu)點：①結晶器下降過程中，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，具有脫模作用。（3）正弦式振動其振動速度按正弦規(guī)律變化。采用凸輪機構時取e=10%左右，V1=()V；采用偏心亂是去e=20%40%。（2）負滑脫振動同步振動的一種改進型，也稱“負滑脫”。也就是說，結晶器下降時雨鑄坯同步，然后以3被的拉速上升，如此往復振動。 振動特性曲線1—同步振動；2—負滑脫振動；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。連續(xù)鑄鋼中，為防止鑄坯的初生坯殼與結晶器內壁間發(fā)生粘結而被拉裂，是結晶器的潤滑劑或結晶器博湖渣進入坯殼與內壁的間隙，不斷對內壁進行潤滑，保證生產出表面光潔的鑄坯而采取的工藝措施。為了準確的精調，還需要借助于相位測試手段反復檢測，反復調整，使其四點相位差控制在l176。如果加工面不在同一個位置上，則可以把傳動裝置中的調整軸套(或相位接手)的把合螺栓松開，使偏心軸自由轉動。則振動就不能平穩(wěn)及仿弧運動，所以偏心輪的調整是很重要的。對于直結晶器作上下直線運動時，則板彈簧改為水平配置，振動時起到垂直導向作用?；⌒伟迮鬟B鑄機板彈簧按通過鑄機圓心半徑方向配置，一端固定在振動臺上，一端固定在快連更換臺支座上。 振動裝置振動臺四偏心輪振動裝置的傳動在振動曲柄連桿以下均為轉動件，從曲柄連桿開始由轉動變?yōu)閿[動，并通過高強橡膠套及偏心輪運轉使連桿擺動變?yōu)檎駝优_上下運動(當四個偏心距一致時)或仿弧運動(當外側偏心距大于內側時)。在振動裝置中，振動發(fā)生裝置、振動臺及導向裝置設置在快速更換臺上，其目的是為了不受操作平臺及中間包車軌道梁的影響，同時不致受到漏鋼等澆注事故的損害和高溫的直接影響。本章主要對四偏心型板坯連鑄機結晶器快臺的設計做了個大概的論述，包括該課題的研究意義和目的，該設計的設計內容以及關于結晶器振動系統(tǒng)的一些文獻綜述。對四偏心板坯連鑄機結晶器快臺進行總體設計，具體包括：（1）總體傳動方案的設計以及正弦式振動方式的選擇；（2）偏心軸才得選擇，結構設計以及軸上零件的布置和裝備方案，偏心軸受力分析和校核；（3）偏心軸上零件，如軸承和鍵的選用及其校核；（4）振動系統(tǒng)其它重要零件如西銷軸及板彈簧的設計等；（5）裝配圖及所有零件圖（每張圖紙必須有草圖）。該項技術突出的優(yōu)點是：投資小，裝置簡單，結構緊湊，運行可靠性高，且承載能力大，抗沖擊能力強，維護工作量小，控制系統(tǒng)跟蹤精度高，響應速度快。同時該裝置具有振動參數(shù)、鑄坯與結晶器間摩擦力實時監(jiān)測、顯示、存儲和查詢功能。該非正弦振動裝置頻率、波形偏斜率均在線可調，振幅停機可調。據(jù)報道億美博公司開發(fā)了數(shù)字缸非正弦振動裝置。該項成果獲2000年河北省科技進步二等獎。模擬控制系統(tǒng)由壓力差環(huán)PID2，位移環(huán)PID1組成。因此，振動裝置的發(fā)展主要表現(xiàn)在實現(xiàn)振動軌跡的機構上，如導軌式、長臂式、差動式（包括四偏心式）、短臂四連桿式（包括半板簧、全板簧式）。 結晶器振動裝置的發(fā)展連鑄生產對結晶器振動的要求主要有兩個，一是使結晶器精確地按著給定地運動軌跡振動，如直線或圓弧線運動軌跡；二是使結晶器按著給定地速度規(guī)律進行振動，如正弦或非正弦振動規(guī)律。其負滑動時間短，有利于減輕鑄坯表面振痕深度，正滑動時間長，可以增加保護渣的耗量，增強結晶器壁與坯殼間的潤滑，正滑動速度差小，可以減小摩擦力，減小坯殼中的拉應力，減少拉裂；負滑動量大，即結晶器相對于鑄坯向下運動的位移量大，有利于鑄坯的強制脫模。正弦振動目前仍被廣泛應用。隨著負滑動理論的不斷發(fā)展和完善，出現(xiàn)了正弦速度規(guī)律，正弦振動速度規(guī)律采用偏心輪實現(xiàn)。但這種波形的采用，使固定的結晶器變?yōu)檎駝拥慕Y晶器，使結晶器技術產生一個飛躍。這種振動方式對鑄坯脫模是有效的，早期得到了應用。結晶器由靜止變?yōu)檎駝?，引起了連鑄工作者的廣泛關注和興趣，人們紛紛進行試驗研究工作，對粘結性漏鋼機理進行了研究，發(fā)展了各種結晶器振動規(guī)律。從此，結晶器振動便成了連鑄生產的標準操作。與此同時，容漢斯振動結晶器又被應用于德國曼內斯曼（Mannesmann）公司胡金根廠（Huckiugen）的一臺連續(xù)鑄鋼試驗連鑄機。Rossi）獲得了容漢斯振動結晶器的使用權，并在美國的阿1949年容漢斯的合作者美國人艾爾文Junghans）。H因此澆鑄速度很低，鑄坯的液相心長度一般不超過結晶器長度?；仡欉B續(xù)鑄鋼的發(fā)展歷史，連續(xù)澆