【正文】 軸徑選取合適 心軸Ⅱ 的校核 軸承支反力 121262500FFFF???? ?? 由式 (2)得 123125031250FF ??? ?? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 41 彎矩計算如下 : 截面 Z 處的彎矩 : 11M Fx? 截面 X 處的彎矩 : ? ?2 1 2M = F x+ F 348x ? 截面 Y 處的彎矩 : ? ?32638M F x?? 由彎矩圖可知中間截面 X處彎矩最大 , X 截面校核 m a xM 2 9 0 3 1 2 5 0 9 0 6 2 5 0 0? ? ?N/m 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 42 33。查手冊得： 100d mm? 、 ? ? 355 aMP?? 軸承支反力 1223 5 7 5 6 7AAF F FFF???? ? ? ?? 由 上 式得 121929032793FF ??? ?? 彎矩計算如下 : 截面 C 處的彎矩 : 11M Fx? 截面 D 處的彎矩 : ? ?2 1 2M = F x+ F 357x ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 35 截面 E 處的彎矩 : ? ?32567M F x?? 由彎矩圖可知中間截面 D處彎矩最大 , 截面 D校核 ? ?m a x 1 2M = F x+ F 35 7 21 0 32 79 3 68 86 .5 3x ? ? ? ?N/m 33 40 .1 9 5 7 .2 9 1 03 2 3 2dW ?? ??? ? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 36 由強(qiáng)度條件： ? ?maxMW ?? ? ?m a x 9 4 .4 5 3 5 5M M P a M P aW ?? ? ? 所以該軸是安全的。 由于此段 軸上因需要開有鍵槽，考慮到鍵槽對軸的強(qiáng)度的消弱，所以軸的直徑應(yīng)增大 57%， 在此初步選用最小直徑為 85d mm? 。查手冊得： 100d mm? 、? ? 355 aMP?? （ 2）初步估算軸端直徑 查《機(jī)械設(shè)計》表 153， 1 2 6 1 0 3 , 1 1 0AA? ? ?取 、 25MPa?? 計算軸端的最小直徑： 33 3 8 . 6 71 1 0 7 7 . 3 0 71 1 1 . 4pdA n? ? ? 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，故也需要同時選定聯(lián)軸器的行號。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 32 求輸入軸上的功率 P 轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T 前面已經(jīng)計算過。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 31 《械設(shè)計手冊（第五版） 卷 2 6112 表 6234 低速軸聯(lián)軸器的選擇 ： 1 85d mm? ， m9550PT n? m 1PP ? ? ? ?? ? ? ? ?電 電 聯(lián) 軸 器 減 速 器 聯(lián) 軸 器 2 ?電 電動機(jī)傳動效率， ?電 =% 1?聯(lián) 軸 器聯(lián)軸器傳動效率，1?聯(lián) 軸 器=99% ?減 速 器 減速器傳動效率， ?減 速 器 =95% ?聯(lián) 軸 器 2 聯(lián)軸器 2 的傳動效率， ?聯(lián) 軸 器 2 =99%。1 kw? 可以選用 ZLY180 （ 2）校核熱功率 tP Gt PfffPP ?? 3211 式中： 1f —— 環(huán)境溫度系數(shù)，見 《械設(shè)計手冊（第五版） 卷 4》 表 16210 2f —— 載荷率系數(shù)，見 《械設(shè)計手冊（第五版） 卷 4》 表 16211 3f —— 公稱 功率利用系數(shù)，見 《械設(shè)計手冊（第五版） 卷 4》 表 16212 由以上知，查表得 1f =， 2f =1， 3f =， 45 1 5 73. 125tP k w? ? ? ? ?，查表 《械設(shè)計手冊（第五版） 卷 4》 1627 ZLY180， 1GP =54, 1Gt PP? ,所以不用外加冷卻系統(tǒng)。39。1n 的轉(zhuǎn)速 由以上得： 11 4 5 1 .5 6 7 .5cAP P K kw? ? ? ? 當(dāng) i=， min15001 rn ?時， pP1 =74kw，當(dāng) 39。1pP —— 對應(yīng)于輸入轉(zhuǎn)速 1n 的減速器的機(jī)械強(qiáng)度析算許用公稱功率 pP1 —— 對應(yīng)于輸入轉(zhuǎn)速 1n 的減速器的機(jī)械強(qiáng)度許用公稱功率 39。111 39。 1242, 85dd?? （ 1）校核機(jī)械功率 按減速器的機(jī)械強(qiáng)度功率表選取。 我們得知這個振動裝置的速比是 i= 又根據(jù)所選電機(jī)轉(zhuǎn)速是 1480r/min,傳動功率 nP =45KW。 （ 2） 輸出軸的功率 1 0 1 2 3 4 5 0 .9 2 3 0 .9 5 0 .9 7 0 .9 3 4 .4 4BnP P k w? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 任何一個設(shè)備的制 造我們都是根 據(jù)性能和經(jīng)濟(jì)性來考慮，有標(biāo)準(zhǔn)化的，盡量同標(biāo)準(zhǔn)的，這樣對于維修和價格都比較合理。 直流電動機(jī)的型號及相關(guān)參數(shù) Y225M nP =45KW、額定轉(zhuǎn)速： 1480r/min 效率： %?? 、轉(zhuǎn)動慣量： kg m??、 輸出軸 d=55,60， 質(zhì)量 320m kg? 。進(jìn)行比較選擇直流電動機(jī)。 圖 7 偏心輪 振動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動如 上 圖 7 所示，期振動裝置的振動加速度 a值計算如下： 令 OA=x 為 A點(diǎn)的位移， 2 2 2c os a sin ax r L r? ? ? 2s in ac o s a 1 rx r LL??? ? ? ???? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 27 當(dāng) 13rl?時，位移的計算可采用下列近似公式： 2 2rc o s a s in a2x r L L? ? ? 通常做運(yùn)動分析是， A 的位移 S 多從 A 的外極限位置 A 算起，此時由于21 c o s a s in a2a rsr L??? ? ????? 對時間求導(dǎo)一次 及二次，可得 A 的速度 v 及加速度 a ： v s in a s in 2 a2rrw L???????? 2 c o s a c o s 2 ara rw L???????? 帶入已知數(shù)據(jù)得： 3m a x 3 . 61 3 . 6 1 1 . 6 7 1 1 0 0 . 0 4 2 /2 1 3 2 0 2rv r w m sL ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 2 2 3 2m a x 3 . 61 3 . 6 1 1 . 6 7 1 1 0 0 . 4 9 1 /1320ra r w m sL ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 結(jié)晶器摩擦力 F ? ? 2= 2 B + D H / 2F ?? 式中 ? 鋼水比重， ? = g/ 3cm H— 結(jié)晶器內(nèi)盛鋼水深度， H=900mm B— 鑄坯寬度， B=1600mm D— 鑄坯厚度， D=250mm ? 鋼水與鋼板間摩擦系數(shù)，取 ? = ? ? 2= 2 1. 6+ 0. 25 0. 5 7. 0 0. 9 / 2 52 24 .75F ? ? ? ? ?W 偏心軸的動負(fù)荷 vP 為： 125 00 613 ? ? ?W 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 28 則振動總負(fù)荷 tP 為： 512 50 00 52 24 .7 5 61 37 .5 1. 36 10tvP Q F P? ? ? ? ? ? ? ?KW 偏心軸受力情況如 下 圖 8 所示： 所需扭矩 T PrsinaT? ， Nm 53m a x P r 6 10 3 10 40 8T ?? ? ? ? ? ?KW 圖 8 驅(qū)動功率 N m1000TnN ??? KW 式中 n— 轉(zhuǎn)速 ， r/min mT 平均負(fù)荷力矩， m max /2TT? ? 傳動總效率，取 ? = 電驅(qū)動的總功率 P 為： m 4 0 8 1 1 1 .4 / 2 4 0 .1 71 0 0 0 1 0 0 0 0 .8TnN K W?? ?? ? ?? 要求：電動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，可靠。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 26 第六 章 結(jié)晶器振動裝置機(jī)械設(shè)計 相關(guān) 設(shè)計計算 ： 根據(jù)設(shè)計要求以及實際實驗設(shè)計，取 1L =1100mm， 2L =1320mm 由機(jī)構(gòu)分析可知振源振幅與結(jié)晶器振幅成一定比例關(guān)系，偏心輪的偏心距 r 為： 3 1320 / 1100 ? ? ?mm 偏心輪的轉(zhuǎn)角速度為： 2 2 1 1 1 . 4 1 1 . 6 7 /6 0 6 0fw r a d s????? ? ? Vt PFQp ??? 其中： Q— 振動裝置的總靜負(fù)荷， Q= 10? N； F— 結(jié)晶器的摩擦阻力 N； VP — 動負(fù)荷 N。 位置 8：結(jié)晶器回到初始位置，結(jié)束了一個周期的循環(huán)，下一循環(huán)開始。由于結(jié)晶器為上下運(yùn)動，而鑄流為連續(xù)向下運(yùn)動，這樣在各個位置時的運(yùn)動情況就有所不同，現(xiàn)分析如下： 位置 1：結(jié)晶器速度 =0，鑄流速度 =拉坯速度 =，結(jié)晶器在最高位置點(diǎn)； 位置 2：結(jié)晶器速度加速到 ，鑄流速度 =拉坯速度 =，二者等質(zhì)同向，相對速度為 0，開始負(fù)滑脫； 位置 3：結(jié)晶器向下加速到最大速度 ，鑄流速度 =拉坯速度=，結(jié)晶器速度超過拉坯速度，并達(dá)到最 大值； 位置 4：結(jié)晶器速度達(dá)到最大后減速到 ，鑄流速度 =拉坯速度=，結(jié)晶器速度減到等于位拉速，負(fù)滑脫結(jié)束。一分鐘內(nèi)振動的次數(shù)為頻率 f ，單位次 /min。在這里選取 ? 為 35%。 負(fù)滑脫能幫助“脫模”，有利于拉裂坯殼的愈合。負(fù)滑脫量 ? 的定義為： m a x 100%vvv? ???拉拉 式中 ? 負(fù)滑脫量， %； maxv 結(jié)晶器振動時的最大速度， m/min。它由一個偏心傳動軸及一個相同偏心距的偏心軸瓦和其他零件組成，改變偏心軸瓦和內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 22 偏心軸的相對位置，就可以得到若 干組的振幅。這一往復(fù)運(yùn)動的瞬時速度與時間的函數(shù)關(guān)系按正弦規(guī)律變化，這就是正弦振動。電動機(jī)可以進(jìn)行恒力矩轉(zhuǎn)速向下無級調(diào)速，電動機(jī)上裝有測速發(fā)電機(jī)，經(jīng)過電器聯(lián)鎖就可以實現(xiàn)振動頻率的自動調(diào)節(jié)。安全載荷可以調(diào)節(jié)碟形彈簧的變形量來調(diào)整。又振動臂和支撐彈簧組成的四連桿對臺架運(yùn)動軌跡具有約束作用，形成了強(qiáng)制導(dǎo)向，使結(jié)晶器外弧側(cè)模擬的圓弧運(yùn)動。振動臂通過銷軸和托架連接。振動臺上 還有兩個臺階和定位鍵槽，通過與鍵配合保證結(jié)晶器快速準(zhǔn)確的定位。臺架用來支撐結(jié)晶器，它為焊接結(jié)構(gòu)。在“負(fù)滑脫”時，結(jié)晶器下 部的液態(tài)保護(hù)渣被板坯拉出，有利于防止渣圈封閉和凝結(jié)，避免坯殼粘結(jié)在結(jié)晶器銅板表面上而發(fā)生粘鋼型漏鋼。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 21 結(jié)晶器振動機(jī)構(gòu)組成 （ 1）結(jié)晶器振動臺 結(jié)晶器振動臺位于澆注平臺下方，是連鑄機(jī)的關(guān)鍵部件。因此，此設(shè)計選用正弦運(yùn)動規(guī)律。短負(fù)滑動時間，同時還能減小振痕深度，改善鑄坯表面質(zhì)量。 這種振動規(guī)律最突出的優(yōu)越性是它采用簡單的偏心機(jī)構(gòu)（偏心輪或偏心軸套的組合）就能實現(xiàn)，無論從設(shè)計上還是制造上都很容易。它與梯形振動相比，坯殼處于負(fù)滑動狀態(tài)的時間較短，且結(jié)晶器上升時間占振動周期的一半，故增加了坯殼拉斷的可能性。另外，由于結(jié)晶器的運(yùn)動規(guī)律是按正弦規(guī)律變化的，加速度則必然 按余弦規(guī)律變化。其主要特點(diǎn)：結(jié)晶器在整個振動過程中速度一直是變化的，即鑄坯與結(jié)晶器間時刻存在相對運(yùn)動。 振動方式的分析與確定 內(nèi)弧四連桿機(jī)構(gòu)即短臂四連桿屬于正弦運(yùn)動，它是近年來國內(nèi)外在各種斷面連鑄機(jī)上普遍采用的一種振動規(guī)律。由于這種結(jié)構(gòu)具有運(yùn)動軌跡較準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單，易于維修，沒有導(dǎo)軌，只有軸承連接，因而 使用壽命長，運(yùn)動軌跡誤差小等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。采用改變偏心軸和偏心軸套的相對位置來改變偏心距以調(diào)整振幅的大小，既之前又不易變形，且振動誤差也較小。該結(jié)構(gòu)考慮了運(yùn)動部件的平衡，使偏心輪上的連桿受力方向不變，保證運(yùn)動平衡。機(jī)構(gòu)中用對心精確的關(guān)節(jié)