【正文】 并防止內(nèi)襯結(jié)瘤。（3） 采用大抽氣能力的確蒸汽噴射真空泵，裝備有真空自動控制系統(tǒng)和高壓水清洗裝置。（2） 設(shè)有貯料能力大，數(shù)量足夠的高位料倉，以滿足多鋼種的要求和今后的發(fā)展。到目前為止，工業(yè)自動化發(fā)展到了多級計算機自動化系統(tǒng)。由于自動化及計算機應(yīng)用不僅節(jié)省人力，更重要的是能把工藝參數(shù)嚴(yán)格控制在規(guī)定值范圍之內(nèi)，監(jiān)控生產(chǎn)過程，優(yōu)化工藝過程，縮短處理時間，達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能降耗以及降低成本。目前國內(nèi)外RH真空處理都向插入管長壽命化、處理功能多樣化、處理連續(xù)化、生產(chǎn)過程控制全自動化方向發(fā)展。（9） 數(shù)據(jù)通迅、包括PLC之間，PLC和DCS之間，上下位機之間通迅。（7） 畫面顯示，包括CRT上顯示工藝流程畫面操作畫面、工藝參數(shù)趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)、圖形畫面等。（5） 數(shù)據(jù)處理，對精煉過程中所采集的數(shù)據(jù)進行處理和存儲，以供控制、顯示和打印用，主要處理包括差壓、流量的開方、溫度壓力補正等運算，消耗按班、日、月的累計計算以及歷史數(shù)據(jù)的存儲趨勢記錄等一糸列的運算顯示。起停。（2） 自動控制，即爐外精煉工藝過程中，主要工藝參數(shù)的自動控制以達到爐外精煉最終目標(biāo)。爐外精煉的種類很多，大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。穩(wěn)定連鑄生產(chǎn)工藝條件的重要手段，同時轉(zhuǎn)爐與連鑄之間起著重要的緩沖作用。RH法是德國魯爾鋼（Ruhrstahl）公司和真空泵廠家赫拉烏斯（Heraeus）公司共同設(shè)計的。RH法鋼水處理爐外精煉，通常在煉鋼工業(yè)中使用兩種真空循環(huán)脫氣法，單連通管法或稱DH工藝及雙連通管法或稱RH工藝。而我國RH普及率很低,1990年全國冶金系統(tǒng)不包括吹氬、%,%,轉(zhuǎn)爐、%,%。 到1992年止,我國只有10臺RH設(shè)備(其中3臺在機電部機械廠),除寶鋼RH—OB和武鋼2號RH設(shè)備水平較高外,其余的水平較低,功能有限。在西歐、日本、美國得到普遍推廣,僅日本就有40余臺,%,新日鐵大分廠、川崎制鐵水島廠已全量進行RH真空精煉。在近30年的時間里,RH的功能和精煉的鋼種范圍不斷擴大,發(fā)展成為多功能真空精煉技術(shù),在爐外精煉中占主導(dǎo)地位。爐外精煉把傳統(tǒng)煉鋼分成兩步，第一步叫初煉，在氧化性氣氛下進行爐料的溶化、脫磷、脫碳和主合金化；第二步叫精煉，在真空、惰性氣氛或可控氣氛下進行脫氧、脫硫、去除夾雜、夾雜物變性、微調(diào)成分、控制鋼水溫度等。所謂爐外精煉就是把轉(zhuǎn)爐或電爐中所煉的鋼水移到另一個容器中進行精煉的過程。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 III 頁 R真空處理頂槍升降及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文目錄摘要 IAbstract II1. 緒 論 1 RH法介紹 1 RH真空處理裝置的特點 3 3 4 4 5 6 6 7 8 8 8 10 10 105. 傳動系統(tǒng)設(shè)計 13 13 15 15 15 22 27 27 28 28 30 30 30 30 31 32 34 40 頂槍冷卻水控制 40 頂槍安全控制策略 41 42 42 42結(jié) 束 語 44致 謝 45參考文獻 46 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 1. 緒 論 RH法介紹隨著科學(xué)技術(shù)的進步和我國工業(yè)的飛速發(fā)展，人們對鋼鐵的性能和質(zhì)量有了更高的要求。爐外精練是煉鋼過程中提高鋼水質(zhì)量的一項必不可少的環(huán)節(jié)。也叫二次煉鋼或鋼包精煉。可實現(xiàn)提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時間，簡化工藝過程并降低生產(chǎn)成本RH真空精煉技術(shù)產(chǎn)生于50年代末期。至今,全世界已有100余臺。實踐證明,RH真空精煉技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,擴大品種,提高煉鋼生產(chǎn)能力,保證連鑄順行,實現(xiàn)全連鑄,優(yōu)化煉鋼生產(chǎn)工藝的重要手段。 從鋼鐵工業(yè)發(fā)展來看,爐外精煉已成為煉鋼生產(chǎn)不可缺少的重要工序,鐵水預(yù)處理—轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉—RH精煉(爐外精煉)—連鑄是現(xiàn)代煉鋼廠的最佳工藝流程。預(yù)計未來5～10年里,將有7～10家企業(yè)采用RH真空精煉技術(shù)。其中RH工藝是較為常見的方法。根據(jù)鉛和汞做模擬實驗，確認(rèn)了技術(shù)的可能性之后，繼而發(fā)展起來的，隨著RH真空精煉的實踐RH真空精煉技術(shù)的發(fā)展， RH真空處理裝置既是轉(zhuǎn)爐充分發(fā)揮效率的可靠保證，又為連鑄提供優(yōu)質(zhì)鋼水。它的冶金功能得到了充分的發(fā)展，擴展到了十余項冶金功能。按處理方式的不同，又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等在爐外精煉中，基礎(chǔ)自動化的功能大致包括以下幾個部分：（1） 數(shù)據(jù)采集，包括爐外精煉工藝過程的主要參數(shù)的檢測。 （3） 電氣傳動順序控制，即對爐外精煉所有的電氣設(shè)備按工藝所要求的順序進行控制、聯(lián)鎖。（4） 故障報警，包括工藝過程參數(shù)的超報警，以及電氣，儀表，設(shè)備本身的故障報警而這些報警又分成輕、中、重三度報警。（6） 在精煉過程中接受上位機的設(shè)定值進行SPC（設(shè)定值控制），包括數(shù)學(xué)模型設(shè)定以及人工智能如模糊控制，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等指令并進行控制。（8） 數(shù)據(jù)記錄，包括班報、日報、月報記錄以及專門的報表如合金投入量、喂絲重量等。雖然爐外精煉有許多不同的工藝流程，但上述功能都是一樣的。主要目標(biāo)就是要降低生產(chǎn)成本，穩(wěn)定和優(yōu)化冶金生產(chǎn)工藝操作，提高產(chǎn)品產(chǎn)量的質(zhì)量。而且能生產(chǎn)過去不能生產(chǎn)的產(chǎn)品，故自動化及計算機應(yīng)用不僅是工業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志，而且是生產(chǎn)必需和關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此世界各國都努力發(fā)展工業(yè)自動化。 RH真空處理裝置的特點（1） 真空室采用雙室平移交替式，鋼包采用鋼包車運送和液壓頂升方式。鐵合金稱量和加料系統(tǒng)設(shè)有精調(diào)與細(xì)調(diào)，以確保合金化的精度和速度。（4） 采用地下皮帶運輸機和垂直皮帶運輸機相結(jié)合的方式把鐵合金由地面運送到高位貯料倉，占地面積少。（6） 裝備包括全自動噴補機，真空室部件更換和平共處五項原則維修設(shè)備，以縮短輔助作業(yè)時間。真空處理主設(shè)備主要由真空室、真空室加熱設(shè)備、升降設(shè)備和旋轉(zhuǎn)設(shè)備、合金加料設(shè)備、真空泵系統(tǒng)和電氣設(shè)備以及測量控制儀表等組成。由于上動法需要真空室完成旋轉(zhuǎn)運動，考慮其重量較大，對機構(gòu)的剛度要求較高，加工制造也相對困難許多，因此上動法不為常用。頂槍升降及槍位控制中根據(jù)加熱過程的工藝要求，需要對頂槍位置進行調(diào)整和控制。另外，還設(shè)有停槍位和換槍位兩個限位開關(guān)每次加熱結(jié)束、真空處理期間或頂槍漏水時，頂槍提升到停槍位等待當(dāng)要更換真空室或更換頂蓋時，頂槍提出熱頂蓋外即換槍位。事故操作方式是指在事故停電狀態(tài)下將氣動馬達耦合手柄打到氣動馬達位置，用N2提升頂槍。遠程手動方式是操作員直接在操作站上點擊“上升”“下降”按鈕，控制頂槍升降。出于安全考慮，在HMI上只允許自動操作，沒有手動方式。加熱時頂槍要下到真空室內(nèi)，而真空室內(nèi)的溫度很高（約11001300℃），因此頂槍采用水冷方式進行冷卻，以免被燒壞。方案1：采用升降走行機構(gòu)電動機1通過減速器和鏈傳動帶動小車完成升降運動。() 方案2：采用升降旋轉(zhuǎn)機構(gòu)電動機通過減速器和鏈傳動帶動小車完成升降運動。（）方案1：電動機驅(qū)動機架走行速度相對較快，節(jié)省時間，但當(dāng)機架走行到軌道兩端停車時，與軌道有沖擊且沖擊載荷很大。方案1：走行距離很大，機構(gòu)龐大，加工軌道困難。方案1：走行距離大，浪費空間，軌道尺寸很大，加工、運輸、安裝成本都較高。方案2：液壓缸型號固定，購買、安裝都很方便。（1）選擇電動機系列按工作要求及工作條件選 用三相異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y系列。V鏈=(M+m) V （） =(2200+1200) =(KW)裝置總效率：η總=η聯(lián)2η嚙η蝸η承7η鏈η摩聯(lián)軸器效率：η聯(lián)=（彈性）滾動軸承效率：η承=（滾子軸承）齒輪嚙合效率：η齒=（7級精度）蝸桿傳動效率：η蝸=（單頭）鏈傳動效率：η鏈=（開式雙排鏈）對導(dǎo)軌的摩擦效率：η摩=則總傳動效率：η總=η聯(lián)2η嚙η蝸η承7η鏈η摩 （） =＝所需電動機功率： （）查《機械設(shè)計課程設(shè)計》，可選Y系列三相異步電動機Y162M22型，額定功率P0 =15KW，轉(zhuǎn)速n0=2930 r/min。①選擇鏈輪齒數(shù)查《機械設(shè)計手冊3》=17，z2=iη聯(lián)2η嚙η蝸η承7η鏈η摩==(KW)Pca=KA查《機械設(shè)計》表910得: 鏈輪齒數(shù)系數(shù) KZ=（z1/19）=(17/19)=鏈長系數(shù) KL=(LP/100)=(232/100)=采用雙排鏈，查《機械設(shè)計》表911 得 雙排鏈系數(shù)KP=，得所需傳遞的功率為：P0===(KW) （）初定鏈輪轉(zhuǎn)速 n鏈= 10 r/min查《機械設(shè)計手冊3》。Fe ()式中： Fe——鏈傳遞的有效圓周力，單位N KFp——壓軸力系數(shù)，對于水平傳動KFp=；對于垂直傳動KFp= 有效圓周力：Fe=1000=33320 (N) （）鏈垂直布置： KFP=FP=KFP根據(jù)減速器的工作情況初選圓柱蝸桿減速器，考慮蝸桿轉(zhuǎn)速不超過1500r/min，而選擇電動機轉(zhuǎn)速為2930r/min。目的為了降低輸出軸轉(zhuǎn)速，以免蝸桿溫度過高導(dǎo)致嚴(yán)重磨損失效。故選用7級精度（GB1009588）。由《機械設(shè)計》圖1026查得εα1=,εα2==εα1+εα2=④計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=106 =106104 ⑤由《機械設(shè)計》表107選系數(shù)φd=1⑥由《機械設(shè)計》表106選取材料的彈性影響系數(shù)ZE=(MPa1/2)⑦查《機械設(shè)計》圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1=600 MPa，大齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim2=550 MPa ⑧計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=6029301(830128)=109N2=(109)/=109⑨查《機械設(shè)計》由圖109取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1= KHN2=⑩計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由公式[σH]1=(KHN1σHlim2)/S=(550)/1= （MPa）[σH]=([σH]1+[σH]2)/2= (MPa)（3）相關(guān)參數(shù)計算①試算小齒輪分度圓直徑d1t由計算公式得 （）= (mm)②計算圓周速度 (m/s) （）③計算齒寬b及模數(shù)mnt b=фdcosβ)/Z1=(cos14176。фdtanβ=124tan14176。KVKHβ=1=⑥按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 (mm) （）⑦計算模數(shù)mn mn=(d1)/24= (mm) （）由于該齒輪用于傳動，(mm)，取mn=4（mm）。d1=1100 =100 (mm) （） 圓整取 B1=110(mm) ； B2=105(mm) 齒輪幾何尺寸參數(shù) 單位（mm）小齒 大齒 模 中 小齒 大齒輪分 輪分 心 度圓 度圓 輪寬 輪寬 直徑 直徑 數(shù) 距 度 度d1 d2 mn a1 B1 B2100 480 4 290 110 105（5）按齒根彎曲疲勞強度校核： ()式中： ——齒根彎曲疲勞應(yīng)力； Ft——齒輪所受到的切向力； YFa——斜齒輪的齒形系數(shù)； YSa——斜齒輪的應(yīng)力校正系數(shù)；