【正文】 件a+L3R＞L1+af,弧形振動(dòng)的偏差控制條件ΔR≤由以上限制條件，構(gòu)成不等約束函數(shù)。懲罰函數(shù)法的基本思想是把一個(gè)非線性規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一系列的無(wú)約束問(wèn)題。K 表示迭代次數(shù)，在迭代過(guò)程中，加權(quán)因子形成一個(gè)單調(diào)遞減系列。3．3 計(jì)算軌跡振動(dòng)誤差 ER?在 介紹中，詳細(xì)闡明了若和運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法計(jì)算各個(gè)量得值。下面來(lái)求軌跡誤差，看是否滿足結(jié)晶器振動(dòng)的工藝要求。在一定的工藝條件下，為得到較好的經(jīng)濟(jì)效果，在尋求最佳拉坯速度時(shí)，必須滿足兩個(gè)最基本要求：一是鑄坯出結(jié)晶器下口時(shí)坯殼要有一定的厚度，以防止鑄坯變形太大而引起漏鋼。先確定結(jié)晶器長(zhǎng)度L=L’+(80120)mmL結(jié)晶器的實(shí)際長(zhǎng)度L’結(jié)晶器的理論長(zhǎng)度其中 L 取值為 700mm應(yīng)為結(jié)晶器的有效長(zhǎng)度 δ結(jié)晶器出口處坯殼的厚度（mm） ；r?????cos21121 ADDAE?? 2212)(SHAE?????VkL??239。負(fù)滑脫率應(yīng)該控制在20%240%范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)變化對(duì)鑄坯脫模及表面質(zhì)量無(wú)任何不利影響。吊桿的選擇則類比首鋼三煉鋼的結(jié)晶器振動(dòng)裝置，采用雙頭螺柱并能鎖緊的機(jī)構(gòu)。首先估算振動(dòng)臺(tái)架的體積，然后再計(jì)算質(zhì)量。 Vb=2X[2X()+2X()]= Vc=2X()+=V=2Va + 2Vb +2Vc =2X(++)= 179。Kg/m 179。=ρv= 179。=320Kg 估算振動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)功率 振動(dòng)臺(tái)及其承受的總負(fù)荷 Q(N) Q=Q1+Q2 Q1—結(jié)晶器及水的負(fù)荷； Q2—振動(dòng)臺(tái)架的負(fù)荷； Q=（m1+m2） g估計(jì)結(jié)晶器及水的質(zhì)量為 ，則有Kg3105.?)2(???第 3 章 半板簧式結(jié)晶器振動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 29)107(3mKg? 確定結(jié)晶器的摩擦阻力在結(jié)晶器的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，難以避免產(chǎn)生摩擦阻力。令 x 為 A 點(diǎn)位移：??)(39。2 ????????燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30圖 33 偏心輪連桿機(jī)構(gòu))??sinco(rLrx???運(yùn)算后，省略 r/L 高次項(xiàng)(L r)，得將數(shù)值代入，并取 x 的一階導(dǎo)數(shù)，得 A 點(diǎn)的速度方程：式中 偏心輪的角速度（rad/s）?取 V 的一階導(dǎo)數(shù)，得 A 點(diǎn)的加速度方程：當(dāng) =180 時(shí)， ??當(dāng) =0 時(shí)， 確定偏心距由于已確定結(jié)晶器的振幅為 A=177。通過(guò)相似三角形的計(jì)算，可得如圖 34所示：??????????????2cos14cos1Lrrx )2sin(i)sin2(si ??LrtrtrV?30f???2cos(2Lrra??)139。 Lra??第 3 章 半板簧式結(jié)晶器振動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 31圖 34 確定偏心距簡(jiǎn)圖由于搖桿處于水平位置時(shí)，偏心輪水平位置，即搖桿下點(diǎn)振動(dòng)的垂直高度只等于偏心距 e=CC1，經(jīng)計(jì)算得：為使結(jié)晶器能更有利于脫模運(yùn)動(dòng)，可以改變偏心距，即設(shè)計(jì)時(shí)，采用雙偏心距偏心振動(dòng)裝置。（1）當(dāng) A=6mm 時(shí)，e=17mm，e1= 得 =0?（2）當(dāng) A=5mm 時(shí)，e=14mm，e2 ==39。下面具體計(jì)算動(dòng)負(fù)荷，把已知數(shù)據(jù)代入如上述加速度公式，即r=18mm，L=700mm，得： 當(dāng) ，時(shí)?180?? 當(dāng) 時(shí)所以動(dòng)負(fù)荷 ???式中 m1—被振動(dòng)負(fù)荷的質(zhì)量 ； a—振動(dòng)加速度 估算振動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)功率由上述計(jì)算得出的數(shù)據(jù)，不難得出振動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)功率，也是選擇電機(jī)的基礎(chǔ)。????222 )78(.18.)ra smL???（‘ 22239。（2） 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，速度變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電機(jī)的溫升限制，過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率，并確定冷卻冷卻通風(fēng)方式。過(guò)大的備用功率會(huì)使電動(dòng)機(jī)效率降低，對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)強(qiáng)度的生產(chǎn)機(jī)械造價(jià)提高。??kw10?大VPt?燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）34（4） 根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因數(shù)的要求，確定電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)和類型。除此之外，選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求，考慮運(yùn)行可靠性﹑設(shè)備的供貨情況﹑備件的通用﹑安裝檢修的難以﹑以及產(chǎn)品價(jià)格﹑建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行檢修費(fèi)用，生產(chǎn)過(guò)中前后期電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等因素。綜合以上分析選擇 Y 系列（IP23）三min10r相異步電動(dòng)機(jī)，選擇電機(jī) Y225M6，工作方式為 S1(連續(xù)工作制) ；標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為52711991；額定功率為 37kw；額定轉(zhuǎn)速為 ；同步轉(zhuǎn)速為TJB in982r；額定電流為 ；效率 91%；功率因素 ；重量為 360Kg。減速器高速軸轉(zhuǎn)速不大于 1500r/min；減速器齒輪傳動(dòng)圓周速度不大于 20m/s；減速器工作環(huán)境溫度為40~45℃，低于 0℃時(shí)，啟動(dòng)前潤(rùn)滑油應(yīng)預(yù)熱。 選擇減速器 選 Ⅱ,即選用中心距是 125mm，傳動(dòng)比是 ，用第二種裝配形式裝配的減速機(jī)；標(biāo)準(zhǔn)號(hào)位 88532022。1d6m2d6m 旋轉(zhuǎn)拉伸彈簧的確定 結(jié)晶器振動(dòng)裝置的受力分析當(dāng)結(jié)晶器的振動(dòng)速度向上時(shí)的受力分析當(dāng)θ=wt=2kπ， （k=0,1,2,3…n）時(shí)，結(jié)晶器的加速度方向向上且能取得最大值。因?yàn)?AC 為 2 力桿，所以結(jié)晶器慣性力的作用線和拉坯阻力的作用線相一致，此時(shí)慣性力向下 ，結(jié)晶器的速度方向有向下趨勢(shì)。 F—結(jié)晶器摩擦阻力（N） ； Pv—?jiǎng)迂?fù)荷（N） ；當(dāng)結(jié)晶器的振動(dòng)速度向下，慣性力向上，此時(shí)，結(jié)晶器的速度方向有向上趨勢(shì)。且需滿足吊桿內(nèi)始終有拉力，不只受到?jīng)_擊。在本次設(shè)計(jì)中，采用了旋轉(zhuǎn)拉伸彈簧作為平衡力的設(shè)備。旋轉(zhuǎn)拉伸彈簧起貯存能力和緩沖作用。在此期間還須保證吊桿受一定的拉力，其作用是防止偏心軸受到載荷沖擊。彈簧位置及距離如下所示：則彈簧的最大行程為當(dāng)偏心軸不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿處于水平位置，則彈簧的初拉力為未運(yùn)動(dòng)所受的力，那未可得： 13896452?????FFG彈拉臺(tái) ）由于未運(yùn)動(dòng)，則=0拉??1382096452302?????彈）910kg N彈F?安裝彈簧時(shí)，應(yīng)安裝初拉力，此時(shí)平衡重物所產(chǎn)生的桿力，減輕為吊桿所產(chǎn)生的力。 = =（kgm）???????maxax2PADMD??35max .????Wn? 26/. ????ss ?sn ?? ???????燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）40所以偏心輪靜強(qiáng)度通過(guò)。 軸承的選擇和校驗(yàn) 偏心軸上的軸承選擇根據(jù)強(qiáng)度條件及安裝工藝設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)考慮，振動(dòng)結(jié)構(gòu)較大，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性差，負(fù)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(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，選取有錐度的軸承。?????第 4 章 結(jié)晶器振動(dòng)裝置主要零件的設(shè)計(jì)與校驗(yàn) 43結(jié)論本文首先介紹了連鑄的發(fā)展概況及其特點(diǎn)繼而說(shuō)明了振動(dòng)裝置在連鑄機(jī)中的重要作用。本文的主要結(jié)果和結(jié)論如下：1. 結(jié)晶器板簧式振動(dòng)裝置采用正弦振動(dòng)規(guī)律，正弦振動(dòng)規(guī)律能有效地防止因坯殼的粘結(jié)而造成拉漏事故。3. 用板簧代替四連桿中的一個(gè)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(lái)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。5. 設(shè)備的制造﹑安裝和維護(hù)方面，便于處理事故，傳動(dòng)系統(tǒng)有足夠的安全性。結(jié)晶器振動(dòng)在連鑄過(guò)程中扮演非常重要的角色。[4] 蔡開(kāi)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(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)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(jī)術(shù)，冶金工業(yè)出版社，2022[9] 徐道程，液壓短臂四連桿振動(dòng)機(jī)構(gòu)特性分析[D]，北京科技大學(xué)，2022[10] 安子軍．機(jī)械原理教程 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022．[11] 李先奎 連鑄結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù) 冶金工業(yè)出版社 1999[12] 王雅貞，張巖，劉術(shù)國(guó)．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(xiàn) 451193．燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 46 致謝本文是張興中老師精心指導(dǎo)下完成的。張老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和崇高的敬業(yè)精神使我受益匪淺，老師們對(duì)待問(wèn)題科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，工作上的認(rèn)真細(xì)致，都將使我終身受益，并鞭策我在今后的工作學(xué)習(xí)中努力進(jìn)取。在此論文完成之際，謹(jǐn)向老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。最后，感謝我的老師和同學(xué)給予我的鼓勵(lì)與支持。但類似現(xiàn)代澆鑄設(shè)備的建議是由美國(guó)人亞瑟（1886）和德國(guó)人戴倫（1887）提出來(lái)的。當(dāng)時(shí)是用于銅和鋁等有色金屬的澆鑄。結(jié)晶器振動(dòng)的實(shí)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。因此 20 世紀(jì)50 年代連鑄進(jìn)入了工業(yè)生產(chǎn)階段。60 年代弧形連鑄機(jī)問(wèn)世，實(shí)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(jí)結(jié)晶器，結(jié)晶器液面檢測(cè)和漏鋼預(yù)報(bào)，粒狀保護(hù)渣的使用和加入，中間罐冶金，結(jié)晶器在線調(diào)寬等。2022 年，中國(guó)的連鑄比攀升為 92．5％，高于全球平均水平 4 個(gè)百分點(diǎn)；2022 年上半年已達(dá)到 96．36％，超過(guò)國(guó)際的 89．70％平均水平的 6．66 個(gè)百分點(diǎn)。但是在連鑄的發(fā)展中也存在著不足。連鑄技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已成為一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。結(jié)晶器振動(dòng)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(shí)實(shí)現(xiàn)鋼坯的焊接。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）48目前國(guó)內(nèi)連鑄機(jī)振動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多的又短臂四連桿式振動(dòng)機(jī)構(gòu)，四偏心輪振動(dòng)機(jī)構(gòu)，差動(dòng)齒輪振動(dòng)機(jī)構(gòu)。連鑄結(jié)晶器的振動(dòng)規(guī)律即結(jié)晶器振動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，是結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)中最基本的內(nèi)容，因?yàn)閺倪B鑄發(fā)展的歷史上，每當(dāng)結(jié)晶器采用了一種新的較過(guò)去更為合理的振動(dòng)規(guī)律時(shí)，都對(duì)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?cè)诖擞斜匾芯拷Y(jié)晶器振動(dòng)規(guī)律的演變，找到更加合理的結(jié)晶器振動(dòng)規(guī)律。它的主要特點(diǎn)是：結(jié)晶器下降時(shí)與鑄坯做同步運(yùn)動(dòng)，然后以 3 倍拉坯速度上升。這對(duì)鑄坯的質(zhì)量和振動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)都是不利的，因而不便于采用高頻振動(dòng)。結(jié)晶器上升和下降處速度變化緩和，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。正弦速度規(guī)律的基本出發(fā)點(diǎn)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。非正弦速度規(guī)律是近年出現(xiàn)的一種新型振動(dòng)方式。這種速度規(guī)律將是未來(lái)主要發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)晶器半板簧式振動(dòng)裝置代替了四連桿機(jī)構(gòu)中的一個(gè)連架桿，減少了四個(gè)軸承，這樣就減少了由于磨損造成的運(yùn)動(dòng)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(dòng)工藝要求。所以選題研究的是半板簧振動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。所以要解決的主要問(wèn)題是如何選擇和實(shí)現(xiàn)速度振動(dòng)規(guī)律，如何實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器按一定的振動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)。附錄 1 開(kāi)題報(bào)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(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)及振動(dòng)速度參數(shù)。因此，優(yōu)化的問(wèn)題主要是數(shù)字模型的建立，即選擇設(shè)計(jì)變量，建立目標(biāo)函數(shù)，提出約束條件。選擇連桿的長(zhǎng)度及安裝的初始位置，可得運(yùn)動(dòng)軌跡誤差為R*〈=，從而使結(jié)晶器與二冷段有較長(zhǎng)的對(duì)弧精度。最低固定鉸鏈到鑄機(jī)水平距離為H，結(jié)晶器銅板上任一點(diǎn)由平衡位置振動(dòng)到極限位置時(shí)軌跡誤差為 R*