结晶器振动装置的设计.doc

1、摘 要本次设计的是方坯连铸机结晶器振动装置，主要对连铸机振动机构、连杆机构、减速机构、偏心轴等设计，并对连铸机的一些设备：电动机、减速器、联轴器、结晶器及振动装置等进行了选择计算并列出了主要技术性能参数。对轴的一些受力情况及其强度的校核，文中形象的画出了其受力分析图，并且对各个部分进行了详细的分析。本次设计的振动装置主要是靠偏心轴的偏心位移而产生的振动，同时由于减速器种类的不一，还有传动比的不同，根据实际的情况，本设计选择斜齿轮-锥齿轮减速器为对象。根据板坯的截面大小、振幅、频率，计算出电动机的功率大小。此外，对结晶器振动装置的使用、维护和故障诊断进行了分析。同时本文还简单叙述了连铸机在全世界

2、及在中国的发展现状和未来的发展趋势。关键词：连铸机 正弦振动 振动机构 偏心轴 AbstractThe design of the slab caster mold vibration device,the main body the continuous casting machine vibration,linkage,deceleration institutions such as eccentric shaft design,and continuous casting machine of some equipment:motor,speed reducer,coupling,mo

3、ld and vibration devices,such as the choice of calculated and listed in the main technical performance parameters.The vibration device designed mainly by eccentric displacement of the eccentric vibration generated,At the same time as a result of different types of speed reducer,as well as the differ

4、ent transmission ratio,in accordance with the actual situation,the two gear reducer desoign options.Accoding to the section of slab size,amplitude,frequency,to calculate the size of the motor prwer.Also briefly describes the final mold vibration device maintenance in their daily work.At the same tim

5、e,this paper describes simple continuous casting machine in the world and its status in china,and the continuous casting machine in the future development potential.Key words: Continuous casting machine, Sinusoidal vibration , machine vibration, Eccentrft 目 录摘要IAbstractII1. 绪论11.1 什么是连铸11.2 钢铁冶炼过程21

6、.3 国内连铸的重要性21.4 中国钢铁工业的发展概况21.5 中国连铸发展的主要成就32. 连铸设备的结构53. 结晶器的概述及参数63.1 结晶器的概述63.1.1 结晶器的定义63.1.2 结晶器的作用及性能63.1.3 结晶器的分类73.1.4 连铸结晶器钢水流动控制技术73.2 结晶器的参数84. 结晶器振动装置的结构及性能说明114.1 结晶器振动装置的结构及作用114.2 结晶器振动装置的性能115. 结晶器振动参数135.1 正弦振动的基本参数135.2 正弦振动的工艺参数136. 结晶器正弦振动的工艺参数的确定157. 传动方案的选择167.1 结晶器的振动方式167.1.1

7、 同步振动177.1.2 负滑动振动177.1.3 正弦式振动187.1.4 非正弦振动187.2 结晶器振动机构的类型及选择197.2.1 导轨式振动机构197.2.2 长臂式振动机构197.2.3 四连杆式振动机构197.2.4 四偏心轮式振动机构207.3 传动方式及选择217.3.1 齿轮传动217.3.2 带传动237.3.3 链传动247.3.4 蜗杆传动方式258. 设计计算278.1 设计参数278.2 传动方案的确定278.3 电动机的选择288.3.1 结晶器质量的估算288.3.2 振动机构驱动功率选择308.3.3 电动机的选择308.3.4 电动机转矩的校核318.4

8、 减速器的选择318.4.1 传动比的确定318.4.2 分配传动比318.4.3 减速器的选择328.4.4 减速器的功率校核328.4.5 减速器的强度校核328.4.6 减速器和电机的草图设计338.5 偏心轴的设计348.5.1 偏心轴的最小直径348.5.2 联轴器的选择358.5.3 初选轴承368.5.4 偏心轴的结构设计368.5.5 偏心轴的校核388.6 轴承的选择和校核408.7 长振动臂的设计448.8 连接臂的设计458.9 结晶器连杆的分析478.10 板弹簧装配的设计488.10.1 板片厚度、宽度及数目的计算488.10.2 板片长度的计算498.10.3 板弹

9、簧的刚度计算498.10.4 板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径的计算498.10.5 装配后板弹簧总成弧高及曲率半径的计算508.10.6 板弹簧的各板片应力的计算508.10.7 更换弹簧板的步骤508.11 拉簧的设计508.11.1 参数计算518.11.2 验算529. 结晶器振动装置的使用、维护和故障诊断529.1 安装及验收要求529.2 振动装置的维护539.2.1 结晶器振动装置振幅的测定539.2.2 润滑系统549.2.3 调偏心距的步骤549.2.4 振动台水平测量方法559.2.5 螺栓点焊部及拆装方法559.2.6 皮囊气缸维护559.3 常见故障及排除方法55

10、10. 结晶器振动装置在线振动状况的检测方法5810.1 分币检测法5810.2 一碗水检测法5810.3 百分表检测59总结60参考文献61外文资料62中文翻译69致谢73V1. 绪论1.1 什么是连铸二十世纪五十年代，欧美国家出现的连铸技术是一项把钢水直接浇注成形的技术。连铸即为连续铸钢的简称。在钢铁厂生产各类钢铁产品过程中，使钢水凝固成型有两种方法：传统的模铸法和连续的铸钢法。与传统方法相比，连铸技术具有大幅提高金属收得率和铸坯质量，节约能源等显著优势。连续铸钢的具体流程为：钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺过程。从上世

11、纪八十年代，连铸技术作为主导技术逐步完善，并在世界各地主要产钢国得到大幅应用，到了上世纪九十年代初，世界各主要产钢国已经实现了90%以上的连铸比。中国则在改革开放后真正开始了对国外连铸技术的消化和移植,九十年代初中国的连铸比仅为30%。WAM公司作为中国最早的一家民营专业化连铸技术公司，从1992年成立起就致力于中国连铸技术的发展和创新，为推动国内连铸钢铁业的迅速发展，提高国内连铸比贡献自己的一份力量。铸铁水平连铸课题为国家“七五”攻关项目，铸铁经过水平连铸方法生产的型材，无砂型铸造经常出现的夹渣、缩松等缺陷，其表面平整，铸坯尺寸精度高，无需表面粗加工，即可用于加工各种零件。特别是铸铁型材组织

12、致密，灰铸铁型材石墨细小强度高，球铁型材石墨球细小圆整，机械性能兼有高强度与高韧性结合的优点。目前国际上铸铁型材已广泛运用到制造液压阀体，高耐压零件、齿轮、轴、柱塞、印刷机辊轴及纺织机零部件。在汽车内燃机、液压、机床、纺织、印刷、制冷等行业有广泛用途。1.2 钢铁冶炼过程采矿（获得铁矿石）选矿（将铁矿石破碎、磁选成铁精粉）烧结（将铁精粉烧结成具有一定强度、粒度的烧结矿）冶炼（将烧结矿运送到高炉，热风、焦炭使烧结矿还原成铁水，并脱硫）炼钢b（在转炉内高压氧气将铁水脱磷、去除夹杂，提高纯净度）连铸（热状态下将钢水铸成具有一定形状的连铸坯）轧钢（将连铸坯轧制成用户要求的各种型号的钢材，如板材、线材、

13、管材等）。1.3 国内连铸的重要性新世纪以来，中国继续保持快速发展连铸的态势，2007年连铸坯产量达到47430万吨，钢铁工业连铸比已达到98.86%。随着板、带、管材在刚材消费结构中的比例大幅上升，数量众多的板坯、方坯、圆坯、异形坯及薄板坯连铸机在新世纪投入生产。这一过程不仅促进了炼钢生产的大型化；同时由于连铸品种质量的稳定提高，高温、无缺陷铸坯技术的发展，使炼钢与轧钢工序通过连铸坯热送热装变得更为紧凑。在中国，连铸的发展促进了炼钢生产流程的进一步优化。可以说新世纪以来，连铸技术不断推动着中国钢铁工业的快速发展。1.4 中国钢铁工业的发展概况新世纪以来，随着中国经济的快速增长，中国钢铁工业继

14、续保持高速增长势头。2000年，国粗钢产量1.285亿吨，中2007年增长到4.892亿吨，年均增长率为18.2%。中国钢铁工业的高速发展主要得益于国内市场的强劲需求，2005年以前，粗钢表现消费量一直高于粗钢产量，直到2006年，粗钢产量才略超过表现消费量，成为钢材净出口国。但是，由于资源与环境的制约，中国不应成为钢铁出口大国，中国钢铁工业主要是为了满足国内发展的需要。这一阶段中国钢铁工业发展呈现以下几个特点：第一，随着板、带、管材的迅速增加，推动板、带、管轧机以及板坯、方坯、圆坯连铸机等相关生产设备数量持续增加。第二，钢铁生产技术进步促进钢材品种质量的稳步提高由于炼铁、炼钢、轧钢工序及相关领域采取一系列技术进步措施，使高技术含量，高附加值产品得以大幅度增加，产品质量稳步提高。第三，节能环保逐步改善通过大力推进节能技术和能源管理的改进，钢铁企业能耗年降低；吨钢耗新水明显，至2006年，重点钢厂的吨钢平均新水消耗已下降到6.56m，且工业水重复利用率上升到94.8%。第四，钢铁生产设备逐步大型化板坯、方坯、圆坯、异型坯、薄板坯等多种机型连铸机的发展也促使炼钢和炼铁生产设备的大型化。到2006年底，2003m以上的高炉产能为1.05