拉矯機說明書講解

1、安徽工業(yè)大學工商學院畢業(yè)設計（論文）說明書專 業(yè) 機械設計及其自動化班級機械1042班姓名高雷學號101841076指導教師蘇葒二O四年六月四日安徽工業(yè)大學工商學院畢業(yè)設計（論文）任務書課題名稱方坯連鑄機拉矯機的設計計算學 院 安徽工業(yè)大學工商學院專業(yè)班級 機械設計制造及其自動化姓名 高雷學號101841076畢業(yè)設計（論文）的主要內容及要求：1. 資料收集、整理2. 方坯連鑄機總體設計及計算3. 方坯連鑄機拉矯機性能參數(shù)計算及結構設計4. 針對某些問題分析原因，提出改進措施5. 圖紙要求：拉矯機總裝圖2張，部裝圖2張，零件圖若干。要求出圖量為4張A1，其中手工繪制一張部裝圖6. 說明書正文1

2、萬字以上7. 外文資料的譯文不少于3000漢字指導教師簽字：日期：年 月 日摘要連鑄即為連續(xù)鑄鋼的簡稱。在鋼鐵廠生產(chǎn)各類鋼鐵產(chǎn)品過程中，使用鋼水凝固成 型有兩種方法：傳統(tǒng)的模鑄法和連續(xù)鑄鋼法。而在二十世紀五十年代在歐美國家出現(xiàn) 的連鑄技術是一項把鋼水直接澆注成形的先進技術， 連鑄技術具有大幅提高金屬收得 率和鑄坯質量，節(jié)約能源等顯著優(yōu)勢。本文主要介紹了方坯連鑄機的優(yōu)越性以及發(fā)展 狀況，并對方坯連鑄拉矯設備的種類進行了描述。 本文主要的研究對象是方坯連鑄機 拉矯機，如果要確定其工藝參數(shù)，必須要先確定方坯連鑄機在工作過程中的相關工藝 參數(shù)，因此本文首先研究了方坯連鑄機的相關工藝參數(shù)。 在確定了方坯

3、連鑄機的相關 參數(shù)后，為接下來研究拉矯設備提供了許多理論依據(jù)。對于方坯連鑄拉矯設備的研究主要是根據(jù)連鑄設備中的各部分所受的力以及拉 矯機在工作過程中的力能參數(shù)，對其進行結構設計，對主要的零部件進行受力分析和 強度計算校核，并針對原設備制造、維護方面的薄弱環(huán)節(jié)加以改進。關鍵詞：連續(xù)鑄造拉矯機強度計算校核ABSTRACTCon ti nu ous cast ing and continu ous cast ing is short .In the steel mills produce various kinds of steel products during the solidificatio

4、n of molten steel molding using two methods:The traditional molding method and the continuous cast ing method.The continu ous casti ng tech no logy in the 1950s in the Un ited States and Europe is the emerge nee of an adva need tech no logy forming the direct casti ng of molte n steel, metal cast in

5、g tech no logy has greatly improved yield and casting quality, energy conservation and other significant advantages.This paper describes the adva ntages and developme nt of billet continu ous casti ng machi ne, billet caster and pull kind of straighte ning devices are described.This is the main obje

6、ct of study billet caster straightening machine, if you want to determine the process parameters, you must first determ ine the releva nt process parameters billet caster in the work process, and therefore this paper studied the billet caster the releva nt process parameters .In determ ining the par

7、ameters of the billet caster, tension leveler equipme nt for the n ext study provides a theoretical basis for many.For the study billet caster pull straightening equipment is mainly based on the continuous casting equipment as well as various parts of the force in the work force straightening machin

8、e can process parameters,Its structural design,The main components of the stress analysis and strength calculation check, and for orig inal equipme nt manu facturers andmaintenanceaspects to improveweak nesses.Keyword: Continuous castingStraighte ning mach ineStren gth calculati onCheck ing目錄摘要IIABS

9、TRACT III第1章緒論11.1 連續(xù)鑄鋼的優(yōu)越性 11.2國外連鑄的發(fā)展情況 11.3我國小方坯連鑄的發(fā)展情況 21.4小方坯連鑄機生產(chǎn)工藝與主要設備描述 3第2章方案的確定42.1方案一：剛性引錠桿用拉矯機 42.1.1 二輥分別傳動自矯直式拉矯機 52.1.2集中傳動的三輥拉轎機52.1.3集中傳動的五輥拉矯機62.2方案二：撓性引錠桿用拉矯機 72.2.1 上輥傳動組合式拉矯機72.2.2整體機架上輥傳動五輥式拉矯機 82.2.3整體機架下輥傳動五輥式拉矯機 92.2.4下輥傳動的六輥式拉矯機 92.3確定方案102.4原始數(shù)據(jù)11第3章方坯連鑄機主要工藝參數(shù)的確定 123.1拉速

10、的確定123.2冶金長度的計算123.3連鑄機流數(shù)的確定 123.3.1鋼包允許的最大澆注時間 133.4連鑄機的生產(chǎn)能力計算133.5弧形連鑄機弧形半徑的計算 14第 4章 拉矯機相關參數(shù)的計算 154.1小方坯連鑄機的拉坯阻力 154.1.1 鑄坯在結晶器內的摩擦阻力 154.1.2鑄坯通過二冷區(qū)的阻力 154.1.3 計算推動鑄坯使之完成矯直功的力 164.1.4 拉矯機各運動部件的摩擦阻力 174.2裝引錠桿時拉矯機的阻力及功率 194.2.1引錠桿進入結晶器時的阻力 194.2.2 引錠桿在二冷區(qū)內的阻力 194.2.3拉矯機各個運動部件摩擦阻力 194.3電動機類型的選擇20第5章

11、二級減速器設計215.1分配傳動比215.2二級減速器蝸輪蝸桿減速器的設計計算 21521選擇蝸桿類型確定中心距 215.2.2 基本參數(shù)的選擇215.2.3幾何尺寸計算225.3減速器的維護與潤滑255.3.1 減速器的維護 255.3.2減速器的潤滑255.3.2.1 潤滑要求255.3.2.2潤滑方式25第6章驅動輥的設計校核266.1求出軸上的功率 P轉速n和轉矩T276.2按彎扭合成強度條件計算 276.2.1 軸上受力分析276.2.2 求出各支承處的水平支反力 Fnh和垂直反力Fnv 286.2.3 作彎矩和扭矩圖 306.2.4按彎扭合成應力校核軸的強度 31第7章軸承的校核3

12、2第8章原設備制造、維護方面的薄弱環(huán)節(jié)及改進措施 33總結34致謝35參考文獻37第1章緒論1.1 連續(xù)鑄鋼的優(yōu)越性:連鑄過程是在連續(xù)狀態(tài)下，鋼液釋放顯熱和潛熱，并逐漸凝固成一定形狀鑄坯的工藝過程。鋼在這種由液態(tài)向固態(tài)轉變過程中，體系內存在有動量、熱量和質量的傳輸過程，存在相變、外力和應力引起的變形等過程，所有這些過程均十分復雜，往往 耦合進行或相互影響。與模一初軋開坯工藝相比，連鑄工藝具有如下優(yōu)點：1）簡化了鑄坯生產(chǎn)的工藝流程，省去了模鑄工藝的脫模、整模、鋼錠均熱和開坯 工序。流程基建投資可節(jié)省40%，占地面積可減少30%，操作費用可節(jié)省40%，耐 火材料的消耗可減少15%。2）提高了金屬收

13、得率，集中表現(xiàn)在兩方面一是大幅度減少了鋼坯的切頭切尾損失；二是可生產(chǎn)出的鑄坯最接近最終產(chǎn)品形狀，省去了模鑄工藝的加熱開坯工序， 減少金屬損失?？傮w講，連鑄造工藝相對模鑄工藝可提高金屬收得率約9%。3）降低了生產(chǎn)過程能耗，采用連鑄工藝，可省去鋼錠開坯均熱爐的燃動力消耗， 可節(jié)省能耗1/41/2。4 ）提高了生產(chǎn)過程的機械化、自動化水平，節(jié)省了勞動力，為提高勞動生產(chǎn)率 創(chuàng)造了有利條件，并可進行企業(yè)的現(xiàn)代化管理升級。1.2 國外連鑄的發(fā)展情況1 ）連鑄坯的噸數(shù)與總鑄坯（錠）的噸數(shù)之比叫做連鑄比，它是衡量一個國家或一個 鋼鐵工廠生產(chǎn)發(fā)展水平的重要標志之一，也是連鑄設備、工藝、管理以及和連鑄有關 的各生

14、產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)展水平的綜合體現(xiàn)。（1）目前國外的常規(guī)連鑄生產(chǎn)已趨成熟，連鑄機 的作業(yè)率普遍大于80%，大型板坯連鑄機連鑄約100200萬t鋼才漏鋼一次，已基 本可生產(chǎn)無缺陷鑄坯（包括合金鋼）。而中國連鑄機生產(chǎn)穩(wěn)定性較差，事故相對較多， 作業(yè)率還偏低，鑄坯質量還有一定的差距。2）近終形連鑄連軋技術在國外已產(chǎn)業(yè)化或加快產(chǎn)業(yè)化步伐。目前，國外已投產(chǎn)和在建中的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線約有 50多套，薄帶連鑄已建多臺工業(yè)試驗機組，預 計不久將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。而中國還處于起步階段。3 ）國外高效連鑄技術進一步發(fā)展。國外低碳板坯速普遍大于2m/min，最高可達3.0m/min ； 130m材130mn和150mrhC 1

15、50mm（氐碳方坯最大2連鑄生產(chǎn)設備。4 ）連鑄機的發(fā)展大致經(jīng)歷了立式一立彎式一弧形一超低頭形一水平等幾個階段。 每次新機型的出現(xiàn)，說明了技術的進步。但每種機型都各有其特點，有它的最適應的 范圍，還沒有一種機型完全取代其它機型的趨勢。目前，連鑄機除滿足產(chǎn)量要求外， 從生產(chǎn)率、鑄坯品種質量、鑄坯斷面、降低連鑄機高度、節(jié)省基建和設備投資等方面綜合分析，以弧形連鑄機較為優(yōu)越，它是應用的主要機型。但板坯連鑄機的總趨向是 用直弧型替代弧型，以消除可減輕鑄坯內弧側夾雜物積聚問題。 據(jù)悉，日本NKK已將 所有板坯連鑄機改為直弧型。連鑄生產(chǎn)所用設備通常可分為主體設備和輔助設備兩大部分。主體設備主要包 括：1）

16、澆鑄設備一鋼包運輸設備、中間包及中間包小車或旋轉臺；2）結晶器及其振動裝置；3）二次冷卻裝置（小方坯連鑄機、大方坯連鑄機和板坯連鑄機有很大差別）；4）拉坯矯直機設備一拉坯機、矯直機、引錠鏈、脫錠與引錠子鏈存放裝置；5）切割設備一火焰切割機與機械剪切機等。 輔助設備主要包括：1）出坯及精整設備一輥道、 推（拉）鋼機、翻鋼機、火焰清理機等；2） 工藝設備一中間包烘烤裝置、吹氬裝置、 脫氣裝置、保護渣供給與結晶器潤滑裝置等；3）自動控制與測量儀表一結晶器液面測量與顯示系統(tǒng)、過程控制計算機、測溫、測重、測長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。1.3 我國小方坯連鑄的發(fā)展情況我國是在煉鋼生產(chǎn)中研究、應用連鑄技術較早

17、的國家之一。20世紀50年代中期， 當連鑄技術在前蘇聯(lián)、英國、意大利、加拿大等國進入工業(yè)性試驗階段時，我國即著 手進行試驗研究工作。1956 年我國在當時的重工業(yè)部鋼鐵綜合研究所建成了直徑80 mm的圓坯半連鑄試驗裝置。1957 年在上海鋼鐵公司中心試驗室建成一臺高架立式方坯連鑄機；1958 年在唐山鋼鐵廠建成了第一臺工業(yè)生產(chǎn)的立式連鑄機，同年在重慶第三鋼 鐵廠建成投產(chǎn)一臺兩機兩流，配合 30 t轉爐，澆鑄175mmX 250mm矩形坯的立式 連鑄機。1960 年在唐山鋼鐵廠建成一機一流，配合 5 t轉爐澆鑄150mmX 150mm小方 坯的立式連鑄機。我國發(fā)展的連鑄機型大多為立式連鑄機，生產(chǎn)

18、效率低。因此，我國 連鑄生產(chǎn)的發(fā)展極其緩慢，到1978年我國的鋼產(chǎn)量為3178萬t，其中平爐鋼1127 萬t,占總產(chǎn)鋼量的35.46%,連鑄比僅為3.5%。為了改變我國連鑄生產(chǎn)發(fā)展的落后狀況，1974年，我國從原西德施羅德一西馬克和 德馬克公司引進了 3套弧形板坯連鑄機。1980 年，我國又與原西德曼內斯曼一德馬克公司簽訂了引進小方坯連鑄設備及 技術轉讓與合作制造合同，在國內增建一批旨在澆鑄90mmX 90mm，120mmX 120 mm及150mmX 150mm供成品軋機一火成材使用的小方坯連鑄機。上述即是我國 設備發(fā)展情況。隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，我國小方坯連鑄生產(chǎn)技術也得到了迅速的發(fā)展。 我

19、國鋼產(chǎn) 量呈直線增加；連鑄機總臺數(shù)已由1979年的24臺增加到1995年的247臺，截止1995 年底，我國已經(jīng)建成投產(chǎn)小方坯連鑄機近 200臺，能力約為3000萬t /年，1995年實際小方坯產(chǎn)量達2500萬t以上?，F(xiàn)代化轉爐（電爐）二次冶金（精煉）連鑄三位一體技術的發(fā)展推動了我國工業(yè) 迅速、穩(wěn)定的增長。對鋼鐵工業(yè)的節(jié)能降耗、提高成材率做出重大貢獻。1.4 小方坯連鑄機生產(chǎn)工藝與主要設備描述圖1.1連鑄生產(chǎn)設備如圖1是連續(xù)鑄鋼所用的生產(chǎn)設備，實際上是包括在連鑄作業(yè)線上的一整套機械 設備，通常可分為主體設備和輔助設備兩大部分，主體設備包括有：澆鑄設備-盛鋼桶運載設備中間罐及中間罐小車或旋轉臺；

20、 結晶器及振動裝置，二次冷卻支導裝置， 如在弧形連鑄設備中采用結晶器時， 需設頂彎裝置，拉坯矯直設備一一拉矯機、矯直 機、引錠鏈、脫錠與引錠鏈存放裝置，切割設備一一火焰切割機與機械修剪機，擺布 剪切機步進式剪切機等），輔助設備有：出坯及精準設備一一輥道，（拉）推鋼機、翻 鋼機、火焰清理機等；工藝性設備一一中間罐烘烤裝置、吹氬裝置、脫氣裝置，保護 渣供給與結晶器潤滑裝置等，自動控制與測量儀表一一結晶器液面測量與顯示系統(tǒng)、 過程控制計算機、測量、測重、側長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。在連續(xù)助攻的發(fā)展過程中，連續(xù)鑄鋼設備連鑄機先后出現(xiàn)了立式連鑄機， 力彎式 鑄鋼機（直弧形、全弧形、弧形多點矯直、超低頭型

21、）水平式連鑄機，如圖2所示。圖2各種形式連鑄機第2章方案的確定2.1方案一：剛性引錠桿用拉矯機剛性引錠桿用拉矯機最大特點是必須有脫引錠頭功能，因為剛性引錠桿不可能通 過切割機。由于矯直輥要抬起脫引錠頭，則其下輥就沒有拉坯功能，所以一般不設后 輥，而拉坯只能靠前面一對輥，必須上下輥都是主動輥。此類拉矯機也可用于撓性引錠桿連鑄饑2.1.1二輥分別傳動自矯直式拉矯機二輥分別傳自矯直式拉矯機是典型的剛性引錠桿用拉矯機。如圖2.2 1前面一對拉輥（1、2）自帶一套傳動裝置，包括直流電動機、制動器、減速機等由于位置所 限，上輥直立安裝，下輥水平安裝，米用液壓缸壓下，中下輥不傳動.輥6只起脫引錠頭作用，一般

22、工作中均呈抬起狀態(tài)。鑄坯在脫引錠頭后被上輥壓下，在切割前因鑄坯自重得到矯直。圖2.2-1二輥分別傳動自矯直式拉矯機1一傳動下拉輥；2 一傳動上拉輥；3 壓下液壓缸；4 一機架；5脫引錠壓下缸；6 一脫引錠桿輥；7中下輥。2.1.2集中傳動的三輥拉轎機這種拉矯譏結構如圖2.2 2集中傳動裝置安裝在上部平臺上，由直流電動機1、制動器、雙出軸減速機2組成，由此傳出兩支從動軸，連接通往上、下拉輥6、7的萬向聯(lián)軸器3。兩拉輥軸裝有蝸輪減速機，其蝸桿軸與萬向聯(lián)袖器相接，上拉輥 6與 脫引錠頭輥8的支架上均裝有壓下液壓缸1、5，其中液壓缸5行程大，以便脫去引 錠頭，拉輥裝在弧形切點上。遠距離安裝的集中傳動裝

23、置，有改善環(huán)境條件的優(yōu)點。 由于采用剛性引錠桿，安裝集個傳動裝置的平臺同時也是引錠扦放平時操作引錠仟頭部的工作平臺I1|f A S圖2.2 2集中傳動三輥拉矯機1 一直流電動機；2雙出軸減速器；3萬向接軸；4、5 壓下液壓缸；6 上拉輥;7下拉輥；8-脫引錠頭輥；9-機架。2.1.3集中傳動的五輥拉矯機如圖2.2-3裝置安裝在機架6旁，由帶冷卻風機的直流電動機3傳動的三傳動軸 減速機2組成，通過萬向聯(lián)軸器傳動前部上、下拉輥 4、5并通過聯(lián)軸器傳動脫引錠 頭輥1下面的下輥，上拉輥4的壓下是通過氣缸8及杠桿系統(tǒng)實現(xiàn).氣缸9是用于脫 引錠頭的。該譏還設有中下輥 7（無傳動）。拉坯輥裝在鑄機弧形的切點

24、上，傳動輥軸 端均裝有蝸輪減速機，這種設計減小了主減速機的尺寸，同時也可以減小傳動軸的尺 寸。圖2.2 3集中傳動五輥主動的拉矯饑1一托引定投輥；2 一集中減速機；3直流電動機；4 上拉坯輥;5一下拉坯輥；6 一機架；7 一中下輥；8、9壓下氣缸2.2方案二：撓性引錠桿用拉矯機2.2.1上輥傳動組合式拉矯機這種型式的拉矯機是我國八十年代引進， 廣泛應用的一種機型，如圖2.1-1共五 輥，兩上輥傳動，前、后兩機架為標準型式，結構均相同，優(yōu)點是制造方便，備件簡 單.這臺拉矯機開發(fā)了我國小方坯拉矯機設計思路，如用鏈條傳動拉輥，采用氣功壓下，第一對輥布置在連鑄機基本弧切點上。該機缺點是氣缸和電機防護較

25、差。但維護 好仍能正常工作，國內仍有不少企業(yè)使用這種機型，也不乏使用較好的事例。圖2.1 I上輥傳動組合式拉矯機1 一立式直流電動機；2 聯(lián)軸器；3 一齒輪箱；4 一傳動鏈;5上輥；6 一下輥；7； 8 一底座。2.2.2整體機架上輥傳動五輥式拉矯機采用上輥傳動，拉坯輥布置在鑄機弧形切點上，采用臥式直流電動機，如圖2.1-2 整個傳動裝置采用隔熱裝置保護上輥是通過鏈條傳動。每個上輥設二個壓下氣缸， 安裝在拉矯機下部并有水冷罩防護。其特點是采用整體機架，檢修時只需更換輥子及 傳動裝即可。圖2.1- 2整體機架五輥式拉矯機傳動裝置；2 一上輥；3壓下氣缸4 一下輥，5 一機架。223整體機架下輥傳

26、動五輥式拉矯機該拉矯機采用整體機架，拉坯輥布置在鑄機弧形切點上，如圖2.1-3，上輥均不傳動，只起壓緊和矯直作用，每個上輥均有二個壓下氣缸 （1、4）。該機特點是采用集 中傳動，傳動裝置通過萬向聯(lián)軸器從鑄機的兩側遠距離傳入，再通過鏈條帶動下拉輥5。傳動軸有兩個位置，表示在多流連鑄時傳動裝青可以錯開布置，而后面下輥9是通過鏈條與前下輥5聯(lián)結。這種下輥傳動的拉矯機值得注意的問題是：下輥拖動鑄坯是靠上輥壓下力才產(chǎn)生驅動鑄坯的摩擦力，因而在矯直輥下面的下輥，只有在矯直輥 克服鑄坯的矯直反力后，才能產(chǎn)生驅動鑄坯的摩擦力。所以氣缸壓在上輥的力要比上 輥傳動的拉矯機更大一些。下輥傳動的拉矯機優(yōu)點是：需要升降

27、移動的上輥簡化了；固定的下輥安裝傳動裝置也較方便， 有利于采用集中傳動；傳動裝置距熱源較遠，壽 命長，維護方便。2.2.4下輥傳動的六輥式拉矯機該機采用了三對輥，如圖2.1 4第一對拉輥設在鑄機基準弧內，第二對輥布置 在切點上，三個上輥均有壓下裝置，采用液壓缸壓下。側面遠距離集中傳動，通過萬 向聯(lián)軸器鏈條、傳至機架后，再通過圓錐齒輪箱和聯(lián)軸器帶動三個下輥的蝸輪箱。三 個下輥均為主動輥，克服了矯直力抵消壓下力造成拉坯力不足的現(xiàn)象。圖2.1- 3 下輥傳動五輥拉矯機1后壓下氣缸；2 矯直輥；3 拉坯輥；4壓下氣缸；5 一拉坯輥6鏈傳動；7 一機架；8 一中下輥；9 一傳動下輥。圖2.1-4下輥傳動

28、六根式拉矯機1 弧內上輥；2下輥；3切點上輥；4切點下輥5 一蝸輪箱；6 壓下拉桿集中傳動裝置的優(yōu)點是幾個傳動輥機械同步，簡化了電控系統(tǒng)，每組輥構件皆相同，制造和維護方便。2.3 確定方案：經(jīng)比較最終選用方案二中的整體機架五輥拉矯機1圖2.4-1 五輥拉矯機1 減速器；2 一電動機；3 一上輥架；4機架；5 一水冷隧道；6 自由輥；7防護罩；8 一傳動輥；9 脫錠油缸；10壓下油缸拉矯機的結構如圖2.4 1所示 這種拉矯機的型式為整體機架五輥拉矯機。這是近年來在總結以往小方坯連鑄機 在設計、制造、使用中的成功經(jīng)驗，以及所暴露出的問題的基礎上設計制造出的一I種新型拉矯機。在國內一些引進及國產(chǎn)的方

29、坯連鑄機中，都有成功的使用經(jīng)驗。丨整體機架五輥拉矯機與傳統(tǒng)的方壞拉矯機相比，具有以下特點：:1）采用兩點矯直技術，提高濤坯的質量；2）在整個拉矯機區(qū)域內。設置水冷隧道，使鑄坯在隧道內運行，提高了對鑄坯輻射丨熱的防護能力；13）設置三個傳動輥（兩個上輥，一個下輥），具有足夠的拉還能力。同時，通過增減；傳動輥的數(shù)目（最多可有四個傳動輥），拉矯機可以適用于 90X 90毫米至280X 300I毫米各種斷面的鑄坯；I4）傳動電動機采用近年來通常使用的交流變頻調速電動機，簡化了電控系統(tǒng)的維修I工作；裝5）可用于使用撓件引錠桿的連鑄機，還可用于使用剛性引錠桿的連鑄機；I6）結構緊湊，適用于流間距1000毫

30、米的多流方坯連鑄機；17）所有部件都安裝在一個機架上，可以方便的整體更換，；離線檢修，提高拉矯機的I作業(yè)率及維修性能。訂2.4原始數(shù)據(jù)：連鑄機半徑R = 8m鑄坯斷面 180mm X 180mm第3章方坯連鑄機主要工藝參數(shù)的確定3.1拉速的確定連鑄機的拉速的確定主要取決于以下幾個原則： 選取連鑄機的拉速必須在所澆鋼種的允許范圍之內，確保產(chǎn)品質量。 以滿足鋼種產(chǎn)量的要求為前提，選取的拉速考慮和冶煉設備的生產(chǎn)周期匹配。 連鑄機拉速要考慮鑄坯斷面尺寸、弧形半徑、冶金長度和鑄機結構特性等因 素。理論拉速：理論上所能達到的最大拉速 按照結晶器出口處鑄坯最小坯殼厚度計算，根據(jù)本設計的鋼種 鑄坯斷面尺寸最小

31、坯殼厚度選取為 10mm結晶器出口處最小坯殼厚度:(1-1)式中：Km纟吉晶器內鋼液凝固系數(shù) mm/mirJ/2；取20；Lm-結晶器有效長度 m,0.85;計算得出：VmaF 3.4 m / min工作拉速根據(jù)經(jīng)驗為理論拉速的 85%，確定工作拉速為2.8m/ min3.2冶金長度的計算冶金長度為連鑄機的機身長度，指從結晶器鋼液面到拉矯機最后一對輥子中心線的長 度。D max Vmax 一(1-2)L 2 m4K2式中：L 鑄機的冶金長度，mDmax 最大的設計鑄坯厚度，mmVmax 最大的設計拉坯速度，m/ minK綜合凝固系數(shù)，mm/； min 取30計算出冶金長度L=25.71m3.3

32、連鑄機流數(shù)的確定連鑄機流數(shù)計算公式:GN6.18tFv t式中G-鋼包容量，t,140t;t-鋼包澆注時間min,般 t tmax，t 取 32min;F-鑄坯斷面面積m2,0.0324 m2;V-此斷面下的工作拉速，-鑄坯密度，7.8t/ m3.m/mi n,2.8m/mi n;本設計中N取7(1-3)maxlog G - 0.20.3=71.36min(1-4)3.3.1鋼包允許的最大澆注時間式中：tmax-鋼包最大允許澆注時間，minG-鋼包的容量，140tf-鑄坯質量系數(shù)，其值為10-15，取113.4連鑄機的生產(chǎn)能力計算1. 連鑄機作業(yè)率：連鑄機作業(yè)率取86.7%。2. 每爐鋼水量G

33、:連鑄用鋼水量平均按每爐140t3. 鑄坯收得率A:據(jù)連鑄設計技術規(guī)格書中經(jīng)濟指標可知鑄坯收得率為98.3% 4連澆爐數(shù)Cn:連澆爐數(shù)與轉爐及連鑄的配合有關，同時與爐子的容量有關，同時與 爐子的容量大小，澆注時間長短，耐火材料質量也是有密切關系的。本次設計取Cn=4 爐。1）每爐鋼澆注時間t0Gt0 二=28min（ 1-5）nsrv式中n-鑄機流數(shù)，n=7;V-拉坯速度，m/mi n,2.8m/mi n;r-鑄坯密度，7.8t/m3;0.9-考慮鑄坯頭部和尾部拉坯速度增加和減少及富余能力的系數(shù)；S-鑄坯平均斷面，m2,0.0324m2;G-轉爐平均出鋼量，140t o2）準備時間：準備時間為

34、43min,其中鑄坯拉出時間為13min,從裝引錠桿到引錠 頭密封完畢可以澆鋼為止所經(jīng)歷時間為 30mi n。3）連鑄機年生產(chǎn)能力Q 連鑄機年生產(chǎn)能力Q為:24 60 G C A ：*365C t0 T= 161.84 萬噸(1-6)式中Q-連鑄機生產(chǎn)能力，t/a;-連鑄機作業(yè)率，86.7%;G-每爐鋼水量，t/爐,140t;A-鑄坯收得率，% 98.3%;C-連澆爐數(shù)，爐/次，4爐；t0-連澆時平均澆注周期， min /次28min/次;T-連鑄機準備時間，min,43分鐘。3.5弧形連鑄機弧形半徑的計算連鑄機鑄坯外弧的曲率半徑（m）。依據(jù)下列三個因素確定：按鑄坯進入拉矯機以 前全部凝固完畢

35、的條件確定；按鑄坯在矯直時所允許的表面延伸率確定；按弧形結晶 器的最小允許半徑確定。鑄坯的形變如圖3.1所示。弧形半徑的確定：按經(jīng)驗公式計算：連鑄機圓弧半徑R=KD其中K為系數(shù)，方坯連鑄機取3040,碳素鋼取下限，特 殊鋼取上限。D為鑄坯厚度m,D取0.180m。R要在算出后，考慮已投產(chǎn)的連鑄機的經(jīng) 驗參數(shù)，綜合考慮確定.R=（3040）D=30X 0.18 40X 0.18=5.4 7.2 取 R=6m圖3.1鑄坯的形變第4章 拉矯機相關參數(shù)的計算4.1小方坯連鑄機的拉坯阻力小方坯連鑄機的拉坯阻力包括：鑄坯在結晶器內的摩擦阻力 F1,鑄坯通過二冷區(qū) 時的阻力F2,推動鑄坯使之完成矯直功的推力

36、 3,及拉矯機各運動部件的摩擦力F4, 分別計算如下：4.1.1鑄坯在結晶器內的摩擦阻力鑄坯在結晶器內的阻力包括鑄坯與結晶器壁的粘接力和鑄坯運動的摩擦力。這項阻力與結晶器的錐度、制造安裝的精度、結晶器的運行情況及振動方式有關，由于影響 因素較多，很難精確計算，設計時，一般只用經(jīng)驗公式計算鑄坯在結晶器中運動的摩 擦阻力，并采用較大的摩擦系數(shù)用于補償其他阻力的存在，此阻力參照實測數(shù)據(jù)決定。查連鑄手冊取F仁6500N4.1.2 鑄坯通過二冷區(qū)的阻力圖4.1為拉坯矯直時的受力分析圖：如圖4.1，小方坯在二冷區(qū)的阻力包括：鑄坯與導向裝置的摩擦力及鑄坯自重引起的 下滑力。圖4.1拉坯矯直時的受力分析圖從鑄

37、機的弧線部分區(qū)一小段單元鑄坯，其位置角為a包角為 a重量為q = A R( 2-1)式中：A 鑄坯斷面積；0.0324 mm2R 鑄機外弧半徑；R=6mr 鋼液比重；取丫 =0.07N/ cm3.把力q分解為徑向力fn及切向力fs,得fn = A R Y cos a(22)(23)(2 5)(2-6)fs = A Rsin a徑向力fn對導向裝置的摩擦力為：f = fn=A RJ cos a-鑄坯在導向裝置中的摩擦系數(shù)，由于小方坯連鑄機的導向裝置比較簡陋，有的輥子甚至不轉所以J =0.3鑄坯在二冷區(qū)內的阻力為：2F2 二 A R cos：- A R sin ： d:0二A R窘訃1因為1 ，所

38、以F2是負值，即鑄坯還能向下滑動。已知鑄機外弧半徑R=6m B=H=180mm 4=0.3 A=B H所以代入數(shù)據(jù)計算得F2=-9526N4.1.3計算推動鑄坯使之完成矯直功的力F3:被矯直的小方坯處于完全凝固的彈塑性狀態(tài)。其矯直力矩為：h3Mh s(2-7)4式中：、s 鑄坯在高溫狀態(tài)下的屈服極限；h 鑄坯邊長推動鑄坯進行矯直的轉矩，等于推力 F3對圓弧中心點的轉矩，此轉矩等于鑄坯的矯 直力矩，即：F3(2-8)則F3二h34R 2(2-9)查連鑄手冊取材料為45鋼在1000攝氏度情況下6=35N/mm2鑄機外圓弧半徑R=6m鑄坯邊長h=180mm所以帶入數(shù)據(jù)計算得F3=8506N4.1.4

39、拉矯機各運動部件的摩擦阻力計算拉矯機各運動部什的摩擦阻力 F4,如圖3 1所示的五輥拉矯機，假定1拉坯力由A D兩輥承擔，矯直力由A B及C三輥承擔,且Ldb = Lbe二丄Lde2A D兩輥承擔的拉坯力為：F F1 F2 F3由上而求得的 F仁6500NF2=-9526N F3=8506N代入公式計算得FL=5480每個拉輥應有的拉力為：Fl2 1(2-10)式中 J拉輥與鑄坯間的摩擦系數(shù)，取=0. 3所以 PA1 = PD1 = 9133.3 N由A B C三輥矯盲鑄坯時，A及C輥的壓力為:Pa2=P：24Ldb(2-11 )已知鑄坯邊長 A=180mm45鋼在1000E情況二S=35N/

40、 mm2。Ldb 二 Lbe = 1200mm 所以代入數(shù)據(jù)計算得：Pa2 二 Pc2 二 42525NB輥的壓力為:PB2 二巳2*B2 =h3 J2LdbPB2 =85050NE輥在理論上不承受壓力。由上列各種壓力產(chǎn)生的總摩擦力為:Fr %PA%PC2Pd1 旦刖(2-12)(213),訐0.8,作環(huán)境式中：Dp 輥子直徑；d軸頸直徑；f0 鑄坯與輥子間滾動摩擦系數(shù)，取f0=3mm.1 輥子軸承的摩擦系數(shù)，滾動軸承，則=0.005上面求得：PA1=PD1=9133.3N ,PA2二PC2= 42525N ,pb2=8505N又已知輥子直徑 DP=350mm,軸頸直徑d=120mm所以代入數(shù)

41、據(jù)計算得F4 =2986.3N連鑄機拉熱坯時的拉坯總阻力為上述各個阻力之和，即F Fi F2 F3 F4上面求得F仁6500NF2 =-9526N F3=8506NF4=2986.3N帶入數(shù)據(jù)得F。-8010.3N拉熱坯時計算的驅動電機功率為：N Fl-Vp （KW）1 1 0 0 0 ）式中：Vp拉坯速度（m/s）拉矯機傳動總效率。已上求得F。=8010.3N 又 已知拉矯機拉坯速度Vp =2.8m/min2 =0.8952 =0.7r所以代入數(shù)據(jù)得N1=0.53KW N1 =2 K=1.06KW式中Ko 考慮電壓不穩(wěn)定，國產(chǎn)電機質量不穩(wěn)定，以及工等因素；取K0=24.2裝引錠桿時拉矯機的阻

42、力及功率小方坯連鑄機一般都是從下往上裝引錠桿，此時引錠桿在二冷區(qū)的阻力和引錠桿 的下滑力都是向下的?？捎蒙鲜龅挠嬎惴椒▉碛嬎阊b引錠桿的阻力及功率，其計算方 法是：4.2.1引錠桿進入結晶器時的阻力因為引錠頭與結品器之間有較大的間隙，所以引錠桿進入結吊器時的阻力可忽 略。4.2.2引錠桿在二冷區(qū)內的阻力(214)引錠桿在二冷區(qū)內的阻力為：Fi = R A Ci 1)式中： A 引錠桿的斷而積(cm2)；引錠桿的比重，取 =0 .0785(N/ cm3)Ji引錠桿在二冷區(qū)的摩擦系數(shù)，取 Ji =0.3已知A =180mm x185mm，鑄機外弧半徑R=6m所以代入數(shù)據(jù)得F 1 =20389.59N

43、4.2.3拉矯機各個運動部件摩擦阻力拉矯機各個運動部件摩擦阻力F 2的計算方法和前面的一樣。Fi20389.590.05二 407791.8 N所以F廠Fn I：2評=7689劭I W 丿裝引錠桿時的總阻力為:F =Fi F2代入數(shù)據(jù)計算可得F =28079N裝引錠桿所需驅動功率為 2=匚上1000式中：VP裝引錠桿的速度（m/min） 已知裝引錠桿的速度 VP =6m/min，由求得F =28079N所以計算得N2 =4.01, N2 =2XK0式中Ko 考慮電壓不穩(wěn)定，國產(chǎn)電機質量不穩(wěn)定，以及 工作環(huán)境等因素；取K0=2所以計算得N2 =8.02kw比較Ni和N2 , Ni N2，故取其中

44、的較大者N2作為靜功率來選用電動機。4.3電動機類型的選擇電動機額定轉速是根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定的。在確定電動機額定轉速時，必須考慮機械減速機的傳動比值，兩者相互配合，經(jīng)過技術、經(jīng)濟全而比較才能確定。 通常電動機轉速不低與500r/min，因為當功率一定時，電動機的轉速愈低，則其尺寸 愈大，價格愈貴，而且效率也較低，如選用高速電動機，勢必加大機械減速機構的傳 動比，致使機械傳動部分復雜起來。對于冶金機械，工作速度較低，經(jīng)常處于頻繁地 正反轉運行狀態(tài)，為縮短正反轉過渡時間，提高生產(chǎn)效率，降低消耗并減少噪聲節(jié) 省投瓷，應選擇適當?shù)牡退匐妱訖C，為防止裝引錠桿時的推力不足和防止漏鋼現(xiàn)象， 結合其工作

45、環(huán)境上綜合考慮，故選用應用于冶金機械的變頻調速三相異步電動機 Y180L-8，額定功率是11kw，同步轉速是750r/min。第5章二級減速器設計5.1分配傳動比已知拉坯速度Vmax= 3.4m/min,輥子直徑D= 350mm電動機轉速n =750r/min , : - D二Vmax，則得i=242?？紤]到拉矯機的實際情況及現(xiàn)場安裝等問題，故一級減i速器用行星齒輪減速器，二級用蝸輪蝸桿減速器，且h 6, i2 =20。5.2二級減速器蝸輪蝸桿減速器的設計計算5.2.1選擇蝸桿類型確定中心距考慮到上作環(huán)境及其他問題，選用 TOP型蝸桿傳動，其承載能力計算： 根據(jù)機械設計手冊第3卷，當傳動符合圖

46、14-4-17和圖14-4-18之條件時, 蝸桿傳遞的功率R:P1 Rp當傳動為其他條件時，蝸桿軸的計算功率：巳=P蘭 Rp( 5 1)K1 K2 K3 K4式中K1 K2 K3 K4分別為傳動類型系數(shù)，工作情況系數(shù)，加工質量系數(shù)和蝸輪材料系數(shù)，查表14-4-30知：TOF型蝸桿K1=1.0晝夜連續(xù)平穩(wěn)上作K2=1.07 級精度K3=1.0選擇材料，蝸輪ZCu AL1Fe3， 則K4 =0.8代入數(shù)據(jù)計算得2.21.0 1.0 1.0 0.8= 2.75kw 蘭 Rp查環(huán)而蝸桿許用功率線圖144-17得中心距a=200mm5.2.2基本參數(shù)的選擇蝸桿頭數(shù)乙=2蝸輪齒數(shù)ZZ1 i 而i =20則

47、Z2 =40蝸桿分度圓直徑d1按表14 -4 -22 知d1 =0.36a=72mm取 d1=70mm523幾何尺寸計算蝸輪分度圓直徑d2 =2a - di代入數(shù)據(jù)得d2=330mm蝸輪端面模數(shù)徑向間隙C =0.2mt齒頂高ha =0.7mt代入數(shù)據(jù)得mt = 8.25mm代入數(shù)據(jù)得C = 1.65mm代入數(shù)據(jù)得ha -5.775mm齒根高hf =ha - c代入數(shù)據(jù)得hf = 7.425mm蝸桿喉部根圓直徑df1-2hf，代入數(shù)據(jù)得df1 =55.15mm校驗：當-4代入數(shù)據(jù)得 =15.975工作起始角二a - 6a =22.25=15.9/代入數(shù)據(jù)得 訂=6.275蝸輪齒寬b =0.9df

48、1已知 df1 = 55.15mm代入數(shù)據(jù)得 b= 49.635mm取b = 50mm蝸桿工作部分長度Lw =d2sin wd2 = 330mm, w =15.975代入數(shù)據(jù)得 Lw =90.82 mm蝸桿螺紋兩側肩帶寬度：豈g =8.25mm故取：=8 mm蝸桿最大齒頂圓直徑 da1max =2a - Jr-(0.5Lw(512)a= 200mm,rf1 = 159.225mm, L 90.82mm,代入數(shù)據(jù)得 da1max=94.8mm蝸桿最大齒根圓直徑df1max =2a-&f12-(0.5Lw和(513)a= 200mm, rf1 = 172.425mm,Lw = 90.82mm,代入

49、數(shù)據(jù)得 da1max=67.32mm蝸輪齒頂圓弧半徑 S =055d fimaxd fimax =67.32mm代入數(shù)據(jù)得 也=37.03 mm母平面傾斜角= arcta nd2I coSa + 占)一cosa2acos a 二:生 cosa2a(514)已知 a= 22.25 ， d2 = 330mm,i = 20,a = 200mm當i =1030時，厶=6故由i =20知厶=6代入數(shù)據(jù)計算得=15.99取1 =16，蝸輪齒距P2 = :mt已知mt =8.25代入數(shù)據(jù)計算得P = 25.9mm蝸輪節(jié)圓齒P2 = r：mt已知P = 25.9mm代入數(shù)據(jù)計算得S = 14.245mm蝸桿副

50、圓劇側隙j按表 14-4-66 查得，j =0.38 mm蝸桿節(jié)圓齒厚S1 = - S2 - jP2 =25.9mm,S2 = 14.245mm, j = 0.38mm 代入數(shù)據(jù)得 S 11.275mm蝸桿分度圓法向齒厚SnS1 cosS1 =11.275mm, =13.6代入數(shù)據(jù)得 Sn1 = 10.96 mm蝸輪分度圓法向齒厚最Sn2 =S2 COSS1 = 14.245mm, =13.6代入數(shù)據(jù)得 &2=13.85蝸桿弦齒高 ha1=ha-0.5d2 1 -cosarcsinSId2丿ha =5.775mm,d2 = 330mm, 0 = 11.275mm代入數(shù)據(jù)得 ha 4.818mm

51、蝸輪弦齒高 ha2=ha+0.5d2 1 一cosarcsinSd2 丿(515)(516)(517)(518)(519)h5.775mm)d330mm,S1 I4.245mm 代入數(shù)據(jù)得 ha2=5.93mm蝸桿嚙入口修緣值計r按表 14-4-28 選取 fr= 0.25 mm蝸桿嚙入口修緣長度.廠r，P按表 14-4-29 選取r=12.95mm2蝸桿嚙出口修緣值Afc、 2按表 14-4-28 選取 fcfr = 0.167 mmc 3 r蝸桿嚙出口修緣長度.-： ；c，P按表14-4-29選取二一=12.95mm按一般型傳動加工25.3減速器的維護與潤滑5.3.1減速器的維護(1) 須經(jīng)常注意檢奇所有螺栓緊固情況，如有發(fā)現(xiàn)松動，必須及時擰緊。(2) 須