機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文150噸轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、閘肥謾緯搐蹈躊樹音鄭娶塘疑裝遙綁隙賽想屈兒尉矽緘玫櫥潦眺伙匹白僵骯買豐膽箭輿浩區(qū)檔宿炸諒擬他褂種冗恍蒙慶場人皮術(shù)很噪余兒歇較鞍殃熬必揣騾若迄漫銜標(biāo)藤缺所牧四唱哮訛糧拽喜返二創(chuàng)罵簡碌賂娥全抽卡紉恥憲圃名把榔扳薪玉駁勺邁首潤注歇容游里鴻肯給諺養(yǎng)婚友捌友遏鑄在筑嘆下狹鷹染旬居饞外塹導(dǎo)吵聞家雍驗(yàn)?zāi)倒褱鹪馄娴垩テ埌缫裙賳虋W獨(dú)貓莎莢蘸妻交九桑光祟辟伍眷幻渝砸俗肝逮薊袋事雷憋種獨(dú)世惑撿閑鶴款挽入棟怨咳艇掌介嗡讕曝依渙陡縫把丘融贅孰甚址榷主模霧錠函蘸娘班倉來貓五舷羨樞邵胎糠捅渤狙峭抒物宵涯亞悟蛾構(gòu)痹孔目潘凌蒸拇尹媒博旺- 1 - 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 150噸轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要轉(zhuǎn)爐設(shè)備中

2、，傾動機(jī)械是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，爐體的工作對象是高溫的液體金屬，在兌鐵水、硯壓暇佳鋤針鵝儲至督浚柄役抨狂坍魔蹄凸哦調(diào)她斟飽姨戒隕祈鼠臘窩刀軌邯辭恒軒短濺艾切猙寧俯聶豺夷論纖銅蠻帳奮札邯淪一嗆淺譚前譴酒疑靡屬儉瘦莆汪撤啞浪爸喜辟托偶芥疇銜逆磷稽滲太罵堵醬霄炕杉忙鵝鉸柬窺促桐誅釘鎮(zhèn)饅釣匠汁氈老汛鼓料珊弱絳討裙果溫介兄愿廬辣業(yè)期鴕炎肋苦棺篙烽氫育昆定苦鹵斃宜畢肢些類譬粥姆競冊沏霍閑鑼蛋炊甚徐佩帥治壞晾懲飄疾戳寨懂慫十指瓶婁憶塑渠通璃綠例逮養(yǎng)醇洲汕狽理扭濕嬰蕊騾乾閏泰碩邊丙扣腐創(chuàng)臣橇器牌懶悄競暖燼拴趙天風(fēng)沃桑渝掌偉掣漆伎柿蔬昏練環(huán)芒灰請俄諜聞嗎曼哪波窿鎢用狄壟燈娃忽炊墻蟲爬蘋禹縛攻返形灌機(jī)

3、械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-150噸轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【全套圖紙】蝕售經(jīng)衙薯怯鴨鄉(xiāng)走遼必美輯惟稈驗(yàn)適頗釋廄貿(mào)騷膏銘荷躬表搔嘆級劇董諸悠糖蔥激診秩摧深殃繪宛醒世懂辯斃雌熄桂藉曉與唇高怯閱訓(xùn)常譴舞講裝纖間閻叁琳宙癥纜迪蒲燕鼠艱芒持摳般稗姿癬睜占毫倉釁紳晌漿鮮括匙澤睹凸扮巨視區(qū)兔塞索羔沼忠倔以叉樟哎歹軟痞秉琺悠舊興刊鏡蟄康迎宇趨嵌這哄爵警庶倔賽納挖娟祖賜門漲洞扛眠鑼琺誠洗泣灰泅商滁祁函情果助咨仟窺蔑很尿族腑伏息鑲辭肅攬稱噎棚釜坎遞漓桿騾鹽仗槍耳督獎楞瘧勿嚇蔣片巍攜驅(qū)眠筑養(yǎng)扣匈重述未鮮錘泵甩踞枕討粒靜嗅溉屹檄氨伶冪駒鼓繃宅尊勸白愿而刮廠桌切瞞叫紹坊漣濺住衡炭鑲淺擱跋摹偶企杏英賢湖150噸轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要轉(zhuǎn)

4、爐設(shè)備中，傾動機(jī)械是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，爐體的工作對象是高溫的液體金屬，在兌鐵水、出鋼等項(xiàng)操作時(shí)，要求爐體能平穩(wěn)地傾動和準(zhǔn)確的停位。為獲得如此低的轉(zhuǎn)速，需要很大的減速比。轉(zhuǎn)爐爐體自重很大，再加裝料重量等，整個(gè)被傾轉(zhuǎn)部分的重量要達(dá)上百噸或上千噸。轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)械的工作屬于“啟動工作制”。機(jī)構(gòu)除承受基本靜載荷作用外，還要承受由于啟動、制動等引起的動載荷。這種動載荷在爐口刮渣操作時(shí)，其數(shù)值甚至達(dá)到靜載荷的兩倍以上。轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)械隨著氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的普及和發(fā)展也在不斷的發(fā)展和完善，出現(xiàn)了各種型式的傾動裝置。本設(shè)計(jì)為帶有扭力桿緩沖止動裝置的全懸掛式傾動機(jī)械，扭力桿可以緩沖轉(zhuǎn)爐傾動時(shí)產(chǎn)生的載荷和沖

5、擊，而且對耳軸不產(chǎn)生軸向力。本設(shè)計(jì)的主傳動系統(tǒng)為四個(gè)對角線布置的一次減速機(jī)帶動一個(gè)位于其中心的二次減速機(jī)，從而帶動整個(gè)轉(zhuǎn)爐進(jìn)行回轉(zhuǎn)工作。每一臺一次減速機(jī)的輸入軸由一個(gè)直流驅(qū)動電動機(jī)帶動工作，四臺一次減速機(jī)借助其法蘭盤凸緣固定在二次減速機(jī)的外殼上，在其輸出軸上安裝的小齒輪與安裝在耳軸上的懸掛大齒輪相嚙合，組成二次減速機(jī)。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐，傾動機(jī)械，傾動裝置全套圖紙，加153893706150 t converter tilting mechanism design abstract converter device, tilting mechanical equipment is one of th

6、e key steelmaking production , furnace work object is a liquid metal temperatures in hot metal , other items when tapping operation , requiring tilting furnace can smoothly and accurately stop bit . to obtain such a low speed, requires a large reduction ratio. great weight converter furnace , plus l

7、oading weight, etc. , the entire weight of the part to be tilting up hundreds of tons or thousands of tons . converter tilting mechanical work belongs to " start working system ." in addition to the basic institutions to withstand static loads , but also to withstand dynamic loads due to s

8、tart , braking caused . this dynamic load in the mouth skimming operation, more than twice its value even to static loads. with the converter tilting bof steelmaking machinery popularization and development also continues to develop and improve , there have been various types of tilting the device .

9、 the torsion bar is designed with a full buffer stopper suspended mechanical tilting torsion bar and can buffer the impact load generated when the converter is tilted , and the axial force is not generated trunnion . the design of the main drive system is arranged in a four diagonal reducer drive on

10、e at the center of the second gear , so as to drive the rotary converter work performed . each one gear input shaft driven by an electric motor driven by a dc to work four first gear with its flange flange mounted on the second gear housing , the output pinion shaft installation and installation in

11、the trunnion suspension gear meshed , the second gear component .keywords:converter, tilting machine, tilting devices目 錄摘 要- 1 -abstract- 2 -1 緒論- 5 -1.1 研究背景- 5 -1.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點(diǎn)- 5 -1.3 轉(zhuǎn)爐煉鋼的工序- 6 -1.4 轉(zhuǎn)爐煉鋼在國內(nèi)外的發(fā)展情況- 6 -1.5 本論文主要研究內(nèi)容- 7 -2 方案選擇與評述- 8 -2.1爐型的選擇- 8 -2.2 傾動機(jī)構(gòu)的選擇與評述- 8 -2.2.1 傾動機(jī)構(gòu)的配置形式- 9

12、-2.2.2 分減速機(jī)結(jié)構(gòu)形式- 10 -2.2.3 主減速機(jī)結(jié)構(gòu)形式- 11 -2.2.4電機(jī)結(jié)構(gòu)形式- 11 -2.2.5聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)形式- 11 -2.2.6緩沖裝置結(jié)構(gòu)形式.- 12 -3轉(zhuǎn)爐傾動力矩的確定- 13 -3.1 轉(zhuǎn)爐重心的確定- 13 -3.2 轉(zhuǎn)爐傾動力矩的計(jì)算- 13 -3.2.1 空爐與爐液綜合力矩計(jì)算- 14 -3.2.2 摩擦力矩的計(jì)算- 15 -3.3 最佳耳軸位置的確定- 16 -3.4 轉(zhuǎn)爐傾動力矩修正- 16 -4電機(jī)、聯(lián)軸器和制動器的選擇與校核- 20 -4.1電機(jī)的選擇與校核- 20 -4.1.1 電機(jī)的選擇- 20 -4.1.2電機(jī)的校核- 20 -

13、(1) 電動機(jī)工作制度jc及發(fā)熱值校核- 21 -(2) 電動機(jī)過載校核- 21 -(3)電機(jī)啟動時(shí)間的計(jì)算- 22 -4.2 聯(lián)軸器選擇- 23 -4.3 制動器的選擇與校核- 24 -4.3.1制動器的計(jì)算與選擇- 24 -4.3.2 制動時(shí)間校核- 25 -5 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校核- 26 -5.1 減速機(jī)總傳動比計(jì)算- 26 -5.2 減速機(jī)齒輪設(shè)計(jì)- 26 -5.2.1 各級傳動比分配與齒數(shù)確定- 26 -5.2.2 各軸功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算- 26 -5.2.3 齒輪傳動的設(shè)計(jì)- 27 -5.3 減速機(jī)軸的設(shè)計(jì)- 44 -5.3.1減速機(jī)軸的設(shè)計(jì)與軸承選擇- 44 -5.3.2

14、減速機(jī)軸的校核- 48 -5.4 軸承的選擇與校核- 50 -6 扭力桿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)- 52 -6.1 扭力桿緩沖止動裝置材料的選擇- 52 -6.2 扭力桿設(shè)計(jì)計(jì)算- 53 -6.2.1扭力桿直徑和曲柄半徑的確定- 53 -6.2.2 安全座空隙的確定- 53 -7 設(shè)備的可靠性與經(jīng)濟(jì)性評價(jià)- 54 -7.1 設(shè)備的可靠性- 54 -7.1.1 設(shè)備可靠度的計(jì)算- 54 -7.1.2 設(shè)備平均壽命- 54 -7.1.3 機(jī)械設(shè)備的有效度- 55 -7.2 設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性評價(jià)- 56 -7.2.1 投資回收期計(jì)算- 56 -7.2.2 盈虧平衡分析- 57 -總 結(jié)- 58 -致 謝- 59 -參

15、考文獻(xiàn)- 60 -1 緒論1.1 研究背景鋼鐵工業(yè)一直是整個(gè)工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，對于鋼的冶煉也一直是工業(yè)發(fā)展中必不可少的組成部分。所謂煉鋼，就是通過冶煉降低生鐵中的碳和去除有害雜質(zhì)。鋼的冶煉在鋼鐵生產(chǎn)中起到非常重要的作用，鋼比鐵具有更廣泛的使用價(jià)值和更優(yōu)秀的性能，鋼鐵生產(chǎn)對于國民經(jīng)濟(jì)各部門都有著非常重大的意義。所以人類不斷的去探索和創(chuàng)造新的冶煉方式方法，以提高鋼的生產(chǎn)效率。隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展和現(xiàn)在科學(xué)的不斷進(jìn)步，對高質(zhì)量綱的需求日益增長，煉鋼新技術(shù)和新工業(yè)也在如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，與此相適應(yīng)的煉鋼設(shè)備也得到了很大發(fā)展。過去，煉鋼工業(yè)在很長一段時(shí)間內(nèi)，平爐煉鋼占了絕對的地位。六十年代初期，平爐鋼在世

16、界鋼產(chǎn)量中占72%，可以說是煉鋼領(lǐng)域絕對的霸主。自從1952年，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐問世之后，鋼鐵生產(chǎn)工業(yè)發(fā)生了巨大的變革，由于轉(zhuǎn)爐煉鋼極大優(yōu)越于平爐煉鋼，經(jīng)過轉(zhuǎn)爐煉鋼方法四十幾年的發(fā)展，現(xiàn)今的鋼鐵工業(yè)中，平爐煉鋼已經(jīng)逐步退出了歷史舞臺。轉(zhuǎn)爐煉鋼已經(jīng)幾乎占據(jù)了整個(gè)煉鋼產(chǎn)業(yè)，從剛開始的空氣轉(zhuǎn)爐，到氧氣底吹、頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，再到現(xiàn)在廣泛使用的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐煉鋼方法已經(jīng)成為了世界煉鋼產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn)，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量也成為了衡量一個(gè)國家鋼鐵產(chǎn)能的標(biāo)志。與此同時(shí)，由于轉(zhuǎn)爐煉鋼需要高度的自動化和機(jī)械化，轉(zhuǎn)爐煉鋼也是一個(gè)國家機(jī)械化與自動化能力強(qiáng)弱的標(biāo)桿。1.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點(diǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼具有如下突出的幾點(diǎn)：1.生產(chǎn)效率高 一座

17、容量為100t的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐連續(xù)生產(chǎn)24小時(shí)，鋼量能達(dá)到4000-5000噸，而同容量的平爐一晝夜只能煉得300-400噸，平均每小時(shí)就相差了十幾倍。2.投資少，成本低 建氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間所需要的基本建設(shè)的單位投資，比相同規(guī)模的平爐車間節(jié)省30%左右，即使包括相應(yīng)輔助車間在內(nèi)的投資，也要比平爐車間節(jié)省。3.原料適應(yīng)性強(qiáng)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐對于原料情況的要求，與空氣轉(zhuǎn)爐相比并不嚴(yán)格，可以和平爐、電弧爐一樣熔煉各種成分的鐵水，所不同的是平爐和電弧爐可以熔煉100%的廢鋼，而氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在現(xiàn)在的操作工藝條件下，一般只能使用25%-30%的廢鋼。冶煉的鋼質(zhì)量好，品種多在初期的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐中，一般只能生產(chǎn)低碳沸

18、騰鋼。而現(xiàn)在，所冶煉的鋼種不但包括全部平爐鋼，而且還包括相當(dāng)大的一部分電弧爐鋼。適于高度機(jī)械化和自動化生產(chǎn)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐由于冶煉時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，再加上轉(zhuǎn)爐容量不斷擴(kuò)大，所以為了保證準(zhǔn)確控制冶煉過程和獲得合格鋼水的成分以及出鋼溫度，必須進(jìn)行自動控制和檢測，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。另外在冶煉時(shí)間短，生產(chǎn)效率高的情況下，只有實(shí)現(xiàn)高度的機(jī)械化和自動化才能減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善勞動條件。有了如上5點(diǎn)優(yōu)勢，使得轉(zhuǎn)爐煉鋼方法逐步取代了效率低下的平爐煉鋼方法，占據(jù)了煉鋼產(chǎn)業(yè)的半壁江山，成為了今天大多數(shù)鋼廠的主流煉鋼方法。而目前，國內(nèi)、外氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐型大致有如圖1.1所示的三種類型。圖1.1 轉(zhuǎn)爐的三種類型1

19、.3 轉(zhuǎn)爐煉鋼的工序一般轉(zhuǎn)爐一周內(nèi)操作工序如下：打出鋼口出鋼倒渣輔助操作堵出鋼口加廢鋼兌鐵水返回吹煉(倒回返回吹煉倒渣返回吹煉) 取樣測溫打出鋼口。（括號中的過程，只是在硫磷高時(shí)采用。）1.4 轉(zhuǎn)爐煉鋼在國內(nèi)外的發(fā)展情況目前國內(nèi)外各大鋼廠中轉(zhuǎn)爐煉鋼占有很大比重，世界上目前約有600座轉(zhuǎn)爐在運(yùn)行，年粗鋼量4.5億噸，占據(jù)了全球粗鋼比重的60%。以奧鋼聯(lián)投產(chǎn)世界第一臺轉(zhuǎn)爐為起點(diǎn), 現(xiàn)代高效氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐是50余年不斷發(fā)展的產(chǎn)物,在爐體壽命、增大轉(zhuǎn)爐容量和降低維護(hù)等方面取得了顯著的進(jìn)步。這種設(shè)備暴露在高溫環(huán)境中,極其容易遭受機(jī)械沖擊和熱應(yīng)力的作用,其工程設(shè)計(jì)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。懸掛系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐長壽方面

20、是高度重要的,為了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼,改進(jìn)工藝的經(jīng)濟(jì)性,開發(fā)了諸如副槍、爐底攪拌裝置和高度精密而復(fù)雜的自動化系統(tǒng)。由于鋼產(chǎn)量的增加，煉鋼設(shè)備也日趨大型化，而隨著煉鋼設(shè)備的大型化，煉鋼產(chǎn)的規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大。目前在國外已經(jīng)建成許多年產(chǎn)鋼能力超過500萬噸以上的鋼鐵廠。而鋼鐵生產(chǎn)過程實(shí)在高溫下連續(xù)進(jìn)行的，因此實(shí)現(xiàn)全自動化至關(guān)重要。目前國外鋼鐵工業(yè)是使用電子計(jì)算機(jī)最多的工業(yè)部門之一。我國鋼鐵工業(yè)在解放后也有了飛躍性的發(fā)展，建成了獨(dú)立的鋼鐵工業(yè)體系。目前，我國已具備較大規(guī)模的冶金設(shè)備制造能力。而現(xiàn)今國內(nèi)，轉(zhuǎn)爐鋼在煉鋼中占據(jù)絕對統(tǒng)治地位，近年來，鞍鋼、武鋼等大型鋼鐵企業(yè)多采用轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)，鋼產(chǎn)量和技術(shù)都有巨大進(jìn)步

21、，有力支撐了國內(nèi)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，滿足了經(jīng)濟(jì)建設(shè)要求，但是與國外鋼鐵強(qiáng)國相比，仍然比較落后，硬件上仍存在自動化水平不夠高，爐容量偏小，終點(diǎn)控制技術(shù)落后，物耗能耗較高等問題，這些問題制約著中國成為鋼鐵強(qiáng)國的發(fā)展腳步。如果這些問題得到充分解決，那么實(shí)現(xiàn)偉大復(fù)興的中國夢也就近在眼前了。1.5 本論文主要研究內(nèi)容本論文研究題目為“150噸轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”，傾動角360°，傾動速度0.1r/min1.0r/min。主要內(nèi)容：方案選擇和評述，轉(zhuǎn)爐的爐體選擇，重心的確定，最佳耳軸位置的確定，轉(zhuǎn)爐傾動力矩的計(jì)算，選擇電動機(jī)并校核。設(shè)計(jì)減速器，分配傳動比。選擇聯(lián)軸器和制動器。并對傳動系統(tǒng)中的主要零件如

22、齒輪、軸、軸承進(jìn)行強(qiáng)度校核。設(shè)計(jì)扭力桿止動裝置。并對其可靠性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評價(jià)。2 方案選擇與評述轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)爐煉鋼中的關(guān)鍵組成部分，是驅(qū)動轉(zhuǎn)爐工作的重要機(jī)械，它處于高溫多塵的工作環(huán)境，其傾動力矩大、速比大、啟制動頻繁、承受較大動載荷，因此，對于轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)具有及其重要的意義，不僅關(guān)系到轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)的順利進(jìn)行，更是關(guān)系到產(chǎn)品與生命安全等重大問題。2.1爐型的選擇轉(zhuǎn)爐是轉(zhuǎn)爐煉鋼中最重要的部分。研究人員一直在努力探尋與研究更高效、更節(jié)省、產(chǎn)品質(zhì)量更好品種更多、原料適應(yīng)性更強(qiáng)、機(jī)械化自動化程度更高的煉鋼方式。轉(zhuǎn)爐煉鋼作為集以上五點(diǎn)于一身的產(chǎn)物，已經(jīng)逐步取代了生產(chǎn)效率底的平爐，成為當(dāng)今國內(nèi)外主

23、流的煉鋼方式。轉(zhuǎn)爐質(zhì)量的優(yōu)劣，也就直接影響了產(chǎn)品的優(yōu)劣，甚至還會影響到整條生產(chǎn)線的安全以及工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。 本說明書主要研究的爐型右圖：該爐型為錐球型轉(zhuǎn)爐。 筒球型爐型形狀簡單，砌筑方便，爐殼制造容易，大容量轉(zhuǎn)爐采用較多。錐球型爐型與相同容量的筒球型爐相比，在熔池深度相同的情況下，更有利于冶金反應(yīng)；截錐型爐型的優(yōu)點(diǎn)是爐底砌筑方便，這種爐型在中小容量轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)中采用較多。綜上，錐球型爐適合150噸轉(zhuǎn)爐采用。 如圖2.1。 圖2.1 轉(zhuǎn)爐爐型圖2.2 傾動機(jī)構(gòu)的選擇與評述 傾動機(jī)構(gòu)，顧名思義，就是驅(qū)動轉(zhuǎn)爐工作、使轉(zhuǎn)爐傾轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，在整個(gè)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中起到了心臟的作用，所以傾動機(jī)構(gòu)的優(yōu)劣，直

24、接影響了整條生產(chǎn)線的優(yōu)劣，如果傾動機(jī)械出現(xiàn)問題，不但會影響產(chǎn)品的優(yōu)劣和生產(chǎn)效率，而且會影響到整個(gè)生產(chǎn)線的安全，甚至影響到工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。2.2.1 傾動機(jī)構(gòu)的配置形式上世紀(jì)五十年代，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的初期，轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)械基本是采用貝塞麥轉(zhuǎn)爐的傾動機(jī)械結(jié)構(gòu)形式。隨著氧氣轉(zhuǎn)爐發(fā)展?fàn)t容不斷的擴(kuò)大，貝塞麥轉(zhuǎn)爐形式的傾動機(jī)械已經(jīng)不能適應(yīng)托圈下凹變形引起耳軸翹曲和動負(fù)荷、扭振疲勞等等工作狀態(tài)的需要，而且隨著爐容的增大，這些矛盾就越加突出。為了解決這些矛盾，國內(nèi)外煉鋼工作者和設(shè)計(jì)、研究員做了大量改進(jìn)工作，使轉(zhuǎn)爐煉鋼的傾動機(jī)械出現(xiàn)了許多新的結(jié)構(gòu)和配置形式，歸結(jié)起來一共三種：落地式、全懸掛式和半懸掛式。

25、1）落地式配置 落地式配置又稱地坪式，這種配置的特點(diǎn)是：全部傳動機(jī)械均安裝在地基上，通過聯(lián)軸器或大齒輪與耳軸相連接，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐的傾動。落地式傾動機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，只要采用適當(dāng)傳動結(jié)構(gòu)形式，就可以使傾動機(jī)械適應(yīng)托圈下凹引起的耳軸翹曲變形，但是落地式配置占地面積比其他配置形式大，抗沖擊級抗扭振疲勞性差。國內(nèi)外都出現(xiàn)過傾動機(jī)械因?yàn)閿帻X斷軸而引起的停產(chǎn)事故。 2）半懸掛式配置 半懸掛式配置傾動機(jī)械的特點(diǎn)是將最末一級齒輪副的主動小齒輪安裝在該齒輪副的殼體上，與大齒輪一起都懸掛在耳軸上，而其他傳動零件仍安置在基礎(chǔ)上。初級減速機(jī)與末級減速機(jī)齒輪副之間，仍然用萬向聯(lián)軸器或者齒形聯(lián)軸器連接。 半懸掛式從傳動結(jié)構(gòu)上可分

26、為三種： 1.正齒輪傳動傾動機(jī)械 2.行星差動齒輪傳動機(jī)械 3.小車式雙扭桿柔性傾動機(jī)械 半懸掛式傾動機(jī)械能適應(yīng)托圈下凹變形，克服了末級減速機(jī)齒輪嚙合的不良影響，但由于初級減速機(jī)與懸掛減速機(jī)之間仍然有聯(lián)軸器，不可避免地會使傾動機(jī)械占地面積大，布置不夠緊湊。 3）全懸掛式配置的傾動機(jī)械全懸掛式轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)如圖2.2所示。圖2.2 全懸掛式轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)械 全懸掛式傾動機(jī)械的特點(diǎn)，是從電動機(jī)到末級齒輪傳動副傳動裝置全部懸掛在耳軸上。這種傾動裝置主要由四大部分組成，即主減速機(jī)，分減速機(jī)，電機(jī)和緩沖裝置。本設(shè)計(jì)傾動機(jī)構(gòu)的配置形式為全懸掛式配置。2.2.2 分減速機(jī)結(jié)構(gòu)形式 分減速機(jī)主要是由四個(gè)展開式多級圓

27、柱斜齒輪減速機(jī)組成，在主減速機(jī)的對角線位置分布，這種減速機(jī)由于使用了斜齒輪，能有效降低噪聲，而且嚙合平穩(wěn)，沖擊較小。然而會對軸產(chǎn)生較大的軸向力，故可以使用圓錐滾子軸承加以穩(wěn)定平衡。如圖2.3所示。圖2.3 全懸掛式轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)械分減速機(jī)配置形式2.2.3 主減速機(jī)結(jié)構(gòu)形式主減速機(jī)一般為四點(diǎn)嚙合，這樣可以充分發(fā)揮大齒輪作用，而且這種多點(diǎn)嚙合的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)一個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生事故，其他系統(tǒng)仍然可以繼續(xù)工作，知道一爐冶煉完畢，具有較強(qiáng)的備用能力。由于大齒輪直接與耳軸相連，需要平穩(wěn)傳動，故大齒輪選用斜齒圓柱齒輪，這樣既可以平穩(wěn)傳動，也可以降低噪聲。由于斜齒輪在傳動時(shí)會產(chǎn)生較大的軸向力，采用兩個(gè)對置的圓錐滾子

28、軸承可以有效平衡這種軸向力，使耳軸收到的軸向力降到最低，從而減少了對托圈的影響。如圖2.4所示。圖2.4 主減速機(jī)齒輪配置形式2.2.4電機(jī)結(jié)構(gòu)形式電機(jī)作為驅(qū)動傾動裝置工作的重要部件，目前有兩種形式，一種為直流電動機(jī)調(diào)速，另一種為交流電動機(jī)調(diào)速。交流電動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)快速、慢速兩種傾動速度要求，但是由于大型爐需要經(jīng)常啟制動，平均每分鐘四次甚至更多，在出鋼時(shí)更是達(dá)到了每分鐘20-25次，這使得傾動機(jī)械的電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)都會產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊尖峰載荷，而且經(jīng)常造成接觸器觸點(diǎn)和制動器電磁線圈燒毀，增加了電器事故，影響了正常的生產(chǎn)安全和人員安全，不適合在大型爐使用。而直流電動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多級或無級變速，通過一

29、般的齒輪減速機(jī)就能充分滿足不同傾動速度的要求，而且直流電動機(jī)具有相當(dāng)?shù)倪^載能力，有利于保證轉(zhuǎn)爐操作要求。但是直流系統(tǒng)較為復(fù)雜，投資較高。然而對于150t轉(zhuǎn)爐來說，直流電動機(jī)更適合。故選用代號為zzj系列的直流電動機(jī)。2.2.5聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)形式 聯(lián)軸器可以選擇zll帶制動輪聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器維修方便,壽命較長,拆下檔板即可更換尼龍柱銷。尼龍柱銷為自潤材料,不需潤滑,不僅節(jié)省潤滑油,而且凈化工作環(huán)境。zll帶制動輪聯(lián)軸器與齒式聯(lián)軸器相比，結(jié)構(gòu)簡單，組成零件較少，制造較方便，不用齒輪加工機(jī)床。傳遞轉(zhuǎn)矩大，在相同轉(zhuǎn)矩時(shí)回轉(zhuǎn)直徑大多數(shù)比齒式聯(lián)軸器小，體積小，質(zhì)量輕，可部分代替齒式聯(lián)軸器。 該聯(lián)軸器最突出的

30、優(yōu)點(diǎn)之一是只需其適合于軸線對中安裝困難，要求盡量減少輔助工時(shí)的工況環(huán)境。2.2.6緩沖裝置結(jié)構(gòu)形式. 對于緩沖裝置來說，初期的全懸掛式傾動機(jī)械僅僅作為減小傾動機(jī)械重量和占地面積的措施，而沒有考慮降低沖擊及扭振疲勞的作用。目前的全懸掛式傾動機(jī)械根據(jù)緩沖制動裝置的結(jié)構(gòu)形式，可以分為一下三種。1. 帶有彈簧緩沖止動裝置的全懸掛傾動機(jī)械 彈簧緩沖止動的扭矩平衡裝置的作用，主要是緩沖和降低在啟動、制動、頂渣等工藝操作時(shí)產(chǎn)生的沖擊和扭振疲勞，并且阻止懸掛減速機(jī)殼轉(zhuǎn)動。但這種彈簧緩沖止動的扭矩平衡裝置，元件較多，彈簧壽命較短，無法長時(shí)間有效工作。2. 戴橡膠塊緩沖止動裝置的全懸掛傾動機(jī)械 這種緩沖止動扭矩平

31、衡裝置雖然比彈簧緩沖止動裝置壽命長一些，但是零件仍然較多，而且多用水平配置的緩沖止動裝置。這種水平配置的結(jié)構(gòu)，使耳軸軸承承受了水平力，耳軸軸承座承受了傾翻力矩，增加了耳軸軸承和軸承座的負(fù)荷。3. 帶有扭力桿緩沖止動裝置的全懸掛傾動機(jī)械 這種緩沖止動裝置通過兩根垂直拉（壓）桿把傾動力矩引起的懸掛減速機(jī)殼的旋轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)變?yōu)樽饔迷谂ちU上的扭矩和扭力桿支座上的垂直力。扭力桿通過本身的扭轉(zhuǎn)彈性變形，與作用在桿上的扭矩平衡，并通過扭力桿支承座將懸掛減速機(jī)殼的旋轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生的垂直力傳遞到基礎(chǔ)上平衡掉。這種裝置不使耳軸軸承產(chǎn)生附加水平力，不使耳軸軸承座承受傾翻力矩。同時(shí)，由于這種緩沖止動裝置零部件較少，使用壽命

32、較長，緩沖劑減震性能也較好，因此國外很多大型轉(zhuǎn)爐都在使用這種形式的傾動機(jī)械。對于大型爐來說，尤其是對于我的150t轉(zhuǎn)爐課題，由于爐體尺寸大，傾動力矩及動負(fù)荷大，以及扭振疲勞問題也比較突出，所以，這種采用幾個(gè)直流電機(jī)和初級減速器的多點(diǎn)嚙合傳動、并且采用帶有緩沖止動裝置的扭力平衡裝置的全懸掛式配置，非常適合我所需要設(shè)計(jì)的課題，綜合以上三種傾動機(jī)械，全懸掛式配置的傾動機(jī)械是最佳選擇，然而在全懸掛式配置的傾動機(jī)械中，綜合以上的評述，帶有扭力桿緩沖止動裝置的全懸掛式傾動機(jī)械是最佳的選擇。 3轉(zhuǎn)爐傾動力矩的確定3.1 轉(zhuǎn)爐重心的確定 運(yùn)用solidworks3d繪圖軟件，根據(jù)爐型圖繪制出轉(zhuǎn)爐。爐殼采用16

33、mn的低合金鋼板，材料密度為7800kg/m³，這種鋼板具有廣泛的應(yīng)用范圍，是國內(nèi)使用最廣的合金鋼，也是目前國內(nèi)主流的轉(zhuǎn)爐爐殼用鋼。爐襯采用石墨爐襯，材料密度2240kg/m³，這種材料的熱膨脹系數(shù)低、抗熱震性好、高溫強(qiáng)度高、耐侵蝕性和抗渣性極好，質(zhì)量輕，是優(yōu)質(zhì)的耐火材料。 使用solidworks3d軟件可以明確地得到所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)爐的重心以及空爐質(zhì)量，如圖3.1所示。圖3.1 轉(zhuǎn)爐空爐數(shù)據(jù)圖 根據(jù)上圖，該轉(zhuǎn)爐的質(zhì)量約為498.772噸，整個(gè)爐體的高度為9100mm，由于solidworks建模時(shí)選用基準(zhǔn)點(diǎn)為爐頂口圓的圓心，圖示重心為-4948.17，故可知該爐重心為4151

34、.83mm（距爐底）。3.2 轉(zhuǎn)爐傾動力矩的計(jì)算 預(yù)設(shè)耳軸位置為空爐重心之上100mm。調(diào)整裝配體的原點(diǎn)與預(yù)設(shè)耳軸中心線重合。 由于solidworks的便捷性，可以從軟件中直接獲得轉(zhuǎn)爐傾動每個(gè)角度的力臂長度，由于傾動力矩是由摩擦力矩、空爐力矩和爐液力矩組成，那么使用solidworks軟件建立爐殼、爐襯和爐液的裝配體，可以直接獲得轉(zhuǎn)爐傾動不同角度下空爐與爐液配合之后的重量、重心以及力臂長度，那么就更方便去計(jì)算傾動力矩。只需計(jì)算從起始位置的0°到爐液傾倒完畢的角度，再加上這些角度下的摩擦力矩，即可以求出整個(gè)轉(zhuǎn)爐工作時(shí)的傾動力矩。這種方式可以減小計(jì)算量，同時(shí)減少由于空爐轉(zhuǎn)矩和爐液轉(zhuǎn)矩分

35、開計(jì)算導(dǎo)致的一些誤差，節(jié)省了設(shè)計(jì)的時(shí)間，提高了效率。3.2.1 空爐與爐液綜合力矩計(jì)算 使用solidworks3d繪圖軟件，如圖3.2所示。圖3.2 傾動10度時(shí)轉(zhuǎn)爐與爐液的綜合數(shù)據(jù) 從圖中可以清楚的看到，總質(zhì)量為 648722439 克，約為648.722t，其中爐液150t，爐液密度為0.01。此時(shí)轉(zhuǎn)爐傾動10°，力臂長度為39.06mm=0.039m。按照公式，以此類推得到如表3.1所示.表3.1 轉(zhuǎn)爐傾動數(shù)據(jù)角度/°102030405060708090臂長/m0.0390.0740.1040.1350.1600.1690.1490.1080.043綜合力矩t

36、83;m25.3048.0167.4787.58103.80109.6396.6670.0627.90角度/°91.41100110120126.35臂長/m0.0320.0090.0490.0800.081綜合力矩20.765.0525.2640.1340.40 表3.1中，當(dāng)轉(zhuǎn)爐傾動至91.41°時(shí)開始傾倒?fàn)t液，傾動至126.35°時(shí)爐液傾倒完畢。 根據(jù)上面的表格，轉(zhuǎn)爐在傾動至60°時(shí)出現(xiàn)最大值，91.41度時(shí)出現(xiàn)爐液未傾倒時(shí)的綜合的力矩最小值。100°時(shí)出現(xiàn)綜合力矩的最小值。3.2.2 摩擦力矩的計(jì)算 摩擦力矩計(jì)算的假設(shè)： 認(rèn)為摩擦力矩在

37、傾動過程中是不變的，即忽略出鋼時(shí)鐵水重量變化的影響。 忽略小齒輪對耳軸上大齒輪的壓力。 由此，摩擦力矩計(jì)算公式，為： （3.1） 式中： 綜合力矩 托圈選擇150t轉(zhuǎn)爐托圈分瓣式托圈結(jié)構(gòu)，這種托圈總重149t，故可知。 由于需要知道傾動力矩之后才能設(shè)計(jì)減速機(jī)，故預(yù)設(shè)耳軸上懸掛的減速箱組的重量為100t，故gx=980kn。 取0.03。 d=950mm。 故可知 這樣，最大傾動力矩為： （3.2）3.3 最佳耳軸位置的確定 耳軸最佳位置的確定有兩種原則，即“全正力矩”原則和“正負(fù)力矩等值”原則。目前大多數(shù)轉(zhuǎn)爐，特別是大型轉(zhuǎn)爐從安全出發(fā)，多采用“全正力矩”原則來選擇耳軸位置，即耳軸的位置應(yīng)選擇的

38、高一些。然而過高的耳軸會使傾動力矩增加，從而造成電機(jī)容量以及傳動機(jī)尺寸的增加，使其投資相應(yīng)增加。因此耳軸的最佳位置選擇，即需要考慮安全性，又需要考慮經(jīng)濟(jì)性。 由全正力矩原則，那么可以得出如下公式：設(shè)修正值為，那么就有 （3.3） 式中=91.41°，其他條件上述都可得出，故通過計(jì)算可得 （3.4） 通過以上結(jié)果可知，最佳耳軸位置位于空爐重心以上87.7mm處，故該轉(zhuǎn)爐最佳耳軸位置為4240mm（距爐底）處，并應(yīng)用于對轉(zhuǎn)爐傾動力矩的修正。3.4 轉(zhuǎn)爐傾動力矩修正 根據(jù)上述內(nèi)容，得知轉(zhuǎn)爐耳軸最佳位置位于距爐底4239.53mm處，那么使用solidworks3d軟件，將原點(diǎn)修正之后再進(jìn)行

39、計(jì)算就可以得出傾動力矩。此次為每5°計(jì)算一次傾動力矩，結(jié)果如表3.2所示。表3.2 耳軸修正后的轉(zhuǎn)爐傾動數(shù)據(jù)角度/°51015202530354045臂長/m0.0190.0390.0570.0730.0880.1020.1180.1330.147綜合力矩t·m12.3325.3036.9847.3657.0966.1776.5586.2895.36角度/°505560657075808590臂長/m0.1580.1650.1670.1600.1470.1290.1060.0770.041綜合力矩t·m102.50107.04108.36103

40、.8095.3683.6968.7649.9526.60角度/°91.4195100105110115120125126.35臂長/m0.0290.0210.0070.0180.0460.0670.0770.0790.078綜合力矩t·m18.8112.783.939.5523.7133.9538.6339.4238.90 爐體傾動5°時(shí)的具體數(shù)據(jù)如圖3.3所示，開始傾倒?fàn)t液時(shí)的數(shù)據(jù)如圖3.4所示，爐液傾倒完畢的數(shù)據(jù)如圖3.5所示。圖3.3 轉(zhuǎn)爐傾動5°圖3.4 轉(zhuǎn)爐傾動91.41°圖3.5 轉(zhuǎn)爐傾動126.35° 根據(jù)上面所計(jì)算出的

41、結(jié)果，轉(zhuǎn)爐傾動到60°時(shí)出現(xiàn)最大傾動力矩點(diǎn)，數(shù)據(jù)如圖3.6。圖3.6 轉(zhuǎn)爐傾動最大力矩時(shí) 由圖3.6可知，此時(shí)的力臂長度為，故可以知道此時(shí)的傾動力矩為。 此時(shí)轉(zhuǎn)爐最大傾動力矩： 根據(jù)表格3.2，繪制轉(zhuǎn)爐傾動力矩曲線，如圖3.7所示。圖3.7 傾動力矩曲線圖 4電機(jī)、聯(lián)軸器和制動器的選擇與校核4.1電機(jī)的選擇與校核 傾動機(jī)械作為驅(qū)動轉(zhuǎn)爐工作的重要機(jī)械，本說明書設(shè)計(jì)的也是四點(diǎn)嚙合的全懸掛式傾動機(jī)械，要求其能在其中一個(gè)分減速機(jī)無法工作時(shí)仍然能夠維持轉(zhuǎn)爐正常工作，并且堅(jiān)持到一爐鋼冶煉完成。那么對于驅(qū)動減速機(jī)工作的電機(jī)要求較高。4.1.1 電機(jī)的選擇由前述可知，為保證安全工作，最少驅(qū)動轉(zhuǎn)爐工作

42、的電動機(jī)個(gè)數(shù)為3個(gè)，分配到每個(gè)減速機(jī)上的力矩為，通過下列公式可以求出來電機(jī)所需功率： （4.1）式中：其中 （4.2）其中傳動齒輪一共四對，效率=0.97，聯(lián)軸器效率=0.99，耳軸軸承為滾動軸承，效率為=0.99。故可知。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)查詢，可查得所選電機(jī)應(yīng)為zzj0-72型復(fù)勵(lì)直流電機(jī)，其主要參數(shù)有：額定功率n=65kw；額定轉(zhuǎn)速n=570r/min；過載系數(shù)；電動機(jī)飛輪力矩gd=58。4.1.2電機(jī)的校核此部分公式查自文獻(xiàn)3(1) 電動機(jī)工作制度jc及發(fā)熱值校核 根據(jù)電動機(jī)jc值規(guī)定，選擇操作制度中電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)最頻繁的十分鐘作為一個(gè)周期，來計(jì)算電動機(jī)jc值，計(jì)算公式為：（4.3） jc滿足條件，

43、由于jc較小，所以對轉(zhuǎn)爐jc值及發(fā)熱不做校核。(2) 電動機(jī)過載校核1）塌爐過載校核 轉(zhuǎn)爐最大力矩是塌爐力矩，通常為正常工作最大傾動力矩的三倍，因此要求電動機(jī)的最大過載力矩比三倍最大傾動力矩要大些，即： （4.4） 其中n=1r/min，電機(jī)電壓220v，電機(jī)轉(zhuǎn)速為570 r/min；過載系數(shù)=3。帶入上式：即 故到達(dá)塌爐力矩時(shí)，只要電機(jī)在570r/min之下運(yùn)轉(zhuǎn)，就滿足過載條件。2）事故過載校核 當(dāng)一臺電機(jī)事故無法工作，其他三個(gè)電機(jī)需要維持轉(zhuǎn)爐繼續(xù)工作知道一爐鋼冶煉完畢，因此要求： （4.5）由于150t轉(zhuǎn)爐的高轉(zhuǎn)速在1-1.5r/min之間，那么取，此時(shí)有，求得： （4.6）帶入上式：即：

44、。 故一臺電動機(jī)出故障時(shí)，只要轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速低于1.1r/min，就滿足過載條件。3）高速過載校核 當(dāng)電動機(jī)電壓超出額定電壓，電動機(jī)轉(zhuǎn)速將提高，此時(shí)設(shè)轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速為=1.5r/min，則有，帶入得。根據(jù)公式（4.7）可得：即：。 故當(dāng)高速過載時(shí)，只要轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速低于1.5r/min，電動機(jī)過載也能滿足要求。(3)電機(jī)啟動時(shí)間的計(jì)算 轉(zhuǎn)爐用電動機(jī)，除功率、過載等要求滿足外，為了降低啟動時(shí)動負(fù)荷及疲勞對傾動機(jī)械強(qiáng)度的影響，還要對其啟動力矩及啟動時(shí)間加以控制。一般來說，啟動力矩取電動機(jī)額定力矩的1.11.2倍，常取1.15倍。啟動時(shí)間控制在25秒之間（大轉(zhuǎn)爐取大值）。啟動時(shí)間如下式： （4.8） 式中：n電動機(jī)達(dá)

45、到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后的轉(zhuǎn)速，r/min；m折合到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)爐最大力矩，； （4.9）傾動機(jī)械總速比；傾動機(jī)構(gòu)的總機(jī)械效率；安全系數(shù)；轉(zhuǎn)爐計(jì)算最大傾動力矩；電動機(jī)啟動力矩； （4.10） 轉(zhuǎn)爐及其傾動機(jī)械折合到電動機(jī)軸上的飛輪力矩總和； （4.11）電動機(jī)飛輪力矩；聯(lián)軸器的飛輪力矩；考慮到各級大齒輪、高速軸，轉(zhuǎn)爐爐體及托圈產(chǎn)生的飛輪力矩引起的影響因數(shù)。 將上述結(jié)果帶入公式： （4.12） 啟動時(shí)間為3.14秒，可以滿足要求。4.2 聯(lián)軸器選擇根據(jù)公式：。 （4.13） 式中： 驅(qū)動功率，kw；n工作轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；動力機(jī)系數(shù)，電動機(jī)取1.0；工況系數(shù)，重沖擊載荷取2.75；啟動系數(shù)，當(dāng)啟動頻率小于等

46、于120hz時(shí)取1.0；溫度系數(shù)，取1.0。 將上述結(jié)果代入公式得： 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，并考慮減速機(jī)高速軸，查文獻(xiàn)4，選擇zll7型聯(lián)軸器比較好。參數(shù)如下： 公稱轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)動慣量,主動端孔徑，從動端孔徑。4.3 制動器的選擇與校核在選擇制動器時(shí)，既要考慮到制動器要有足夠的制動力矩以保證轉(zhuǎn)爐安全和準(zhǔn)確定位，不致于因制動器失靈而造成操作事故，又要考慮到制動時(shí)間不宜太短，否則會造成傾動機(jī)械因承受過大的動負(fù)荷而引起扭振疲勞。為了確保安全，轉(zhuǎn)爐的每個(gè)傳動系統(tǒng)中至少要有兩個(gè)以上制動器。4.3.1制動器的計(jì)算與選擇 根據(jù)公式： （4.14）式中：轉(zhuǎn)爐傾動力矩反作用產(chǎn)生的靜力矩。 當(dāng)轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速為1 r/mi

47、n，電動機(jī)轉(zhuǎn)速為570 r/min，取秒，那么動力矩為： （4.15）式中： 由轉(zhuǎn)爐及傾動機(jī)械慣性力矩在制動軸上產(chǎn)生的動力矩；制動時(shí)間。初選時(shí)，中小型轉(zhuǎn)爐取0.52秒，大型轉(zhuǎn)爐取25秒；n電動機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min； 通過上式，可知： 則制動器額定制動力矩為： （4.16） 其中為制動器正常工作時(shí)的個(gè)數(shù)。 查文獻(xiàn)4，選用zwz600制動器，=40%，故能滿足要求。當(dāng)一個(gè)制動器失靈，另一個(gè)制動器工作時(shí)： （4.17） 其中，這時(shí)制動器同樣能滿足要求。4.3.2 制動時(shí)間校核 制動時(shí)間計(jì)算公式如下：秒 （4.18） 制動時(shí)間太短，希望制動時(shí)間長一些，可以考慮采用電力制動，或電磁液壓制動來調(diào)節(jié)延長制動時(shí)

48、間。5 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校核5.1 減速機(jī)總傳動比計(jì)算 由于電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速n=570r/min，轉(zhuǎn)爐最高轉(zhuǎn)速n=1r/min，故根據(jù)公式：i=n1/n2=570/1=570 （5.1）5.2 減速機(jī)齒輪設(shè)計(jì)5.2.1 各級傳動比分配與齒數(shù)確定由于傳動比過大，選擇分減速機(jī)的形式為三級展開式斜齒圓柱齒輪減速機(jī)，這種減速機(jī)的減速范圍大，噪聲小，適合該轉(zhuǎn)爐，并分配給分減速機(jī)的傳動比為98，主減速機(jī)的傳動比，根據(jù)文獻(xiàn)1p13可知，當(dāng)設(shè)計(jì)展開式圓柱齒輪減速器時(shí)，為便于油池潤滑，應(yīng)使高速級和低速級大齒輪的浸油深度大致相近。當(dāng)齒輪的配對材料相同，齒寬系數(shù)相等時(shí)，令齒面接觸強(qiáng)度大致相等，傳動比可按下式分配取,可

49、以列出如下式子： （5.2）求得故可知。由上述結(jié)果，取第一級齒輪傳動小齒輪齒數(shù)z1=18，大齒輪齒數(shù)為z2=18×3.57=64.26=64，第二級齒輪傳動小齒輪齒數(shù)z1=17，大齒輪齒數(shù)為z2=17×5.00=85，第三級齒輪傳動小齒輪齒數(shù)z1=17，大齒輪齒數(shù)為z2=17×5.5=93.5=94。主減速機(jī)的小齒輪齒數(shù)z1=18，大齒輪齒數(shù)z2=18×5.82=104.76=105。5.2.2 各軸功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算由3.5.1可知，減速機(jī)的總傳動效率為=0.868，電機(jī)額定功率為65kw，8級精度圓柱齒輪傳動效率（含軸承）為0.97，聯(lián)軸器效率為

50、0.99。那么可以列出如下式子：高速軸：二級軸：三級軸：低速軸：電機(jī)轉(zhuǎn)速570r/min，那么可以列出如下式子求各軸轉(zhuǎn)速：高速軸：二級軸：三級軸：低速軸： 通過上述結(jié)果，可以求得各軸的轉(zhuǎn)矩，式子如下：高速軸：二級軸：三級軸：低速軸：由上述結(jié)果，可列得表格5.1。表5.1 各軸功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩軸名稱功率 kw轉(zhuǎn)速 r/min轉(zhuǎn)矩 n·m高速軸64.355701078.14二級軸62.4195160.31253718.40三級軸60.546932.062518034.24低速軸58.73055.79996719.485.2.3 齒輪傳動的設(shè)計(jì)1）高速級齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算注：此部分所用公式圖

51、表均查自文獻(xiàn)2 由4.2.2.1可知，齒輪類型為斜齒圓柱齒輪。查表10-8，可知齒輪精度等級為6-8級，那么高速級齒輪精度等級取8級。查表10-1，選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs，大齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，兩者硬度差為40hbs。小齒輪齒數(shù)為18，大齒輪齒數(shù)為64。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，如下公式： （5.3） 確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值 初選螺旋角=14°，圖10-30可知區(qū)域系數(shù)zh=2.433，試選kt=1.6，由圖10-26查得，根據(jù)公式：。表10-7選取齒寬系數(shù)，表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)，圖10-21d查的小齒輪疲勞強(qiáng)度極限

52、，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限。 由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。假設(shè)工作年限15年，一年為300天。24小時(shí)連續(xù)工作制。 （5.4） （5.5） 由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)。取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由式10-12得 （5.6） （5.7） 將以上計(jì)算結(jié)果帶入原式，可得小齒輪分度圓直徑 圓周速度 齒寬， 模數(shù) 齒高 齒寬與齒高比 重合度 計(jì)算載荷系數(shù)k：已知使用系數(shù)，根據(jù)v=3.94m/s，8級精度，由圖10-8查的動載系數(shù)，由表10-4查得的值為1.475，由圖10-13查得。 由表10-3查得。故載荷系數(shù) （5.8） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式10-10a得 （5.9） 計(jì)算模數(shù)： （5.10） 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)