確定轉(zhuǎn)爐最佳耳軸位置新方法概述

1、運用Solidworks、Excel軟件確定耳軸最佳位置汪峽蛟廖輝江蘇永鋼集團(tuán)有限公司江蘇張家港215600摘要：耳軸最佳位置的確定首先是選取一個參考耳軸位置，計算新老爐的空爐重量、重心和空爐力矩，新老爐爐型在不同的傾動角度下的爐液重量、重心和爐液力矩，新老爐爐型摩擦力矩及新老爐在不同角度下的合成傾動力矩，從而對參考耳軸位置進(jìn)行修正最后得出最佳耳軸位置。本文主要以50T氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐為例子，運用Solidworks模擬鋼水出鋼確定不同位置鋼水的重心，再運用Excel計算出不同位置時轉(zhuǎn)爐的各個力矩從而確定耳軸的最佳位置。通過對各種軟件的綜合運用可以大大簡化設(shè)計過程，提高設(shè)計精度。關(guān)鍵詞：耳軸位置、

2、重心、力矩、Solidworks、ExcelAbstract:Determinethebestlocationforthefirsttrunnionistoselectareferencetrunnionposition,calculatethenewandoldfurnaceairfurnaceweight,centerofgravityandairfurnacemoment,theoldandnewfurnacefurnacefurnaceliquidweightatdifferenttiltingangles,focusandfurnacesfluidmoment,theoldandne

3、wfurnacefurnacefrictiontorqueandsynthesisofoldandnewfurnacetiltingMomentatdifferentangles,sothatthereferencepositioniscorrectedtrunniontrunnionfinaloptimumposition.Thispapermainly50TBOFforexample,theuseofSolidworkssimulationofmoltensteelindifferentlocationstodeterminethecenterofgravityofmoltensteel,

4、thenuseExceltocalculatetheoptimumpositionofeachtorqueconverterindifferentlocationstodeterminethetrunnion.Throughtheintegrateduseofvarioussoftwarecangreatlysimplifythedesignprocessandimprovedesignaccuracy.Keywords:trunnionposition,centerofgravity,torque,Solidworks,Excel一、引言轉(zhuǎn)爐傾動力矩通常需作兩次運算。第一次為了確定耳軸最佳位

5、置，對預(yù)選的耳軸位置進(jìn)行的傾動力矩計算；第二次是最佳耳軸確定后，對確定的耳軸位置進(jìn)行傾動力矩計算。由第二次計算所得到的傾動力矩值才是傾動機械及其驅(qū)動功率選擇的基本依據(jù)。轉(zhuǎn)爐傾動力矩的計算，目的在于正確選定耳軸位置，并作為傾動機械設(shè)計的基本載荷參數(shù)，使設(shè)計的傾動機械既能保證轉(zhuǎn)爐正常安全生產(chǎn)又能達(dá)到經(jīng)濟合理。二、正文1、傾動力矩簡述傾動力矩，由三部分組成：M=MkMyeMm式中Mk-爐殼和爐襯重量引起的力矩，稱空爐力矩。在傾動過程中，空爐的中心與耳軸中心的距離保持不變，所以空爐力矩Mk是傾轉(zhuǎn)角正弦函數(shù)。Mye-爐內(nèi)鐵水和爐渣引起的力矩，稱爐液力矩。在傾動過程中，液體中心位置的變化的，所以液體力矩M

6、是傾轉(zhuǎn)角度得函數(shù)。Mm-轉(zhuǎn)爐耳軸上的摩擦力矩。傾動過程中，摩擦力矩基本上是不變的，摩擦力矩的方向始終相反。2、傾動力矩計算公式（1）M=MkMyMmMk-爐殼和爐襯重量引起的力矩，稱空爐力矩。Mye-爐內(nèi)鐵水和爐渣引起的力矩，稱爐液力矩。Mm-轉(zhuǎn)爐耳軸上的摩擦力矩。（2）空爐力矩計算公式：Mk=Gk.鼠*sin（：）Gk空爐重量（KN空爐重心至給定耳軸中心l的距離（m）預(yù)先給定耳軸中心l的z的坐標(biāo)軸（m）rk與z軸的夾角（“），二tg,xkktg(H-Zk)zk,xk空爐合成重心z、x的坐標(biāo)（m）ot傾動角度（o ）（3）爐液力矩計算公式:MY=GYJ-H-zYsin-xYcos：1gy爐?重

7、量（KN:傾動角度（。）H預(yù)先給定耳軸中心L的z的坐標(biāo)軸（m）zY,xY爐液合成重心z、x的坐標(biāo)（m）（4）摩擦力矩計算公式：Mm=（Gk+Gy+G托+G懸）ud/2Gk空爐重量（KNGY爐?而1量（KNG托拖圈及附件重量（KNG懸懸掛減速器的重量3、運用Solidworks確定新老爐重量和重心位置新爐為轉(zhuǎn)爐的工作層和填充層在沒有被鋼水侵蝕的狀態(tài)，老爐為轉(zhuǎn)爐的工作層和填充層被鋼水侵蝕到極限位置時的狀態(tài)。(1)用Solidworks分別建立新、老爐的爐殼、永久層、工作層及填充層等實體，同時做出鋼液的立體圖并分別定義材料的屬性。(2)分別裝配出新爐、老爐。(3)在Solidworks軟件界面上點擊

8、“工具”一一“質(zhì)量特性”直接計算出密度、質(zhì)量、體積及重心坐標(biāo)。(4)以50T轉(zhuǎn)爐爐型內(nèi)腔尺寸為依據(jù)用Solidworks建立新爐模型，在模型中間插入一個平面，自定義出平面和X軸所在平面的夾角%、平面與出鋼口所在平面的交線到X軸所在平面的距離H。以插入平面為基準(zhǔn)切除模型上半部分，保留模型下半部分模擬轉(zhuǎn)爐中的鋼水。改變口和H值的大小，點擊界面上“評估”-“質(zhì)量屬性”按鈕，定義鋼水密度為78000千克每立方米，當(dāng)所顯示的質(zhì)量為理論鋼水重量時記錄下此時鋼水所在位置的重心即X、Y、Z的值。以上述同樣的方法計算出轉(zhuǎn)爐中鋼渣的重心位置。三維建模見附錄圖一.(5)運用Excel計算轉(zhuǎn)爐傾動力矩以轉(zhuǎn)爐的傾動角度

9、和轉(zhuǎn)爐傾動時鋼水、鋼渣的位置重心為變量，將轉(zhuǎn)換好轉(zhuǎn)爐的傾動力矩的計算公式、最佳耳軸修正值計算公式的編碼輸入到Excel表格中，即可快速直觀的獲得最佳耳軸位置的值。具體計算結(jié)果見附錄中表一、表二和圖二。三、結(jié)論現(xiàn)如今各種設(shè)計軟件的功能不斷提高和完善，在設(shè)計過程借助軟件強大的計算和仿真能力已經(jīng)成為設(shè)計過程中的必要手段。設(shè)計軟件在各種創(chuàng)新和發(fā)明中正越來越扮演著無可替代的作用。在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐設(shè)備的設(shè)計過程中借助Solidworks強大的三維建模功能和Excel強大的數(shù)據(jù)處理能力，使整個計算強度大大減小，計算難度大大減弱。在提高設(shè)計精準(zhǔn)度的同時還使抽象的設(shè)計過程變得更加直觀具體。四、參考文獻(xiàn)1曹如主編.

10、Solidworks2009三維設(shè)計及應(yīng)用教程第二版北京：機械工業(yè)出版社，2009.9.2許立忠，周玉林主編.機械設(shè)計：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009（2010.7重?。?3譚牧田主編.氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備.北京：機械工業(yè)出版社，1983年7月.五、附錄圖一新爐力矩KN，inMM.品心MMk7、X乙02*3090,0000+0000.000。*000L4To0+0001.3472+309549,4226.63940.47447.1120,0331.4740,0961.3511095.47313.22779.93793.1630.1651.4850.1941.36315139.52519.714117.5

11、02137.2160.2461.5030.2941.38620ISO.50226.052152.141178.1936.32S1.9U/3951.心25216.£7932.1911S2.379214.570口.4131.5640.4971.目6。30250.Q7438.035209.6B0247.765Q.5011.609(X5931.51035231.31843,689235.319279,0090.58B1.6640.6811.56640309.68548.96125區(qū)415307.3760,670L7280.7651.63045333.71153.860277.542331.4

12、020,7511.8020.8431.70250351.854&8.350291.195349.5440.8291.8870.5181.78465360.21362.39b295.5093B7.9040.90S1.98S1.83160355.72365.955287.454353.4190.3332.1031.0651.99765338.32569.034266.9E2336.0161.0552.2461.1392.13870309,68171.576235,795307.3721.1132.3991,2072.30075259.36573.575193.48126L0561,1712

13、.570L2&42.48380215.34175.013138.019213.0321,2142.7621,3092.68985143.49275.8806E.302141.1821,2432.9821.2.92487.2104.70676.。7926.317102.3g6L2503.090L3481U:七88.577.97276.144-.4S175.6631.2933.137B973.19976.158一5.26870.8901.3103.1579。63,54576,170-14.9356k2351.3423.201024工36876.124-32,06544.05S1.4033.

14、3039432.10475.985-46.19。29.7941.4593.4329526.88575.880-51.30524.5761.4853.5099623.3827!S.753-5&.6S121.0721.5033.5969324.01975.429-53.72021.7091.5453.79E9929.40175.232-43.14127.0921.5603.902WO37+41375.013-39.9103區(qū)1031.5T24.007表二老爐力一電KN1inHEdHtm)HM此WM.-M.A二A；Z/28.&790-0000.0000.0000.0000.9600.

15、0000.86623.5793.1700.0303.140峪62010,32427.71638.0400.1390.9660.1670.8731叱09320.57052.34473.5140.2800.9840.3370.895134.41530.65975.177105.S360.4261.0170.5050.932163.4E64051599.392139.9070.5721.053Cl65Sa.9so208.15250.062129.510179.5720.705LHE0.7951.037252.7455g.229164.937224.1660.825LIB。CL917L100300.2

16、6&67.944203.743271.6370.933L2491.02&L170348.04676.143243.324319.4671.033L3261.124L246:；，；1：83.762281.382365.1441.1261.4111.21S1.329433.96390.744314.e&o405.4041.21E1.5071.3011,422相邑52a97.035339.14436.9491.3001.61勻1.3S31.5234S3.8G0102.587352.714455.3011.3841.7531.46ML6554S2.129107.359346.1

17、91453.5501.4691.9161.5431.81045S.143111.31431S.250429.5641.54S2.1071.6242.006415,8411L4-421272.40387.26L6162.3231.6962.235354.838116.65S209.650326.3081.6702.5661.7542.496272.64111S.007126.054244.0611.7072.S411.752工732223.197118.31681.30219g.6181.7152.9751.3022.935198.911113.41751.315ITO.332L71S3.0591.2055.024179.730113.44032.711151.150L7365.OSS161.993LIB.45314.S56133.413LTFO3.142128.761118.385-IS.203100.1321.S333.278102.026118.169-44.72273.447LS893.44992.日自311S.007-54.103