轧机的主传动设计

内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） I 目录 摘要 1 . 一章：绪论 . 3 .国内外连铸技术的发展及我国与世界连铸技术的差距 .连铸机的类型 .铸车间工艺及设备、综合评述钢包回转台 .连铸工艺流程 .连铸生产设备 17 18 18 18 19 20 20 第二章：初步确定方案 .知条件 20 计题目 . 技术参数及性能 .案的总体布置形式 21 转台具体部件设计方案的确定 . 钢包旋转驱动方式 . 锁紧方式 . 钢包盖的升降装置 . 长水口机械手动作方式 . 钢包升降驱动方案 .三章：回转功率的计算及电动机的选取 .包回转功率的计算 25 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 基本数据的计算 . 情况 I 的回转功率计算 27 况 回转功率计算 . 情况 回转功率计算 动机和气动马达的选择 31 动机的选择 . 马达的选择 .速器的设计 32 定减速器的结构 . 各级减速传比的确定 . 各级减速齿轮动基本参数的确定 .四章：回转台主要构件分析 .回转臂进行分析 38 柱回转支承 38 向滚柱的分析 . 轴向滚柱的分析 .脚螺栓设计与计算 42 第五章：销齿传动的设计与计算 .轮轴转矩的计算 45 材及许用 应力的确定 45 齿直径的确定 46 核齿轮弯曲强度 47 定尺寸 47 第六章：液压系统的计算与设计 .压系统主要参数计算 48 选系统压力 . . 计算液压缸的主要结构尺寸 . 计算液压马达的排量 . . 计算液压执行元件实际工作压力 . .蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 选取升降液压缸 .定系统方案和拟定液压原理图 . .压阀的 选择 .管内径的选择 52 定油箱的有效容积 52 压系统性能计算 52 算回路中的压力损失 .）沿程损失 52 2）局部压力损 失 53 量传感器的形式选择与容积计算 54 升液压缸球绞应力计算 54 第七 章 ： 设备操作安装与维修 .包回转台的操作 .些设备的安装 . 滚柱旋转轴承的安装与维修 提升缸的安装与拆卸 . 结束语 .考文献 .蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 1 摘 要 钢包回转台是现代连铸生产中的主要设备之一，它的作用是支撑和运载钢包，实现多炉浇注。旋转台上有两个用来支撑的 U 型支撑臂，每个 U 型支撑臂的叉口上安装有两个受包 座，在每个受包座下装有称量用的称量传感器，用以显示钢水的质量。为给钢水保温，旋转台上方的立柱还装有钢包加盖装置，它可以单独旋转和升降。 此次设计任务是以包钢连铸车间现有的钢包回转台为例进行设计，主要介绍了蝶式旋转式钢包回转台的设计过程，设计内容包括： 1. 连铸设备和技术的国内外发展，以及连铸以后的发展前景。 2. 钢包回转台的结构形式及尺寸的确定。 3. 电动机、减速器、气动马达、回转轴承、称量装置液压缸的选择与计算。 4. 支撑回转臂的设计：包括支撑臂上焊接件材料的选择，回转支承臂的受力分析及强度校核。 5. 旋转台地脚螺栓、加盖装 置的设计和计算。 设计的钢包回转台在理论上可以满足现场的要求，但由于现场经验的不足，旋转台是否真正能够满足要求，还有待进一步论证。设计过程中所用的思想和方法，对连铸钢包旋转台有借鉴之处。 关键词 ：钢包旋转台 连铸 支撑臂 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 2 he is of in is to a a a it is of In of of a be of of of it of 1. of in of in 2. s 3. of 4. of of s of 5. of of of in of of is in of be as 毕业论文） 3 第一章绪论 钢技术的发展概述 内外连铸机术的发展及我国与世界连铸技术的差距 把高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的生产工艺过程叫做连续铸钢。连续铸钢是一项节能工艺，它具有降低能量消耗、节省工序、缩短流程、 提高金属收得率、生产过程机械化和自动化程度高、钢种扩大、产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。自从 20 世纪 50 年代，连续铸钢技术进入工业性应用阶段后，不同类 型、不同规格的连铸机及其成套设备应运而生。 20 世纪 70 年代以后，连铸技术发展迅猛，特别是板、方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传统的模铸技术起到了决定性作用。 连铸坯的吨数与总铸坯 (锭 )的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个国家或一个钢铁企业生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。 1970 年至 1980 年，世界平均连铸比从 展到 中国的连铸比从 展到 至 1990 年，世界和中国的连铸比分别发展到 ；到 2001 年，又分别发展到 2003 年，中国连铸比达到 右，估计世界平均连铸比 2003 年接近 90。从统计数字可以看出，中国的连铸技术在近 10 多年内得到了迅速发展。 世界连铸技术的发展及我国存在的差距世界上有许多连铸技术实力较强的公司，如西马克 德马格、奥钢联、日本 司、达涅利 (包括戴维 )公司等。以板坯连铸机为例，西马克 德马格公司从 1962 年至 2001 年新设计和改造板坯连铸机共约 370 台；奥钢联从 1959 年至 2000 年新建和改造板坯连铸机共约 181台；日本 司截止 2001 年新建并改造板坯连铸机共约 150 台；达涅利的戴维公司也设计了 10 多台连铸机。 2001 年末，世界上共有各类投产的板坯连铸机约 550 台 800 流 (有一些是重复改造的，按估计值未计入 )。截止到 2002 年底，中国共有 551 台 (1749 流 )连铸机，其中板、方坯连铸机分别为 101 台 (130 流 )、429 台 (1564 流 )，圆坯、异形坯连铸机分别为 20 台 (52 流 )、 1 台 (3 流 )。这些统计中，绝大部分连铸机是立足于中国国内设计制造的。 我国加入 ，人才、知识、科技与经济的全球化趋势越来越清晰地展内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 4 现出来。由于历史及其他各方面原因，国外先进技术和管理方式显然具有竞争优势。近几年，我国经济发展较快，冶金企业投放的技改资金比较大，新上项目很多，连续铸钢项目也较多，但连铸机设备和技术大部分还是靠引进。我国薄板坯连铸连轧已经引进了将近 10 条生产线；从 2000 年开始，我国先后全部引进或引进核心部位设备与技术的常规板坯连铸机共有 24台 27流，还有继续引进的趋势；中薄板坯连铸机、异型坯连铸机全部引进；大方坯连铸机也有引进的倾向。其原因主要是我国连铸技术与国外先进水平还存在一定差距。以板坯连铸机为例，主要表现在： 板坯连铸机本体设备的四个关键设备明显落后于国外。结晶器国外已采用紧凑式结构，我们还是老式的带外框架的结构；国内外新投产的板坯连铸机几乎全部采用液压振动装置，而我们还有许多新上的是机械电机振动装置；零号扇形段国外能够液压远程调辊缝，而我们还是液压垫块式结构；扇形段国外均能够液压夹紧、远程调辊缝和动态轻压下，而我们还是垫块式的停机调辊缝结构。 除以上四大设备与国外相比存在一定差距外，配套设备中许多小的地方也存在不同程度的差距。 液压系统、电气控制系统也在某些方面存在差距。 连铸生 产应用软件差距最大。 国内技术资源不能有效整合。 就连铸技术本身的发展，国内专家有以下看法： 新材料是钢铁工业的永远追求进入 21 世纪后，以高新技术为先导的 “产业革命 ”在材料领域出现了一些令人瞩目的新现象，神奇的纳米材料可能孕育着社会经济的巨大变革，新材料是高新技术的基础。在材料工业的传统产业中，尽管有色金属及合金、陶瓷材料、塑料、复合材料的发展在一定程度上取代了钢材，但钢铁工业在国民经济、军事方面的支柱地位仍然是不可动摇的，钢材仍然被公认为是 21 世纪一种主要的建筑与工程材料。 21 世纪，全球经济 将持续增长，对钢材的需求量也将继续增长。增长的同时，钢铁工业必须从 “产量型 ”向 “品种型 ”、“质量型 ”转变，如开发生产低合金高强度钢、优质合金钢、超级合金等新钢种。生产具有高洁净、高均匀性、超细晶粒的新一代钢铁材料会成为有实力的钢铁企业追求的目标，谁掌握了这些生产技术，谁的产品就会有更多的市场占有率。连内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 5 续铸钢是钢铁工业生产中的一个重要工艺环节，目前连续铸钢已经能够浇铸绝大多数钢种，新材料的试制与开发对连铸工艺和设备将会提出更高的要求。产品质量是连续铸钢的命脉随着经济和社会的发展，连铸产品的质量将成为市场竞争的焦点之一。客户已经不满足 “合格产品 ”这一理念，谁的产品质量更高、更好，谁就能在竞争中立于不败之地。例如汽车用深冲钢板，钢中 C+P+S+O+N+H总和不大于 作为连续铸钢，就是要提高无缺陷坯的比率，在连铸工艺、设备和生产操作等多方面下功夫。 连铸产品合格率不仅仅取决于连铸机本身，由于连铸工艺的特殊性，需要进行浇铸的钢种往往对钢水的成分、夹渣、气体含量、温度有一定的要求。因此，连铸前工序的炉外精炼技术从 20 世纪 80 年代受到连铸工艺的重视之后，在 90年代已成为必不可少的手 段 。 如 超 铁 素 体 不 锈 钢 00求C+N油气管线用钢 N S轴承钢 O如此之高甚至更高的质量要求必须依靠炉外精炼技术来实现。新建的板坯连铸机一般根据所生产的钢种都考虑了完善的炉外精炼措施，而老连铸机的改造将会把炉外精炼作为首要的改造因素，以便给连铸机提供合格的钢水。炉外精炼可提高生产率、降低能耗、提高连铸坯和钢材质量、提高成材率、降低废品率等。对不同钢种、不同规模、不同轧材配备不同的炉外精炼技术必将得到更多的重视。 连铸技术发展应关注的问题近终形和传统断面的板坯连铸机各有千秋很多人把薄板坯、中厚板坯连铸机也称作近终形板坯连铸机。目前近终形板坯连铸连轧工艺还有较大的发展空间，但这类连铸连轧工艺的发展重点还是扩大产品品种，提高产品质量。过去曾有人认为，近终形连铸连轧工艺的出现将大量地取代传统断面的板坯连铸机和热连轧机。然而，由于钢种、产品用途、产品质量的实际情况，传统断面的板坯连铸机不但不会被近终形连铸连轧工艺大量代替，而且还会继续向前发展。连铸机的高效化改造今后若干年，新增连铸机的势头将会明显减弱，正在生产的连铸机的高 效化改造会越来越多。不论是新建连铸机，还是老连铸机的改造，人们不会单一地追求高拉速、高产量，而综合经济效益、投入与产出的水平将成为连铸机高效化的基本准则。 连铸坯热装热送热装热送能够最大限度地降低能耗，提高金属收得率，缩短从钢水到成材的生产周期时间。对于传统板坯连铸机，在总体设计时，热装热送内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 6 将成为首要考虑的工艺过程。炉机匹配炉机匹配是连续铸钢提高生产效率必须考虑的重要因素，在连铸机初步设计时就应该考虑周到。液压振动是连铸机的关键技术液压振动可以在浇注过程中调整振幅、频率、波形偏斜率 (结晶器上升、下降 时间及速度 )，以取得最佳的负滑动时间和保护渣流动效果。液压振动在 20 世纪 90 年代中后期已得到迅速推广，在传统板坯连铸机上大有替代机械振动之趋势。轻压下技术各有侧重静态轻压下技术将根据钢种会被普遍采用，动态轻压下技术会越来越多地接受生产实践的考验。对于生产率高的板坯连铸机，为了减小维修工作量，缩短停机时间，远程快速调辊缝技术成为大型板坯连铸机必不可少的设备之一。在浇铸过程中，大压下量压下的铸轧技术有可能被人们重新看好。 冷却系统有待发展针对不同连铸机、不同钢种及其它具体情况对板坯凝固传热及冷却规律的研究，将会 继续深入下去。这种研究主要体现在结晶器一次冷却和辊子导向区域的二次冷却方面，对有些钢种来说还包括凝固完毕的自然冷却。二冷喷淋宽度随板坯宽度变化的无级调节会逐渐增多，随之而来的是大流量、宽范围的气水雾化喷嘴会较快推广。 生产更加纯净的钢种的要求为了生产更加纯净的钢种，保护浇注、中间罐冶金、中间罐保护渣、结晶器保护渣、浸入式水口形状的深入研究和配套措施将成为最基本的工艺要求。电磁搅拌将会继续使用电磁冶金技术特别是结晶器钢流控制技术将根据钢种和拉速的要求会逐渐多地应用在高级钢种的浇铸中。对某些特殊钢种，如 等轴晶比率要求较高的钢种，扇形段区域的电磁搅拌还会继续使用，甚至是某些钢种的必要措施。另外，在大量生产的钢种中，为了延长中间罐使用寿命，降低生产成本，浸入式水口快速更换装置的普及步伐会加快。结晶器液面控制和漏钢预报装置将会得到更多的应用为了稳定生产操作并保证板坯质量，结晶器液面检控系统成为最常规的技术措施之一。结晶器漏钢预报装置在高效率、高拉速连铸机上也会更多地应用。自动开浇作为提高自动化水平的重要技术也会受到用户的重视。 总之，连铸机关键技术选用及配套使用的目的是为了提高连铸机的装机水平，提高连铸 板坯质量，提高拉速、生产率、金属收得率，降低生产成本，最大限度地发挥连铸机的节能特点。连铸设备将会围绕工艺要求在设备结构的优化、可靠性、维修性、可操作性、使用寿命等方面进一步改进。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 7 另外，在连铸工艺方面也有很多需要深入研究的技术，如包晶钢种连铸、减少铸坯半宏观偏析和宏观偏析技术、纯净钢的生产技术、不锈钢及其它特殊钢种的生产技术、高等级钢种的中间罐冶金生产技术、高效高速连铸等。 铸机的类型 连铸技术 从 50 年代用于工业生产以来，发展了很多种机型，如图 1立式连铸机，它是最早用于 工业生产的机型。随着铸坯断面的增大与所需铸坯定尺长度的加长，设备高度必须相应地加高，为了降低设备高度，发展了如图 1示的立弯式连铸机。在此基础上，演变出带直线段的弧形连铸机，如图 了进一步降低设备 高度， 发展了如图 1图 1是高度最小的机型。 处于发展阶段的机型还有轮式连铸机和薄板坯连铸机。 如果按所铸坯型来分：则可分为板坯、大方坯及小方坯连铸机。在习惯所称的方坯 连铸机中，也包括矩形坯、工字坯及圆坯在内。铸坯断面或当量断面为160为大方坯。小于 160铸坯，称为小方坯。矩形坯的宽厚比大于 %3 时，称为板坯。如果按一个机组（即共用一个盛钢桶的几台连铸机）所浇铸坯流数来区分，则可分为单流、双流及多流连铸机。用于工业生产的小方坯连铸机最多到 ) 流。如果在一台连铸机上，既能浇铸板坯，又能浇铸几流大方坯，则称为组合浇铸 图 1形板坯连铸机 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 8 1 2 3- 结晶器及其振动装置； 4- 第一段二冷夹 辊； 5- 第二到八段二冷夹辊； 6- 拉矫辊； 7- 脱引锭杆装置； 8 9- 引锭杆车； 10- 火焰切割机 图 1于工业生产的连铸机型式 b 立弯式； d 弧形； 1) 立式连铸机 立式连铸机的结晶器、二次冷却装置、拉坯装置及切割铸坯装置等都是布置在垂直的中心 线上，如图 1式连铸机的优点是钢水在垂直的方向凝固，其所含的非金属夹杂物，上浮时不受阻碍，容易分离出来。另一方面，铸坯不经过弯曲或矫直，不会产生因弯曲或矫直所造成的缺陷，因此它特别适用于优质钢及高合金钢的浇铸。它的缺点是设备较高，一般是 3545此需要较高的厂房，或较深的地坑。钢水的提升及铸坯的运送，都比较麻烦。近 10年来，除了少数特殊钢厂以外，很少采用这种机型。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 9 图 1流立式连铸机 1- 运坯车； 2- 中间包； 3456- 拉辊驱动装置； 789- 运输链 2） 旋转式连铸机 旋转式连铸机也叫离心式连铸机，也是一种立式连铸机。其特点是结晶器、导辊及拉辊都和铸坯一起围绕其垂直中心线以一定的速度旋转，铸坯是在一边旋转一边下行的运动中凝固的。这种铸机适用于浇铸圆坯。它的优点是由于旋转时产生的离心力，使结晶器内的 钢液能与结晶器壁有较好的接触，可以生成厚度比较均匀的坯壳，铸坯不易产生内裂。另一方面，由于离心力的作用，使钢液面上的浮渣都集中在中心的旋涡内，可以很容易地将它捞出。由于铸坯在旋转的运动中下行，因此只要在二冷区的纵向上布置若干个喷水嘴，就可以获得均匀的二 次冷却效果。用这种铸机铸出的圆坯，不须清理即可轧制。这种铸机的缺点是设 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 10 图 112- 中间包； 3- 结晶器； 45- 拉辊； 7- 飞锯； 8备的驱动系 统比较复杂。近年来由于炼钢及连铸工艺的进步，特别 是能在结晶器内安装电磁搅拌装置以后，已经能用弧形及其它型式的连铸机浇出质量很好的圆坯，所以旋转式连铸机已经较少采用。 3） 立弯式连铸机 立弯式连铸机的上半部分和立式连铸机相同，只是把凝固的铸坯弯转 90 ，使它向水 平方向出坯，并在水平线上切成定尺长度。为了便于出坯，这种连铸机只能建在地平面上，或深度较浅的地沟内，使切断的铸坯能用地面的辊道，或地沟内坡度不大的辊道运走。这种连铸机的高度和立式连铸机相差不多，其优点是所切铸坯的定尺长度不受限制。立弯式连铸机也是在连铸技术发展的初期出现的机型，适用于小方坯的连铸。近 年来这种机型已很少采用。 4） 弧形连铸机 弧形连铸机的特点是它的结晶器是弧形的，其高度比立式及立弯式连铸机都内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 11 低。其结晶器的中心线和二冷夹辊组的纵向中心线同在一个半径的圆弧上。圆弧的长度约为一个圆的四分之一。铸出的弧形坯在其下死点附近被矫直后，即沿水平方向前进，然后切成定尺长度。这 是目前采用最广泛的机型。 图 1弯式连铸机 （ 1） 弧形板坯连铸机 图 1于铸坯较宽，在受到钢水静压时，其宽边的坯壳容易鼓肚而产生内裂，所以从上到下安排了密布的夹辊。由于铸坯在二次冷却区 内运行的阻力较大，所以采用了较多的拉矫辊。从图 1还可看出，为了在检修时快速取出或装入二冷夹辊的扇形段，还设置了弯曲导轨，使各个扇形段能快速而准确地就位。为了缩短浇铸准备时间，其引锭杆是从结晶器的上口装入的。这样就能在铸坯还未拉出二冷区时，就开始安装引锭杆。为此在浇铸平台上设有引锭杆运送车。大型板坯连铸机能够浇铸的板坯厚度 220320度为18702720坯速度 1成的宽板坯可以在线纵切成几条宽度较小的板坯，其年产量在 170 万吨以上。 （ 2）弧形大方坯连铸机 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 12 铸坯断面在 160上的方坯及断面相等的矩形坯，统称为大方坯。图 1 司设计的大方坯弧形连铸机。它的半径是 15m，能浇铸的最 大断面为 320间包容量 15t，中间包内液面深度 9501000晶器长度 700 （ 3）弧形小方坯连铸机 图 1于小方坯在浇铸过程中不易产生鼓肚，所以在二冷区可以不设夹辊，而只设少数几个导向辊。小方坯弧形连铸机一般采用管式结晶器，定径水口。二冷装置也采用管式支架。采用机械剪或液压剪剪切铸坯。 图 1罗 可普公司发展的弧形小方坯连铸机。它的特点是采用了刚性引锭杆，这样就把二冷区的导辊减至最少程度，从而为铸坯的均匀冷却及处理漏钢事故创造了较好的条件，设备的重量也相应地减轻。 图 112- 结晶器及振动装置； 3- 引送引锭杆的夹辊； 4- 拉矫辊；4- 脱引锭装置； 56- 引锭杆车 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 13 图 1形小方坯连铸机 1- 钢包旋转台； 2345- 浇铸平台； 6$ 拉矫机； 7- 机械剪； 89- 引锭杆存放装置； 10 11- 冷床； 12- 推钢机 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 14 图 1可普弧形小方坯连铸机 1- 结晶器； 23- 二冷喷水装置； 456- 拉 矫机； 7- 引锭杆托架； 89- 刚性引锭杆 图 1半径弧形连铸机 图 1平式连铸机 123- 结晶器； 4- 二次冷却装置； 56- 切坯装置； 7- 冷床 5） 多半径弧形连铸机 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 15 多半径弧形连铸机也叫椭圆形连铸机。它的铸坯导向装置布置在大致为一个椭圆的四分之一的轨道上，如图 1示。这种连铸机的高度比同规格弧形连铸机稍低，所以也叫它为低压头弧形连铸机。它是在本世纪 60年代，差不多与弧形连铸机同时发展起来的一种机型。其优点是设备和厂房高度低。其缺点是铸坯出结晶器后即被逐渐矫直，二冷夹辊及拉矫装置受力较大，对设备的安装和维修要求较高。它的另一缺点是结晶器及头段二冷夹辊半径较小，钢水内的夹杂物不易上浮而向内弧富集。 6） 带直线段的弧形连铸机 这种弧形连 铸机采用了直结晶器。在结晶器下面装了一段 25m 长的垂直二冷夹辊。这就为钢水中非金属夹杂物的上浮创造了有利条件，有利于生产高质量的铸坯。其缺点是设备高度较高，建设投资也较多。带有液芯的铸坯是先被弯曲成一定半径的弧形，然后又被矫直成直线的。在弯曲及矫直的过程中，都要严格控制其两相区坯壳的延伸率，不要超过规定的数值。因此对二冷夹辊的设计、制造、安装及维修精度有较高的要求。这种连铸机主要是用于板坯的浇铸。 7） 水平式连铸机（图 1 水平连铸机用于有色金属的连铸已有几十年的历史。用于钢的浇铸是近 %+ 多年来 才发展成熟的。这种连铸机的高度最低，可以布置在地平面上。其特点是钢水在密闭的通道中进入结晶器，不会被氧化，有利于浇铸高质量的合金钢坯。所铸出的钢坯，既不须弯曲，也不需矫直，有利于浇铸对弯曲裂纹敏感的钢种。 车间工艺及设备、综合评述钢包回转台 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 16 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 17 1）浇注设备 浇铸设备包括盛钢桶的支承和运载设备和中间包及其运载设备。盛钢桶在习惯上也叫做钢水包或钢包。 2） 结晶器及振动机构 结晶器是连续铸钢机的心脏。钢水在结晶器中初步凝结成铸坯的外形，生成一定厚度的坯壳，并被连续地从结晶器下口抽拉出去，进入二次冷却区。在结晶器内凝成的坯壳，其两相区表面呈现凹凸不平形状，但要求其相对的两边大致相同，以免在机械应力及热应力的 综合作用下产生明显的扭曲变形，或被拉破。一个良好的结晶器应具有如下性能： （ 1） 有较好的导热性能； （ 2） 有较高的结构刚度，且便于加工制造，易于拆装和调整； （ 3） 有较好的耐磨性及较高的热疲劳性； （ 4） 重量要轻，以便在振动时有较小的惯性力。 3） 铸坯导向及拉矫装置 铸坯导向及拉矫装置的作用是，扶持引锭杆及出自结晶器的具有薄壳的铸坯沿着预定的轨轨道前进，并把弧形铸坯矫直，在开浇时把引锭杆送入结晶器下部。从结晶器下口到矫直辊这段距离，称为二次冷却区。二次冷却区的作用是对带有液芯的铸坯喷水直接冷却，促使其快速凝 固。对于小方坯连铸机来说，由于铸坯断面较小，受钢水静压力时，不容易产生鼓肚现象，而且铸坯也容易矫直，所以小方坯连铸机的导向及拉矫装置比较简单。对大方坯及板坯连铸机来说，为了防止铸坯因钢水静压力使初凝的坯壳产生鼓肚变形，在铸坯的导向装置上须有密排的夹持辊，还要进行多点矫直，以便减小矫直时坯壳的延伸率，防止内部裂纹的产生。 4） 铸坯切割设备 铸坯切割设备的作用，是把前进中的铸坯切成所需的定尺长度。根据具体情况，可以采用火焰切割，也可采用机械剪切。采用火焰切割的优点是：切割装置重量较轻，切口断面比较整齐。机械剪切 的优点是：没有金属的烧损，还因剪切的速度较快，可以剪成较短的定尺。一般在板坯和大方坯连铸机上，多采用火焰切割，内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 18 在小方坯连铸机上多采用机械剪切 。 钢包旋转台有不同的运动方式，不同的工作性能，因而有不同的结构形式。最简单的旋转台只用一个转臂，就能作旋转运动。一般的旋转台除了旋转运动之外，还能使钢包作升降运动。多功能的旋转台还有钢包倾倒装置，钢包盖升降装置及吹气装置等。在钢包旋转台上，一般都有连续测重装置，大都是在承托钢包的鞍座上设置测力传感器来实 现的。 台 这种旋转台有一个横梁式直臂，钢包支承在直臂的两端，可同时作旋转运动，也可以同时作升降运动，如图 1的也设计成在横梁式直臂的两端装有单独的升降装置和称重装置。 图 1臂式钢包旋转台 1- 钢包； 23- 塔座； 4- 转臂 个转臂可以单独转动的旋转台 这种旋转台有两个转臂，分上下两层布置，如图 1示。每个转臂有各自的驱动装置，因而能单独旋转，以便在任何角度都能接受钢包 。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 19 图 1臂分转式旋转台 12- 驱动装置； 3- 齿 轮； 4 1 这种旋转台的两个转臂可以单独升降。每个转臂的中部由两个半球面轴承支承着，转臂外端成叉形，内端是弯曲的悬臂梁。驱动转臂的液压缸装在转塔的内部，这就为在转塔上部安装其它附属装置如吹气装置或钢包加盖装置等留出了余地 。 图 1内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 20 形轨道式旋转台（图 1 图 1钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢包过 跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件 6 部分组成。 单臂钢包回转台：由底座、立柱、上转臂、上转臂驱动装置、下转臂、下转臂驱动装置组成。 蝶形钢包回转台：由底座、升降液压缸、回转架、钢包支座、回转臂、平行连杆、驱动装置、防护板组成。 钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，而单个钢包重量已超过 140吨。三种情况下，钢包回转台受力有很大不同，但无论在何种 情况下，都要保证钢包回转台的旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。 第二章初步确定方案 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 21 件 计题目 钢包回转台电液比例控制系统 术参数及性能 结构形式为：液压单臂升降蝶式 ； 钢包最大满包重量： 1450 回转半径： 5500 大包提升高度： 800 回转速度： 1.0 事故旋转：气动 承载能力：两侧满包，一满一空，一满一无； 案的总体布置形式 图 转台总体布置示意图 转台具体部件设计方案的确定 包旋转驱动方式 作驱动 工作驱动为电机驱动系统，由一个电机 ，挠性联轴器 和一个气动盘式制动器完成。在圆锥齿轮系统的输出轴上安装一个滚珠小齿轮，它与支撑环上的销齿轮外齿相啮合。回转台可正向反向旋转，气动盘式制动器用于停止时制动，在 电 机停止前不能使用 。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 22 图 动布置方式 故驱动 事故驱动为气动驱动系统，气动电机通过一个气动离合器驱动圆锥齿轮 的第二个驱动轴头，它由一个空压机提供所需的空气，它通过关闭电气系统实现功能测试。如果突然出现电源故障，一个自动切换释放控制空气到阀柜和控制盘。 紧方式 回转台处于浇注位和接受位时，回转台通过一个锁紧装置进行锁定防止转动。该锁紧装置包括一个气动锁紧 棘爪，它固定在回转台转柱上并与安装在回转环上的两个匹配元件相咬合。该装置使齿轮箱避免在放钢包时产生的冲击，并可防止在浇注位置上的钢包的塞棒孔由于这样的冲击而产生的运动。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 23 图 紧装置 1 2 3 4包盖的升降装置 图 包盖的提升装置 水口机械手动作方式 长水口机械手由一个多重绞合的管连接装置组成。长水口可以保护大包滑动口和中间包的铸流，使其不被氧化。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 24 图 水口机械手示意图 包升降驱动方案 钢包升降采用液压缸驱动形式 图 2转臂驱动示意图 1 2 3 4 5钢包升降驱动时以球绞为支点由液压缸驱动大臂实现钢包升降，由液压系统控制液压缸的行程。同时由大臂 、称量装置、球绞、连杆其中组成的四连杆保持钢包的水平。防止钢液倾翻，造成事故。 提升液压系统 的供油装置（高压泵、再循环泵和油罐）布置在大包回转台下的液压油室中。 第三章回转功率的计算及电机等的选取 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 25 包回转功率的计算 已知条件： 空包重：1m=50t 钢水重： Q=90t 满包重： G=145t 转臂自重：2t 钢包平均外径：200包平均内径：500转台转速： =力球轴承平均直径 ：345座中心至钢包中心距 ：0r=5500包工作载荷状况： I 对于一端放置满包钢水的钢包，另一端不放钢包的情况。 端放置满包钢水的钢包，另一端放置空钢包。 端都放置满包钢水的钢包 本数据的计算 2 2 2110 r m Q r K g m 2 25 0 0 0 0 9 0 0 0 0 3 . 2 5 0 0 0 0 9 0 0 0 0 5 . 522 24 5 9 3 4 0 0 .K g m 包对回转中心的惯性矩 2 2 2 210 m a m r r m r K g m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 （毕业论文） 26 2 2 250000 1 . 6 1 . 2 5 5 0 0 0 0 5 . 52 21615562. 5 .K g m 223 0 9 . 7 4 9 . 7 4. 2 0 . 9 0 2 2 ta mJ l b K g m式 中 转 臂 总 长转 臂 总 宽 根 据 转 臂 的 几 何 关 系 得 ：b=l=11m 则 有 ： 2 2 ta mJ l b K g m 222420 1 1 5 . 1 7125 1 7 0 5 1 . 1 5 .K g m 2 2 20 m d Q r K g m