资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共43页)
编号：1282036
类型：共享资源
大小：3.54MB
格式：ZIP
上传时间：2017-06-20
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
转炉
氧枪横移
装置
设计
全套
cad
图纸
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396转炉氧枪横移装置设计摘要吹氧装置是氧气顶吹转炉车间的关键工艺设备之一。它完成向转炉内吹送氧气的工作，由氧枪、氧枪升降装置和横移装置三部分组成。本文主要叙述了横移装置的设计和计算过程 。首先，本文介绍国内外氧枪系统的发展及氧气顶吹转炉炼钢法的发展概况，横移装置的组成，说明了横移装置的基本形式及运行状况。接着，根据给定的工作要求，定出了横移装置的主要性能参数，如横移行程、横移速度、传动比、载重量等，并确定了总体的设计方案。然后，根据传动的设计方案，分别进行电动机、减速器和开式齿轮传动以及联轴器的设计和计算。最后，设计主动轴并对其进行强度校核。本设计驱动机构是机电合一式的，即电动机与减速器是一体的，这对设备的安装以及整个传动系统的效率的提高起到了积极的作用。本设计的重点放在横移装置传动系统的每个组成部分的设计和计算上。在整体设计过程中按照“提出问题，分析问题，解决问题”的主导思想，对整个系统的设计工作做出了细致的阐述。关键词：吹氧装置；横移装置；机电合一；传动系统购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396Abstract Oxygen equipment is one of the key process equipments in top-blown oxygen converter shop, It completes the work within blowing oxygen to the converter. It is composed of three parts such as oxygen lance, oxygen lance lifting devices and transferring device. This paper describes the design and quantity calculations. First of all, this article describes the development of oxygen lance and oxygen top-blown converter steel-making methods at home and abroad, the composition of device shows the basic form of transferring equipment and operating conditions. Then, according to the given requirements, the transferring device for the main performance parameters, such as transferring trip, sliding speed, transmission ratio, load, etc., and to determine the overall design. Then, in accordance with the design of transmission options for the motor, speed reducer and open-gear, as well as the design and calculation of coupling. Finally, design the active axis and take the initiative to check its strength. The design of mechanical and electrical drive mechanism is one type that is integrated motor and reducer, which has played a positive role in installing the equipment and the transmission efficiency. Designed to focus on the drive system design and calculation of each device component. In the overall design process in accordance with the dominant ideology of ask questions, analyze problems, to solve the problem, the overall design of the work has been described in detail. Key words: Oxygen devices; Transferring device; Mechanical-Electrical unity; Transmission购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396目目 录录1.绪论.11.1 研究背景.11.1.1 国内外氧枪系统的发展史.11.1.2 氧气顶吹转炉炼钢法的发展概况.11.2 研究内容及意义.21.2.1 本课题的研究内容.21.2.2 本课题的选题意义.21.3 研究目的与方法.31.3.1 研究的目的.31.3.2 研究方法.32 横移装置的总体设计方案.42.1 横移装置基本形式的选择.42.2 横移装置主要部件及运动.42.3 方案比较.43 横移车传动装置的设计.63.1 概述传动方案.63.2 横移机构的基本参数.63.3 电动机的选择.63.4 减速器的选择原则.93.5 联轴器的选择.93.6 开式齿轮传动的设计.104 主传动轴的校核.154.1 初步计算.154.2 精确校核.175 轴承和键的校核.216 横移装置的定位装置和刮渣器的应用.247 炼钢厂的环境保护和经济性分析.308 安装及润滑操作规程.33结束语.34致谢.35参考文献36购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163961 绪论1.1 研究背景1.1.1 国内外氧枪系统的发展史氧气转炉炼钢技术工艺的发展历程可以描述如下：1）1855 年的专利申请中，提到插入式顶吹方案，用一根耐火黏土吹管喷吹空气；2）第二种方法只要是埋入式顶吹方案，将空气吹入固定转炉的炉底附件；3）首先获得突破性进展的是底吹，将空气吹入一个可旋转的不对称转炉中；4）1936-1939 年，重点研究了底吹工艺，但这时增加了吹氧以保证熔池充分搅拌；5）随后加强了顶吹，确保了氧气射流进入熔池深处进行搅拌；6）在此期间还试验了从转炉炉壁下部以一定角度侧吹氧气，由于种种原因，上述4）-6）项没有推广到工业生产中。7) 1949 年 6 月，奥地利林茨的奥刚联公司开始在一台改进的 2 吨贝塞麦转炉上进行顶吹氧气试验；8）1936-1939 年间进行的底吹氧气试验几乎 30 年之后开发出用碳氢化合物保护底吹风口的方案；9）底吹和复合吹转炉技术的进一步改善，也促进了氧气顶吹结合惰性气体底吹搅拌工艺的改善；10）最新的发展很可能是在高碳范围内部分顶吹热空气结合底吹氧气。回顾 50 年来氧气转炉炼钢技术的发展历程，氧气转炉炼钢的发展史可以划分为三个时期：转炉大型化，转炉技术完善化，转炉综合优化。1. 1. 2 氧气顶吹转炉炼钢法的发展概况 氧气顶吹转炉炼钢法是 20 世纪 50 年代产生和发展起来的炼钢技术，但从其出现至今已有 100 多年的历史： 1856 年英国人亨利.贝塞麦研究开发了酸性底吹转炉炼钢法，以铁水为原料，从转炉底部通入空气氧化去除杂质冶炼成钢； 1878 年德国尼.托马斯研究发明的碱性底吹转炉炼钢法，以碱性耐火材料砌筑炉衬，购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396吹炼过程可以加入石灰造渣，能够脱除铁水中的 P、S，解决了高磷铁水冶炼技术问题；19241925 年间，德国在空气转炉上开始进行富氧鼓风炼钢的试验，试验证明，随着鼓入空气中 O2含量的增加，钢的质量有明显的改善。1939 年罗伯特.杜勒尔在瑞士采用水冷氧枪从转炉炉口伸入,在熔池的上方供养进行吹炼,得到满意的效果.1952 年在林茨城建成 30 吨的氧气顶吹转炉并投入生产；1953 年初在多那维茨城又建成两座 30 吨顶吹转炉正式投入工业生产。进入 20 世纪 70 年代以后，顶吹转炉炼钢技术趋于完善。转炉的最大公称吨位达380t;单炉生产能力达到 400-500 万 t/a;能够冶炼全部平炉钢种，若与有关精炼技术相匹配，还可以冶炼部分电炉钢种；大型转炉炉龄在 1999 年达到 10000 炉次/炉役以上；并实现了计算机控制终点碳与出钢温度。吹氧装置是氧气顶吹转炉炼钢车间的关键工艺设备之一。它完成向转炉内吹送氧气的工作。吹氧装置是由氧枪、氧枪升降装置和横移装置组成。为了减少由于氧枪烧坏或其它故障影响正常吹炼，通常的吹氧装置都带有两支氧枪，一支工作，另一张备用。两支氧枪都借橡胶软管与车间的供氧、供水和排水固定管路相连。当工作枪需要更换时，由换枪装置的横移机构迅速将其移开，同时将备用枪移至转炉上方的工作位置投入使用。1.2 研究内容及意义 1.2.1 本课题的研究内容 在广泛查阅国内外相关文献的基础上，本设计主要完成了以下的工作： 1）依据机械设计手册选择电动机，确定所需传动装置，并对各传动零件进行计算和校核； 2）依据机械传动设计手册，确定减速器传动和开式齿轮传动参数； 3）简单介绍了横移装置的辅助装置，即定位装置，并对其工作原理进行了陈述； 4）从设计，电学，液压等方面，对刮渣器的自动应用进行了较为细致的描述； 5）初步设定了横移装置的润滑系统和安装操作规程。1.2.2 本课题的选题意义 随着改革开放步伐不断的向前迈进，我国的工业迅猛发展，而作为国家重要行业的钢铁行业也处于不断的发展。近年来，钢铁行业的设备在不断的更新，技术在不断的进步，购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396设备的技术含量也在迅速的提高。随着生产规模的不断扩大，对设备的安全性及其灵活性等方面提出更高的要求。 本课题具有重要的意义。在理论上，转炉炼钢需要的是连续性，而氧枪的运送装置又是保证设备能够正常的运转，一旦发生意外，横移装置会将备用氧枪准确地运送到转炉上方，保证转炉因氧枪的损坏而导致的损失降低到最小。实际当中，根据实际考察，本课题选用的是电动机与减速器为一体，即简单称之为机电一体，这减少了整体装置的尺寸，提高了传动的效率，并且采用了开式齿轮传动，适合于冶金设备的现实工作状况。1.3 研究目的与方法1.3.1 研究的目的随着钢铁工业的发展和转炉炼钢的普及化，我国钢铁企业经济效益进一步提高，再根据转炉在吹炼过程中，氧枪需要多次升降以调整枪位。对氧枪的升降机构和更换装置提出以下要求：1）应具有合适的升降速度，并且可以变速。为了缩短冶炼周期，在吹炼的过程中氧枪应快速提升，在炉口以上可快速下降；当氧枪进入炉口以下时，应慢速下降，以便控制熔池的反应和保证氧枪安全。目前大、中型转炉氧枪升降速度的快速为50 m/min,慢速为 5-10 m/min;小型转炉的氧枪速度为 8-15 m/min;2）应保证氧枪升降平稳，控制灵活、操作安全、结构简单、便于维护；3）能快速更换氧枪；4）应具有安全连锁装置；5）为了快速更换氧枪，设置氧枪横移装置和更换装置。在横移装置上并排安装有两套升降小车，其中一套工作，一套备用。如果氧枪烧坏或发生其他故障，可以迅速开动横移小车，使备用氧枪小车对准工作位置，即可投入生产，整个换枪时间约为 1.5min.1.3.2 研究方法 理论结合实际，先对现场的设备进行了实地的考察，再寻找理论依据，对设备的性能进行综合考查，选择出既符合理论依据，又可以和实际相匹配上的各个零件，设计出符合冶金设备现场的传动装置，在此基础上对设备的重要及危险部件进行校核。最后考虑到系统的正常运转，初步确定了装置的润滑和安装规程。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163962 横移装置的总体设计方案2.1 横移装置基本形式的选择 横移装置的基本形式为双升降装置的横移小车。2.2 横移装置主要部件及运动 横移装置的作用是氧枪损坏时，能在最短的时间将其迅速移开，并将备用氧枪送入工作位置，投入使用。横移装置是由横移小车、小车座架和小车驱动机构三部分组成。每座转炉有两台升降装置分别装置在两台横移小车上，横移小车的运行方式是壁行的。一台横移小车携带氧枪升降装置处于转炉中心操作位置时，另一台处于等待备用位置，每台都各有独自的驱动装置，为了使横移小车准确地对中转炉的中心，设置了横移对位止动装置，当行程限位开关将小车停在距炉子中心左右 20 毫米范围内之后，启动对位止动装置，将其顶杆推入横移小车定位槽中，使横移小车对中。损坏氧枪移走，备用氧枪进入工作位置，即进入换枪点的工作枪与在预备位置的备用氧枪自动更换，所需时间为 4 分钟。横移小车的车体及其载荷的全部重量都由两个行走轮支承，而车体的倾翻力矩则由两个导向辊形成的一组力偶平衡，所以导向辊的作用是既起导向作用又承受倾翻力。车体由横移小车电动机驱动，电动机经减速器和开式齿轮将动力传递给行走轮。借行程开关停车，没有刹闸制动装置。2.3 方案比较 由于采用的升降装置形式不同，小车座架的结构和功用也明显不同，氧枪升降装置相对于横移小车的位置也截然不同。单升降装置的提升卷扬与换枪装置的横移小车是分离配置的；而双升降装置的提升卷扬则设在横移小车上，随小车同时移动。 单卷扬型吹氧装置的主要优点是造价及运转费低。缺点是： 1）升降小车在吊具中须人工定位，不能实现换枪远距离操作； 2）为避免松绳现象，增加了吹炼辅助时间，更值得注意的是：由于吹氧管-平衡重系统惯性大，升降机构在起、制动时有明显振动； 3）只有一套升降卷扬机，安全可靠性较差。 附单升降装置的换枪过程，以便进行全面的比较。单升降装置的换枪过程：1.将损坏购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396的工作氧枪提升至换枪位置这时，吊具的梯形吊架进入升降小车的吊头滚轮运行支承槽的豁口中，吊具的挡板与横移小车座架的压板接触；2.继续提升吊具这时，由于吊具上的挡板受座架上的压板的阻挡不能继续上升，因而通过螺帽吊在挡板上的梯形凸块也随着停止不动。而吊具架继续上升，由于升降小车吊头上的四个滚轮被托在吊具架上，所以升降小车带有梯形凹槽的吊头也随之上升，此时吊具架上的部的弹簧被压缩，当吊具的上的平面与座架上的平面平齐时，升降小车处于可换枪的最高位置，行程开关动作，提升停止。此时，升降小车吊头上的梯形凹槽与吊具的梯形凸块完全脱离，而且凹槽下缘高于凸块上缘；3.驱动换枪小车使工作升降自吊具中横向移出，其吊头上滚轮由平面支承转入到由横移小车座架上的平面支承，直至备用氧枪升降小车进入吊具对中为止。4.放下吊具，备用升降小车吊头的凹槽与吊具的凸块随之嵌合这时备用氧枪即可进入工作。而更换下来的氧枪及其升降小车则吊挂在旁边座架轨道上。借助于车间专用的电葫芦将损坏的氧枪自升降小车卸下，运走处理。根据以上方案的比较，本设计采用双卷扬装置横移小车，机动性和安全性更好，特别是对于大型转炉来说，由于成倍减小了横移小车尺寸，其制造、安装更为方便。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163963 横移车传动装置的设计横移车传动装置的设计3.1 概述传动方案 电动机和减速器连为一体,达到机电合一的效果,同时采用开式齿轮进行传动,将动力传到车轮上,实现了车轮的运转。3.2 横移机构的基本参数横移机构：载重量 175KN 横移速度 4 m/min 横移行程 4900 mm 减速器（带电机） ZWED 1.5-85-1/473 n=1500rpm（二级直联型卧式摆线针轮减速器） 开式齿轮 模数 m=10,齿数=43,=56,=421Z2Z3Z3.3 电动机的选择由文献3，212-214可知：起动力矩 M的确定起 起动力矩 M 起用来克服车轮滚动时的摩擦力矩 M和车轮起动运动时的惯性力矩 M摩。惯 1）车轮滚动时的摩擦力矩M车轮滚动时的摩擦力矩M包括车轮与轨面之间的滚摩摩动摩擦力矩，车轮轴承处的摩擦力矩以及车轮轮缘与轨道侧面间的摩擦力矩，即M=( K+ u r ) G （3.1）摩车轮总考虑车轮轮缘与轨道侧面间的摩擦所引起的附加阻力矩系数。轨距：4900mm,车轮轴距：1800mm.装在滚动轴承上的圆柱齿轮按表4-11选取=2.162; K车轮与轨面间的滚动摩擦系数。车轮直径：400，平顶钢轨按表4-12选取K=0.05cm; u车轮轴承处的摩擦系数。调心滚子轴承按表4-4选取u=0.015; r车轮轴半径，r=60mm;所以， M =（0.05 10+0.0150 .06） 2.162摩车轮2总G = （0.051 0+0.0150 .06） 175000 2.162=529.69N.m2购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163962）由=0,得AM 3435- 390=0，得=19869 N1F总G1F 水平方向平衡，得= =19869 N2F1F 上水平轮: M= (K+ u r) G 摩上水平车轮总轨距：4900mm 车轮轴距 1800mm, 装在滑动轴承上的圆柱形齿轮，按表4-11选取=1.43; K 车轮直径：200，平顶钢轨，按表4-12选取K=0.03cm; u滑动轴承，按表4-4选取 u=0.10; r车轮轴半径：39mm;M =（0.03 10+0.1 0.039） 19869 1.43摩上水平轮2 =119.33N.m购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 下水平轮：M=(K+ur)G摩下水平车轮总 轨距：4900mm 车轮轴距 2340mm, 装在滑动轴承上的圆柱形齿轮，按表4-11选取=1.40;K 车轮直径：200，平顶钢轨，按表4-12选取K=0.03cm; u滑动轴承，按表4-4选取 u=0.10; r 车轮轴半径：39mm；M =（0.03 10+0.1 0.039） 19869 1.40摩下水平轮2 =116.83N.mM=529.69+119.33+116.83=765.85N.m总摩3)惯性力矩M 惯性力矩M分为两部分：传动机构旋转零件的惯性力矩M及大惯惯惯1车作直线运动加速运动时的惯性力矩M。惯2现分别计算如下：M=（1.15-1.25） （3.2）惯1起tnDG3750200G D原动机轴上旋转零件的飞轮矩002n 原动机的转速0t起动时间（s） ，一般取t=2-4 s起起横移速度：4m/min车轮转速： r/s=0.053 r/s=3.18 r/min20026010423rvn电机转速：r/min65.147447302. 1118. 3M=（1.15-1.25），取t=4s惯1起tnDG3750200起车轮半径起主主惯惯RgtvRGgRaGRFMmNnvGDGDmm,60.99.234)60/65.1474/()60/4(2/175000365/36522222200总传动比为：i=73.46347302. 11购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396总效率：7273. 098. 095. 099. 093. 0322322轴承齿联齿M= M+ M =1.15+惯惯1惯2起tnDG3750200起主gtvRG60 =437560/65.147499.23415. 17273. 048 . 9602 . 060/487500 =5.11N.m起动力矩 M= N.m起38. 711. 57273. 073.46385.765惯摩MiM电动机功率 P=KW=1.57KW7273. 0955065.147438. 795500nM起由于对于摩擦力矩的计算较为保守，而且考虑到设计手册所给的减速器功率，以及设备的经济性等方面的综合考虑，可以选择电机的功率为1.5KW.依据以上论断,选取电动机的型号为 ZWED1.5-85-1/4733.4 减速器的选择原则减速器的选择原则1.由电动机直接驱动摆线针轮减速器进行传动，机电合为一体，结构紧凑，体积小，安装方便，可靠性高，使用寿命长。摆线针轮减速器是应用行星传动原理。采用摆线针轮啮合，行星轮齿廓为变幅外摆线的内侧等距曲线，中心轮齿廓为圆形。具有传动比大，传动效率高，结构紧凑，体积小，质量轻，故障少，寿命长，运转可靠平稳，噪声低，拆装方便，容易维护，过载能力强，耐冲击，惯性力矩小等特点。可应用于冶金、矿山石油、化工、船舶、轻工、食品、纺织、印染、制药、橡胶、塑料、起重、运输等行业。2.校核由文献4,610-614可知,1）使用条件：从动机：氧枪的横移装置 工作时间：断续工作 摆线针轮减速器输入轴转速:1500r/min 低速轴转速：3.17r/min 输出轴联接方法：联轴器2）选型：选用系数：（见表 6.72）传动比：i=473 计算输出转矩0 . 1AKcT机型因此可选用输入转速效率传动比输入功率（473855 . 1ZWED.N.m4510N.m97.43922 . 18 . 9150093. 093. 04735 . 19752 . 18 . 9min)/()975rKWTc购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163963.5 联轴器的选择 1.类型的选择齿式联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高；但质量较大，成本较高，在重型机械中广泛应用。弹性柱销联轴器，具有良好的综合性能，广泛适用于一般的中小功率传动。根据诸上条件，选用LZJ型接中间轴弹性柱销齿式联轴器。2.载荷计算由文献5,22可知，公称转矩T=9.55，由表14-1查得K=1.5,故由式N.mm103.83N.mm17. 327. 11066AA（14-1）得计算转矩为T= KT=1.5.caAA5745N.mN.mm1083. 363.型号的选择 从GB/T5015-1985中查得LZJ型接中间轴弹性柱销齿式联轴器的许用转矩为6300N.m,许用最大转速为3200r/min.主动端=65，Y型轴孔=142，A型键槽；从动端=50，Y型1d1L1d轴孔，=142，A型键槽，即LZJ.1L1425014265YAYA3.6 开式齿轮传动的设计由文献6,211-213可知:1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用直齿圆柱齿轮传动 2) 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88） 3）材料选择，由表10-1选择小齿轮材料为45（调质） ，硬度为240HBS;大齿轮材料为ZG310-570，硬度为160HBS. 4）选小齿轮齿数=43，大齿轮=1.3 43=55.9，取=56.1Z2Z2Z2.按齿轮接触强度设计由设计计算公式(10-9a)进行计算，即 (3.3)3211132. 2HEtZuudKTd购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396(1)确定公式内的各计算数值1) 试选载荷系数K =1.3t2) 计算小齿轮传递的扭矩P =1.5 0.93 0.93 0.98=1.27KW, 1=r/min=3.17r/min1n4731500T =N.mm=3.83N.mm117. 327. 11055. 91055. 96116nP6103) 选取齿宽系数=0.4d4）由表10-6查得材料的弹性影响系数Z21MPa9 .188E5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的600MPa1limH接触疲劳强度极限MPa8032limH6）由式10-13计算应力循环次数 N =60n jLh=60 3.17 1 (3 8 300 5)=6.847 1011 6 66210267. 53 . 110847. 6N7) 由图10-19取接触疲劳寿命系数 ,90. 01HNK91. 02HNK8) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，由下式，得 MPa8 .345MPa138091. 0MPa540MPa160090. 02lim221lim11SKSKHNHHNH（2）计算 1）计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值td1H （3.4）3211132. 2HEtZuudKTd=mm558.4348 .3459 .1883 . 13 . 24 . 01083. 33 . 132. 2326购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163962) 计算圆周速度vv=m/s07. 0m/s10006017. 3558.43410006011ndt 3) 计算齿宽b b=.=0.4 434.558mm=173.823mmdtd1 4) 计算齿宽与齿高比hb 模数mm11.1043558.43411Zdmtt 齿高mm75.2211.1025. 225. 2tmh 64. 775.22823.173hb5) 计算载荷系数根据v=0.07m/s,7级精度，由图10-8查得动载荷系数K =1.0；直齿轮v 由表查得使用系数=1；; 1HHKKAK 由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承对称布置时， 732321249. 1283.4231023. 04 . 018. 012. 11023. 018. 012. 1bdbKH由 =7.64，K=1.249,查图10-13得K=1.400;hbHF 故载荷系数K=249. 1249. 110 . 11HHvAKKKK 6) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10-10a）得 mm799.4283 . 1249. 1558.4343311ttKKdd7) 计算模数m m=mm97. 943799.42811zd3.按齿根弯曲强度设计 由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为 （3.5） 32112FSaFadYYzKTm购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396(1) 确定公式内的各计算数值 1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa4501FE 由图10-20b查得大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa2502FE 2) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12） ，得MPa57.178MPa4 . 1250MPa43.321MPa4 . 14502211SSFEFFEF 3）计算载荷系数K K= 40. 140. 110 . 11FFVAKKKK 4) 查取齿形系数 由表10-5查得28. 2;34. 221FaFaYY 5）查取应力校正系数 由表10-5查得73. 1;69. 121SaSaYY6）计算大小齿轮的并加以比较FSaFaYY 01219. 043.32169. 134. 2111FSaFaYY 02209. 057.17873. 128. 2222FSaFaYY 大齿轮的数值大 7）设计计算 mm84. 6mm02209. 0434 . 01083. 34 . 12326m 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，由齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关，但为了避免齿数太多，造成加工困难，可将模数就近圆整为标准值m=10mm,按接触强度算得的分度圆直径，算mm799.4281d出小齿轮齿数购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 56, 9 .55433 . 14310799.4282211ZZmdZ取 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度又满足了齿根弯曲强度疲劳强度，而且同时避免了因齿数过多而造成加工的困难。 4.几何尺寸计算 （1）计算分度圆直径 mm430104311mZd =560mm105622mZd （2）计算中心距 mm4952560430221dda （3）计算齿轮宽度 mm=99mm4952 . 0aba 取mm,mm992B1041B 由于开式齿轮之间传递的力较小，考虑到材料的充分利用以及现场的考察，可将齿宽定为mm5012 BB5.结构设计及绘制零件购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163964 主传动轴的校核4.1 初步计算(a) 空间力系 (b) 水平面内的受力图及弯矩图 N75.648320tan95.17813tanN95.17813N4301083. 322611trtFFdTF购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 由，得0M2 N98.8906N98.890626013095.17813, 01302601211NHNHNHtNHFFFFF(c) 垂直面内的受力图及弯矩图 由0M2 N88.3241N88.324126013075.648326013001302601211NVNVrNVrNVFFFFFF(d) 合成弯矩图 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 N.m22.123244.42191.11572222VHMMM （e）扭矩图 3830.00N.mN.mm1083. 36T 4.2 精确校核购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396截面、D 处只受到扭矩的作用，虽然键槽、轴肩所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面、D 均无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面和处过盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面 B 处的应力最大。截面的应力集中的影响和截面处相近，截面处不受扭矩的作用，但轴径小，截面处虽然轴径最大，但同时承受弯矩和扭矩的作用，故两处都需要校核。截面 B 上虽然应力最大。但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端） ，而且这里轴的直径较大，故截面 B 处也不必校核。处既受到扭矩和弯矩的作用且轴径较小，所以处都是危险截面，都需要校核。 截面左侧 抗弯截面系数 W 按表 15-4 中的公式计算W=3333mm51200mm801 . 01 . 0d抗扭截面系数33333mm102400mm802 . 02 . 02 . 0ddWT弯矩 M 及弯曲应力为MN.mm682460101305813022.12323购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396MPa33.13MPa51200682460WMb扭矩 T 及扭转切应力为T=3830000N.mmMPa40.37MPa1024003830000TTWT过盈配合处的，由附表 3-8 用插值法求出，并取，于是，得kkk8 . 0=3.82，k06. 382. 38 . 0k轴按磨削加工，由附表图 3-4 得表面质量系数92. 0故得综合系数为15. 3192. 0106. 31191. 3192. 0182. 311kKkK又由3-1 及3-2 得碳钢的特性系数05. 0, 1 . 005. 01 . 0, 2 . 01 . 0取取所以轴在截面左侧的安全系数,得 59. 2240.3705. 0240.3715. 315528. 501 . 033.1391. 327511mamaKSKS (4.1)3 . 133. 259. 228. 559. 228. 52222SSSSSSca 截面右侧 抗弯截面系数 W=3333mm21600mm601 . 01 . 0d 抗扭截面系数3333mm43200mm602 . 02 . 0dWT 截面右侧弯矩购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 M=1232.22N.mm54028113073130103 截面上的扭矩 T=3830000N.mm 截面上的弯曲应力 MPa01.25MPa21600540281WMb 截面上的扭转切应力 MPa66.88MPa432003830000TTWT 轴的材料为 45 钢，调质处理由表 15-1 查得 MPa155,MPa275,MPa64011B 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数按附表 3-2 查取，及 因58. 16095,033. 0602dDdr 经插值后可查得80. 1, 6 . 2 又由附图 3-1 可得轴的材料的敏性系数为 85. 0,82. 0qq 故有效应力集中系数按式（附表 3-4）为 68. 1) 18 . 1 (85. 01) 1(131. 2) 16 . 2(82. 01) 1(1qkqk 由附图 3-2 的尺寸系数由附图 3-3 的扭转尺寸系数;68. 082. 0 轴按磨削加工，由附图 3-4 得表面质量系数为 92. 0 轴按未经表面强化处理，即则按式（13-12）及式（13-12a）得综合系数, 1q14. 2192. 0182. 068. 11148. 3192. 0168. 031. 211kKkK 又由3-1 及3-2 得碳钢的特性系数购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 0.10.2，取0.1 0.050.1，取0.05 于是，计算安全系数值，按式（15-6）（15-8）则得caS 59. 1266.8805. 0266.8814. 215516. 301 . 001.2548. 327511mamaKSKS 3 . 142. 159. 116. 359. 116. 32222SSSSSSca 故可知其安全。5 轴承和键的校核1.轴承受力如图： 图 5.1 轴承受力图轴承的寿命计算： 212112NHNVrrFFFF =229070. 82419. 3 =9.48 KN ；购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 配合轴径为 60mm 时， 轴承参数为： ，28. 0e 当时，eFFra ，；1X4 . 21Y 当时，eFFra ，；67. 0X6 . 32Y 不受轴向力，N；0aF ；eFFra 011 ，；1X4 . 21Y （5.1）1raPXFYF =04 . 294801 =9480 N = 9.48 KN轴承的寿命计算公式： （5.2） PCfnLth6010610 =3106480. 92 .805 . 017. 36010 =643541h ；式中 ： 轴承寿命，单位小时；hL10 n轴承的转速，单位 r/min； 温度系数；tf C基本额定动载荷，单位 N； 指数，对于球轴承，；对于滚子轴承，3310 P轴承的当量动载荷。轴承要求预计连续工作二十年（每年按 360 个工作日计）购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396计算预期寿命hL 20 360 24172800hL h hhLL10 故可选用 22212 型号的轴承，旧型号为 3512 的轴承 调心滚子轴承由一个双滚道的内圈、两列球面滚子、保持架和一个大球面的外圈组成。调心滚子轴承能够自动调心。调心滚子轴承能承受双向轴向载荷，同时也能承受较大的径向载荷。调心滚子轴承具有自动调心的功能，自动调整因安装条件不良造成的角度偏差的影响。2.键连接强度的计算 由文献6，106，可知，普通平键连接的强度条件为 （5.3）1023PPkldT 式中: 传递的扭矩，N.m;T 键与轮毂键槽的接触高度，mm, =14mm；k为键的高度，此处hhk,5 . 0h 键的工作长度，mm, 圆头平键,这里为键的公称长度，mm;为键的lbLlLb宽度,mm;882210bLl 轴的直径，mm;d 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压用力，MPa,取为 150MPa。P MPa =150MPa44.13580887103830210233kldTPP所以键的选择满足强度条件。即为圆头平键：键 22 GB1096-79。110购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163966 横移装置的定位装置和刮渣器的应用 图 6.1 横移小车定位工作原理图一、横移小车的定位原理如图所示，横移小车的传动装置系安装在厂房平台上，而此传动装置 3 安装在横移小车 1 上，该传动装置无制动器。横移小车 1 通过上、下水平轮购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396（防止小车倾翻用）及运行车轮（承载用）被支承在各轨道上。带有喇叭口的定位板 2 固定在横移小车上。换枪时，将处于备用位置的横移小车 1 移向原工作横移小车所在位置，即移到锁定位置 4 的正上方，借助行程开关可保证停位精度在 20mm 左右。之后，从 4 内推出定位辊 5，该辊将滑入定位板 2 的喇叭口而垂直升起，从而辊 5 从侧面推动横移小车直至进入槽中止。锁定装置见图，电动机 9 通过链传动带动滚珠螺旋千斤顶 7 的顶杆 8，由其向上推出而实现横移小车的准确定位。 图 6.2 锁定装置示意图9当前国内外换枪横移小车的驱动和对位方式，归结起来有以下几种：购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396(1).利用一般交流电动机驱动，利用极限开关控制横移小车停车；(2).利用高滑差交流电动机驱动。靠硬橡胶板定位。横移小车被橡胶板阻挡时，通过电动机的过电流反馈，使横移小车电动机停车。(3).液压缸传动，液压自锁。(4).专用的定行程三相交流电动机驱动。(5).电动机齿轮传动，采用行程开关和专用对位止动装置停车定位。上述方案中，由前面已知，当工作位置调整好后，采用液压传动的横移机构可以较好地工作。但由于车架是焊接结构，使用时间长了容易变形，影响对中，仍有必要配备对位止动装置。对于上述电动机传动传动的第一、二方案都不能满意地实现换枪的远距离操作。专用的定行程交流电动机目前国内没生产，而液压缸传动，液压制锁方案还没有经生产实践检验。最后一种方案是被实践证明行之有效的对位止动装置。这种专用装置结构简单，对位准确，可以保证实现换枪的远距离操作。二、氧气顶吹转炉的自动刮渣器的应用氧枪是顶吹氧气转炉吹氧装置的关键部件之一，它完成向转炉内吹送氧气的工作。吹炼时，与车间内供养管相连的氧枪由升降装置带动进入炉膛内，在距金属熔池液面一定高度上将高速氧气喷向高温液态金属，实现金属熔池的冶炼。冶炼结束时，氧枪由升降装置提起，至一定高度时自动切断氧气，转炉冶炼时氧枪极易粘渣，而氧枪粘渣又影响生产的正常进行。(1). 氧枪粘渣及其危害在炼钢过程中，氧枪的工作位置可分为三种：基本枪位、高枪位、低枪位。当采用低枪位或采用较高氧压操作时，氧气流股对熔池面有较大的冲击力，熔池被打成一个深坑。此时冲击面积减小，冲击深度增加，一部分金属液被粉碎成小液滴随着反射气流从坑中喷溅出来，一部分喷溅液粘结在枪管头部形成结渣或结钢，是造成氧枪头部粘渣的主要原因。当采用高枪位或采用较低氧压操作时，氧气流股对熔池面积冲击力较小，冲击深度减小，但冲击面积增大，熔池被打成一个浅坑。此时熔池搅拌减弱，金属液的传氧速度变慢，脱碳速度降低，渣中氧化铁含量增加，从而引起泡沫渣喷溅，是造成氧枪头部粘渣又一重要原因。综上所述，喷溅造成氧枪头部粘渣，氧枪重量增加，枪头尺寸加大，若不及时清理，购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396氧枪无法拔除枪口，影响正常生产。(2). 自动刮渣器机械部分刮渣原理：氧枪在提枪的过程中，受到分布于氧枪两侧的气缸夹紧，使钢渣受到刮渣轮齿挤压、切割而破碎脱落，达到自动刮渣的目的。如图 7.1，自动刮渣器由螺旋调整机构、气缸、卸荷机构、刮渣轮等部分组成。气缸气缸是自动刮渣器夹持动力源，气缸行程由氧枪口氮封装置的最大直径决定，应确保氮封装置有足够的检修空间。螺旋调整机构螺旋调整机构是对气缸的行程进行微调和控制气缸行程的装置。它由自锁螺杆和限位块两部分组成。卸荷机构卸荷机构由导向轴、轴座、导向滑键、密封盖板及润滑油杯组成。刮渣工作是通过卸荷机构轴上的刮渣轮实现。应保证其动作准确、平稳。图 7.1 氧枪自动刮渣器结构示意图(3). 刮渣轮刮渣轮固定在导向轴头上，刮渣时，两两相对卡住氧枪。4 个刮渣轮随氧枪提升转动而切割红渣，把红渣从氧枪枪管上刮下，它是自动刮渣器的核心组件。如图 7.2 所示，共开状似一把铣刀。为了保证刮渣轮工作时有足够的硬度和强度，其材料一般用高锰弹簧钢 65Mn。刮渣轮直径越大，齿数越多。为了能顺利地进行排渣，其轮齿开槽角度应在 65购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 19721639670。图 7.2 刮渣轮 (4). 自动刮渣器气动部分 如图所示，自动刮渣器的气动部分由气源、气动三联件、双电控电磁换向阀、气缸及接管等组成。换向阀采用双电控二位五通电磁阀，形成双电控双作用换向回路，两气缸共用一气源，实现两气缸的同步工作。 (5). 自动刮渣器电气自动控制系统 本自动控制系统，采用美国 GE 的 9030 系列 PLC 进行逻辑控制，具有远程控制和机旁控制功能，相关程序如图 7.3 所示。程序动作过程说明如下：A 枪和 B 枪共用一套刮渣器，图中 M00185 和 M00229 分别表示 A 枪和 B 枪工作信号。刮渣器可以分别在主控室和机旁操作。当需要刮渣时，可以点击电脑操作画面上的刮渣选择开关（M0013 代表选择开关的信号，选择刮渣时 M0013 接通，选择不刮渣时 M0013 断开） ，此时，如果在主控室遥控刮渣，只要按下操作台上的“提枪按钮” ，线圈 Q00243 和 Q00244 得电，驱动外部继电器，电磁阀线圈得电，刮渣器气缸夹紧进行刮渣。当停止提枪时，线圈 Q00243 和Q00244 失电，电磁阀线圈断电，刮渣器气缸张开，结束刮渣。本控制系统设置了位置极限和张力极限保护装置。只有将 A 枪或 B 枪提到等待点以上，并且 A 枪或 B 枪左或右钢丝绳张力不超过 80000N 时，才允许刮渣。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396图 7.3 刮渣器电气自动控制系统图 (6). 应用效果自动刮渣器在 100 顶吹氧气转炉的应用，取得了很好的效果。与人工刮渣对比效果见表 71表 71 氧枪自动刮渣与人工刮渣效果对比 .自动刮渣代替人工刮渣，极大地降低了工人的劳动强度。.有效地保护了氧枪和氮封装置，延长了其使用寿命。.缩短了炼钢生产时间，满足了快节奏炼钢的生产要求。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396.提高了炼钢的自动化水平。7 炼钢厂的环境保护和经济性分析 一、炼钢厂的环境保护包括烟气、烟气净化及回收处理是烟气。烟气的温度很高，可以回收利用设备、转炉的二次除尘、钢渣及含尘污水处理等内容。转炉吹炼过程中，可观察到在炉口排出大量棕红色的浓烟，这就，烟气是含有大量 CO 和 CO2及微量其他成分的气体，其中还夹着大量氧化铁、金属铁粒和其他细小颗粒的固体尘埃，这股高温含尘气流冲出炉口进入烟罩和净化系统。炉内原生气体叫炉气，炉气冲出炉后以后叫烟气。转炉烟气的特点是温度高、气量多、含尘量大，气体具有毒性和爆炸性，任其放散会污染环境。 转炉烟气净化系统可概括为烟气的收集与输导、降温与净化、抽引与放散等三部分。烟气的收集有活动烟罩和固定烟罩。烟气的输导管道称为烟道。烟气的降温装置主要是烟道和溢流文氏管。烟气的净化装置主要有文氏管脱水器，以及布袋除尘器和电除尘器等。回收煤气时，系统还必须设置煤气柜和回收防止器等设备。 转炉烟气净化方式有全湿法、干湿结合法和全干法三种形式： (1）全湿法。 烟气进入第一级净化设备就与水相遇，叫全湿法除尘系统。双文氏管净化即为全湿法除尘系统。在整个净化系统中，都是采用喷水方式来达到烟气降温和净化的购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396目的。除尘效率高，但耗水量大，还需要处理大量污水和泥浆。 (2）干湿结合法。烟气进入次级净化设备与水相遇，称干湿结合法净化系统，平文净化系统即干湿结合法净化系统。此法除尘效率稍差些，污水处理量较少，对环境有一定污染。 (3）全干法。在净化过程中烟气完全不与水相遇，叫全干法净化系统。布袋除尘，静电除尘为全干法除尘系统。全干法净化可以得到干烟尘，勿需设置污水、泥浆处理设备。二、经济性分析(1).氧气顶吹转炉炼钢车间常用如下技术经济指标衡量生产技术管理情况 产量 产量是用转炉炼钢合格产量来表示，即万 t/a,或 t/月，或 t/d；质量 质量一般是指转炉钢坯（锭）合格率；连铸比 连铸比是炼钢厂（车间）生产工艺水平和效益的重要标志之一，也反映了企业连续生产状况消耗 消耗包括钢铁料消耗，金属料消耗；转炉炉龄 炉衬寿命也称炉龄，是指转炉新砌内衬后，从开始炼钢起直到更换炉衬止，一个炉役所炼钢的炉数。劳动生产率 劳动生产率包括实物劳动生产率和全员劳动生产率。(2). 可靠性与经济性估算企业在其生产经营活动中发生的现金流人和流出量称为现金流量。在设备投资项目中，所有与之有关的资金支出，称为现金流出量，包括设备的初期投资，使用年限内的维持费，使用该项设备在流动资金上的投资等等；所有因项目带来的资金收入为现金流人量，如设各的折旧费、利润及回收残值等等。现金流人与现金流出的差额即现金净流量。通常用现金流量图来表示项目实施后的现金流量，在工程经济的研究中可用来考察工程项目的经济效果，计算投资的回收情况。在现金流量图中，水平线表示时间，时间的椎移自左向右，各段下方标明的年份一般指该年年末，第 n 格的终点与第 n+1 格的起点相重合。垂线表示现金流量，箭头表示现金流量的方向，箭头向下表示支出(现金的减少)，箭头向上表示现金收入(现金的增加)，箭头线段的长度表示现金数值的大小，在箭头旁标注具体数值。 图为一般设备工程寿命周期内的现金流量图，分为开发建设期、试产期、使用维修期和回收处理期四个阶段。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 由文献10，129，可知，有效度可以表述为： 系统、设备或零部件在规定时间内履行其功能的概率。 对于不可修复的系统、设备或零部件，有效度就是可靠度。对于可修复零部件，其有效度则是可靠度和维修度的统一形式。机械设备的有效度（有效利用率） ，用 A 表示%100MTTRMTBFMTBFA式中 MTBF平均故障间隔期（h） MTTR平均维修时间（h） 设机械设备工作时间为 8000h,可能发生 5 次故障，每次处理故障平均时间 5h，检修时间 25h MTBF=h160058000 MTTR=h1055525 A=%4 .99%1001016001600%100 MTTRMTBFMTBF静态投资回收期是在不考虑资金时间价值的条件下，反映方案投资回收能力的指标。年度收益除包括年度利润外，还应包括每年的固定资产折旧费。如果每年收益不等，则应将其逐年累加，直至总收益等于总投资时为止，这样即可得到投资回收期。 bAKT 式中 T投资回收期（年） ； K投资额； A年度收益b 设备合理的更新期计算 设备是可修复设备，随着一次次年修它的性能总是逐渐下降，老化费用逐年增加，若不计残值，可用低老化数值法计算设备合理更新期。因为年久老化增加值逐年增加，如购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396维护和修理费用燃料动力费超额支出，合理使用期为： 02KT 式中:K 总投资额；K =30 万元；00 年久老化增加值；=0.50 万元； 代入上式得： T=年0 .1150. 0302设备使用到 11.0 年,费用最小,再继续使用时则费用迅速增加,应该更新8 安装及润滑操作规程(1) 安装操作规程.各部件按其技术要求进行装配，整体组装调试，所有传动件在检查润滑良好后进行空载和带负荷试车，横移车行走及升降小车的运行应灵活自如，无卡组现象，定位应准确，各相互移动面间隙应正常，试车后检查所有相关件无松动现象；.横移车上升降导轨与固定在土建钢梁上的导轨应对应准确，保持 10mm 间隙，接口处修磨打平，保证升降车平稳通过；.现场装配时，将右连接件及左连接件分别安装于右装配横移车及左装配横移车上，正常使用时，不安装销及销轴，仅在一台横移车的传动装置发生故障时，才将两台横移车连接起来；.现场装配时,将轨道清扫板支架焊接于车架之上,然后安装轨道清扫板,焊接采用连续焊缝，
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号