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结晶器四连杆振动机构设计【全套5张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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【最终】YC440-结晶器四连杆振动机构设计

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图纸-CAD

偏心轴-A2.dwg

总装图-A0.dwg

摇杆-A1.dwg

连杆-A3.dwg

部装图-A0.dwg

图纸-CAXA

偏心轴-A2.exb

总装图-A0.exb

摇杆-A1.exb

连杆-A3.exb

部装图-A0.exb

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关键词：: 结晶器连杆振动机构设计全套 cad 图纸毕业论文原创资料

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摘要III

AbstractIV

第一章绪论1

1.1研究背景及意义1

1.2结晶器振动机构简介1

1.3结晶振动机构国内外的研究现状1

第二章总体设计3

2.1设计要求3

2.2方案选择3

2.2.1振动方式选择3

2.2.2振动机构型式选择3

2.3总体参数分析5

2.3.1负滑脱量计算5

2.3.2频率与周期5

2.3.3结晶器的运动速度和加速度6

2.3.4负滑脱时间的确定7

第三章主要零部件的设计与选择9

3.1电动机的选择9

3.1.1电动机类型的选择9

3.1.2电动机容量的选择9

3.1.3电动转速的选择11

3.2减速器的选择11

3.2.1传动比的确定11

3.2.2减速器选择12

3.2.3减速器的功率校核12

3.2.4减速器的强度校核12

3.3偏心轴的设计13

3.3.1选择轴的材料13

3.3.2估算轴径13

3.3.3轴的结构设计13

3.3.4轴的强度计算与校核14

3.4偏心轴上零件的设计与校核18

3.4.1 联轴器的选择18

3.4.2 轴承的选择及寿命校核19

3.4.3 键的选用及校核23

3.5四杆振动机构设计23

3.5.1摇臂的设计23

3.5.2连杆的设计24

3.5.3连接销轴的设计25

第四章振动机构安装与维护保养26

4.1振动机构的安装26

4.2振动机构的维护保养26

总结28

参考文献29

致谢30

摘要

结晶器是连铸机的心脏部件。它的主要作用就是对结晶器中的钢水提供快速而且均匀的冷却环境，促使坯壳的快速均匀生长，以形成质量良好的坯壳，保证连铸过程正常而稳定的进行。在连铸技术的发展过程中，只有采用了结晶器振动装置后，连铸才能成功。本文主要针对结晶器四连杆振动机构进行设计，四连杆振动机构主要由电机、减速器、偏心轴、连杆、摇杆、支架、平台等构成。

本次文首先，通过对四连杆振动机构结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了四连杆振动机构的总体结构方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AutoCAD制图软件绘制了四连杆振动机构总装图、部装图及主要零部件图。

通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。

关键词:结晶器，四连杆，振动，设计

Abstract

Mold is a caster heart components. Its main role is to mold the molten steel to provide rapid and uniform cooling of the environment, to promote the rapid growth of the uniform shell to form a good quality of solidified shell, to ensure the normal and stable continuous casting process. After casting technology in the development process, only with a mold oscillation device, casting to succeed. In this paper, the design for the four-bar linkage mold vibration mechanism, four-bar linkage mechanism is mainly composed of vibrating motor, reducer, eccentric shaft, connecting rods, rocker, brackets, platforms.

This paper first, through the four-link structure and principle of the vibration mechanism is analyzed in this analysis the overall structure of the program proposed four-bar linkage mechanism on the basis of vibration; Next, the main technical parameters were calculated choice; then, for each The main components were designed and verification; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw a four-bar linkage assembly diagram vibration mechanism, the Ministry of equipment and major components diagram chart.

Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, etc; mastered the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work of great significance in life.

Keywords: Mold, Four-link, Vibration, Design

第一章绪论

1.1研究背景及意义

结晶器是连铸机的心脏部件。它的主要作用就是对结晶器中的钢水提供快速而且均匀的冷却环境，促使坯壳的快速均匀生长，以形成质量良好的坯壳，保证连铸过程正常而稳定的进行。在浇注钢水时，若结晶器静止不动，坯壳容易与结晶器内壁产生粘结，这就增大了拉坯时的阻力，导致出现坯壳“拉不动”或者钢水被拉漏事故发生，很难进行浇注。而当结晶器以一定的规律振动时，这就能使其内壁获得比较良好的润滑条件，从而减少了摩擦阻力又能防止钢水和结晶器内壁的粘结，同时还可以改善铸坯的表面质量。因为当产生粘结时，振动能够强制脱模，消除粘结。因此使结晶器发生振动是浇注成功的先决条件，同时也是连铸技术发展的一个重要里程碑。正是振动结晶器的发明，工业上才得以实现大规模的应用连铸技术。随着连铸技术的不断发展，结晶器振动技术也在不断的发展和完善。

总装图-A0.PNG

部装图-A0.PNG

零件图-1.PNG

零件图-2.PNG

零件图-3.PNG

目录.PNG

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内容简介：: 开题报告题目：结晶器四连杆振动机构设计学院：专业：班级：学号：学生姓名：起讫日期：指导教师：职称：学院院长：审核日期： nts 一、概述 1.本课题的研究背景及意义结晶器是连铸机的心脏部件。它的主要作用就是对结晶器中的钢水提供快速而且均匀的冷却环境，促使坯壳的快速均匀生长，以形成质量良好的坯壳，保证连铸过程正常而稳定的进行。在浇注钢水时，若结晶器静止不动，坯壳容易与结晶器内壁产生粘结，这就增大了拉坯时的阻力，导致出现坯壳“拉不动”或者钢水被拉漏事故发生，很难进行浇注。而当结晶器以一定的规律振动时，这就能使其内壁获得比较良好的润滑条件，从而减少了摩擦阻力又能防止钢水和结晶器内壁的粘结，同时还可以改善铸坯的表面质量。因为当产生粘结时，振动能够强制脱模，消除粘结。因此使结晶器发生振动是浇注成功的先决条件，同时也是连铸技术发展的一个重要里程碑。正是振动结晶器的发明，工业上才得以实现大规模的应用连铸技术。随着连铸技术的不断发展，结晶器振动技术也在不断的发展和完善。 2 结晶器转动机构简介在连铸技术的发展过程中，只有采用了结晶器振动装置后，连铸才能成功。结晶器振动的目的是防止拉坯坯壳与结晶器粘结，同时获得良好的铸坯表面，因而结晶器向上运动时，减少新生的坯壳与铜壁产生粘结，以防止坯壳受到较大的应力，使铸坯表面出现裂纹 ;而当结晶器向下运动时，借助摩擦，在坯壳上施加一定的压力，愈合结晶器上升时拉出的裂痕，这就要求向下的运动速度大于拉坯速度，形成负滑脱。机械振动的振动装置由直流电动机驱动，通过万向联轴器，分两端传动两个蜗轮减速机，其中一端装有可调节轴套，蜗轮减速机后面再通过万向联轴器，连接两个滚动轴承支持的偏心轴，在每个偏心轮处装有带滚动轴承的曲柄，并通过带橡胶轴承的振动连杆支撑振动台，产生振动。在新型连铸生产工艺中，采用带有数字波形发生器的结晶器电液伺服振动控制是保证连铸生产质量的关键技术之一。国外的应用情况表明，采用连铸结晶器非正弦伺服振动，能够有效地减少铸坯与结晶器间的摩擦力，从而防止坯壳与结晶器粘结而被拉裂，减小铸坯振痕，提高铸坯质量川一 9l。带有数字波形发生器的结晶器电液伺服振动控制装置和传统的结晶器振动装置相比，可以方便地实现多种波形振动、实现连铸过程监督和实时显示振动波形，并能在线修改非振动方式及振动频率和幅值等参数，实现控制过程的平稳过度。二、本课题在国内外的研究现状最早的连铸采用的是静止的结晶器 2，铸坯直接从结晶器向下拉出，因为铸坯极容易与结晶器壁发生粘结，很难进行正常浇铸，这时人们发现应用润滑油可显著提高润滑效果、降低结晶器摩擦力，但是由于钢水液面及拉坯速度的变化阻止了油膜的形nts 成，从而不会产生明显的润滑效果。为了弄清楚摩擦力的形成原因，人们对静止的结晶器连铸过程的摩擦力进行了测量。测试显示碳含量 0.1%钢的摩擦系数大约只有含碳量 0.4%钢的 1/2-1/3。结晶器振动技术早期只应用于有色金属的浇铸，直到 1949 年，才有 S.Junghans最先将其应用于钢的浇铸，其目的是为了有效的减低铸坯与结晶器的摩擦力。S.Junghans 的这一成果，对推动连铸技术的发展，使其从实验室走向社会工业化起到了极其重要的作用。从结晶器的发展可以看出，由于人们对结晶器振动技术的认识和理解不同，振动技术经历了一个曲折的发展过程，概括起来，大致可以分为三个阶段： 1） 60 年代及以前的时期。这是连铸技术从无到有，从实验室走向工业化应用的关键时期。连铸技术的出现，引起了冶金工作者的广泛关注，人们纷纷展开实验室研究，为了克服静止结晶器浇铸时出现的粘结漏钢，首先对粘结性漏钢机理进行了研究。由于这种机理认识的不同，相应地发展了各种结晶器振动技术。其中以基于“撕裂 -焊合”理论的 3： 1 型振动方式占主导地位，因机械制造困难及维护方面的原因，后来发展了基于偏心轮实现的正弦运动。正弦振动具有速度、加速度变化平衡，振动过程无冲击，结构简单，易于制造，安装等优点，加上负滑动理论的不断发展和完善，正弦振动开始得到了广泛的关注。 2） 70 年代至 80 年代初。这是连铸技术工业化应用大发展及提高铸坯质量的时期。因为连铸技术与传统的模铸相比有巨大的优越性，所以连铸技术开发成功后迅速地得到了广泛的应用。与振动密切相关的铸坯表面振痕对铸坯表面质量有很大的影响，人们便开始重视振动方式。振痕除通过凹坑形成应力集中外，有时还能在振痕下观察到正偏析。在振痕底部热阻的增加了局部冷却速率，延缓了坯壳的生长，进而局部微观组织粗化，增加了横向裂纹及表面裂纹的敏感性。对奥氏体不锈钢，溢流“钩”中微观组织的粗化加上偏析作用会使铸坯表面振痕深度超过 0.3mm,热轧前必须进行修磨，否则无法热轧。因此，为了改善铸坯表面质量，必须减少振痕深度。通过研究发现，负滑动时间对振痕深度有较大的影响，对于正弦振动，负滑动时间与振动各参数有密切关系。为了减少负滑动时间，以减少振痕深度，提高铸坯表面质量，采用高频率，小振幅振动方式起到了积极作用。 3)80 年代后期到 90 年代。连铸技术通过半个世纪的发展，已经逐步走向了成熟，常规产品质量矛盾已经不突出。然而由于炼钢技术的不断完善，炼钢节奏不断加快，炉子出钢量增加，与炼钢及后步工序的轧钢能力相比，已有的连铸机生产能力便成为整个生产过程中的限制环节。广大科技工作者开始寻求提高现有的连铸机生产能力的途径。根据报道，日本的 NKK 早在 80 年代初就开始了提高拉坯速度的高效连铸技术的研究工作。 nts 三、本课题的研究内容 1、任务及要求四连杆振动机构设计，振幅 12 毫米，振动重量按 800 毫米长结晶器计算，频率100150 之间。 2.主要内容（ 1）调查研究课题研究现况；（ 2）分析要求，提出方案设计与选定；（ 3）四杆机构设计与校核；（ 4）动力传动系统设计；四、本课题的实施方案 1. 振动机构简介结晶器的振动是由振动装置来实现的，振动机构是振动装置的核心。结晶器对振动机构的要求主要有两点：一是使结晶器按一定的速度规律振动，二是使结晶器准确地沿着一定的轨迹振动。因为在传统的振动规律如梯形规律、正弦规律的条件下，满足后一个要求比满足前一个要难，所有振动机构一般都是以结晶器振动轨迹的方式来称呼的。 2.拟定方案它是一种双摇杆机构，它的两个摇杆可以装设在连铸机的外弧侧，也可装在内弧侧，如图 4-1 示。后者适用于小方坯连铸机，前者适用于板坯连铸机，便于拆装二冷区的扇形段。当使两摇杆 AD 和 BC 平行且等长时，四连杆振动机构可用于直弧形或立式连铸机。不论是装在铸机的内弧侧还是外弧侧，四连杆机构 ABCD 中的 CD 连杆在某一瞬间的运动是绕瞬心 O 的转动。因此，只要使两摇杆 AD 和 BC 的延长线交于铸机的圆弧中心 O，由于结晶器的振幅与圆弧半径相比较小，因此瞬心位置变化所造成的运动轨迹误差很小。一般在给连铸机圆弧半径、结晶器振幅及四连杆机构参数的合理约束条件下，通过优化设计，能够使板坯连铸机结晶器振动轨迹误差 R 0.1mm，小方坯的 R0.02mm。 nts 图 4-1 四连杆振动机构由于四连杆振动机构的摇杆长度较短，因此结晶器运动的轨迹精度受温度、载荷及加工误差的影响较小。因此，它被广泛应用于各种连铸机。四连杆振动机构的主要缺点是各杆件只做摆动运动，轴承易形成局部磨损。特别是在高频率、小振幅的条件下，将产生较严重的局部磨损。五、本课题的实施进度计划本课题的实施计划如下： 1.2015 年 3 月 110 日：调查研究课题研究现况，撰写开题报告； 2.2015 年 3 月 10 日 3 月 15 日：分析结晶器四连杆振动机构，设计总体方案； 3.2015 年 3 月 16 日 3 月 20 日：根据总体方案及参数要求，确定四杆机构方案； 4.2015 年 3 月 21 日 3 月 25 日：设计四杆机构结构尺寸并校核； 5.2015 年 :3 月 26 日 3 月 31 日：设计计算传动系统结构及尺寸； 6.2015 年 4 月 1 日 4 月 5 日：校核各主要零部件的强度； 7.2015 年 4 月 6 日 4 月 20 日：绘制结晶器四连杆振动机构的装配图及零件图； 8.2015 年 4 月 21 日 4 月 31 日：书写毕业设计说明书。参考资料： 1 任吉堂 .连铸连轧理论与实践 M.北京：冶金工业出版社， 2002 2 曹悦霞 .结晶器振动技术的发展 J.河北冶金， 2002， 06 期 3 陈家祥 .连续铸钢手册 M.北

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