t转炉全悬挂倾动机构毕业设计说明书

1、毕 业 论 文（设 计）论文（设计）题目： 15t转炉全悬挂倾动机构姓 名 学 号 0905011036 院 系 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2009级 指导教师 2013 年 4 月 15 日目 录摘 要1ABSTRACT2第1章 绪论3第2章 方案评述42.1倾动机构配置形式的评述42.2传动路数的确定52.3电动机型式的选择52.4齿轮传动的选择62.5防扭装置型式的确定62.6单驱动和多驱动的选择62.7初级减速箱与悬挂齿轮箱的连接7第3章 本方案主要参数93.1转炉设计有关（资料）指标93.2转炉炉壳及倾动机构设计参数与条件9第4章 倾动力矩的计算114.1

2、倾动力矩的计算目的114.2炉壳重量及其重心的计算114.3炉衬重量及重心位置的计算164.4炉衬炉底重量及重心的计算184.5确定最佳耳轴位置234.6画倾动机构操作工序图，倾动机构简化负荷图264.6.1有测定的15T转炉操作时间表264.6.2电机型式及容量的选择274.6.3高速轴联轴器的选择与计算28第5章 设计计算扭力杆防扭装置365.1回转力矩的计标365.2悬挂箱防扭装置的基本结构参数的设计375.3联轴器的设计48参考文献52致 谢52新乡学院本科毕业设计摘 要钢铁工业是整个工业发展的基础，钢铁产品的产量与质量对于我国综合国力的提高有至关重要的影响。目前，较为流行和使用的炼钢

3、方法是转炉炼钢法，这种炼钢法具有：冶炼时间短、生产率高、投资少、成本低、建设速度快、原料适应性强、冶炼钢的质量好，适用于高度机械化和自动化生产等优点。转炉倾动机构是转炉炼钢中的关键部分，它处于高温多尘环境工作，倾动力矩大、速比高、启动和制动频繁、承受较大的动载荷，因此对于转炉倾动机构的研究和设计是十分必要的，不仅关系到兑铁水、加废钢、取样、测绘、出钢、倒渣、喷补炉等工艺操作顺利进行，而且关系到产品安全和人生安全等重大问题。本设计说明书以包钢炼钢厂80 吨转炉全悬挂倾动装置为借鉴，以倾动角度连续回转360、倾动速度范围从0.1r/min 到1.0r/min 进行的设计、转炉可连续工作并可根据工艺

4、要求实现任意位置的点动进行设计。主要内容包括：转炉倾动力矩的计算（本次设计采用计算机程序设计）；倾动机械及其传动件的设计（包括传动方案的选择、根据倾动力矩进行电动机的选择和校核、减速器的设计、主要零部件的强度校核）；抗扭缓冲装置的设计，此外，还进行了技术经济性分析。 关键词：转炉；倾动机构；传动方案 ABSTRACTIron and steel industry as a whole is the foundation for industrial development. The output of steel products and quality for Chinas comprehe

5、nsive national strength has increased a vital impact. Currently, more popular and use of the steel-making method is BOF, which has steelmaking method : refining a short time, high productivity, less investment, low cost,fast speed, adaptability raw materials, smelting, steel quality, apply to highly

6、 mechanized and automated production advantages.Converter tilting mechanism BOF is a key part of it at high temperature and dust environment, dumping Moment, high-speed ratio, activation and brake frequently, to take greater dynamic load, Because converter tilting the research and design is necessar

7、y, not only against the hot metal to increase scrap, sampling, mapping, Steel, reversing slag, Gunning process heaters operating smoothly, but is also related to product safety and life safety and other major issues.The design of brochures to 80 tons of Baotou Steel steelworks all flags converter ti

8、lting device for the reference, Tilting to continuous rotary angle of 360 . Tilting speed range from 0 to 1.0r/min .1r/min the design, Converter may be under continuous working process requirements to achieve arbitrary move the location of the design.Main contents include : Moment converter dumping

9、calculations (this design using computer programming); Tilting pieces of machinery and drive the design (including the choice of driving programs, According to the dumping Moment of choice for motor and Verification, reducer design, the main components of strength check); torsional buffer design, in

10、 addition, also the techno-economic analysis.Key words:converter；Tilting institutions；Transmission第1章 绪论炼钢设备的发展与炼钢工艺的变革和能源的需求是密切相关的。1952年氧气顶吹转炉技术被开发后，世界的刚产量迅速增长。氧气顶吹转炉炼钢之所以能够这样迅速的发展，其主要的原因是生产效率高，投资少，成本低，原料的适应性强，冶炼的钢质量好，品种多等。在氧气顶吹转炉中，倾动机械占有相当重要的地位。它是用以转动炉体，以完成对铁水、出纲、加料、修炉等一系列工艺操作。它的工作特点是：低转速大转速比，重载；起

11、动、制动频繁，承受较大的动负荷，再加上倾动机构处于高温多尘工作环境中，这些都表明倾动机械工作繁重，条件恶劣。根据倾动机械工作特点和工艺操作要求，倾动机械应具有以下性能：倾动机械驱动转炉能连续周转360，并可准确停在任意倾动位置上，还应根据工艺性能具有调速特点。在运转过程中，必须具有最大的安全可靠性，即使电气或机械中某一部分发生故障时，倾动机械应有能力继续进行短时间运转，维持到一炉钢冶炼结束，即使倾动机械发生无法控制的事故时，炉子也不会自动倾翻发生倒钢事故。倾动机械应具有良好的柔性性能，以缓冲由冲击产生的动荷和由起动制动所产生的扭振。此外，倾动机械还应对事故等超载状态具有保护能力。结构紧凑，重量

12、轻，机械效率高，安装维修方便。转炉倾动机械随着氧气转炉炼钢生产的普及和发展也在不断地发展和完善。倾动机械的配置有三种：落地式、半悬挂式、全悬挂式，其中，落地式由于占地面积大，机械庞大，啮合点数少，安全性差，现在已经被淘汰。半悬挂式在一定程度上克服了落地式的缺点，但仍存在啮合点数少，缓冲动载荷性能较差以及最大安全运转性能等问题仍未很好解决。全悬挂倾动机构具有传动系统布置合理，设备重量轻，可采用采用多点柔性啮合，传递载荷平稳，设备备用能力强，占地面积小等优点。 第2章 方案评述本次设计的任务是15吨氧气顶吹转炉的倾动机构，现就各部分方案的选择做一评述2.1倾动机构配置形式的评述(1) 落地式： 它

13、的倾动机构除末级大齿轮外，其余皆安装在地基上，由安装在耳轴上的大齿轮同安装在地基上的小齿轮相啮合。这种型式结构简单，早期炉子容量不大情况下较多采用。随着炉子容量的增大，转炉冶炼的强化，这种结构已不能适应生产发展的需要，主要问题是当托圈或耳轴发生翅曲变形是末级齿轮副的正常啮合被破坏，往往造成轮齿严重磨损或折断以及传动装置的其它事故。另外，落地式配置占地面积大，抗冲击及抗扭真疲劳性能差，特别是对事故状态下的应付能力较差，国内外均发生过倾动机械断齿断轴，造成停产事故。所以，目前已处于被淘汰阶段。（2)半悬挂式：所谓的半悬挂，是把末级齿轮副通过减速器箱体悬挂在转炉耳轴上，而其余部分仍安装在地基上。初级

14、减速机与末级减速机齿轮副之间，仍用万向接轴或齿联轴器相联接。半悬挂结构上的新问题是，悬挂在耳轴上的减速器必须设置抗扭转装置来承受悬挂箱体的翻转力矩。半悬挂配置在一定程度上客服了落地式的缺点，如末级齿轮副啮合不良得到很好解决，但其啮合点数过少，缓冲动载荷性能较差以及最大安全运转性能等问题仍未很好解决。因此，这种结构型式在国外六十年代被采用过，以后很快被淘汰。（3）全悬挂式配置：是从电动机到末级齿轮传动副全部传动装置都悬挂在耳轴上，故称全悬挂式配置。这种装置由于啮合点数的增加，使得每套驱动设备的计算载荷成倍降低，这样，设备尺寸和重量明显地减少。同时在运行中即使有一套驱动机构出现故障，其余部分仍能承

15、担全部负荷，维持短时间运转，这样安全性极大地提高了。由于倾动机械全部悬挂在耳轴上，因此，对工作端的变形有良好的适应性，解决了末级传动齿轮副在不同一基础上的矛盾，不论耳轴如何变形，传动皆有良好的适应性，皆不影响传动副的正常啮合。并且采用柔性抗扭装置，使得缓冲动载荷的性能大大提高。同时，也解决了落地式占地面积大的缺点。综合以上分析评述，不论是从安全性方面，还是经济性方面，以及未来的发展趋势看，全悬挂式配置方式是最佳的，因此，本次设计采用全悬挂。2.2传动路数的确定传动路数一般有一路传动，二路传动、四路传动和多路传动。一路传动安全性差，已被淘汰。两路传动：可适当减小悬挂箱尺寸，安装维修方便。但啮合点

16、数仍不多，当一路传动出现故障，则另一路将承受全部载荷，所以电机容量也不能降得太低，安全可靠性不如多路冲动。四路传动：四点啮合，载荷传递均匀，悬挂箱的长齿轮尺寸和重量可以减小，对材料的要求降低，电机转子飞轮矩小，有利于机构的启、制动。即使有一路传动出现故障，其它三路还可以维持端时间的正常运转，因此，机构的工作安全可靠，是较理想的传动路数。对于六路、八路及十二路传动，虽然悬挂箱尺寸，材料及电机容量可更小，但它们由于啮合点数多，会使制造，安装，维修非常困难。不适合中小型转炉。所以综合考虑，本设计传动路数为四路。2.3电动机型式的选择（1)直流电动机：可以实现无极调速，电机过载能力强。但是直流电动机结

17、构复杂，并且需要一套整流装置。由于直流系统较为复杂，投资较高，维修，维护困难，对工人的技术水平要求也较高，因此，不采用直流电机驱动。（2）交流电动机行星差动减速装置：它是把电力驱动和机械传动结合起来，解决了只能靠交流电动机难以解决的调速问题，可以实现四种不同的输出速度。但是，行星轮系的安装和内齿圈的加工问题不好解决，以及行星减速机国内还不能普遍生产的问题。因此，本次设计不采用交流电动机行星差动减速装置。（3）交流电动机：交流电动机结构简单，维护修理方便，不需要整套整流装置，价格低，使用寿命长。虽然它本身不能实现调速，但是如果配上可调速的电器设备。如：变频器，既可实现无极调速。所以，本次设计推荐

18、使用交流电动机变频器相配合的驱动方式。2.4齿轮传动的选择倾动机构齿轮传动的型式有四种，行星轮系传动：系统的体积小，传动比大，重量轻，效率高，但轴向尺寸大，悬臂长，对悬挂箱体有较大的倾翻力矩，制造装配要求高，造价也较高，安全可靠性差。行星差动轮系传动：速比大，机构紧凑，但相当复杂，一路配两个电机，加工安装困难，一般不采用。普通轮系行星轮系传动：在本机构中，这种传动系统起不到缩小尺寸的作用，机构复杂，造价又高，维持不方便，减轻重量的优点也不突出。普通轮系传动：能满足传动比及操做要求，运转平稳，安全可靠性高，设备加工容易，造价低，维持方便。虽然重量较大，但比较起来，该机构采用此种轮系传动，优点显著

19、。通过以上分析，本次设计采用普通轮系的传动方案，比较合理。2.5防扭装置型式的确定（1）刚性防扭装置：结构最简单，但刚性较大，缓冲效果差，有冲击载荷。（2）液压防扭装置：有较好的消振，缓冲效果。但需要一套庞大的液压系统，用的不多。（3）橡胶防扭装置：利用橡胶本身的弹性来消振和缓冲，但目前还没有开发出能承受重载的橡胶材料。（4）弹簧防扭装置：利用弹簧的变形来吸收和消除震动，消振、缓冲效果好，结构简单，工作可靠。有两种型式：扭力杆式和平板弹簧。（5）扭力杆+液压缓冲防扭器：抗扭效果极好，但需要建一套复杂的液压系统，投资大，一般不采用。综合以上分析，本方案选扭力杆+止动块防扭装置。2.6单驱动和多驱

20、动的选择单驱动安全可靠性较差，对较大的转炉可采用双驱动，除需要有驱动设备的备用能力外，还为了防止因传动件和轴承的损坏影响生产。对于大型转炉，采用更多的驱动：如、四路、八路驱动，主要是为减小大齿轮的尺寸，重量，以便于安装，加工和运输，同时还可使配置紧凑，费用降低，及具有备用能力宽裕和机动性能等优点。大转炉采用多驱动是有利的，但太多的驱动点造成结构复杂，并使配置空间狭窄，给安装维修都带来许多不便。通过以上分析，本15吨转炉采用四点驱动已足够用。2.7初级减速箱与悬挂齿轮箱的连接(1)初级减速箱出轴与悬挂箱小齿轮的连接。a、锥轴和轴套的联接：结构简单，紧凑，重量轻。锥面对中较好，使用可靠，但加工较困

21、难，安装维修不方便，且传递扭矩小，不宜采用。b、渐开线花键联接：结构简单，传递扭矩大，但安装时对中性要求较高，一般不采用。c、三支点轴联接：三支点轴的联接是指悬挂减速器小齿轮轴和初级减速器输出轴做成一体，两处支点在初级尺寸减速器壳体上，一处支承在悬挂齿轮箱壳上，其结构简单，轴向及径向尺寸均小，联接可靠不存在联接间隙。d、齿轮联轴器联接：传递扭矩大，轴的对中性要求不高，但径向尺寸，附加零件多，具有间隙，易引起冲击和点头现象，因而不易采用。通过以上分析，本次设计采用三支点轴联接。（2）初级减速器箱体与悬挂齿轮箱的联接方式：法兰盘式：用螺钉把与初级减速箱焊在一起的法兰盘固定在悬挂齿轮箱壳体上，用销钉

22、定位和承受剪切及挤压力，因而连接可靠，并且法兰盘可作密封件，结构简单，虽然法兰盘安装对中要求高，但其优点突出。所以，本方案采用法兰盘联接方法。悬挂齿轮箱齿轮型式及箱体结构：（3）齿轮型式：a、人字齿轮：传动平稳，没有轴向力，但加工比较困难，一般不采用。b、圆柱齿轮：传动不够稳定，易磨损和引起噪音，冲击也较大，所以不宜采用。c、圆柱斜齿轮：传动平稳，冲击、震动及噪音都较圆柱齿轮小。因而本方案悬挂箱内的大小齿轮均采用圆柱斜齿轮。悬挂箱结构：悬挂箱主体采用中间部分式箱体，上下两部分用螺栓紧固，为减轻设备重量以减小耳轴负荷，箱体采用钢板焊接结构，为加强悬挂箱的刚性加焊一定的将强筋板。悬挂齿轮箱的安装与

23、固定：本方案采用悬挂减速器的大齿轮在耳轴上，其轴承装在大齿轮轮毂上，而悬挂箱箱体与耳轴轴承座焊接为一体的安装固定型式。这使得悬挂箱轴承，大齿轮及悬挂箱克的轴向固定较为简单，便于安装、维修，并且减小了此处的轴向安装尺寸，不过使得大齿轮的径向尺寸加大，因而大齿轮重量增大。润滑型式：由于本倾动机构转速低，不宜采用飞溅润滑，故本方案采用集中稀油润滑才能保证倾动机构有良好的润滑条件。 第3章 本方案主要参数 3.1转炉设计有关（资料）指标1、转炉公称容量 吨 152、转炉座数 台 23、经常吹炼座数 个 14、冶炼周期 分 25285、一周期中吹氧时间 分 156、日产炉数 平均 炉 47 最高 炉 5

24、07、日产钢量 平均 吨 940 最高 吨 1000转炉有效作业天数 天 2003.2转炉炉壳及倾动机构设计参数与条件新炉装入量：19.35T转炉渣量折合铁重：2.9T老炉最大装入量：32.25T老炉渣折合铁重：3.75T铁水比重：6.9Tm渣比重：2.5Tm炉口粘钢：5T预选耳轴位置：H=2.65m炉衬比重：=2.8Tm炉壳钢板比重：=7.8Tm 厚：30mm托圈及耳轴重量：G=24T悬挂齿轮箱，初级减速器及电机重：Gs=25.4T滚动轴承的平均直径：采用双列向心球面滚子轴承：30031530摩擦系数：=0.04转炉倾翻角度：360倾动速度：低速：0.6ms 高速：0.8ms第4章 倾动力矩

25、的计算4.1倾动力矩的计算目的 (1)确定额定倾动力矩值 (2)确定最佳耳轴位置转炉倾动力矩由三部分组成：M=Mk+Mm+Mo式中：Mk空炉力矩，由炉壳和炉衬重量引起的静力矩。 Mo炉液力矩，由炉内盛液（包括铁水、炉渣）引起的动力矩，在倾动过程中，炉液的重心是变化的。所以，炉液力矩Mo也随倾角的变化而变化。 Mm转炉耳轴上的摩擦力矩，在出钢过程中，其值也有变化，但很小，可视为常数。Mk的计算：为了计算Mk，必须首先计算空炉重量和重心，据任务书要求，对转炉不粘钢进行计算，将炉子根据形状和比重的不同分解为若干个简单的均质回转体的和与差，从而分别计算，然后求和。 图4-1 转炉炉壳简图4.2炉壳重量

26、及其重心的计算（1）水冷炉口重量及其重心的计算： 图4-2 炉口简图水冷炉口可以分为三个圆台： （a）圆台1、G=(R+RR+R） G=(1.409+1.4091.172+1.172)3.9 =8.7942TZ=h(R+2RR+3R)/(4(R+RR+R)+(5.53+0.43) =0.43(1.409+21.4091.172+31.172)/(4(1.409+1.4091.172+1.172)+(5.53-0.43) =5.3018m (b) 圆台2：G=（R+RR+R） =3.14150.25/3(1.224+1.2241.0685+1.0685)3.9 =4.0286TZ= = =5.2

27、194m (c)圆台3 = =1.0048 t =5.4422m求合成的水冷炉的重量及重心： =8.7942-4.0286-1.0048=3.7604T = =5.3528m (2)炉帽重量及其重心的计算： 图4-3 炉帽简图炉帽形状可视为圆台壳： =1.774 =1.744 =1.0685 =1.0385 h=1.35m Gm=（+）h =7.83.14151/2(+)+1/2(+)0.031.35 =2.8090TZm=+1.28+2.72 =(1+2（/）/（1+/）+1.28+2.72 =4.6186m （3）炉身重量及其重心位置的计算： 图4-4 炉身简图 =1.774m =1.74

28、4m h=2.72 Gs=（+）h =7.803.1415（1.774+1.744）0.032.72 =7.0793TZs=1.28+h/2=1.28+2.72/2=2.64m (4）炉底重量及重心的计算： 图4-5 炉底简图 =1.774m =1.744m =1.28m 1.25m h=1.25m =（+）=（1.774+1.744）=1.759m =（+）=（1.28+1.25）=1.265m =1.265/1.759=0.7192Gdt=（+）h =7.83.1415(1.759+1.265)0.031.25 =2.7965TZdt=1.28- =1.28- =0.689mb、圆柱： 图

29、 4-6 圆柱简图 R=1.25m h=0.03mGdz=Rh =7.83.14151.250.03 =1.1486TZdz=0.015mGd合=Gdt+Gdz=2.7965+1.1486=3.9525TZd合= = =0.4918m4.3炉衬重量及重心位置的计算（1）炉帽部分：可分为两个圆台 图4-7 炉帽简图 R=1.744m R=1.0685m =1.06m =0.55m h=1.35m 混合密度=2.8kg/m （a）大圆台：G= =（1.744+1.7441.0685+1.0685）28 =23.9344TZ=+2.72+1.28 = =4.5689m （b）小圆台：G= = =7.

30、9526TZ= = =4.5371m炉衬帽合成重量，重心:G=G-G =23.9344-7.9526 =15.9818TZ= = =4.5847m炉身为圆柱壳： 图4-8 炉壳简图 R=1.744m R=1.06m h=2.72m =2.8kg/mG=（R+R）h =R-R =2.83.1415(1.744+1.06)(1.744-1.06)2.72 =45.8878TZ=1.28+=2.64m4.4炉衬炉底重量及重心的计算炉底可分为一个圆台壳和一个圆台： 图4-9 炉衬炉底简图首先求、的大小tg=2.59109=68.89又tg=-=1.744- =1.4738m由此可得出图上各尺寸：=1.

31、744m =1.06m =1.4738m =-0.684=0.79m由此可得出图上各尺寸：=1.744m =1.06m =1.4738m=0.79m h=1.28m =0.7m = /=1.1319/1.402=0.8073 （1）圆台壳： =（）h =2.83.1415（1.402+1.1319）0.6840.7 =10.6718T =1.28- =0.9424m （b）圆台： = =8.9934T = =0.32m炉底合成重量及重心： =10.6718+8.9934 =19.6652T = =0.6577m新炉炉衬的合成重量和合成重心： =15.9818+45.8878+19.6652 =

32、81.5348T = =2.5431m新炉炉壳重量的合成重心的合成： =3.7608+2.8090+7.0793+3.9525 =17.6016TZ= = =3.053m炉壳与炉衬合成重量，重心：（新炉不粘钢） =17.6016+81.5348 =99.1364T = =2.6336m空炉力矩的计算：式中：空炉重量 空炉重心至给定耳轴中心的距离： 炉子倾动角度 空炉质心k对倾动中心初始夹角炉液力矩的计算：炉液的体积和重心位置是随着倾动角度变化而变化的，在出钢过程中，其重量也发生变化。在计算中采用高斯积分法，计算炉液的重心和重量。计算中把渣夜重量折合成钢水的重量，采用混合液的方法计算： 式中：混

33、合液的原始体积。 铁水装入量 =（1.11.14）出钢量。 炉渣重量 =0.15出钢量。 =2.8043m求炉液体积，重量，重心和倾动力矩的步骤： 1）按比例画出炉型图和倾角下的钢水液面线，并标出ZOX坐标系。比例：1:10. 2）确定结点数。在一般情况下，结点数n取3或4即可。如能保证转炉内各段都能有结点，其精度就能满足不低于1%的要求。 3）确定各结点坐标值 ，并计算出实际结点坐标值处画垂直于Z轴的炉液截面线，进而画出其相应的截面图形。其截面不是弓形即使圆缺截面。 4）从截面图中直接标出各相应于各结点处的弓形或圆缺的实际半径及弦高值然后根据弧度。 标出 5）查得高斯求积系数。即应用高斯求积

34、公式进行转炉炉液的有关计算。炉液体积： =炉液质心坐标： (Nm) 由以上计算步骤，标各倾角时的炉液体积，重心坐标，重量及炉液力矩。 式中：空炉重量 炉液重 托圈及附件重 悬挂减速器重量 摩擦系数 滚动轴承的平均直径汇总新炉不粘钢情况下的M ： M= M （k=1.5） 4.5确定最佳耳轴位置确定耳轴位置的原则： （1）“全正力矩原则”，是以最大安全可靠为出发点要求炉子在任意倾动位置上，一旦出现无法控制的事故。（如断轴，断齿，轴承损毁，电气事故等），炉子不但不会自行倾翻，相反还要借助去客服，把炉子转回到原吹炼位置。为此，炉子在倾动过程中不允许出现负值，即使在波谷处，也应大于。 一般大型转炉为保

35、证安全生产，均采用全正力矩驱动。 （2）“正负力矩原则”它的出发点是倾动力矩具有最小值。转炉在整个倾动过程中，使波峰力矩和波谷力矩平均分配在正、负区域内，即，这时最大倾动力矩绝对值减小。因此，减小了传动系统静力矩，设备零件尺寸和电动机容量亦可减少。正负力矩等值的缺点是，在不采取有效措施时，将不安全。综合比较两种原则：由于本15T转炉倾动机构采用四点啮合，在设计时按最不利时，有1-2套出现故障，由另外两套驱动系统利用过载能力仍能维持短时间运行，这样就消除了由于采用正负力矩而使炉子自行翻炉的可能性，即安全上有了保证， 所以本设计采用了正负力矩原则。确定最佳耳轴位置。按正负力矩原则确定最佳耳轴位置，

36、其条件式为： 且 综合所计标的四种炉役情况下的合成力矩可知波峰力矩最大值出现在老炉，炉口无结渣放炉运转。其值可有下式计算：式中：出现波峰力矩最大值时该炉的空炉重量，=51.982T该条件下空炉重心坐标，=2.521m波峰力矩是炉子倾动角度=60炉液重量，=32.25T 波峰力矩是炉液重心坐标，=0.753m =1.047m耳轴摩擦力矩。波谷力矩最小值出现在老炉，炉口有结渣抬炉运转，此时谷力矩为：式中各符号下标2表示波谷力矩有最小值各相应的量，而g为相应波谷值时炉子倾动角度。=56.646T =2.717m =3.04T =1.361m=95 =2.838m根据正负力矩等值条件式导出最佳耳轴位置

37、。 = =2.423m分析评价耳轴设计位置：根据正负力矩原则确定的最佳耳轴位置为H=2.423m，此时应将耳轴位置下移，从而使最大倾动力矩值减小，同时减小传动系统的静力矩。设备零件和电动机容量亦可减少。但是，结合现场实际情况，以及为以后的技术改造创造条件，耳轴的最终设计位置为H=2.65m 汇总最终确定耳轴位置后新、老炉型各种情况下的倾动伦力矩曲线，确定计标倾动力矩曲线。知老炉不粘钢情况下的值最大。因此，由老炉不粘钢倾动力矩曲线来确定计标力矩曲线。即=1.5=427.623kNm=43634.7kgm4.6画倾动机构操作工序图，倾动机构简化负荷图4.6.1有测定的15T转炉操作时间表 作出倾动

38、机构工序图 。当转炉操作制度及倾角工序图确定后。可以按照已计算出来的转炉倾动力矩曲线，进一步画出倾动机构承载简化负荷图。由于转炉倾动力矩值随倾动角变化，所以在同一工序中，倾动机构所承受的负荷在工作开始，中间和结束阶段是不相同的，即倾动力矩曲线是M。是横坐标，转化为负荷图M-t，时间t为横坐标。在做负荷简化图时，用第二种方法简化：取转炉出钢，取样，倒渣及兑铁水中最大力矩值，作为全工序工作过程中承受的力矩值，而其余工序均取其平均力矩值作为受力值。这种简化方法接近于倾动机构实际承受的力矩值。选择电机并验标电机过载能力：电机容量的计算： 式中：电压降引起力矩误差，以及倾动力矩计算误差，取1.1-1.3

39、常取1.2. k2多电机倾动时，电动机不同步造成的力矩误差，一般取1.1. 倾动机械总机械效率。齿轮传动=0.850.95取=0.9. N转炉转速，中型转炉n=0.6至0.8转/分，取n=0.8转/分。 正常操作时，运转电动机的个数，=4. 转炉计标最大倾动力矩 =43634.7kgm = =13.13kw电机工作制度JC值计标：根据电动机JC值规定，选择操作制度中电机运转最频繁的十分钟作为一个周期来计算电机JC值，即： JC=100 =100 =16.84.6.2电机型式及容量的选择所选电机型式为鼠笼式交流电动机按=13.13kw,JC=25 选YZ系列，机座号200L，=18.5kw =6

40、87转/分，飞轮矩=2.3kgm.G=276kg.最大力矩/额定力矩=2.8.倾动机械总速比：=电机过载能力校核：转炉最大力矩是塌炉力矩，通常为正常工作最大倾动力矩的三倍。因此要求电机的最大过载力矩比三倍的最大倾动力矩要大些。即： 式中：电机过载系数，取=3.其它符号同前式， 343634.7=130904kgm=130.904Tm =184474kgm=184.474Tmb、一台电机出现故障，其余电机工作的过载校核 见参考书4.P148（3-20）。式中：对于交流，即为电动机过载系数。即=10=3. 其余符号同前。 =3 =138355.8kgm=43634.7kgm4.6.3高速轴联轴器的

41、选择与计算（1） 按正常操作的最大力矩选择联轴器：要求所选用联轴器最大许用力矩应满足下列条件： 式中：计标力矩与实际倾动力矩之间差值系数。=1.1-1.2常取1.2. 转来路倾动机械启，制动频繁引起的冲击动负荷系数，一般为1.4-1.6，常取=1.5. 多点啮合时，同时作用的力矩不均匀系数，=1.1-1.5.常取=1.1，其余符号同前。1.21.51.143634.7871.250.94 =27.55kgm考虑到此机构的工况，启、制动频繁，正反转向传动。故选用尼龙柱销带制动轮的联轴器。其优点：制造容易，维护，更换方便，结构简单，寿命较长，允许出现较大的轴向窜动，能缓冲减震。由及电机结构尺寸：

42、D=60mm E=140mm =105mm. Q/ZB 124.4.00 制动轮D=300mm 飞轮矩GD=1.754kgmG=35.44kg.允许最大扭矩：=140kgm许用转速n=2230转/分 （2）过载力矩的校核。 式中: k工作情况系数，k=3.5. 联轴器所传递的公称扭矩。=27.55kgm 允许最大扭矩。 =140kgm选择制动器并验算制动时间。 1）推算到制动器轴上的倾动力矩 式中符号同前。 2）制动时所需制动的惯性力矩. 式中：制动时间，对于中型转炉， =0.5-2秒。由于需定位准确，取=0.65s。 转炉及其倾动机械折合到电机轴上的飞轮矩总和。 除炉体托圈外的零件的飞轮矩，

43、并折合到电机轴上为：一般情况下，取C=1.10-1.20.选取C=1.15 而总飞轮矩（包括炉体，托圈）。=1.25=1.251.15（2.3+1.754） =5.828kgm其余符号同前每个制动器所需的制动力矩： 要求制动器的额定定力矩，同时要求当一台制动器失灵，其余三台仍能保证制动。即: 最小安全系数。 =1.15-1.25取=1.2另外，还要保证与联轴器制动轮D=300mm相配。选用液压电磁闸瓦制动器 。YDWZ300/50J。=63kgm或YWZ300/45.=63kgm，P997这种制动器，制动比较平稳，接电次数可达720次，消耗功率和启动电流较小，重量小，价格低，外形尺寸较小，制动

44、器动作时间可调，能广泛满足各机构的使用要求，宜与高温环境及使用频率高的机构。且=8.47验算最短制动时间：最短制动时间是发生在转炉旋转方向与倾动力矩作用方向不一致时，但为保证安全制动，又不至于制动时间过短，而引起冲击负荷， 要求最短制动时间，由于=0.045s.不满足要求，制动时间过短，采用能耗制动0.5-0.65s后，制动器再投入工作。（3）初级减速器的选择：1)速比分配： 对于倾动机构的减速器，没有标准的减速器选择，只得选择标准减速器内部使用部分，外壳采用焊接钢板外壳。倾动机构总传动比末级悬挂齿轮副传动比一般取为7-9 .则初级减速比= 选ZS型减速器，其特点：效率高，工作耐久，维护方便。

45、2)决定工作类型总的工作时间t，按下式计算： t=t（小时） 见化工机械设计手册中册P867. 式中：t整个使用期的时间，10年。 t=1036524=87600(h) 日利用系数，=转炉一周期28.76分钟里，电机工作时间为2.285分，但考虑其他因数，取一周期内的十分钟为电机工作时间。每一工作循环的利用系数。每一工作循环的利用系数，工作时间=2.285分。每一工作循环的总时间，=28.76分 t=876000.3470.5560.081=1379.23h)当量工作时间按下式计标。 当负荷看作是阶梯变化时： 式中：在整个使用周期内出现的最大扭矩转矩及其相应的转速。作用时间有负荷图知： =43

46、.634Tm =0.8转/分 在整个使用周期内出现的任一工作循环的扭矩及其相应的转速作用时间。根据负荷图列下表： 表4-1 正转工作情况各数据正转加废钢兑钢水取样测温返回待吹倒渣取样测温（分）0.1950.0520.2150.120.260.215（转/分）0.80.80.60.80.80.6（Tm）3.79843.6343.6334.799,。21943.63854734551071384042316297107138=29096.42 表4-2 反转工作情况各数据反转堵出钢口返回待吹返回待吹加合重出钢返回（分）0.1510.130.180.2310.210.32（转/分）0.80.80.8

47、0.60.60.8（Tm）3.79843.6443.6343.6343.639.2196.888637511959.61151111959.6200.58=44275.16 T整个使用期时间（h） T=1020050=1.0。由以上可得：=1110.62（h）=729.86+1110.62=1840.48（h）根据标出的 综合考虑选定工作类型为重型。在承载能力表中，根据传动比i，工作类型和高速轴的功率，选出接近稍偏大的中心距。高速轴实际功率： 式中：动力系数，=1.3 多电机负荷不均匀系数 =1.1其余符号同前。 =14.22kw由500r/minn=697r/min750r/min,I=12

48、4.46-96.8，取i=112查化工机械设计手册，选初级减速器A=1100mm，=19.7kw告诉轴功率承载能力表中，按 （4）尖峰载荷校核： 按，最大尖峰载荷 式中：从炉体到计标零件之间的速比，=7. 从炉体到计标零件之间的机械效率，取=0.95。 = 式中：从炉体到计标零件之间的速比，=7. 从炉体到计标零件之间的机械效率，取=0.95. =3428.44kgm 最大许用尖峰负荷为连续承载能力的3.1倍。由i=112，A=1100mm。查化工机械设计手册中表8-429 P864 得连续型=9.93kw。转速换为连续型输出轴所能传递的扭矩。 式中：减速器传动效率ES型取0.93. 高速轴转速，=