蝶式鋼包回轉(zhuǎn)臺畢業(yè)設(shè)計說明書

1、 摘要鋼包回轉(zhuǎn)臺設(shè)在連鑄機(jī)澆鑄位置上方用于運(yùn)載鋼包過跨和支承鋼包進(jìn)行澆鑄的設(shè)備，是現(xiàn)代連鑄生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，為實現(xiàn)連鑄創(chuàng)造了連續(xù)提供鋼液的條件。鋼包回轉(zhuǎn)臺有四個工作特點(diǎn)：1 它能迅速準(zhǔn)確的將載滿鋼水的鋼包運(yùn)送至澆鋼位置，并在澆鋼過程中支承鋼包； 2 更換鋼包迅速、能適應(yīng)多爐連澆的需要；發(fā)生事故或斷電時，能迅速將鋼包移至安全位置； 3 能實現(xiàn)保護(hù)澆注，并通過安裝鋼水稱重裝置，澆注更順利； 4 占用澆鑄平臺面積小，有利于澆注操作。 本課設(shè)計以sms公司設(shè)計生產(chǎn)的蝶式可升降鋼包回轉(zhuǎn)臺為參照。主要對回轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行相關(guān)設(shè)計計算，設(shè)計包括計算驅(qū)動裝置功率和電機(jī)選型校核、減速器的選型、開式齒輪校核、回轉(zhuǎn)支

2、承的選型和地腳螺栓的校核等。關(guān)鍵詞：蝶式鋼包回轉(zhuǎn)臺；回轉(zhuǎn)裝置；驅(qū)動裝置；ii abstractladle turret position in continuous casting machine casting ladle over the top for the delivery and support across the ladle for casting equipment, is important in the production of modern casting one of the devices, in order to achieve the creation of

3、a continuous casting of molten steel to provide the conditions. ladle turret has four work characteristics:1. it will quickly and accurately ladle full of molten steel pouring position transported to and support the process of pouring steel ladle.2. replacement ladle quickly able to adapt to the nee

4、ds of multi-continuous casting furnace;accident or a power out age can quickly ladle to a safe location.3. to achieve protection of casting,and by installing steel weighing device,pouring more smoothly.4. small are a occupied by casting platform is conducive to pouring operation.5. sms lesson design

5、 butterfly design and production company can lift the ladle turret as a reference.mainly related design calculations rotary device.design, including the drive unit power and check motor selection,reducer selection,open gear check,slewing ring selection and the calibration of anchor bolts.key words:

6、butterfly ladle turret；rotary device； drives motor reducer；iii目錄摘要iabstractii目錄iii第一章 緒 論11.1 連續(xù)鑄鋼技術(shù)的發(fā)展概述11.1.1 連續(xù)鑄鋼與鑄模的區(qū)別11.1.2 國外連鑄技術(shù)的發(fā)展概況11.1.3 我國連鑄技術(shù)的發(fā)展概況及與國外連鑄技術(shù)對比11.2 連鑄機(jī)的主要設(shè)備及分類21.3 連鑄機(jī)鋼包回轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)和分類81.3.1 鋼包旋轉(zhuǎn)臺的形式81.3.2 鋼包旋轉(zhuǎn)臺主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)91.3.3 鋼包回轉(zhuǎn)臺的分類11直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺11蝶式鋼包回轉(zhuǎn)臺11雙臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺12四連桿式鋼包回轉(zhuǎn)臺13第二章 初步確

7、定方案152.1 已知條件152.1.1 主要技術(shù)參數(shù)152.2 方案的總體布置形式152.3 回轉(zhuǎn)臺具體部件設(shè)計方案的確定162.3.1 鋼包旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式162.3.2 鎖緊方式162.3.3 鋼包蓋的升降裝置172.3.4 長水口機(jī)械手動作方式172.3.5 鋼包升降驅(qū)動方案18第三章 回轉(zhuǎn)功率的計算及電機(jī)等的選取193.1 鋼包回轉(zhuǎn)功率的計算193.1.1 基本數(shù)據(jù)的計算193.1.2 載荷情況的回轉(zhuǎn)功率計算213.1.3 載荷情況的回轉(zhuǎn)功率計算：223.1.4 載荷情況的回轉(zhuǎn)功率計算243.2 電動機(jī)和氣動馬達(dá)的選擇263.2.1 電機(jī)功率的選擇：263.2.2 馬達(dá)的選擇263.3

8、減速器的設(shè)計263.3.1 確定減速器的結(jié)構(gòu)263.3.2 各級減速傳動比的確定273.3.3 各級減速齒輪基本參數(shù)確定27第四章 回轉(zhuǎn)臺主要構(gòu)件分析334.1 回轉(zhuǎn)軸承的有關(guān)計算334.1.1 回轉(zhuǎn)軸承當(dāng)量軸向負(fù)荷的計算334.1.2 回轉(zhuǎn)軸承當(dāng)量傾翻力矩的計算344.2 軸向滾柱的分析364.3 地腳螺栓的計算374.4 升降液壓缸的選擇394.5 鋼包蓋升降和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的設(shè)計404.5.1 升降系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動404.5.2 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)424.6 稱量傳感器的型式選擇與容量計算424.7 提升液壓缸球絞應(yīng)力計算43第五章 銷齒傳動的設(shè)計與計算455.1 銷輪軸轉(zhuǎn)矩455.2 選材

9、及許用應(yīng)力的確定455.3 銷齒直徑確定465.4 校核齒輪彎曲強(qiáng)度485.5 確定尺寸48第六章 設(shè)備操作安裝與維修506.1 大包回轉(zhuǎn)臺的操作506.2 一些設(shè)備的安裝506.2.1 滾柱旋轉(zhuǎn)軸承的使用方法和保管以及安裝506.2.2 提升缸的安裝與拆卸506.3 鋼包回轉(zhuǎn)臺設(shè)備使用以及維護(hù)要點(diǎn)51結(jié) 束 語52參考文獻(xiàn)53第一章 緒 論1.1 連續(xù)鑄鋼技術(shù)的發(fā)展概述1.1.1 連續(xù)鑄鋼與鑄模的區(qū)別鑄鋼生產(chǎn)可以分為鋼錠模澆注（以下簡稱鑄模）和連續(xù)鑄鋼（以下簡稱連鑄）兩大類。鑄模是將鋼液注入鑄鐵制作的鋼錠模內(nèi)，冷卻凝固成鋼錠的工藝過程：連鑄是將鋼水不斷的注入水冷結(jié)晶器內(nèi)，連續(xù)獲得鑄坯的工藝過

10、程。連鑄的出現(xiàn)從根本上改變了一個世紀(jì)以來占統(tǒng)治地位的鋼錠初軋工藝，由于它所具有的一系列優(yōu)越性，使得他自20世紀(jì)70年代大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以來得到迅速發(fā)展。連續(xù)鑄鋼具有節(jié)省工序、縮短流程，提高金屬收得率，降低能量消耗，生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動化程度高，鋼種擴(kuò)大，產(chǎn)品質(zhì)量高等許多傳統(tǒng)模鑄技術(shù)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。自從20世紀(jì)50年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)進(jìn)入工業(yè)性應(yīng)用階段后，不同類型、不同規(guī)格的連鑄機(jī)及其成套設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。 1.1.2 國外連鑄技術(shù)的發(fā)展概況早在19世紀(jì)中期亨利就提出連續(xù)澆注液態(tài)金屬的設(shè)想，他在1858年鋼鐵協(xié)會倫敦會議的論文模鑄不如連鑄中提出設(shè)想，但一直到20世紀(jì)40年代。連鑄工藝才實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。

11、在這段時間內(nèi)，由于鋼的高熔點(diǎn)和高導(dǎo)熱率等原因，研究人員遇到了很多問題。在連續(xù)鑄鋼開始時，最先使用的是立式連鑄機(jī)。這種連鑄機(jī)有一個彈簧固定的結(jié)晶器，產(chǎn)量通常很低，而且因為鋼與結(jié)晶器粘連，漏鋼很常見。振動結(jié)晶器的想法歸功于德國人seigfried,他首創(chuàng)了有色金屬的連續(xù)鑄造，與1952年用于德國的鋼鐵廠的直結(jié)晶器立式連鑄機(jī)上，這是連鑄工業(yè)化規(guī)模的開始。由于技術(shù)的限制多年內(nèi)只應(yīng)用于小工廠，自1970年開始連鑄開始應(yīng)用于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)來生產(chǎn)板坯。1.1.3 我國連鑄技術(shù)的發(fā)展概況及與國外連鑄技術(shù)對比我國是研究和應(yīng)用連鑄技術(shù)較早的國家之一，早在20世紀(jì)50年代就開始探索性的工作，60年代初進(jìn)入到連鑄技術(shù)工

12、業(yè)應(yīng)用階段。但是，從60年代末到70年代末，連鑄技術(shù)幾乎停滯不前。1982年統(tǒng)計數(shù)字表明，世界平均連鑄比為30%左右，而中國的連鑄比僅為6.2%。 連鑄坯的噸數(shù)與總鑄坯(錠)的噸數(shù)之比叫做連鑄比，它是衡量一個國家或一個鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，也是連鑄設(shè)備、工藝、管理以及和連鑄有關(guān)的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)展水平的綜合體現(xiàn)。1970年至1980年，世界平均連鑄比從4.4發(fā)展到28.4，中國的連鑄比從2.1發(fā)展到6.2；至1990年，世界和中國的連鑄比分別發(fā)展到62.8和22.4；到2001年，又分別發(fā)展到87.6和92.0。2003年，中國連鑄比達(dá)到95.3左右，估計世界平均連鑄比2003年接近

13、90。中國的連鑄技術(shù)還存在還存在很多不足，和發(fā)達(dá)的工業(yè)國家相比還有很大的差距，表現(xiàn)為一下幾點(diǎn)：（1） 生產(chǎn)穩(wěn)定性，事故率。（2） 連鑄效率差異較大。（3） 連鑄生產(chǎn)自動控制水平。（4） 精煉比差異（5） 合金鋼連鑄比1.2 連鑄機(jī)的主要設(shè)備及分類連鑄機(jī)主要由鋼包運(yùn)載裝置、中間包、中間包運(yùn)載裝置、結(jié)晶器、結(jié)晶器振動裝置、二次冷卻裝置、拉坯矯直機(jī)、引錠裝置、切割裝置和鑄坯運(yùn)出裝置等部分組成。鋼包運(yùn)載裝置主要有澆注車和鋼包回轉(zhuǎn)臺兩種方式，目前絕大部分新設(shè)計的連鑄機(jī)都采用鋼包回轉(zhuǎn)臺。它的主要作用是運(yùn)載鋼包，并支撐鋼包進(jìn)行澆注作業(yè)。采用鋼包回轉(zhuǎn)臺還可快速更換鋼包，實現(xiàn)多爐連鑄。中間包是鋼包和結(jié)晶器之間用

14、來接受鋼液的過渡裝置，它用來穩(wěn)定鋼流，減小鋼流對結(jié)晶器中坯殼的沖刷；并使鋼液在中間包內(nèi)有合理的流動和適當(dāng)長的停留時間，以保證鋼液溫度均勻及非金屬夾雜物分離上??；對于多流連鑄機(jī)由中間包對鋼液進(jìn)行分流；在多爐連澆時，中間包中貯存的鋼液在更換鋼包時起到銜接的作用。中間包運(yùn)載裝置有中間包車和中間包回轉(zhuǎn)臺，它是用來支撐、運(yùn)輸、更換中間包的設(shè)備。結(jié)晶器是一個特殊的水冷鋼模，鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻、初步凝固成形，并形成一定的坯殼厚度，以保證鑄坯被拉出結(jié)晶器時，坯殼不被拉漏、不產(chǎn)生變形和裂紋等缺陷。因此它是連鑄機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備。結(jié)晶器振動裝置是使結(jié)晶器能按一定的要求做上下往復(fù)運(yùn)動，以防止初生坯殼與結(jié)晶器粘連而被拉裂。

15、二次冷卻裝置主要由噴水冷卻裝置和鑄坯支撐裝置組成。它的作用是：向鑄坯直接噴水，使其完全凝固；通過夾輥和側(cè)導(dǎo)輥對帶有液芯的鑄坯起支撐和導(dǎo)向作用，防止并限制鑄坯發(fā)生鼓肚、變形和漏鋼事故。拉坯矯直機(jī)的作用是在澆注過程中克服鑄坯與結(jié)晶器及二冷區(qū)的阻力，順利地將鑄坯拉出，并對弧形鑄坯進(jìn)行矯直。在澆注前，它還要將引錠裝置送入結(jié)晶器內(nèi)。引錠裝置包括引錠頭和引錠桿兩部分，它的作用是在開澆時作為結(jié)晶器的“活底”，堵住結(jié)晶器的下口，并使鋼液在引錠桿頭部凝固；通過拉矯機(jī)的牽引，鑄坯隨引錠桿從結(jié)晶器下口拉出。引錠桿拉出拉矯機(jī)后，將引錠桿脫去，進(jìn)入正常拉坯狀態(tài)。切割裝置的作用是在鑄坯行進(jìn)過程中，將它切割成所需要的定尺長

16、度。鑄坯運(yùn)出裝置包括輥道、推鋼機(jī)、冷床等，由它們完成鑄坯的輸送、冷卻等作業(yè)。連鑄機(jī)可以按多種方法進(jìn)行分類：（1）按結(jié)晶器的運(yùn)動方式，連鑄機(jī)可分為固定式（即振動式）和移動式兩類。前者是現(xiàn)在生產(chǎn)上常用的以水冷、底部敞口的銅質(zhì)結(jié)晶器為特征的“常規(guī)”連鑄機(jī)；后者是輪式、輪帶式等結(jié)晶器隨鑄坯一起運(yùn)動的連鑄機(jī)。（2）按連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)的外形可分為立式連鑄機(jī)，如圖1.1所示為立式連鑄機(jī)、立彎式連鑄機(jī),如圖1.3所示為立彎式連鑄機(jī)、弧形連鑄機(jī)（包括直結(jié)晶器多點(diǎn)彎曲型、直結(jié)晶器弧形、弧形多半徑弧形等，圖1-9 多半徑弧形連鑄機(jī)。）、水平連鑄機(jī)，圖1-10水平式連鑄機(jī)。（3）按鑄坯斷面的形狀和大小可分為：方坯連鑄機(jī)（斷

17、面不大于150150mm的叫小方坯；大于150150mm的叫大方坯，矩形斷面的長和寬小于3 的也稱為方坯連鑄機(jī)），圖1-6是普羅迪公司的弧形小方坯連鑄機(jī)，圖1-7弧形大方坯連鑄機(jī)，圖1-8弧形小方坯連鑄機(jī)；板坯連鑄機(jī)（鑄坯斷面為長方形，其寬厚比一般在3以上）;圓坯連鑄機(jī)（鑄坯斷面為圓形，直徑60400mm）；異形坯連鑄機(jī)（澆注異形斷面，如h型、空心管等）；方、板坯兼用連鑄機(jī)（在一臺鑄機(jī)上既能澆注板坯也能澆注方坯）；薄板坯連鑄機(jī)（鑄坯厚度為4080mm的薄板坯料）等。（4）按鑄坯所承受的鋼液靜壓頭，即鑄機(jī)垂直高度（h）與鑄坯厚度（d）比值的大小，可將連鑄機(jī)分為高頭型（h/d50，鑄機(jī)機(jī)型為立式或

18、立彎式）、標(biāo)準(zhǔn)頭型（h/d為4050，鑄機(jī)機(jī)型為帶直線段的弧形或弧形）、低頭型（h/d為2040，鑄機(jī)機(jī)型為弧形或橢圓形）和超低頭型（h/d20，鑄機(jī)機(jī)型為橢圓形）4種。隨著煉鋼和爐外精煉技術(shù)的提高，澆注前及澆注過程中對鋼液純凈度的有效控制，低頭和超低頭連鑄機(jī)的采用逐漸增多。（5）其他一些提法。其他經(jīng)常用到的名稱有臺數(shù)、機(jī)數(shù)和流數(shù)等。如圖1.3所示為旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī)。 1）立式連鑄機(jī)立式連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻裝置、拉坯裝置及切割鑄坯裝置等都是布置在垂直的中心線上，如圖1.1所示。立式連鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是鋼水在垂直的方向凝固，其所含的非金屬夾雜物，上浮時不受阻礙，容易分離出來。另一方面，鑄坯不經(jīng)過彎曲或

19、矯直，不會產(chǎn)生因彎曲或矯直所造成的缺陷，因此它特別適用于優(yōu)質(zhì)鋼及高合金鋼的澆鑄。它的缺點(diǎn)是設(shè)備較高，一般是3545mm，因此需要較高的廠房，或較深的地坑。鋼水的提升及鑄坯的運(yùn)送，都比較麻煩。近10年來，除了少數(shù)特殊鋼廠以外，很少采用這種機(jī)型。圖1.1 雙流立式連鑄機(jī)1- 運(yùn)坯車；2- 中間包；3-結(jié)晶器；4-二冷夾輥；5-拉輥；6- 拉輥驅(qū)動裝置； 7-飛剪；8-翻鋼斗；9- 運(yùn)輸鏈2）旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī)旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī)也叫離心式連鑄機(jī)，也是一種立式連鑄機(jī)。其特點(diǎn)是結(jié)晶器、導(dǎo)輥及拉輥都和鑄坯一起圍繞其垂直中心線以一定的速度旋轉(zhuǎn)，鑄坯是在一邊旋轉(zhuǎn)一邊下行的運(yùn)動中凝固的。這種鑄機(jī)適用于澆鑄圓坯。它的優(yōu)點(diǎn)是由

20、于旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力，使結(jié)晶器內(nèi)的鋼液能與結(jié)晶器壁有較好的接觸，可以生成厚度比較均勻的坯殼，鑄坯不易產(chǎn)生內(nèi)裂。另一方面，由于離心力的作用，使鋼液面上的浮渣都集中在中心的旋渦內(nèi)，可以很容易地將它撈出。由于鑄坯在旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動中下行，因此只要在二冷區(qū)的縱向上布置若干個噴水嘴，就可以獲得均勻的二次冷卻效果。用這種鑄機(jī)鑄出的圓坯，不須清理即可軋制。這種鑄機(jī)的缺點(diǎn)是設(shè)備的驅(qū)動系統(tǒng)比較復(fù)雜。圖1.2 旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī)1-鋼包；2-中間包；3-結(jié)晶器；4-二冷裝置；5-導(dǎo)輥；6-拉輥；7-飛鋸；8-翻鋼斗近年來由于煉鋼及連鑄工藝的進(jìn)步，特別是能在結(jié)晶器內(nèi)安裝電磁攪拌裝置以后，已經(jīng)能用弧形及其它型式的連鑄機(jī)澆出質(zhì)量很

21、好的圓坯，所以旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī)已經(jīng)較少采用。3）立彎式連鑄機(jī)立彎式連鑄機(jī)的上半部分和立式連鑄機(jī)相同，只是把凝固的鑄坯彎轉(zhuǎn)90。使它向水平方向出坯，并在水平線上切成定尺長度。為了便于出坯，這種連鑄機(jī)只能建在地平面上，或深度較淺的地溝內(nèi)，使切斷的鑄坯能用地面的輥道，或地溝內(nèi)坡度不大的輥道運(yùn)走。這種連鑄機(jī)的高度和立式連鑄機(jī)相差不多，其優(yōu)點(diǎn)是所切鑄坯的定尺長度不受限制。立彎式連鑄機(jī)也是在連鑄技術(shù)發(fā)展的初期出現(xiàn)的機(jī)型，適用于小方坯的連鑄。近年來這種機(jī)型已很少采用。 圖1.3立彎式連鑄機(jī)4）弧形連鑄機(jī)弧形連鑄機(jī)的特點(diǎn)是它的結(jié)晶器是弧形的，其高度比立式及立彎式連鑄機(jī)都低。其結(jié)晶器的中心線和二冷夾輥組的縱向中心線

22、同在一個半徑的圓弧上。圓弧的長度約為一個圓的四分之一。鑄出的弧形坯在其下死點(diǎn)附近被矯直后，即沿水平方向前進(jìn)，然后切成定尺長度。這是目前采用最廣泛的機(jī)型。弧形板坯連鑄機(jī) 由于鑄坯較寬，在受到鋼水靜壓時，其寬邊的坯殼容易鼓肚而產(chǎn)生內(nèi)裂，所以從上到下安排了密布的夾輥。由于鑄坯在二次冷卻區(qū)內(nèi)運(yùn)行的阻力較大，所以采用了較多的拉矯輥。從圖1.1 上還可看出，為了在檢修時快速取出或裝入二冷夾輥的扇形段，還設(shè)置了彎曲導(dǎo)軌，使各個扇形段能快速而準(zhǔn)確地就位。為了縮短澆鑄準(zhǔn)備時間，其引錠桿是從結(jié)晶器的上口裝入的。這樣就能在鑄坯還未拉出二冷區(qū)時，就開始安裝引錠桿。為此在澆鑄平臺上設(shè)有引錠桿運(yùn)送車。大型板坯連鑄機(jī)能夠澆

23、鑄的板坯厚度220320mm，寬度為18702720mm，拉坯速度12.5m/min。鑄成的寬板坯可以在線縱切成幾條寬度較小的板坯，其年產(chǎn)量在170 萬噸以上?；⌒未蠓脚鬟B鑄機(jī) 鑄坯斷面在160x160mm 以上的方坯及斷面相等的矩形坯，統(tǒng)稱為大方坯。圖1.5是sms 公司設(shè)計的大方坯弧形連鑄機(jī)。它的半徑是15m，能澆鑄的最大斷面為320x450mm，中間包容量15t，中間包內(nèi)液面深度9501000mm。結(jié)晶器長度700mm?；⌒涡》脚鬟B鑄機(jī)由于小方坯在澆鑄過程中不易產(chǎn)生鼓肚，所以在二冷區(qū)可以不設(shè)夾輥，而只設(shè)少數(shù)幾個導(dǎo)向輥。小方坯弧形連鑄機(jī)一般采用管式結(jié)晶器，定徑水口。二冷裝置也采用管式支架。

24、采用機(jī)械剪或液壓剪剪切鑄坯。 弧形小方坯連鑄機(jī)的特點(diǎn)是采用了剛性引錠桿，這樣就把二冷區(qū)的導(dǎo)輥減至最少程度，從而為鑄坯的均勻冷卻及處理漏鋼事故創(chuàng)造了較好的條件，設(shè)備的重量也相應(yīng)地減輕。1.3 連鑄機(jī)鋼包回轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)和分類1.3.1 鋼包旋轉(zhuǎn)臺的形式鋼包旋轉(zhuǎn)臺按旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)方式不同，可以分為兩大類：一類是兩個轉(zhuǎn)臂可各自單獨(dú)旋轉(zhuǎn)；另一類是兩臂不能單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。按臂的結(jié)構(gòu)可以分為直臂式和雙臂式兩種。因此，鋼包旋轉(zhuǎn)臺有：直臂整體旋轉(zhuǎn)整體升降式；直臂整體旋轉(zhuǎn)單獨(dú)升降式；雙臂整體旋轉(zhuǎn)單獨(dú)升降式和雙臂單獨(dú)旋轉(zhuǎn)單獨(dú)升降式等型式；還有一種可承受多個鋼包的支撐架，也稱為鋼包移動車。蝶形鋼包旋轉(zhuǎn)臺是屬于雙臂整體旋轉(zhuǎn)單獨(dú)升降

25、式，它是目前旋轉(zhuǎn)臺最為先進(jìn)的一種形式。如圖1.4所示： 圖1.4 蝶形鋼包旋轉(zhuǎn)臺1.3.2 鋼包旋轉(zhuǎn)臺主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鋼包旋轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)（見圖1.2）有兩個用來支撐鋼包的叉形臂，每個叉形臂的叉口上安裝有兩個樞軸式接受座，在每個鞍座下裝有稱量用的稱量梁，用以接受鋼包并顯示鋼水的質(zhì)量。為給鋼水保溫，旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)盤上方的立柱上還裝有鋼包加蓋裝置，可以單獨(dú)旋轉(zhuǎn)和升降。a 鋼結(jié)構(gòu)部分鋼結(jié)構(gòu)部分有叉形臂、旋轉(zhuǎn)盤與上部軸承座、回轉(zhuǎn)環(huán)和塔座組成。（1）叉形臂 叉形臂有兩個，為鋼板焊接結(jié)構(gòu)，叉形臂要有足夠的強(qiáng)度和剛度。（2）旋轉(zhuǎn)盤和上部軸承座 旋轉(zhuǎn)盤即旋轉(zhuǎn)框架，是一個較大型的結(jié)構(gòu)件，它的上部壓著支撐鋼包的兩個叉臂和鋼包加

26、蓋裝置的立柱及構(gòu)件，下部安裝著大軸承的上部軸承座，承受著巨大的負(fù)荷。因此，必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度以及一定的熱負(fù)荷強(qiáng)度。（3）回轉(zhuǎn)環(huán) 回轉(zhuǎn)環(huán)實際上是一個很大的推力軸承，安裝在旋轉(zhuǎn)框架和塔座之間，回轉(zhuǎn)環(huán)實際上是旋轉(zhuǎn)臺的心臟部分。為了長期安裝運(yùn)行的需要，在旋轉(zhuǎn)框架、回轉(zhuǎn)環(huán)及塔座之間的連接部位均采用高強(qiáng)度的預(yù)緊螺栓。（4）塔座 塔座設(shè)置在基礎(chǔ)上，通過回轉(zhuǎn)環(huán)支撐著旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)盤以上的全部負(fù)荷。b 回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置由電動機(jī)、大速比減速器及回轉(zhuǎn)小齒輪組成，旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)頻率通常不大于1/60s。假如旋轉(zhuǎn)頻率過高，則在啟動及制動時會使鋼包內(nèi)的鋼水產(chǎn)生動蕩，甚至溢出。c 事故驅(qū)動裝置鋼包旋轉(zhuǎn)臺一般都設(shè)計配有

27、一套事故驅(qū)動裝置，以便在發(fā)生事故或其他緊急情況而無法用正常的驅(qū)動裝置時，仍可借助事故驅(qū)動裝置將處于澆注位置的鋼包旋轉(zhuǎn)到事故鋼包的上方。事故驅(qū)動裝置通常是氣動的，由氣動馬達(dá)代替電動機(jī)驅(qū)動大速比減速器和其他部分。d 回轉(zhuǎn)夾緊裝置回轉(zhuǎn)夾緊裝置是使大包固定在澆注位置的機(jī)構(gòu)，它一方面保護(hù)了回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置在裝包是不受沖擊，另一方面保證了正在澆注的鋼包安全。e 升降裝置為了實現(xiàn)保護(hù)澆注，要求鋼包能在旋轉(zhuǎn)臺上做升降運(yùn)動。當(dāng)鋼包水口打不開時，要求使鋼包上升，便于操作工用氧氣澆水口，同時鋼包升降裝置對于快速更換中間包也很有利。f 稱量裝置鋼包的稱量裝置的作用是用來在多爐澆注時，協(xié)調(diào)鋼水供應(yīng)的節(jié)奏以及預(yù)報澆注結(jié)束前鋼

28、水的剩余量，從而防止鋼渣流入中間包。每套升降裝置都有4個稱量傳感器以及完整的稱量系統(tǒng)。g 潤滑裝置鋼包旋轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)大軸承采取集中自動潤滑，分別由兩臺干油泵及其系統(tǒng)供給。1.3.3 鋼包回轉(zhuǎn)臺的分類 直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺盡管鋼包回轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)型式多種多樣，但回轉(zhuǎn)臂及其框架都是支承在回轉(zhuǎn)支撐裝置上的，其主要區(qū)別在于回轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)、升降裝置采用的驅(qū)動方式以及要求具備的功能。下面是幾種常用型式的鋼包回轉(zhuǎn)臺：圖1.5是直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺。鋼包支承臺架位于一個具有同一水平高度的懸臂梁的兩端，它由電機(jī)驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)180o。當(dāng)停電時，可用氣動或液壓馬達(dá)使其旋轉(zhuǎn)，將澆注位置上 的鋼包轉(zhuǎn)到事故鋼包的上3。圖1.5 直臂式鋼包

29、回轉(zhuǎn)臺1 -鋼流控制機(jī)構(gòu)；2鋼包；3稱量系統(tǒng)；4回轉(zhuǎn)支臂；5 帶齒的旋轉(zhuǎn)圈；6-電動機(jī)；7-氣動馬達(dá)蝶式鋼包回轉(zhuǎn)臺蝶式鋼包回轉(zhuǎn)臺，如圖1.6所示。主要由鞍座、稱量裝置、拉桿、叉型臂、傾動裝置、球面推力軸承、旋轉(zhuǎn)框架、底座、塔座、回轉(zhuǎn)大軸承、回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置以及鋼包加蓋裝置等組成。蝶式回轉(zhuǎn)臺有兩個用來支承鋼包的叉型臂，每個叉型臂通過球面推力軸承支承在旋轉(zhuǎn)框架上，由一個單獨(dú)的液壓缸推動鋼包升降。液壓缸垂直布置在塔座中央，并分別位于各自叉型臂的延長端與安裝在旋轉(zhuǎn)框架上方的塔座之間。每個升降液壓缸的上下端均用球面推力軸承支承，即缸座通過球面推力軸承頂在塔座上，而柱塞頭通過球面推力軸承頂在叉型臂的延長端。每

30、個叉型臂的鞍座底部與傾動液壓缸之間安裝有使鋼包垂直升降的拉桿，形成一個四連桿機(jī)構(gòu)4。圖1.6 蝶式鋼包回轉(zhuǎn)臺1.鞍座；2.稱量裝置；3.拉桿；4.叉型臂；5.傾動裝置；6. 球面推力軸承；7. 旋轉(zhuǎn)框架；8. 底座；9. 塔座；10.回轉(zhuǎn)大軸承；11.回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置；12.鋼包加蓋裝置雙臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺雙臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺如圖1.7所示，它有各自獨(dú)立驅(qū)動的轉(zhuǎn)臂。這樣，兩個鋼包的相對位置是可以變化的，轉(zhuǎn)角可達(dá)，操作靈活，結(jié)構(gòu)也不太復(fù)雜。圖1.7 雙臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺1-鋼包；2-上轉(zhuǎn)臂及驅(qū)動裝置；3-下轉(zhuǎn)臂及驅(qū)動裝置；4 中間包四連桿式鋼包回轉(zhuǎn)臺四連桿式鋼包回轉(zhuǎn)臺，如圖1.8 所示。主要由鋼包臂、稱量裝置、

31、鋼包加蓋裝置、上連桿、升降液壓缸、球面推力軸承、連桿框架、回轉(zhuǎn)大軸承、底座、下連桿及回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置等組成。四連桿式鋼包回轉(zhuǎn)臺有兩個用來支承鋼包的鋼包臂，每個鋼包臂通過銷軸分別與上連桿、下連桿相連接，由一個單獨(dú)的液壓缸推動鋼包升降。液壓缸垂直布置在旋轉(zhuǎn)框架的兩側(cè)，并分別處于各自上連桿與旋轉(zhuǎn)框架之間。每個升降液壓缸的上下端均用球面推力軸承支承，即缸座通過球面推力軸承頂在上連桿上，而柱塞頭通過球面推力軸承頂在旋轉(zhuǎn)框架上。每個鋼包臂與上、下連桿和連桿框架形成一個四連桿機(jī)構(gòu)。在叉型臂升降時，始終將鋼包臂和鋼包保持在垂直位置上，每個鋼包臂的叉口上安裝有稱量用的稱重裝置，用以接收鋼包并顯示重量。為使鋼水保溫，

32、回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)框架上方的立柱上還安裝有鋼包加蓋裝置，可以單獨(dú)旋轉(zhuǎn)和升降。 圖1.8 四連桿式鋼包回轉(zhuǎn)臺1.鋼包臂；2.稱量裝置；3.鋼包加蓋裝置；4.上連桿；5.升降液壓缸；6.球面推力軸承；7.連桿框架；.回轉(zhuǎn)大軸承；9.底座；10.下連桿第二章 初步確定方案2.1 已知條件2.1.1 主要技術(shù)參數(shù)回轉(zhuǎn)臺形式：蝶式； 回轉(zhuǎn)半徑：5500mm； 單臂承載能力：140t；回轉(zhuǎn)速度：1/min； 事故旋轉(zhuǎn)：0.5/min；允許角度：正常情況任意角度，事故情況旋轉(zhuǎn)180度承載能力：兩側(cè)滿包，一滿一空、一滿一無；2.2 方案的總體布置形式圖2.1 蝶形回轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)示意圖2.3 回轉(zhuǎn)臺具體部件設(shè)計方案的確定2

33、.3.1 鋼包旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式1)工作驅(qū)動工作驅(qū)動為電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，有、由一個電機(jī)、撓性聯(lián)軸器、和一個氣動盤式制動器完成。在圓錐齒輪系統(tǒng)的輸出軸上安裝一個滾柱小齒輪，它與支撐環(huán)上的銷齒輪外齒相嚙合。回轉(zhuǎn)臺可正向反向旋轉(zhuǎn)，氣動盤制動器用于停止時制動，在電機(jī)停止前不能使用。圖2.2 大包驅(qū)動裝置1柱銷齒輪；2小齒輪；3大速比減速箱；4聯(lián)軸器；5電動機(jī)；6氣動離合器；7空氣馬達(dá)2)事故驅(qū)動事故驅(qū)動為氣動驅(qū)動系統(tǒng)。氣動電機(jī)通過一個氣動離合器驅(qū)動圓錐齒輪的第二個驅(qū)動軸頭，它由一個空壓機(jī)提供所需的空氣，他通過關(guān)閉電氣系統(tǒng)實現(xiàn)功能測試。如果突然出現(xiàn)電源故障，一個發(fā)自動切換釋放控制空氣到閥柜和控制盤。2.3.2 鎖

34、緊方式回轉(zhuǎn)臺處于澆注位和接收位時，回轉(zhuǎn)臺通過一個鎖緊裝置進(jìn)行鎖定防止轉(zhuǎn)動。該鎖緊裝置包括一個氣動鎖緊棘爪，它固定在回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)柱上并與安裝在回轉(zhuǎn)環(huán)上的兩個匹配元件相咬合。該裝置使齒輪箱避免在放放鋼包是產(chǎn)生的沖擊，并可防止在澆鑄位置上的鋼包的塞棒孔由于這樣的沖擊而產(chǎn)生的運(yùn)動。圖2.3 鎖緊裝置1氣缸；2連桿；3導(dǎo)位槽；4隔板2.3.3 鋼包蓋的升降裝置圖2.4 鋼包蓋的提升臂裝置1鋼包蓋提升臂；2液壓缸；3銷；4回轉(zhuǎn)座；5軸承；6回轉(zhuǎn)液壓缸固定支座；7卡片2.3.4 長水口機(jī)械手動作方式長水口機(jī)械手由一個多重絞合的管聯(lián)結(jié)裝置組成。長水口可以保護(hù)大包滑動水口和中間包之間的鑄流，使其不被氧化。圖2.5

35、長水口機(jī)械手示意圖1水口架；2操縱桿組件；3底座；4搖臂節(jié)；5傾動油缸6支座；7轉(zhuǎn)動操作輪；8擺動操作把；9支架2.3.5 鋼包升降驅(qū)動方案鋼包升降采用液壓缸驅(qū)動形式：圖2.6 回轉(zhuǎn)臂驅(qū)動示意圖1升降液壓缸；2鋼包；3球絞軸承；4回轉(zhuǎn)臂鋼包升降驅(qū)動時以球絞為支點(diǎn)由液壓缸驅(qū)動大臂實現(xiàn)鋼包的升降，有液壓系統(tǒng)能夠控制液壓缸的行程。同時由大臂、稱量裝置、球絞、連桿（稱量裝置、連桿）其中組成的四連桿保持鋼包的水平，防止鋼液傾翻，造成事故。提升液壓系統(tǒng)的供油裝置（高壓泵、再循環(huán)泵和油罐）布置在大包回轉(zhuǎn)臺下的液壓油室中。第三章 回轉(zhuǎn)功率的計算及電機(jī)等的選取3.1 鋼包回轉(zhuǎn)功率的計算 已知條件：空包重： =5

36、0 t 鋼水重： q=90 t 滿包重： g=140 t 轉(zhuǎn)臂自重： =42t鋼包平均外徑：=3200mm鋼包平均內(nèi)徑：=2500mm承載臂總長： 承載臂總寬： 旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速： =1.0rpm 推力球軸承平均直徑： =3345mm回轉(zhuǎn)半徑 ： =5500 鋼包工作載荷狀況：一端放置滿包鋼水的鋼包，另一端不放鋼包；一端放置滿包鋼水的鋼包，另一端放置空鋼包；兩端都放置滿包鋼水的鋼包。3.1.1 基本數(shù)據(jù)的計算 1.一個裝滿鋼水的鋼包對回轉(zhuǎn)中心既塔座中心的慣性矩為： 式（3.1）= 2. 一個空鋼包對回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動慣量為： 式（3.2）= =3. 轉(zhuǎn)臂對回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動慣量為： 式（3.3）式中轉(zhuǎn)臂總長

37、 轉(zhuǎn)臂總寬根據(jù)轉(zhuǎn)臂的幾何關(guān)系得= =4. 一個包鋼水對回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動慣量為： 式（3.4）= =5.在各種情況時推力軸承的摩擦力矩為： 式（3.5） =式中：合成傾翻力矩 垂直載荷系數(shù)1.5是考慮了除推力軸承以外，還有密封系統(tǒng)的摩擦阻力；項前面的系數(shù)2是考慮了推力軸承是雙向的；系數(shù)1.1是考慮了在推力軸承之外，還有一個定心徑向軸承。6.計算旋轉(zhuǎn)臺加速度 = = 式（3.6） = =（rad/ ）3.1.2 載荷情況的回轉(zhuǎn)功率計算第一種情況對于一端放置滿包鋼水的鋼包，另一端不放置剛爆的情況1.合成傾翻力矩: =( 式（3.7） = = （）2.垂直載荷: = 式（3.8） = =3.推力軸承的摩

38、擦力矩: = 式（3.9） = =（）4.在各種情況下的動力距= 式（3.10） = = （）5.摩擦力矩功率: = 式（3.11） = =（）式中總傳動功率取=0.96.動力矩功率: = 式（3.12） = = （）7.總功率： =+ 式（3.13） = = （）3.1.3 載荷情況的回轉(zhuǎn)功率計算：第二種情況：一端放置滿包鋼水的鋼包，另一端放置空鋼包。1.合成傾翻力矩： = 式（3.14） = = （）2.垂直載荷: = 式（3.15） = =n3.推力軸承的摩擦力矩: = 式（3.16） = = （）4.在各種情況下的動力矩： = 式（3.17） = = （）5.摩擦力矩功率: = 式（3

39、.18） = =（）6.動力矩功率： = 式（3.19） = = （）7.總功率 =+ 式（3.20） = =（）3.1.4 載荷情況的回轉(zhuǎn)功率計算第三種情況：兩端都放置滿包鋼水的鋼包1.合成傾翻力矩 =0 式（3.20）2. 垂直載荷: = 式（3.21） = = n3.推力軸承的摩擦力矩: = 式（3.22） = =（）4.在各種情況下的動力矩： = 式（3.23） = = =（）5. 摩擦力矩功率: = 式（3.24） = =（）式中總傳動功率取=0.96. 動力矩功率： = 式（3.25） = = （）7.總功率: =+ 式（3.26） = =（） 整理以上數(shù)據(jù)見下表： 表1 計算結(jié)果

40、：序號 項目 單位 （1） （2） （3）1轉(zhuǎn)動慣量（） 4931251.156546813.6593451.152垂直載荷（） 2.273.153合成力矩（m） 4.8504摩擦力矩（） 881417.256.512.375動力矩（） 103063.15136828.4195319.96摩擦力矩功率（） 10275277動力矩功率（） 1115228總功率（） 11390493.2 電動機(jī)和氣動馬達(dá)的選擇3.2.1 電機(jī)功率的選擇： 根據(jù)表格中的值由機(jī)械設(shè)計手冊可選定交流電機(jī)為：y315m12，其大參數(shù)為：額定功率 132kw同步轉(zhuǎn)速 2980r/min效 率 92%功率因數(shù) 0.9電動機(jī)功

41、率驗算由機(jī)械設(shè)計手冊第五卷得驗算公式為： 式（3.27）式中：k-電機(jī)過載系數(shù)。取k=2。 帶入數(shù)值符合要求。3.2.2 馬達(dá)的選擇查機(jī)械設(shè)計手冊選取馬達(dá)為dm015/12基本參數(shù)為：額定功率為：9kw 額定轉(zhuǎn)速為：400r/min 額定扭矩為：2703.3 減速器的設(shè)計3.3.1 確定減速器的結(jié)構(gòu) 根據(jù)傳動比為90，查機(jī)械設(shè)計手冊，選擇圓錐圓柱齒輪減速器。圖3.1減速器的結(jié)構(gòu)簡圖3.3.2 各級減速傳動比的確定查機(jī)械設(shè)計手冊表3.82減速器傳動比分配計算。圓錐圓柱齒輪減速器的三級減速中，查得=90時，=3.8，=6.3，則=3.76 式（3.28）3.3.3 各級減速齒輪基本參數(shù)確定1.第一

42、對齒輪的基本參數(shù)的確定1)確定材料對于小的圓錐齒輪選擇40mnb調(diào)質(zhì)，hb=268286對于大的圓錐齒輪選擇45鋼調(diào)質(zhì)，hb=241269查機(jī)械設(shè)計手冊圖3311b和圖3317得 =750 =280 =600 =2302) 按接觸疲勞強(qiáng)度計算查機(jī)械設(shè)計表347中接觸強(qiáng)度設(shè)計公式為： 式（3.29） =式中 取k=1.4 =0.3 = =3.8 =0.9=0.9600=540 3)主要尺寸的確定齒數(shù)：根據(jù)=187，取=31 則有=118模數(shù)：=, 查機(jī)械設(shè)計表510取m=6大端分度圓直徑：= =節(jié)錐角：= =90=90=外錐距：r=平均分度圓直徑：= 式（3.30） = =2.第二對齒輪的基本參

43、數(shù)的確定1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力。大小齒輪材料均選40cr滲碳淬火，硬度為4855hrc。由機(jī)械設(shè)計圖532c查的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=360，由機(jī)械設(shè)計圖532c查的接觸疲勞強(qiáng)度極限=1300.2)按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 式（3.31） (1)確定許用應(yīng)力 = 式中 = (重要傳動，取大些) 去壽命系數(shù)=1，則 =267 式（3.32）(2）計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 = 式（3.33） = = ()(3)選取載荷系數(shù)：因為是直齒輪傳動，且加工精度為6級，故k可大些，取k=1.4.(4)初步選定齒輪參數(shù)： =， =，=，=.(5)確定復(fù)合齒形系數(shù) 因為兩齒輪材料和熱處理相同，則相同，故設(shè)計時按小

44、齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)代入即可。由圖538查得=4.11.將上述參數(shù)代入，并取=0.4，得 式（3.34）= = 按表51區(qū)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=14mm，則中心距= 式（3.35）(6)計算幾何尺寸= =+=，取=3.第三對齒輪的基本參數(shù)的確定1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力。大小齒輪材料均選40cr滲碳淬火，硬度為4855hrc。由機(jī)械設(shè)計圖532c查的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=360，由機(jī)械設(shè)計圖532c查的接觸疲勞強(qiáng)度極限=1300. 2)按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 式（3.36）(1)確定許用應(yīng)力 = 式（3.37） 式中 = 2.7 (重要傳動，取大些) 取壽命系數(shù)=1，則 = 式（3.38）(2)計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 = 式（3.39） = = ()(3)選取載荷系數(shù)：因為是直齒輪傳動，且加工精度為6級，故k可大些，取k=1.4.(4)初步選定齒輪參數(shù)： =， =，=，=.(5)確定復(fù)合齒形系數(shù) 因為兩齒輪材料和熱處理相同，則相同，故設(shè)計時按小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)代入即可。由圖538查得=4.11.將上述參數(shù)代入，并取=0.4，得=18mm按表51區(qū)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=20mm，則中心距=(6)計算幾何尺寸= =+=，取=將上述數(shù)據(jù)歸納為下表：第一對齒輪第二對齒輪