拉矯機(jī)說明書

1、裝訂線安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計及其自動化 班 級 機(jī)械1042班 姓 名 高雷 學(xué) 號 101841076 指導(dǎo)教師 蘇葒 二一四年六月四日安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書課題名稱方坯連鑄機(jī)拉矯機(jī)的設(shè)計計算學(xué) 院安徽工業(yè)大學(xué)工商學(xué)院專業(yè)班級機(jī)械設(shè)計制造及其自動化姓 名高雷學(xué) 號101841076畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及要求:1.資料收集、整理2.方坯連鑄機(jī)總體設(shè)計及計算3.方坯連鑄機(jī)拉矯機(jī)性能參數(shù)計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計4.針對某些問題分析原因，提出改進(jìn)措施5.圖紙要求：拉矯機(jī)總裝圖2張，部裝圖2張，零件圖若

2、干。要求出圖量為 4張A1，其中手工繪制一張部裝圖 6.說明書正文1萬字以上7.外文資料的譯文不少于3000漢字指導(dǎo)教師簽字： 日期： 年 月 日 摘要連鑄即為連續(xù)鑄鋼的簡稱。在鋼鐵廠生產(chǎn)各類鋼鐵產(chǎn)品過程中，使用鋼水凝固成型有兩種方法：傳統(tǒng)的模鑄法和連續(xù)鑄鋼法。而在二十世紀(jì)五十年代在歐美國家出現(xiàn)的連鑄技術(shù)是一項把鋼水直接澆注成形的先進(jìn)技術(shù)，連鑄技術(shù)具有大幅提高金屬收得率和鑄坯質(zhì)量，節(jié)約能源等顯著優(yōu)勢。本文主要介紹了方坯連鑄機(jī)的優(yōu)越性以及發(fā)展?fàn)顩r，并對方坯連鑄拉矯設(shè)備的種類進(jìn)行了描述。本文主要的研究對象是方坯連鑄機(jī)拉矯機(jī)，如果要確定其工藝參數(shù)，必須要先確定方坯連鑄機(jī)在工作過程中的相關(guān)工藝參數(shù)，因

3、此本文首先研究了方坯連鑄機(jī)的相關(guān)工藝參數(shù)。在確定了方坯連鑄機(jī)的相關(guān)參數(shù)后，為接下來研究拉矯設(shè)備提供了許多理論依據(jù)。 對于方坯連鑄拉矯設(shè)備的研究主要是根據(jù)連鑄設(shè)備中的各部分所受的力以及拉矯機(jī)在工作過程中的力能參數(shù)，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，對主要的零部件進(jìn)行受力分析和強(qiáng)度計算校核，并針對原設(shè)備制造、維護(hù)方面的薄弱環(huán)節(jié)加以改進(jìn)。關(guān)鍵詞：連續(xù)鑄造 拉矯機(jī) 強(qiáng)度計算 校核 IABSTRACT Continuous casting and continuous casting is short.In the steel mills produce various kinds of steel products

4、during the solidification of molten steel molding using two methods:The traditional molding method and the continuous casting method.The continuous casting technology in the 1950s in the United States and Europe is the emergence of an advanced technology forming the direct casting of molten steel, m

5、etal casting technology has greatly improved yield and casting quality, energy conservation and other significant advantages.This paper describes the advantages and development of billet continuous casting machine, billet caster and pull kind of straightening devices are described.This is the main o

6、bject of study billet caster straightening machine, if you want to determine the process parameters, you must first determine the relevant process parameters billet caster in the work process, and therefore this paper studied the billet caster the relevant process parameters.In determining the param

7、eters of the billet caster, tension leveler equipment for the next study provides a theoretical basis for many. For the study billet caster pull straightening equipment is mainly based on the continuous casting equipment as well as various parts of the force in the work force straightening machine c

8、an process parameters,Its structural design,The main components of the stress analysis and strength calculation check, and for original equipment manufacturers and maintenance aspects to improve weaknesses. Keyword:Continuous casting Straightening machine Strength calculation Checking II目錄摘要IIABSTRA

9、CTIII第1章 緒論11.1 連續(xù)鑄鋼的優(yōu)越性11.2 國外連鑄的發(fā)展情況11.3 我國小方坯連鑄的發(fā)展情況21.4 小方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)工藝與主要設(shè)備描述3第2章 方案的確定52.1 方案一：剛性引錠桿用拉矯機(jī)52.1.1 二輥分別傳動自矯直式拉矯機(jī)52.1.2 集中傳動的三輥拉轎機(jī)62.1.3 集中傳動的五輥拉矯機(jī)62.2 方案二：撓性引錠桿用拉矯機(jī)72.2.1 上輥傳動組合式拉矯機(jī)72.2.2 整體機(jī)架上輥傳動五輥式拉矯機(jī)82.2.3 整體機(jī)架下輥傳動五輥式拉矯機(jī)92.2.4 下輥傳動的六輥式拉矯機(jī)92.3 確定方案102.4 原始數(shù)據(jù)11第3章 方坯連鑄機(jī)主要工藝參數(shù)的確定123.1 拉

10、速的確定123.2 冶金長度的計算123.3 連鑄機(jī)流數(shù)的確定123.3.1鋼包允許的最大澆注時間133.4 連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力計算133.5 弧形連鑄機(jī)弧形半徑的計算14第4章 拉矯機(jī)相關(guān)參數(shù)的計算154.1 小方坯連鑄機(jī)的拉坯阻力154.1.1 鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的摩擦阻力154.1.2 鑄坯通過二冷區(qū)的阻力154.1.3 計算推動鑄坯使之完成矯直功的力164.1.4 拉矯機(jī)各運(yùn)動部件的摩擦阻力174.2 裝引錠桿時拉矯機(jī)的阻力及功率194.2.1 引錠桿進(jìn)入結(jié)晶器時的阻力194.2.2 引錠桿在二冷區(qū)內(nèi)的阻力194.2.3 拉矯機(jī)各個運(yùn)動部件摩擦阻力194.3 電動機(jī)類型的選擇20第5章 二級

11、減速器設(shè)計215.1分配傳動比215.2 二級減速器蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計計算215.2.1 選擇蝸桿類型確定中心距215.2.2 基本參數(shù)的選擇215.2.3 幾何尺寸計算225.3減速器的維護(hù)與潤滑245.3.1 減速器的維護(hù)255.3.2 減速器的潤滑255.3.2.1潤滑要求255.3.2.2潤滑方式26第6章 驅(qū)動輥的設(shè)計校核276.1 求出軸上的功率P轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T276.2 按彎扭合成強(qiáng)度條件計算276.2.1 軸上受力分析276.2.2 求出各支承處的水平支反力和垂直反力276.2.3 作彎矩和扭矩圖306.2.4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度31第7章 軸承的校核33第8章 原設(shè)

12、備制造、維護(hù)方面的薄弱環(huán)節(jié)及改進(jìn)措施34總結(jié)35致謝36參考文獻(xiàn)37IV第1章 緒論1.1 連續(xù)鑄鋼的優(yōu)越性： 連鑄過程是在連續(xù)狀態(tài)下，鋼液釋放顯熱和潛熱，并逐漸凝固成一定形狀鑄坯的工藝過程。鋼在這種由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變過程中，體系內(nèi)存在有動量、熱量和質(zhì)量的傳輸過程，存在相變、外力和應(yīng)力引起的變形等過程，所有這些過程均十分復(fù)雜，往往耦合進(jìn)行或相互影響。與模一初軋開坯工藝相比，連鑄工藝具有如下優(yōu)點： 1)簡化了鑄坯生產(chǎn)的工藝流程，省去了模鑄工藝的脫模、整模、鋼錠均熱和開坯工序。流程基建投資可節(jié)省40，占地面積可減少30，操作費(fèi)用可節(jié)省40，耐火材料的消耗可減少15。  2)提高了金屬收得率

13、，集中表現(xiàn)在兩方面一是大幅度減少了鋼坯的切頭切尾損失；二是可生產(chǎn)出的鑄坯最接近最終產(chǎn)品形狀，省去了模鑄工藝的加熱開坯工序，減少金屬損失。總體講，連鑄造工藝相對模鑄工藝可提高金屬收得率約9。  3)降低了生產(chǎn)過程能耗，采用連鑄工藝，可省去鋼錠開坯均熱爐的燃動力消耗，可節(jié)省能耗1/41/2。 4）提高了生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動化水平，節(jié)省了勞動力，為提高勞動生產(chǎn)率創(chuàng)造了有利條件，并可進(jìn)行企業(yè)的現(xiàn)代化管理升級。1.2 國外連鑄的發(fā)展情況 1）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工廠生產(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)

14、環(huán)節(jié)發(fā)展水平的綜合體現(xiàn)。(1)目前國外的常規(guī)連鑄生產(chǎn)已趨成熟，連鑄機(jī)的作業(yè)率普遍大于80，大型板坯連鑄機(jī)連鑄約100200萬t鋼才漏鋼一次，已基本可生產(chǎn)無缺陷鑄坯(包括合金鋼)。而中國連鑄機(jī)生產(chǎn)穩(wěn)定性較差，事故相對較多，作業(yè)率還偏低，鑄坯質(zhì)量還有一定的差距。  2）近終形連鑄連軋技術(shù)在國外已產(chǎn)業(yè)化或加快產(chǎn)業(yè)化步伐。目前，國外已投產(chǎn)和在建中的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線約有50多套，薄帶連鑄已建多臺工業(yè)試驗機(jī)組，預(yù)計不久將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。而中國還處于起步階段。  3）國外高效連鑄技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。國外低碳板坯速普遍大于2m/min，最高可達(dá)3.0m/min；130mm×130mm

15、和150mm×150mm低碳方坯最大2 連鑄生產(chǎn)設(shè)備。  4）連鑄機(jī)的發(fā)展大致經(jīng)歷了立式立彎式弧形超低頭形水平等幾個階段。每次新機(jī)型的出現(xiàn)，說明了技術(shù)的進(jìn)步。但每種機(jī)型都各有其特點，有它的最適應(yīng)的范圍，還沒有一種機(jī)型完全取代其它機(jī)型的趨勢。目前，連鑄機(jī)除滿足產(chǎn)量要求外，從生產(chǎn)率、鑄坯品種質(zhì)量、鑄坯斷面、降低連鑄機(jī)高度、節(jié)省基建和設(shè)備投資等方面 綜合分析，以弧形連鑄機(jī)較為優(yōu)越，它是應(yīng)用的主要機(jī)型。但板坯連鑄機(jī)的總趨向是用直弧型替代弧型，以消除可減輕鑄坯內(nèi)弧側(cè)夾雜物積聚問題。據(jù)悉，日本NKK已將所有板坯連鑄機(jī)改為直弧型。  連鑄生產(chǎn)所用設(shè)備通?？煞譃橹黧w設(shè)備

16、和輔助設(shè)備兩大部分。主體設(shè)備主要包括：1）澆鑄設(shè)備一鋼包運(yùn)輸設(shè)備、中間包及中間包小車或旋轉(zhuǎn)臺；2）結(jié)晶器及其振動裝置；3）二次冷卻裝置(小方坯連鑄機(jī)、大方坯連鑄機(jī)和板坯連鑄機(jī)有很大差別)；4）拉坯矯直機(jī)設(shè)備一拉坯機(jī)、矯直機(jī)、引錠鏈、脫錠與引錠子鏈存放裝置；5）切割設(shè)備一火焰切割機(jī)與機(jī)械剪切機(jī)等。輔助設(shè)備主要包括：1）出坯及精整設(shè)備一輥道、推(拉)鋼機(jī)、翻鋼機(jī)、火焰清理機(jī)等；2）工藝設(shè)備一中間包烘烤裝置、吹氬裝置、脫氣裝置、保護(hù)渣供給與結(jié)晶器潤滑裝置等；3）自動控制與測量儀表一結(jié)晶器液面測量與顯示系統(tǒng)、過程控制計算機(jī)、測溫、測重、測長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。1.3 我國小方坯連鑄的發(fā)展情況 我國

17、是在煉鋼生產(chǎn)中研究、應(yīng)用連鑄技術(shù)較早的國家之一。20世紀(jì)50年代中期，當(dāng)連鑄技術(shù)在前蘇聯(lián)、英國、意大利、加拿大等國進(jìn)入工業(yè)性試驗階段時，我國即著手進(jìn)行試驗研究工作。 1956年我國在當(dāng)時的重工業(yè)部鋼鐵綜合研究所建成了直徑80的圓坯半連鑄試驗裝置。 1957年在上海鋼鐵公司中心試驗室建成一臺高架立式方坯連鑄機(jī)； 1958年在唐山鋼鐵廠建成了第一臺工業(yè)生產(chǎn)的立式連鑄機(jī)，同年在重慶第三鋼鐵廠建成投產(chǎn)一臺兩機(jī)兩流，配合30轉(zhuǎn)爐，澆鑄175×250矩形坯的立式連鑄機(jī)。 1960年在唐山鋼鐵廠建成一機(jī)一流，配合5轉(zhuǎn)爐澆鑄150×150小方坯的立式連鑄機(jī)。我國發(fā)展的連鑄機(jī)型大多為立式連鑄

18、機(jī)，生產(chǎn)效率低。因此，我國連鑄生產(chǎn)的發(fā)展極其緩慢，到1978年我國的鋼產(chǎn)量為3178萬，其中平爐鋼1127萬，占總產(chǎn)鋼量的35.46%，連鑄比僅為3.5%。為了改變我國連鑄生產(chǎn)發(fā)展的落后狀況，1974年，我國從原西德施羅德西馬克和德馬克公司引進(jìn)了3套弧形板坯連鑄機(jī)。 1980年，我國又與原西德曼內(nèi)斯曼德馬克公司簽訂了引進(jìn)小方坯連鑄設(shè)備及技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作制造合同，在國內(nèi)增建一批旨在澆鑄90×90，120×120及150×150供成品軋機(jī)一火成材使用的小方坯連鑄機(jī)。上述即是我國設(shè)備發(fā)展情況。 隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，我國小方坯連鑄生產(chǎn)技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。我國鋼產(chǎn)量呈直線

19、增加；連鑄機(jī)總臺數(shù)已由1979年的24臺增加到1995年的247臺，截止1995年底，我國已經(jīng)建成投產(chǎn)小方坯連鑄機(jī)近200臺，能力約為3000萬/年，1995年實際小方坯產(chǎn)量達(dá)2500萬以上。 現(xiàn)代化轉(zhuǎn)爐(電爐)二次冶金(精煉)連鑄三位一體技術(shù)的發(fā)展推動了我國工業(yè)迅速、穩(wěn)定的增長。對鋼鐵工業(yè)的節(jié)能降耗、提高成材率做出重大貢獻(xiàn)。1.4 小方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)工藝與主要設(shè)備描述圖1.1連鑄生產(chǎn)設(shè)備 如圖1是連續(xù)鑄鋼所用的生產(chǎn)設(shè)備，實際上是包括在連鑄作業(yè)線上的一整套機(jī)械設(shè)備，通?？煞譃橹黧w設(shè)備和輔助設(shè)備兩大部分，主體設(shè)備包括有：澆鑄設(shè)備-盛鋼桶運(yùn)載設(shè)備中間罐及中間罐小車或旋轉(zhuǎn)臺；結(jié)晶器及振動裝置，二次冷卻

20、支導(dǎo)裝置，如在弧形連鑄設(shè)備中采用結(jié)晶器時，需設(shè)頂彎裝置，拉坯矯直設(shè)備拉矯機(jī)、矯直機(jī)、引錠鏈、脫錠與引錠鏈存放裝置，切割設(shè)備火焰切割機(jī)與機(jī)械修剪機(jī)，擺布剪切機(jī)步進(jìn)式剪切機(jī)等），輔助設(shè)備有：出坯及精準(zhǔn)設(shè)備輥道，（拉）推鋼機(jī)、翻鋼機(jī)、火焰清理機(jī)等；工藝性設(shè)備中間罐烘烤裝置、吹氬裝置、脫氣裝置，保護(hù)渣供給與結(jié)晶器潤滑裝置等，自動控制與測量儀表結(jié)晶器液面測量與顯示系統(tǒng)、過程控制計算機(jī)、測量、測重、側(cè)長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。 在連續(xù)助攻的發(fā)展過程中，連續(xù)鑄鋼設(shè)備連鑄機(jī)先后出現(xiàn)了立式連鑄機(jī)，力彎式鑄鋼機(jī)（直弧形、全弧形、弧形多點矯直、超低頭型）水平式連鑄機(jī)，如圖2所示。圖2 各種形式連鑄機(jī)第2章 方案的確

21、定 2.1 方案一：剛性引錠桿用拉矯機(jī)剛性引錠桿用拉矯機(jī)最大特點是必須有脫引錠頭功能，因為剛性引錠桿不可能通過切割機(jī)。由于矯直輥要抬起脫引錠頭，則其下輥就沒有拉坯功能，所以一般不設(shè)后輥，而拉坯只能靠前面一對輥，必須上下輥都是主動輥。此類拉矯機(jī)也可用于撓性引錠桿連鑄饑。2.1.1 二輥分別傳動自矯直式拉矯機(jī) 二輥分別傳自矯直式拉矯機(jī)是典型的剛性引錠桿用拉矯機(jī)。如圖2.21前面一對拉輥(1、2)自帶一套傳動裝置，包括直流電動機(jī)、制動器、減速機(jī)等由于位置所限，上輥直立安裝，下輥水平安裝，采用液壓缸壓下，中下輥不傳動輥6只起脫引錠頭作用， 般工作中均呈抬起狀態(tài)。鑄坯在脫引錠頭后被上輥壓下，在切割前因鑄

22、坯自重得到矯直。 圖2.2-1二輥分別傳動自矯直式拉矯機(jī) 1一傳動下拉輥；2一傳動上拉輥；3壓下液壓缸；4一機(jī)架； 5脫引錠壓下缸；6一脫引錠桿輥；7中下輥。2.1.2 集中傳動的三輥拉轎機(jī) 這種拉矯譏結(jié)構(gòu)如圖2.22集中傳動裝置安裝在上部平臺上，由直流電動機(jī)1、制動器、雙出軸減速機(jī)2組成，由此傳出兩支從動軸，連接通往上、下拉輥6、7的萬向聯(lián)軸器3。兩拉輥軸裝有蝸輪減速機(jī)，其蝸桿軸與萬向聯(lián)袖器相接，上拉輥6與脫引錠頭輥8的支架上均裝有壓下液壓缸1、5，其中液壓缸5行程大，以便脫去引錠頭，拉輥裝在弧形切點上。遠(yuǎn)距離安裝的集中傳動裝置，有改善環(huán)境條件的優(yōu)點。由于采用剛性引錠桿，安裝集個傳動裝置的平

23、臺同時也是引錠扦放平時操作引錠仟頭部的工作平臺。 圖2.22 集中傳動三輥拉矯機(jī) 1一直流電動機(jī)；2雙出軸減速器；3萬向接軸；4、5 壓下液壓缸；6上拉輥; 7下拉輥; 8-脫引錠頭輥；9-機(jī)架。 2.1.3 集中傳動的五輥拉矯機(jī) 如圖2.2-3裝置安裝在機(jī)架6旁，由帶冷卻風(fēng)機(jī)的直流電動機(jī)3傳動的三傳動軸減速機(jī)2組成，通過萬向聯(lián)軸器傳動前部上、下拉輥4、5并通過聯(lián)軸器傳動脫引錠頭輥1下面的下輥，上拉輥4的壓下是通過氣缸8及杠桿系統(tǒng)實現(xiàn)氣缸9是用于脫引錠頭的。該譏還設(shè)有中下輥7(無傳動)。拉坯輥裝在鑄機(jī)弧形的切點上，傳動輥軸端均裝有蝸輪減速機(jī)，這種設(shè)計減小了主減速機(jī)的尺寸，同時也可以減小傳動軸的

24、尺寸。 圖2.23 集中傳動五輥主動的拉矯饑 1一托引定投輥；2一集中減速機(jī)；3直流電動機(jī)；4上拉坯輥； 5一下拉坯輥；6一機(jī)架；7一中下輥；8、9壓下氣缸 2.2 方案二：撓性引錠桿用拉矯機(jī)2.2.1 上輥傳動組合式拉矯機(jī)這種型式的拉矯機(jī)是我國八十年代引進(jìn)，廣泛應(yīng)用的一種機(jī)型，如圖2.1-1共五輥，兩上輥傳動，前、后兩機(jī)架為標(biāo)準(zhǔn)型式，結(jié)構(gòu)均相同，優(yōu)點是制造方便，備件簡單這臺拉矯機(jī)開發(fā)了我國小方坯拉矯機(jī)設(shè)計思路，如用鏈條傳動拉輥，采用氣功壓下，第一對輥布置在連鑄機(jī)基本弧切點上。該機(jī)缺點是氣缸和電機(jī)防護(hù)較差。但維護(hù)好仍能正常工作，國內(nèi)仍有不少企業(yè)使用這種機(jī)型，也不乏使用較好的事例。圖2.1l 上

25、輥傳動組合式拉矯機(jī)1一立式直流電動機(jī)；2聯(lián)軸器；3一齒輪箱；4一傳動鏈； 5上輥；6一下輥；7；8一底座。2.2.2 整體機(jī)架上輥傳動五輥式拉矯機(jī) 采用上輥傳動，拉坯輥布置在鑄機(jī)弧形切點上，采用臥式直流電動機(jī)，如圖2.1-2整個傳動裝置采用隔熱裝置保護(hù)上輥是通過鏈條傳動。每個上輥設(shè)二個壓下氣缸，安裝在拉矯機(jī)下部并有水冷罩防護(hù)。其特點是采用整體機(jī)架，檢修時只需更換輥子及傳動裝即可。 圖2.1- 2 整體機(jī)架五輥式拉矯機(jī) 1傳動裝置；2一上輥；3壓下氣缸4一下輥，5一機(jī)架。2.2.3 整體機(jī)架下輥傳動五輥式拉矯機(jī) 該拉矯機(jī)采用整體機(jī)架，拉坯輥布置在鑄機(jī)弧形切點上，如圖2.1-3，上輥均不傳動，只起

26、壓緊和矯直作用，每個上輥均有二個壓下氣缸(1、4)。該機(jī)特點是采用集中傳動，傳動裝置通過萬向聯(lián)軸器從鑄機(jī)的兩側(cè)遠(yuǎn)距離傳入，再通過鏈條帶動下拉輥5。傳動軸有兩個位置，表示在多流連鑄時傳動裝青可以錯開布置，而后面下輥9是通過鏈條與前下輥5聯(lián)結(jié)。這種下輥傳動的拉矯機(jī)值得注意的問題是：下輥拖動鑄坯是靠上輥壓下力才產(chǎn)生驅(qū)動鑄坯的摩擦力，因而在矯直輥下面的下輥，只有在矯直輥克服鑄坯的矯直反力后，才能產(chǎn)生驅(qū)動鑄坯的摩擦力。所以氣缸壓在上輥的力要比上輥傳動的拉矯機(jī)更大一些。 下輥傳動的拉矯機(jī)優(yōu)點是：需要升降移動的上輥簡化了；固定的下輥安裝傳動裝置也較方便，有利于采用集中傳動；傳動裝置距熱源較遠(yuǎn)，壽命長，維護(hù)方

27、便。2.2.4 下輥傳動的六輥式拉矯機(jī) 該機(jī)采用了三對輥，如圖2.14第一對拉輥設(shè)在鑄機(jī)基準(zhǔn)弧內(nèi)，第二對輥布置在切點上，三個上輥均有壓下裝置，采用液壓缸壓下。側(cè)面遠(yuǎn)距離集中傳動，通過萬向聯(lián)軸器鏈條、傳至機(jī)架后，再通過圓錐齒輪箱和聯(lián)軸器帶動三個下輥的蝸輪箱。三個下輥均為主動輥，克服了矯直力抵消壓下力造成拉坯力不足的現(xiàn)象。 圖2.1- 3 下輥傳動五輥拉矯機(jī) 1后壓下氣缸；2矯直輥；3拉坯輥；4壓下氣缸；5一拉坯輥 6鏈傳動；7一機(jī)架；8一中下輥；9一傳動下輥。圖2.1-4下輥傳動六根式拉矯機(jī)1一弧內(nèi)上輥；2下輥；3切點上輥 ；4切點下輥5一蝸輪箱；6 壓下拉桿 集中傳動裝置的優(yōu)點是幾個傳動輥機(jī)械

28、同步，簡化了電控系統(tǒng)，每組輥構(gòu)件皆相同，制造和維護(hù)方便。2.3 確定方案：經(jīng)比較最終選用方案二中的整體機(jī)架五輥拉矯機(jī)。圖2.4-1 五輥拉矯機(jī)1減速器；2一電動機(jī)；3一上輥架；4機(jī)架；5一水冷隧道； 6自由輥；7防護(hù)罩；8一傳動輥；9 脫錠油缸；10壓下油缸 拉矯機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2.41所示 這種拉矯機(jī)的型式為整體機(jī)架五輥拉矯機(jī)。這是近年來在總結(jié)以往小方坯連鑄機(jī)在設(shè)計、制造、使用中的成功經(jīng)驗，以及所暴露出的問題的基礎(chǔ)上設(shè)計制造出的一種新型拉矯機(jī)。在國內(nèi)一些引進(jìn)及國產(chǎn)的方坯連鑄機(jī)中，都有成功的使用經(jīng)驗。整體機(jī)架五輥拉矯機(jī)與傳統(tǒng)的方壞拉矯機(jī)相比，具有以下特點：1）采用兩點矯直技術(shù)，提高濤坯的質(zhì)量；2）

29、在整個拉矯機(jī)區(qū)域內(nèi)。設(shè)置水冷隧道，使鑄坯在隧道內(nèi)運(yùn)行，提高了對鑄坯輻射熱的防護(hù)能力；3）設(shè)置三個傳動輥(兩個上輥，一個下輥) ，具有足夠的拉還能力。同時，通過增減傳動輥的數(shù)目(最多可有四個傳動輥)，拉矯機(jī)可以適用于90×90毫米至280×300毫米各種斷面的鑄坯；4）傳動電動機(jī)采用近年來通常使用的交流變頻調(diào)速電動機(jī)，簡化了電控系統(tǒng)的維修工作；5）可用于使用撓件引錠桿的連鑄機(jī)，還可用于使用剛性引錠桿的連鑄機(jī)；6）結(jié)構(gòu)緊湊，適用于流間距1000毫米的多流方坯連鑄機(jī)；7）所有部件都安裝在個機(jī)架上，可以方便的整體更換，；離線檢修，提高拉矯機(jī)的作業(yè)率及維修性能。2.4 原始數(shù)據(jù)：連鑄

30、機(jī)半徑R8m 鑄坯斷面180mm×180mm第3章 方坯連鑄機(jī)主要工藝參數(shù)的確定3.1 拉速的確定連鑄機(jī)的拉速的確定主要取決于以下幾個原則： 選取連鑄機(jī)的拉速必須在所澆鋼種的允許范圍之內(nèi)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。 以滿足鋼種產(chǎn)量的要求為前提，選取的拉速考慮和冶煉設(shè)備的生產(chǎn)周期匹配。 連鑄機(jī)拉速要考慮鑄坯斷面尺寸、弧形半徑、冶金長度和鑄機(jī)結(jié)構(gòu)特性等因素。理論拉速：理論上所能達(dá)到的最大拉速。按照結(jié)晶器出口處鑄坯最小坯殼厚度計算，根據(jù)本設(shè)計的鋼種鑄坯斷面尺寸最小坯殼厚度選取為10mm。結(jié)晶器出口處最小坯殼厚度： （1-1）式中：Km-結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固系數(shù)mm/min1/2;取20； Lm-結(jié)晶器有效

31、長度m,0.85; 計算得出：Vmax3.4 mmin 工作拉速根據(jù)經(jīng)驗為理論拉速的85，確定工作拉速為2.8mmin。3.2 冶金長度的計算冶金長度為連鑄機(jī)的機(jī)身長度，指從結(jié)晶器鋼液面到拉矯機(jī)最后一對輥子中心線的長度。 （1-2） 式中 ： L鑄機(jī)的冶金長度，m 最大的設(shè)計鑄坯厚度，mm 最大的設(shè)計拉坯速度，mmin K綜合凝固系數(shù)， 取30計算出冶金長度L=25.71m 3.3 連鑄機(jī)流數(shù)的確定連鑄機(jī)流數(shù)計算公式： （1-3） 式中 G-鋼包容量，t,140t; t-鋼包澆注時間min,一般t，t取32min; F-鑄坯斷面面積,0.0324; V-此斷面下的工作拉速，m/min,2.8m

32、/min; -鑄坯密度，7.8t/.本設(shè)計中N取73.3.1鋼包允許的最大澆注時間 （1-4） 式中：-鋼包最大允許澆注時間，min G-鋼包的容量，140t f-鑄坯質(zhì)量系數(shù)，其值為10-15，取113.4 連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力計算1.連鑄機(jī)作業(yè)率:連鑄機(jī)作業(yè)率取86.7%。2.每爐鋼水量G:連鑄用鋼水量平均按每爐140t3.鑄坯收得率A:據(jù)連鑄設(shè)計技術(shù)規(guī)格書中經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可知鑄坯收得率為98.3%。4連澆爐數(shù)Cn:連澆爐數(shù)與轉(zhuǎn)爐及連鑄的配合有關(guān)，同時與爐子的容量有關(guān)，同時與爐子的容量大小，澆注時間長短，耐火材料質(zhì)量也是有密切關(guān)系的。本次設(shè)計取Cn=4爐。1) 每爐鋼澆注時間 min （1-5） 式

33、中 n-鑄機(jī)流數(shù)，n=7; V-拉坯速度，m/min,2.8m/min; r-鑄坯密度，7.8t/; 0.9-考慮鑄坯頭部和尾部拉坯速度增加和減少及富余能力的系數(shù)； S-鑄坯平均斷面，,0.0324; G-轉(zhuǎn)爐平均出鋼量，140t。2) 準(zhǔn)備時間:準(zhǔn)備時間為43min,其中鑄坯拉出時間為13min,從裝引錠桿到引錠頭密封完畢可以澆鋼為止所經(jīng)歷時間為30min。3) 連鑄機(jī)年生產(chǎn)能力Q 連鑄機(jī)年生產(chǎn)能力Q為: 萬噸 （1-6） 式中 Q-連鑄機(jī)生產(chǎn)能力，t/a; -連鑄機(jī)作業(yè)率，86.7%; G-每爐鋼水量，t/爐,140t; A-鑄坯收得率，%，98.3%; C-連澆爐數(shù)，爐/次，4爐； -連

34、澆時平均澆注周期， min次 28min/次； T-連鑄機(jī)準(zhǔn)備時間，min,43分鐘。3.5 弧形連鑄機(jī)弧形半徑的計算 連鑄機(jī)鑄坯外弧的曲率半徑(m)。依據(jù)下列三個因素確定：按鑄坯進(jìn)入拉矯機(jī)以前全部凝固完畢的條件確定；按鑄坯在矯直時所允許的表面延伸率確定；按弧形結(jié)晶器的最小允許半徑確定。鑄坯的形變?nèi)鐖D3.1所示?；⌒伟霃降拇_定：按經(jīng)驗公式計算： 連鑄機(jī)圓弧半徑R=KD 其中K為系數(shù)，方坯連鑄機(jī)取3040，碳素鋼取下限，特殊鋼取上限。D為鑄坯厚度m,D取0.180m。R要在算出后，考慮已投產(chǎn)的連鑄機(jī)的經(jīng)驗參數(shù)，綜合考慮確定.R=(3040)D=30×0.1840×0.18=5

35、.47.2 取R=6m 圖3.1鑄坯的形變第4章 拉矯機(jī)相關(guān)參數(shù)的計算4.1 小方坯連鑄機(jī)的拉坯阻力 小方坯連鑄機(jī)的拉坯阻力包括：鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的摩擦阻力F1，鑄坯通過二冷區(qū)時的阻力F2，推動鑄坯使之完成矯直功的推力3，及拉矯機(jī)各運(yùn)動部件的摩擦力F4，分別計算如下:4.1.1鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的摩擦阻力 鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)的阻力包括鑄坯與結(jié)晶器壁的粘接力和鑄坯運(yùn)動的摩擦力。這項阻力與結(jié)晶器的錐度、制造安裝的精度、結(jié)晶器的運(yùn)行情況及振動方式有關(guān)，由于影響因素較多，很難精確計算，設(shè)計時，一般只用經(jīng)驗公式計算鑄坯在結(jié)晶器中運(yùn)動的摩擦阻力，并采用較大的摩擦系數(shù)用于補(bǔ)償其他阻力的存在，此阻力參照實測數(shù)據(jù)決定。查

36、連鑄手冊取F1=6500N4.1.2 鑄坯通過二冷區(qū)的阻力圖4.1為拉坯矯直時的受力分析圖：如圖4.1，小方坯在二冷區(qū)的阻力包括：鑄坯與導(dǎo)向裝置的摩擦力及鑄坯自重引起的下滑力。圖4.1 拉坯矯直時的受力分析圖從鑄機(jī)的弧線部分區(qū)一小段單元鑄坯，其位置角為，包角為，重量為 （2-1）式中：A-鑄坯斷面積；0.0324 R-鑄機(jī)外弧半徑；R=6m -鋼液比重；取=0.07N/.把力q分解為徑向力及切向力，得 cos （22） sin （23）徑向力對導(dǎo)向裝置的摩擦力為: cos （25）-鑄坯在導(dǎo)向裝置中的摩擦系數(shù)，由于小方坯連鑄機(jī)的導(dǎo)向裝置比較簡陋，有的輥子甚至不轉(zhuǎn)所以 =0.3鑄坯在二冷區(qū)內(nèi)的阻

37、力為： （2-6）因為<1 ，所以是負(fù)值，即鑄坯還能向下滑動。已知鑄機(jī)外弧半徑R=6m， B=H=180mm =0.3 A=BH 所以代入數(shù)據(jù)計算得=-9526N4.1.3 計算推動鑄坯使之完成矯直功的力F3：被矯直的小方坯處于完全凝固 的彈塑性狀態(tài)。其矯直力矩為： （2-7）式中：-鑄坯在高溫狀態(tài)下的屈服極限； -鑄坯邊長推動鑄坯進(jìn)行矯直的轉(zhuǎn)矩，等于推力F3對圓弧中心點的轉(zhuǎn)矩，此轉(zhuǎn)矩等于鑄坯的矯直力矩，即： （2-8） 則 （2-9）查連鑄手冊取材料為45鋼在1000攝氏度情況下=35N/鑄機(jī)外圓弧半徑R=6m,鑄坯邊長h=180mm所以帶入數(shù)據(jù)計算得 F3=8506N4.1.4 拉矯

38、機(jī)各運(yùn)動部件的摩擦阻力計算拉矯機(jī)各運(yùn)動部什的摩擦阻力,如圖31所示的五輥拉矯機(jī)，假定拉坯力由A D兩輥承擔(dān)，矯直力由A B及C三輥承擔(dān),且A D兩輥承擔(dān)的拉坯力為：由上而求得的 F1=6500N =-9526N F3=8506N代入公式計算得=5480每個拉輥應(yīng)有的拉力為： （2-10）式中 -拉輥與鑄坯間的摩擦系數(shù)，取=03所以N由A B C三輥矯盲鑄坯時，A及C輥的壓力為： （2-11）已知鑄坯邊長A=180mm，45鋼在1000情況=35N。所以代入數(shù)據(jù)計算得：42525NB輥的壓力為：E輥在理論上不承受壓力。由上列各種壓力產(chǎn)生的總摩擦力為： （2-12）式中：-輥子直徑； d-軸頸直徑

39、； -鑄坯與輥子間滾動摩擦系數(shù)，取=3mm -輥子軸承的摩擦系數(shù)，滾動軸承，則=0.005上面求得：N ,42525N , 又已知輥子直徑=350mm,軸頸直徑d=120mm所以代入數(shù)據(jù)計算得 =2986.3N連鑄機(jī)拉熱坯時的拉坯總阻力為上述各個阻力之和，即上面求得 F1=6500N =-9526N F3=8506N =2986.3N帶入數(shù)據(jù)得 8010.3N拉熱坯時計算的驅(qū)動電機(jī)功率為： (KW) （213）式中： -拉坯速度(ms) -拉矯機(jī)傳動總效率。已上求得=8010.3N 又已知拉矯機(jī)拉坯速度=2.8m/min , 所以代入數(shù)據(jù)得 KW =1.06KW式中 - 考慮電壓不穩(wěn)定，國產(chǎn)電

40、機(jī)質(zhì)量不穩(wěn)定，以 及 工 作 環(huán) 境 等 因 素 ； 取 =24.2 裝引錠桿時拉矯機(jī)的阻力及功率 小方坯連鑄機(jī)一般都是從下往上裝引錠桿，此時引錠桿在二冷區(qū)的阻力和引錠桿的下滑力都是向下的?？捎蒙鲜龅挠嬎惴椒▉碛嬎阊b引錠桿的阻力及功率，其計算方法是：4.2.1 引錠桿進(jìn)入結(jié)晶器時的阻力 因為引錠頭與結(jié)品器之間有較大的間隙，所以引錠桿進(jìn)入結(jié)吊器時的阻力可忽略。4.2.2 引錠桿在二冷區(qū)內(nèi)的阻力引錠桿在二冷區(qū)內(nèi)的阻力為： （214）式中： -引錠桿的斷而積()； -引錠桿的比重，取=0 .0785(N) -引錠桿在二冷區(qū)的摩擦系數(shù)，取=0.3已知=180mm x185mm，鑄機(jī)外弧半徑R=6m所以

41、代入數(shù)據(jù)得 =20389.59N4.2.3 拉矯機(jī)各個運(yùn)動部件摩擦阻力 拉矯機(jī)各個運(yùn)動部件摩擦阻力的計算方法和前面的一樣。N所以 7689.8N裝引錠桿時的總阻力為：代入數(shù)據(jù)計算可得 =28079N裝引錠桿所需驅(qū)動功率為=式中： -裝引錠桿的速度(m/min)已知裝引錠桿的速度=6m/min，由求得=28079N所以計算得 4.01，2×式中 - 考慮電壓不穩(wěn)定，國產(chǎn)電機(jī)質(zhì)量不穩(wěn)定，以 及 工 作 環(huán) 境 等 因 素 ； 取 =2所以計算得8.02kw比較和,<,故取其中的較大者作為靜功率來選用電動機(jī)。4.3 電動機(jī)類型的選擇 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定的。在確定

42、電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速時，必須考慮機(jī)械減速機(jī)的傳動比值，兩者相互配合，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)全而比較才能確定。通常電動機(jī)轉(zhuǎn)速不低與500r/min，因為當(dāng)功率一定時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速愈低，則其尺寸愈大，價格愈貴，而且效率也較低，如選用高速電動機(jī)，勢必加大機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的傳動比，致使機(jī)械傳動部分復(fù)雜起來。對于冶金機(jī)械，工作速度較低，經(jīng)常處于頻繁地正反轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)，為縮短正反轉(zhuǎn)過渡時間，提高生產(chǎn)效率，降低消耗并減少噪聲節(jié)省投瓷，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牡退匐妱訖C(jī)，為防止裝引錠桿時的推力不足和防止漏鋼現(xiàn)象，結(jié)合其工作環(huán)境上綜合考慮，故選用應(yīng)用于冶金機(jī)械的變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)Y180L-8，額定功率是11kw,同步轉(zhuǎn)速是750r/mi

43、n。第5章 二級減速器設(shè)計5.1分配傳動比已知拉坯速度= 3.4mmin，輥子直徑D= 350mm電動機(jī)轉(zhuǎn)速，則得i=242。考慮到拉矯機(jī)的實際情況及現(xiàn)場安裝等問題，故一級減速器用行星齒輪減速器，二級用蝸輪蝸桿減速器，且,。5.2 二級減速器蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計計算5.2.1選擇蝸桿類型確定中心距 考慮到上作環(huán)境及其他問題，選用TOP型蝸桿傳動，其承載能力計算： 根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊第3卷，當(dāng)傳動符合圖14-4-17和圖14-4-18之條件時，蝸桿傳遞的功率: 當(dāng)傳動為其他條件時，蝸桿軸的計算功率: （51）式中 分別為傳動類型系數(shù)，工作情況系數(shù)，加工質(zhì)量系數(shù)和蝸輪材料系數(shù)，查表14-4-30知：

44、TOP型蝸桿 =1.0晝夜連續(xù)平穩(wěn)上作 =1.0 7級精度 =1.0 選擇材料，蝸輪， 則 代入數(shù)據(jù)計算得查環(huán)而蝸桿許用功率線圖144-17得中心距a=200mm5.2.2 基本參數(shù)的選擇 蝸桿頭數(shù) 蝸輪齒數(shù) 而i =20則40 蝸桿分度圓直徑按表14 -4 -22知=0.36a=72mm取=70mm。5.2.3幾何尺寸計算 蝸輪分度圓直徑 代入數(shù)據(jù)得 蝸輪端面模數(shù) 代入數(shù)據(jù)得 徑向間隙 代入數(shù)據(jù)得 齒頂高 代入數(shù)據(jù)得 齒根高 代入數(shù)據(jù)得蝸桿喉部根圓直徑，代入數(shù)據(jù)得校驗：當(dāng)時， L為蝸桿兩端支承間距離代入數(shù)據(jù)得51. 56mm已知55. 15mm51. 56mm故可用蝸桿齒頂圓直徑 （52） 代入數(shù)據(jù)得蝸桿齒頂圓弧半徑 （53）a= 200 mm， 81.55 mm 代入數(shù)據(jù)得159.225mm蝸桿齒根圓弧半徑 （54） a= 200 mm d，=55.15mm 代入數(shù)據(jù)得蝸輪齒頂圓直徑 （56） 代入數(shù)據(jù)得蝸輪齒根圓直徑 （57） 代入數(shù)據(jù)得蝸桿喉部螺旋導(dǎo)程角 （58） 代入數(shù)據(jù)得 齒距角 （59） 代入數(shù)據(jù)得。成形圓直徑 括號內(nèi)取