机械毕业设计(论文)180方坯结晶器振动装置设计【全套图纸】.doc
《机械毕业设计(论文)180方坯结晶器振动装置设计【全套图纸】.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械毕业设计(论文)180方坯结晶器振动装置设计【全套图纸】.doc(52页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、本科生毕业设计说明书题 目 : 180方坯结晶器振动装置设计姓 名 : 学 号 : 0608138133专 业 : 机械设计制造及其自动化班 级 : 机械06-3班指导教师: AbstractMold vibration device is one of the key equipment of continous casting machine ,and it is main role is to make the lubrication of the inner wall of the mold well ,reducing friction to prevent the bond of
2、the molten steel and the inner wall, and also to improve the quality of the surface of the slab .when a bond , the vibration can force to Stripping and eliminate bond .Vibration produces the vibration which the mold needs , so any vibration mechanism must meet two basic conditions:First ,the mold mu
3、st accurately follow the trachs of vibration .Second ,the mold vibrate according to a certain motion law . The way that mold achieves are trajectory:guideway 、differential-tape 、double rocher type、four eccentic type and hydraulic vibration mechanism ,and so on .the main vibration includes synchronou
4、s vibration,thenegative slippage vibration,sine vibration ,non-sinusoidal vibration and so on . Four-bar linkage of short arm is by choosing the appropriate size of the two rocher ,making a certain instantaneous motion around the radius of curvature achieve the arc movement .Rocher length of the two
5、 choices must be met equal to the length of the two rocker;the extension line of two rockers through the curvature centre .The description mainly about the design of the four-bar linkage of short arm ,as follows: Introduction ,development ,motion forms and motion law of continuous casting vibration
6、mechanism ; Determining the design scheme ; Determining process parameters; The motion analysis of vibration mechanism and the motors choice ; Error analysis of mold ;Keywords continuous casting vibration mechanism four-bar linkage of short arm curvature center arc movement 摘要结晶器振动装置是连铸机的重要设备之一,其主要作
7、用是使风壁获得良好的润滑条件,减少磨擦力,防止钢水与内壁的粘结,同时还可以改善铸坯的表面质量。而且当发生粘结时,振动能强制脱模,消除粘结。振动机构是使结晶器产生所需要的振动,因此任何振动机构都必须满足两个基本条件:第一,使结晶器准确地沿着一定的轨迹振动。第二,使结晶器按着一定的规律振动。 结晶器实现弧形运动轨迹的方式有:导轨式、长臂式、差动式、双摇杆式、四偏心式、以及液压振动机构等等。振动规律主要包括同步式振动,负滑脱振动,正弦振动,非正弦振动等等。短臂四连杆机构是通过选择适当尺寸的两个摇杆,使其在某一瞬间时的运动是绕曲率半径中心的圆弧线运动。其中两摇杆长度的选择必须满足两摇杆的长度相等;两摇
8、杆的延长线通过曲率中心。本说明书要是对短臂四连杆机构进行了设计,其内容如下: 连铸振动机构的简介、发展、运动形式和运动规律; 设计方案的确定; 工艺参数的确定; 振动机构的运动分析和电动机的选择; 结晶器的误差分析;关键词 连铸 振动机构 短臂四连杆 曲率中心 圆弧运动 Abstract2摘要3第一章 绪论61.1 现代连铸技术的发展方向61.2 连铸机结晶器振动技术71.2.1 结晶器介绍71.2.2 结晶器振动技术的发展历史91.2.3 结晶器振动工艺参数分析121.2.4 结晶器振动技术的发展131.2.5 结晶器振动技术141.2.6 结晶器振动和润滑的关系16第二章 设计部分192.
9、1 方案的确定192.1.1 方案的分析比较与确定192.1.2 振动方式的分析与确定202.1.3 结晶器振动机构组成212.1.4 短臂四连杆结晶器振动原理222.2 参数的确定232.2.1 基本设计参数232.2.2 结晶器正弦振动的基本规律232.2.3 相关工艺参数242.2.4 振动参数的确定252.3 振动频率和振幅的计算262.4 结晶器振动机构运动学分析292.4.1 结晶器振动位移分析292.4.2 结晶器振动机构速度与加速度分析302.4.3 结论312.5 电动机的选择和减速器的设计322.6 联轴器的选择362.7 偏心轴的设计372.8 四连杆的设计382.9 结
10、晶器振动机构的振动误差分析412.9.1 四连杆振动机构误差分析模型的建立412.9.2 误差计算公式412.9.4 目标函数对弧线误差的影响46第三章 结晶器振动机构的润滑与安装维修473.1 结晶器的润滑473.2 振动机构的安装维修47第四章 经济价值分析494.1 连铸的经济效益494.2 方坯连铸的投资和经济效益49参考文献52 第一章 绪论1.1 现代连铸技术的发展方向在生产能力方面: 随着电磁组合结晶器、非正弦振动、轻压下、凝固动态控制技术的工业化, 板坯连铸机产量达到200 万吨/流年, 方坯连铸机产量达到40 万吨/流年, 形成单台铸机对单台连轧机的生产流程.在品种结构方面:
11、 随着电磁技术及凝固控制技术的应用, 连铸品种将有望实现品种的100%, 而且实现组织控制、内部及表面质量控制, 达到全无缺陷坯高效生产. 在电磁连铸方面: 随着超导技术的发展, 用于浇注钢的电磁约束结晶器、电磁激震装置的工业化将成为可能, 在此基础上, 将有望开发无模、无振动、断面形状可任意组合的连铸机.连续铸钢是把液态钢用连铸机浇注、冷凝、切割而直接得到铸坯的工艺。自十九世纪中期H.Bessemer 提出这种连续浇注的设想以来,由于其工艺特点同传统模铸相比具有很多的优越性,因而在短短的一百年的时间里获得了令人瞩目的发展。从上个世纪50年代连铸技术应用于钢铁工业以来,经过30年的发展,到了上
12、个世纪80年代,连铸技术已经进入了完全成熟的时代,新世纪以来,钢铁工业面临一系列挑战,包括符合环境保护要求的排放物,节能和改善操作者劳动条件的迫切要求,材料性能方面受到其它材料的竞争,在生产效率方面受到投资和成本限限制等。为了适应市场的变化而形成了新世纪连铸技术发展的最新方向,主要包括三个方面,即近终形浇铸、高质量钢浇铸和高效连铸,三个课题之间相互关联,在发展进程中逐渐发展为优质,高效和经济三者兼顾的生产技术体系.近终型浇铸是当代世界钢铁技术的一次大变革,是当前具有强竞争力的短流程钢厂采用的主要工艺,力求浇铸尽可能接近最终产品的铸坯,以便使进一步减少中间加工工序,节省能源,减少贮存和缩短空间.
13、其与传统工艺相比,流程短,效率高,建设投资小,生产成品低,受到世界钢铁界的高度重视.另一个课题,即连铸高质量钢,主要包括铸坯的清洁性、表面质量和内部质量保证,以满足产品对质量不断提高的要求,同时也有效地减少了成型加工过程,这是连铸技术向高水平发展的标志.高效连铸技术,就是连铸机实现高拉速、高作业率、高连浇炉数及低拉漏率,生产高温无表面缺陷的连铸坯技术主。其中以高拉速连铸的主要技术为主导和重点,因此许多相关技术都围绕展开,如高效结晶器技术,高质量保护渣技术,铸坯连续矫直技术以及结晶器振动方式研究等。而结晶器振动的完善是其中最主要的技术措施之一,实践证明结晶器振动方式以及振动参数对于提高拉速、改善
14、铸坯表面有重要影响。二十一世纪, 钢铁工业正朝着环境友好、资源循环、性能极限、高效生产方向发展, 其核心推动力来自钢铁行业技术的创新和集成, 即: 连续、紧凑、快节奏的高效生产工艺技术; 高洁净、高强度、高性能、长寿命的材料设计与加工技术以及高效能源转换与资源利用技术. 不断提高生产效率、改善产品品质、节能降耗的连铸本质特征将继续促进钢铁生产朝着更加低耗、优质、高效、清洁生产的方向优化. 连铸仍然是当今最活跃、最具战略影响力的钢铁科技创新点. 连铸过程中,结晶器和坯壳间的相互作用影响着坯壳的生长和脱膜,其控制因素是结晶器的振动和润滑。连铸在采用固定结晶器浇注时,铸坯直接从结晶器向下拉出,由于缺
15、乏润滑,易与结晶器发生粘结,从而导致出现拉不动或者拉漏事故,很难进行浇注。结晶器振动对于改善铸坯和结晶器界面间的润滑是非常有效的,振动结晶器的发明引进,工业上大规模应用连铸技术才得以实现。可以说,结晶器振动是浇注成功的先决条件,是连铸发展的一个重要里程碑。本文将要重点对结晶器的振动问题进行研究。1.2 连铸机结晶器振动技术1.2.1 结晶器介绍结晶器是用于结晶操作的设备。结晶器的类型很多,按溶液获得过饱和状态的方法可分蒸发结晶器和冷却结晶器;按流动方式可分母液循环结晶器和晶浆(即母液和晶体的混合物)循环结晶器;按操作方式可分连续结晶器和间歇结晶器。常用的结晶器有: 结晶槽,一种槽形容器,器壁设
16、有夹套或器内装有蛇管,用以加热或冷却槽内溶液。结晶槽可用作蒸发结晶器或冷却结晶器。为提高晶体生产强度,可在槽内增设搅拌器。结晶槽可用于连续操作或间歇操作。间歇操作得到的晶体较大,但晶体易连成晶簇,夹带母液,影响产品纯度。这种结晶器结构简单,生产强度较低,适用于小批量产品(如化学试剂和生化试剂等)的生产。 强制循环蒸发结晶器,一种晶浆循环式连续结晶器。操作时,料液自循环管下部加入,与离开结晶室底部的晶浆混合后,由泵送往加热室。晶浆在加热室内升温(通常为26),但不发生蒸发。热晶浆进入结晶室后沸腾,使溶液达到过饱和状态,于是部分溶质沉积在悬浮晶粒表面上,使晶体长大。作为产品的晶浆从循环管上部排出。
17、强制循环蒸发结晶器生产能力大,但产品的粒度分布较宽。 DTB型蒸发结晶器,即导流筒-挡板蒸发结晶器,也是一种晶浆循环式结晶器。器下部接有淘析柱,器内设有导流筒和筒形挡板,操作时热饱和料液连续加到循环管下部,与循环管内夹带有小晶体的母液混合后泵送至加热器。加热后的溶液在导流筒底部附近流入结晶器,并由缓慢转动的螺旋桨沿导流筒送至液面。溶液在液面蒸发冷却,达过饱和状态,其中部分溶质在悬浮的颗粒表面沉积,使晶体长大。在环形挡板外围还有一个沉降区。在沉降区内大颗粒沉降,而小颗粒则随母液入循环管并受热溶解。晶体于结晶器底部入淘析柱。为使结晶产品的粒度尽量均匀,将沉降区来的部分母液加到淘析柱底部,利用水力分
18、级的作用,使小颗粒随液流返回结晶器,而结晶产品从淘析柱下部卸出。奥斯陆型蒸发结晶器,又称为克里斯塔尔结晶器, 一种母液循环式连续结晶器。操作的料液加到循环管中,与管内循环母液混合,由泵送至加热室。加热后的溶液在蒸发室中蒸发并达到过饱和,经中心管进入蒸发室下方的晶体流化床(见流态化)。在晶体流化床内,溶液中过饱和的溶质沉积在悬浮颗粒表面,使晶体长大。晶体流化床对颗粒进行水力分级,大颗粒在下,而小颗粒在上,从流化床底部卸出粒度较为均匀的结晶产品。流化床中的细小颗粒随母液流入循环管,重新加热时溶去其中的微小晶体。若以冷却室代替奥斯陆蒸发结晶器的加热室并除去蒸发室等,则构成奥斯陆冷却结晶器。这种设备的
19、主要缺点是溶质易沉积在传热表面上,操作较麻烦,因而应用不广泛。1.2.2 结晶器振动技术的发展历史一、 振动的结晶器使连续铸钢实现工业化 回顾连续铸钢的发展历史,连续浇铸的生产方式首先是从有色金属开始的。铸机采用的是垂直固定的结晶器,拉坯过程中,坯壳极易与结晶器壁发生粘结,从而导致拉不动或拉漏事故。因此浇铸速度很低,铸坯的液相心长度一般不超过结晶器长度。 据有关文献记载,于1913年瑞典人皮尔逊(AHPehrson)曾提出结晶器应按照一定的振幅和频率做往复运动的想法,但真正将这一想法付诸实施的却是德国人容汉斯(SJunghans)。容汉斯开发的结晶器振动装置于1933年成功的应用于有色金属黄铜
20、的连铸。 1949年容汉斯的合作者美国人艾尔文罗西(IrvingRossi)获得了容汉斯振动结晶器的使用权,并在美国的阿勒德隆钢公司(Allegheng Ludlum Steel Corporation)的Watervliet厂的一台方坯试验连铸机上采用了振动结晶器。与此同时,容汉斯振动结晶器又被应用于德国曼内斯曼(Mannesmann)公司胡金根厂(Huckiugen)的一台连续铸钢试验连铸机。容汉斯振动结晶器在这两台连铸机上的成功应用,使其在钢连铸中迅速得到了推广。从此,结晶器振动便成了连铸生产的标准操作。可以看出是振动的结晶器使连续铸钢生产实现了工业化。 结晶器振动技术的每一次进步都使连
21、铸生产再上一个新台阶,结晶器振动技术主要包括结晶器振动规律和振动装置两个方面: 1)结晶器振动规律的发展结晶器由静止变为振动,引起了连铸工作者的广泛关注和兴趣,人们纷纷进行试验研究工作,对粘结性漏钢机理进行了研究,发展了各种结晶器振动规律。最早出现的是矩形速度振动规律,基于“拉裂焊合”理论,其特点是结晶器在下降时与铸坯做同步运动,然后以3倍的拉坯速度上升,即所谓的3:1型振动方式。这种振动方式对铸坯脱模是有效的,早期得到了应用。但其主要缺点是机械加工比较困难,振动机构和拉坯机构之间要有严格的电器连锁,在上升和下降的转折点处速度变化很大,设备冲击大,不利于采用高频振动。但这种波形的采用,使固定的
22、结晶器变为振动的结晶器,使结晶器技术产生一个飞跃。随着负滑动理论的出现,矩形速度规律被梯形速度规律所代替,其特点是结晶器向下运动过程中有较长一段时间其速度稍大于拉坯速度,即“负滑脱运动”,使坯壳中产生压应力,可以使拉裂的坯壳压合,使粘结的坯壳强制脱模,结晶器在上升、下降转折点处速度变化较缓和,提高了设备的平稳性,梯形波的出现使连铸的生产更加顺畅,这种速度波形沿用了很多年,负滑动理论一直沿用至今。 随着负滑动理论的不断发展和完善,出现了正弦速度规律,正弦振动速度规律采用偏心轮实现。这种振动规律打破了结晶器和铸坯之间要有一定的速度关系的限制,着重发挥它的脱模作用,用偏心轮代替凸轮,正弦振动仍有一小
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 全套图纸 机械 毕业设计 论文 180 结晶器 振动 装置 设计 全套 图纸
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2955287.html