中间包小车机械专业毕业设计(编辑修改稿)

中间包小车机械专业毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

外来杂物的影响，并且采用高温润滑脂润滑。 （ 3）对蜗轮蜗杆减速机的改造仍采用以手动为动 力的丝杆 －蜗轮蜗杆减速机传动装置，将减速机直接固定在中间包车横梁上，通过联轴器与丝杆连接，使整个机构方便于检修。 内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 7 图 4 中间包车横向微调装置 4） 摆动流槽 中间包采用了定径水口浇铸，所以在中间包小车上设置了摆动流槽，所以控制钢流，流槽的外壳是钢板，里面衬有耐火材料，槽末端装有滚轮，供在平台上拖动时使用，摆动流槽可以绕垂直轴以一定倾角在水平方向上摆动，不允许进入结晶器的浇钢液，就通过摆动流槽流入溢流槽。 5） 电缆卷筒 图 5 电缆卷筒 中间包小车的输电电缆是通过电缆卷筒传送的，卷筒内装有发条弹簧，它的一端固定 在卷筒轴上，另一端固定在卷筒上，卷筒与轴之间没有键的固定，它们可以相对转动；当电缆从卷筒上拖出时，卷筒旋转使发条储能，返回时发条释放内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 8 能量使卷筒反转，电缆被自动卷起，卷筒端带有滑环和电刷，使电流从转动的卷筒上的电缆送往到卷筒轴孔内的固定电缆，从而输送到控制箱，电动机等等。 6） 提升机构 在高度方向上，水口的位置是由中间包小车的升降机构实现调整的。 在使用侵入式水口或低液面浇筑的时候，中间包应该能升降，所以必须设有升降机构。 升降机构由电动螺旋和液压传动等形式。 中间包的提升行程一般在 500750mm，提升的速度约为。 电动提升基本上都采用蜗轮蜗杆丝杠的传动方式，驱动支撑中间包的提升框架。 丝杠可以采用滑动的普通梯形螺纹丝杠，也可以采用滚珠丝杠或行星丝杠。 门型中间包小车的提升机构配备四根丝杠，四根丝杠单独驱动，也可采用两套传动机构分别驱动同侧的两根丝杠传动。 对于悬臂式中间包小车，由于结构和受力的原因，都设计成两根丝杠传动的方案，每侧各有一套传动机构，并且通过同步轴保证同步。 由于悬臂式中间包小车的中间包提伸出了体外，因而使升降架受到倾翻力矩作用，为了克服倾翻力矩，必须要在车架上设置导轨来承受倾翻力 矩的作用，引导提升框架垂直升降，防止丝杠受到横向力作用。 当提升机构采用液压传动时，门型中间包小车一般要采用四个液压缸传动，然而悬臂式中间包车则采用两个液压缸传动。 不管是两个或者是四个液压缸传动，液压系统的设计必须要保证缸的同步性。 采用液压马达控制中间包小车升降同步典型液压回路。 内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 9 图 6 7） 称重装置 为了控制中间包的液面，车上都设有中间包称量装置，每台中间包都配备四个测力传感器，利用了压力变化时引起磁性材料导磁率变化输出的电信号与压力（重量）成正比，来显示中间包内钢水的重量。 选用测力传感器的容量决定与中间 包满灌的总重。 为了防止放罐的车子移动时传感器受到横向剪切力的作用，在称量装置上设有防剪装置，来吸收横向力，从而保证了测力传感器的测量精度，防剪装置可采用超高强度橡胶衬套或者采用刚性球面顶缸结构。 日本 NKK 研制的一种蜗流式钢水液面计，其特点是非接触型测量，精度高，应答快，结晶器及保温渣对测量没影响。 探头测量范围大它的原理是：探头 3 组绕组，一次励磁线圈和挟持器，两个二次绕组反向串联在了一起，当 50KHz 的高频电流加在一次绕组上，就会产生与之平衡的高频磁场，在钢水和二次绕组内产生二次电压，随钢水面的升降而变化，从 而反映出了钢水重量。 此种侧重方法应在我国积极推广应用。 中间包车车体的静力学分析 中间包车属于连铸机上的浇钢设备，在连铸机组中位于钢包和结晶器中间。 其作用是支撑中间包行走在浇铸平台的轨道平面上，使中间包在预热的位置进行内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 10 预热，在浇铸的位置间接盛接经成分调整，脱硫，脱氧和吹氩调温等各种处理后的钢水，将钢水连续的浇铸在结晶器中，是实现多炉连浇的基础。 中间包小车车体是整个设备的关键受力部件，直接关系到中间包小车设备的安全运行，但是盲目地增加车体材料强度不仅增加了设备重量，加大对基础的负荷，而且增加了设备得制 造成本，不符合优化设计的原则。 本说明书通过对中间包小车车体的结构进行了静力学有限元单元分析，得到了车体在静载荷的作用下的应力，应变，并且对此结构进行了分析，为优化结构设计提供了依据。 中间包车结构如图 9 所示。 中间包内盛满钢安装在升降机构上。 升降机构在车体上四个导轨可带动中间包左右运动，车体下面有四个滚轮，附着于轨道上。 中间包，钢水和升降装置的总重量约为 ，分析时将中间包与车体之间的四个连接视为固定约束。 因此中间包车受力如下： 图 7 中间包车结构简图 （ 1）四个支撑点均匀受到载荷压力； （ 2）每个支 撑点受力为 ； (3) 中间包与车体之间有四个固定约束。 中间包小车的问题与改进措施 1） 每台连铸机都安装两台中间包小车，在行车方向上应对称布置。 引进设计内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 11 的两台车的结构完全一样，只是电缆卷筒对称安装的，电控箱的位置不变，因此有一台车电缆卷筒与电控箱分别在车的两端造成车子的接线不方便，其中有一端的电缆管也虚设，做修改为电控箱与电缆卷筒同时改变，并且安装同一侧。 2） 引进设备中，中间包与浇铸之间设有一个防护板，但遮挡面积和隔热效果都很差，试车中发现了干板升温很快，到 300400 度就可 把铆条安全帽烧焦，并且也挡不住钢液的飞溅，现在修改为可折叠的夹石棉的护板，既增大了防护的面积，又提高了防护效果。 3） 当钢包关不住时，回转台往往会将漏着钢液的钢包转开，这样不可避免钢液要漏在作业线上，在作业线上的部件有车架，传动装置护罩，横向微调装置的手摇蜗轮箱，因而蜗轮箱不好防护，现场经常把横向微调装置转 180 度，使蜗轮箱离开弧线区。 4） 国外引进的车架主梁与中间包车侧壁间的间隙有点小，以致于中间包吊具的吊钩放不下去，当吊中间包时，首先摇动横向微调装置，使中间包移动开一端距离，才能调出中间包。 内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 12 第二章 行走机构的设计计算 门型中间包车的行走机构都采用单独驱动，即每套传动驱动一个主动轮。 图 传动装置示意图 轮压计算 主要参数： 最大承载能力： Q=50t 工作制度：中级 JC%=25 小车运行速度： V 小车 =2 一 20m/min 车轮数：四个 根据小车架的平衡方程式，小车满载时的轮压为最大。 满载时的轮压： P 主 =(G180。 D+Q180。 B) ∕ 2L P 主 一满罐时主动轮压 G180。 －中间包小车计算重量， G180。 =GY（其中 Y=） 内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 13 D－ 中心至主动轮距离 Q180。 － 满罐时的计算重量， Q180。 =QФ (其中 Ф =) B— 罐体中心至主动轮的距离 L— 轨距 其中： G= Q=50t L=400cm D= B= P 满主 =（ 10＋ 50 10 ） ∕ 2 400 = 满罐时主动轮的最大轮压： P 从 =（ G180。 C＋ Q180。 A） ∕ 2L P 从 — 满罐时从动轮轮压 G180。 －中间包小车计算重量， G180。 =GY（其中 Y=） Q180。 － 满罐时的计算重量， Q180。 =QФ (其中 Ф =) C— 车体中心至从动轮距离 A— 罐体中心至从动轮距离 L— 轨距 其中： A= C= 其他同上所以 P 从 =（ 135 10 ＋ 500 10 ） ∕ 2 400 = 车轮的计算及其校核 根据轮压，小车的运行速度，工作类型及载荷谱系数 Q∕ G=50∕ 15= 初选： 车轮：踏面直径 D=500mm,材料 ZG340— 640 内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 14 HB≥ 300 d3=150mm 轨道：选自 171。 起重机设计手册 187。 车轮直径可根据最大轮压及车体结果设计的需要预先确定，然后验算与轨道的接触挤压应力。 中间包小 车均采用钢质圆柱面车轮和平头轨道，因此接触应力按先接触进行计算。 车轮的接触应力： 60 0 1 m a x/K P bD  σ — 车轮接触应力 K1— 工作类型系数， K1=1— ，取 K1= Pmax— 最大轮压 b— 车轮直径 其中： D=500mm B=72mm Pmax= 2 1. 1 21 6. 91 / 50 7. 2 60 0      = 在线性接触的条件下， 车轮踏面硬度不低于 HB300 车轮踏面经淬火，淬火硬度为 HB350— 380，淬火层深为 4— 5mm， [σ ]为车轮踏面的许用接触应力。 车轮踏面的许用接触应力与硬度关系： [σ ]=（ 2— 5） HB =（ 2— 5）（ 350— 380） =700— 950pa 运行阻力的计算 中间包车运行时，除需要克服摩擦阻力，启动时的惯性阻力外，还需要克服轨道梁弯曲变形引起的附加阻力及电缆拖链引起的阻力。 内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 15 运行时的摩擦阻力的计算 因车轮内径 D 内 =150mm，选其对应的轴承。 查表 7268[2]得调 心滚子轴承，其外径 d 外 =150mm，内径 d 内 =70mm 运行时的摩擦阻力： 1 2 ( ) ( / 2 )W Q G d f   /D 其中： W1— 运行的摩擦阻力 f— 车轮在轨道上的摩擦系数， f=— ，取 f=  — 轴承摩擦系数，取  = d— 轴承直径，当采用滚动轴承时，其值为轴承内径与外径之和的一半， d=（ 70+150） /2=110mm  — 考虑轮缘与轨道的摩擦附加阻力系数，  = 其他一样 W1=2 （ 500＋ 135）（ 11/2＋ ） = 轨道梁弯曲变形引起的附加阻力 中间包车是在钢结构平台上运行，轨道铺设在平台梁上，一般结构平台不可避免会产生一定的挠度。 W2=（ Q+Ф g）  其中：  — 轨道梁的弯曲变形引起的附加阻力系数，取  = 其他同上 W2=（ 500＋ 135） = 电缆拖链的阻力 计算每米电缆阻力取 — ，拖链宽度取大值。 电缆拖链阻力： 内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 16 W3=（ — ） L 其中 L— 电缆拖链长度： L= 因为小车行程为 ，外取 1m的余量。 W3=（ — ） =— 取 W3= 启动惯性力阻力 中间包车启动时加速引起的惯性阻力 W4=Mv/60000t 其中 m— 中间包车满罐时的质量 V— 中间包车运行速度 T— 启动时间，可取 t=2— 5s 因载荷率为 Q/G=50/= 由 [1]附表查小车速度为 V=M=63500Kg T=4s W4=63500 4 = 运行阻力 由于前面的计算，我们可以知道它的静阻力和启动加速的总阻力。 W 静 =W1+W2+W3 =＋ ＋ = W 总 = W 静 +W4 =＋ = 内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 17 有时为了简化计算，在计算 W1 时。  应加大，可取 — 此外也可按德马克公司的公式计算： W 静 =（ 500＋ 135 ） 15/1000 = 行走机构传动功率的计算 运行径功率的计算 运行静功率： N 静 = W 静 V/(60  ) 其中： W 静 — 中间包车正常运行时的静阻力 V— 中间包车的运行速度  — 传动功率总效率，可取 — N 静 = (60 ) = 启动功率 行走装置启动时总功率： N 总 =W 总 V/(60  ) = (60 ) = 电机的确定 电机按照计算所需的功率来初选额定功率， N 额 N 静 ，然后再用平均启动功率 N 启来验证，只有 N 启 N 总 才能满足要求。 N 启 = 平 N 额  N 总  平 =(— )  其中：  平 — 电机平均过载系数 内蒙古科技大学毕业设计（毕业论文） 18  — 电机过载系数 其他同上 由 N=Kd N 静 初选电机 Kd— 电动机功率增大系数 查表知， Kd= N= = 由表 23185[3]选择电动机，其型号为 YZR132MB 电动机额定功率： N 额 = 定子电流 I 定 =，电动机额定转速 n=900r/min,转子电流 I 转 =，  额 =，功率因数 cos  ，最大力矩 Mmax=•m,电机输出轴 d=38mm, 由表 23113[2]查得  =3  平 =（ — ） 3 =— 取  平 = 电机平均启动功率为： N 启 = =N 总 =。