1、I太原理工大学阳泉学院毕 业 设 计 说 明 书全套图纸加 153893706毕业生姓名 ：专业 ： 机械设计制造及其自动化学号 ：指导教师 :所属系（部） ： 机械电子工程系II二一四年六月太原理工大学阳泉学院毕业设计评阅书题目： 150t 炼钢连铸的钢包回转台设计 机械电子工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名 设计时间：2014 年 3 月 31 日2014 年 6 月 8 日评阅意见：成绩：指导教师： （签字）III职 务： 201 年 月 日太原理工大学阳泉学院毕业设计答辩记录卡机械电子工程系 机械设计制造及其自动化专业 姓名 答 辩 内 容问 题 摘 要 评 议 情 况记录员
2、： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩 答辩组评定成绩 综合成绩IV注：评定成绩为 100 分制，指导教师为 30%，答辩组为 70%。专业答辩组组长： （签名）201 年 月 日摘 要钢包回转台是现代炼钢连铸生产中的主要设备之一，其作用是支撑和运载钢包进行浇铸，为实现多炉连浇创造了条件。钢包回转台是连续铸钢设备中负荷最大、体积最大的焊接件。它的主要组成部分是回转臂、推力轴承及塔座三部分。为了安全运转，要求他的各个零部件有足够的强度和刚度。本设计说明书是以江苏省镔鑫特钢材料有限公司炼钢厂的连铸车间方坯连铸机的钢包回转台为借鉴，以蝶式钢包回转台为形式进行的设计。主要内容包括：钢包回转台传动方
3、案的设计，回转台的结构尺寸的确定，主要零件的选择、计算与校核；电动机、减速器的选择与计算，以及钢包升降装置、称量装置、加盖装置的设计，此外，还介绍了部分主要零件具体的安装、维修、润滑、操作方法。关键词：连铸；蝶式钢包回转台；传动方案；回转台结构尺寸。VAbstractThe ladle turret is one of the main casting equipments.Principal affect is supporting ladle and carrying to operation. For continue us casting invent a condition that
4、 working with many ladles.The ladle turret is the most load and volume jointing part in the casting equipments. Its making up of revolving arm,thrust-axletree,foundation. For the safety, needing every parts have enough intensity and rigidity.To take a basis of the dishing ladle helicoid dado for the
5、 square-circle castings BinXin Steel Iron Works. This direction is involved in many respects including drive scheme device ,Construvtion and size of helicoid dado, main pare parts calibration, motor, reduction gear, aircylinder, and ladle lifting device, locking device, weighing device, cove lifting
6、 device, elicit introduced about the concert install, lubrication and operation.Key words: casting equipment,dishing ladle helicoid dado, drive scheme, helicoid dado configurable.VI目 录摘 要 IAbstract .II1 绪论 .11.1 国内外连铸机术的发展及我国与世界连铸技术的差距 11.2 连铸机的主要设备及分类 31.3 连铸机钢包旋转 71.3.1 钢包旋转台的形式 71.3.2 钢包旋转台的主要结构特
7、点 81.3.3 各类连铸机钢包回转台的特点 91.4 钢包回转台的组成 .111.5 钢包回转台的工作特点 .122 初步确定方案 132.1 已知条件 .132.1.1 设计题目 .132.1.2 技术参数及性能 .132.2 方案的总体布置形式 .132.3 回转台具体部件设计方案的确定 .132.3.1 钢包旋转驱动方式 .132.3.2 锁紧方式 .142.3.3 钢包盖的升降装置 .152.3.4 长水口机械手动作方式 .152.3.5 钢包升降驱动方案 .153 电机的计算与选择 .173.1 钢包回转功率的计算 173.1.1 基本数据的计算 .173.1.2 情况的回转功率计
8、算 .183.1.3 情况的回转功率计算 .193.1.4 情况的回转功率计算 .203.2 电动机和电气马达的选择 .213.2.1 电动机的选择： .213.2.2 马达的选择 .223.3 减速器的设计 .22VII3.3.1 确定减速器的结构 .223.3.2 传动比的计算和分配，计算传动装置的运动和动力参数 .233.3.3 齿轮的设计 .243.3.4 轴的设计 .303.3.5 减速器箱体的结构尺寸 .394 回转台主要构件分析 404.1 对回转臂进行分析 .404.2 滚柱回转支承 .404.2.1 径向滚柱的分析 .404.2.2 轴向滚柱的分析 .424.3 地脚螺栓设计
9、与计算 .434.3.1 选择材料 .434.3.2 确定螺栓的基本数据 .435 销齿传动的设计与计算 455.1 销轮轴转矩 .453T5.2 选材及许用应力的确定 .455.2.1 材料的选择 .455.3 销齿直径确定 .465.4 校核齿轮弯曲强度 .475.5 确定尺寸 .476 钢包旋转台的加盖装置的设计 487 称量传感器的形式选择与容量计算 498 地脚螺栓的设计与计算 508.1 选材及尺寸确定 .508.2 螺栓工作负荷的确定 .509 钢包回转台设备安装、使用和维护 529.1 一些设备的安装 .529.1.1 滚柱旋转轴承的使用方法以及安装 .529.1.2 提升缸的
10、安装与拆卸 .529.2 钢包回转台的使用和维护 .52总 结 54参考文献 .55外文资料 .56中文翻译 .61致 谢 .65太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书11 绪论1.1 国内外连铸机术的发展及我国与世界连铸技术的差距把高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的生产工艺过程叫做连续铸钢。完成这一过程所需的设备叫连铸成套设备。浇钢设备、连铸机本体设备、切割区域设备、引锭杆收集及输送设备的机电液一体化构成了连续铸钢核心部位设备，习惯上称为连铸机。在钢铁厂生产各类钢铁产品过程中，使用钢水凝固成型有两种方法：传统的模铸法和连续铸钢法。而在二十世纪五十年代在欧美国家出现的连
11、铸技术是一项把钢水直接浇注成形的先进技术。与传统方法相比，连铸技术具有大幅提高金属收得率和铸坯质量，节约能源等显著优势。自从 20 世纪 50 年代，连续铸钢技术进入工业性应用阶段后，不同类型、不同规格的连铸机及其成套设备应运而生。20 世纪 70 年代以后，连铸技术发展迅猛，特别是板、方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传统的模铸技术起到了决定性作用。连铸坯的吨数与总铸坯(锭)的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个国家或一个钢铁企业生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。1970 年至 1980 年，世界平均连铸比从 4.4发展到28.4，
12、中国的连铸比从 2.1发展到 6.2；至 1990 年，世界和中国的连铸比分别发展到 62.8和 22.4；到 2001 年，又分别发展到 87.6和 92.0。2003 年，中国连铸比达到 95.3左右，估计世界平均连铸比 2003 年接近 90。从统计数字可以看出，中国的连铸技术在近 10 多年内得到了迅速发展。 世界上有许多连铸技术实力较强的公司，如西马克德马格、奥钢联、日本 JSP 公司、达涅利(包括戴维)公司等。以板坯连铸机为例，西马克德马格公司从 1962 年至2001 年新设计和改造板坯连铸机共约 370 台；奥钢联从 1959 年至 2000 年新建和改造板坯连铸机共约 181
13、 台；日本 JSP 公司截止 2001 年新建并改造板坯连铸机共约 150 台；达涅利的戴维公司也设计了 10 多台连铸机。2001 年末，世界上共有各类投产的板坯连铸机约 550 台 800 流(有一些是重复改造的，按估计值未计入)。截止到 2002 年底，中国共有551 台(1749 流)连铸机，其中板、方坯连铸机分别为 101 台(130 流)、429 台(1564 流)，圆坯、异形坯连铸机分别为 20 台(52 流)、1 台(3 流)。这些统计中，绝大部分连铸机是立足于中国国内设计制造的。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书2我国加入 WTO 后，人才、知识、科技与经济的全球化趋势越来
14、越清晰地展现出来。由于历史及其他各方面原因，国外先进技术和管理方式显然具有竞争优势。近几年，我国经济发展较快，冶金企业投放的技改资金比较大，新上项目很多，连续铸钢项目也较多，但连铸机设备和技术大部分还是靠引进。我国薄板坯连铸连轧已经引进了将近 10 条生产线；从 2000 年开始，我国先后全部引进或引进核心部位设备与技术的常规板坯连铸机共有 24 台 27 流，还有继续引进的趋势；中薄板坯连铸机、异型坯连铸机全部引进；大方坯连铸机也有引进的倾向。其原因主要是我国连铸技术与国外先进水平还存在一定差距。新材料是钢铁工业的永远追求，进入 21 世纪后，以高新技术为先导的“产业革命”在材料领域出现了一
15、些令人瞩目的新现象，神奇的纳米材料可能孕育着社会经济的巨大变革，新材料是高新技术的基础。作为连续铸钢，就是要提高无缺陷坯的比率，在连铸工艺、设备和生产操作等多方面下功夫。连铸产品合格率不仅仅取决于连铸机本身，由于连铸工艺的特殊性，需要进行浇铸的钢种往往对钢水的成分、夹渣、气体含量、温度有一定的要求。因此，连铸前工序的炉外精炼技术从 20 世纪 80 年代受到连铸工艺的重视之后，在 90 年代已成为必不可少的手段连铸技术发展应关注的问题近终形和传统断面的板坯连铸机各有千秋，很多人把薄板坯、中厚板坯连铸机也称作近终形板坯连铸机。目前近终形板坯连铸连轧工艺还有较大的发展空间，但这类连铸连轧工艺的发展
16、重点还是扩大产品品种，提高产品质量。过去曾有人认为，近终形连铸连轧工艺的出现将大量地取代传统断面的板坯连铸机和热连轧机。然而，由于钢种、产品用途、产品质量的实际情况，传统断面的板坯连铸机不但不会被近终形连铸连轧工艺大量代替，而且还会继续向前发展。连铸机的高效化改造今后若干年，新增连铸机的势头将会明显减弱，正在生产的连铸机的高效化改造会越来越多。不论是新建连铸机，还是老连铸机的改造，人们不会单一地追求高拉速、高产量，而综合经济效益、投入与产出的水平将成为连铸机高效化的基本准则。总之，连铸机关键技术选用及配套使用的目的是为了提高连铸机的装机水平，提高连铸板坯质量，提高拉速、生产率、金属收得率，降低
17、生产成本，最大限度地发挥连铸机的节能特点。连铸设备将会围绕工艺要求在设备结构的优化、可靠性、维修性、可操作性、使用寿命等方面进一步改进。另外，在连铸工艺方面也有很多需要深入研究的技术，如包晶钢种连铸、减少铸坯半宏观偏析和宏观偏析技术、纯净钢的生产技术、不锈太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书3钢及其它特殊钢种的生产技术、高等级钢种的中间罐冶金生产技术、高效高速连铸等。 1.2 连铸机的主要设备及分类连铸机主要由钢包运载装置、中间包、中间包运载装置、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置、拉坯矫直机、引锭装置、切割装置和铸坯运出装置等部分组成。钢包运载装置主要有浇注车和钢包回转台两种方式，目前绝大
18、部分新设计的连铸机都采用钢包回转台。它的主要作用是运载钢包，并支撑钢包进行浇注作业。采用钢包回转台还可快速更换钢包，实现多炉连铸。中间包是钢包和结晶器之间用来接受钢液的过渡装置，它用来稳定钢流，减小钢流对结晶器中坯壳的冲刷；并使钢液在中间包内有合理的流动和适当长的停留时间，以保证钢液温度均匀及非金属夹杂物分离上浮；对于多流连铸机由中间包对钢液进行分流；在多炉连浇时，中间包中贮存的钢液在更换钢包时起到衔接的作用。中间包运载装置有中间包车和中间包回转台，它是用来支撑、运输、更换中间包的设备。结晶器是一个特殊的水冷钢模，钢液在结晶器内冷却、初步凝固成形，并形成一定的坯壳厚度，以保证铸坯被拉出结晶器时
19、，坯壳不被拉漏、不产生变形和裂纹等缺陷。结晶器振动装置是使结晶器能按一定的要求做上下往复运动，以防止初生坯壳与结晶器粘连而被拉裂。二次冷却装置主要由喷水冷却装置和铸坯支撑装置组成。它的作用是：向铸坯直接喷水，使其完全凝固；通过夹辊和侧导辊对带有液芯的铸坯起支撑和导向作用，防止并限制铸坯发生鼓肚、变形和漏钢事故。拉坯矫直机的作用是在浇注过程中克服铸坯与结晶器及二冷区的阻力，顺利地将铸坯拉出，并对弧形铸坯进行矫直。在浇注前，它还要将引锭装置送入结晶器内。引锭装置包括引锭头和引锭杆两部分，它的作用是在开浇时作为结晶器的“活底” ，堵住结晶器的下口，并使钢液在引锭杆头部凝固；通过拉矫机的牵引，铸坯随引
20、锭杆从结晶器下口拉出。引锭杆拉出拉矫机后，将引锭杆脱去，进入正常拉坯状态。切割装置的作用是在铸坯行进过程中，将它切割成所需要的定尺长度。铸坯运出装置包括辊道、推钢机、冷床等，由它们完成铸坯的输送、冷却等作业。连铸机可以按多种方法进行分类：（1）按结晶器的运动方式，连铸机可分为固定式（即振动式）和移动式两类。前者是现在生产上常用的以水冷、底部敞口的铜质结晶器为特征的“常规”连铸机；后者是太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书4轮式、轮带式等结晶器随铸坯一起运动的连铸机。（2）按连铸机结构的外形可分为立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机（包括直结晶器多点弯曲型、直结晶器弧形、弧形多半径弧形等） 、水
21、平连铸机。（3）按铸坯断面的形状和大小可分为：方坯连铸机（断面不大于 150150mm 的叫小方坯；大于 150150mm 的叫大方坯，矩形断面的长和宽小于 3 的也称为方坯连铸机） ；板坯连铸机（铸坯断面为长方形，其宽厚比一般在 3 以上）;圆坯连铸机（铸坯断面为圆形，直径 60400mm） ；异形坯连铸机（浇注异形断面，如 H 型、空心管等） ；方、板坯兼用连铸机（在一台铸机上既能浇注板坯也能浇注方坯） ；薄板坯连铸机（铸坯厚度为4080mm 的薄板坯料）等。（4）按铸坯所承受的钢液静压头，即铸机垂直高度（H）与铸坯厚度（D）比值的大小，可将连铸机分为高头型（H/D50，铸机机型为立式或立
22、弯式） 、标准头型（H/D 为4050，铸机机型为带直线段的弧形或弧形） 、低头型（H/D 为 2040，铸机机型为弧形或椭圆形）和超低头型（H/D20，铸机机型为椭圆形）4 种。随着炼钢和炉外精炼技术的提高，浇注前及浇注过程中对钢液纯净度的有效控制，低头和超低头连铸机的采用逐渐增多。（5）其他。其他经常用到的名称有台数、机数和流数等。1）立式连铸机立式连铸机的结晶器、二次冷却装置、拉坯装置及切割铸坯装置等都是布置在垂直的中心线上，如图1-1所示。立式连铸机的优点是钢水在垂直的方向凝固，其所含的非金属夹杂物，上浮时不受阻碍，容易分离出来。另一方面，铸坯不经过弯曲或矫直，不会产生因弯曲或矫直所造
23、成的缺陷，因此它特别适用于优质钢及高合金钢的浇铸。它的缺点是设备较高，一般是3545mm，因此需要较高的厂房，或较深的地坑。钢水的提升及铸坯的运送，都比较麻烦。近10年来，除了少数特殊钢厂以外，很少采用这种机型。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书5图1-1 双流立式连铸机1- 运坯车；2- 中间包；3- 结晶器；4- 二冷夹辊；5- 拉辊； 6- 拉辊驱动装置； 7-飞剪；8- 翻钢斗；9- 运输链2）旋转式连铸机旋转式连铸机也叫离心式连铸机，也是一种立式连铸机。其特点是结晶器、导辊及拉辊都和铸坯一起围绕其垂直中心线以一定的速度旋转，铸坯是在一边旋转一边下行的运动中凝固的。这种铸机适用于浇铸
24、圆坯。它的优点是由于旋转时产生的离心力，使结晶器内的钢液能与结晶器壁有较好的接触，可以生成厚度比较均匀的坯壳，铸坯不易产生内裂。另一方面，由于离心力的作用，使钢液面上的浮渣都集中在中心的旋涡内，可以很容易地将它捞出。由于铸坯在旋转的运动中下行，因此只要在二冷区的纵向上布置若干个喷水嘴，就可以获得均匀的二次冷却效果。用这种铸机铸出的圆坯，不须清理即可轧制。这种铸机的缺点是设备的驱动系统比较复杂。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书61-2 旋转式连铸机1- 钢包；2- 中间包；3- 结晶器；4- 二冷装置；5- 导辊；6- 拉辊；7- 飞锯； 8- 翻钢斗。近年来由于炼钢及连铸工艺的进步，特别是
25、能在结晶器内安装电磁搅拌装置以后，已经能用弧形及其它型式的铸机浇出质量很好的圆坯，所以旋转式连铸机已经较少采用。3）立弯式连铸机立弯式连铸机的上半部分和立式连铸机相同，只是把凝固的铸坯弯转90。使它向水平方向出坯，并在水平线上切成定尺长度。为了便于出坯，这种连铸机只能建在地平面上，或深度较浅的地沟内，使切断的铸坯能用地面的辊道，或地沟内坡度不大的辊道运走。这种连铸机的高度和立式连铸机相差不多，其优点是所切铸坯的定尺长度不受限制。立弯式连铸机也是在连铸技术发展的初期出现的机型，适用于小方坯的连铸。近年来这种机型很少采用。4）弧形连铸机弧形连铸机的特点是它的结晶器是弧形的，其高度比立式及立弯式连铸
26、机都低。其结晶器的中心线和二冷夹辊组的纵向中心线同在一个半径的圆弧上。圆弧的长度约为一太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书7个圆的四分之一。铸出的弧形坯在其下死点附近被矫直后，即沿水平方向前进，然后切成定尺长度。这是目前采用最广泛的机型。弧形板坯连铸机 板坯连铸机由于铸坯较宽，在受到钢水静压时，其宽边的坯壳容易鼓肚而产生内裂，所以从上到下安排了密布的夹辊。由于铸坯在二次冷却区内运行的阻力较大，所以采用了较多的拉矫辊。为了在检修时快速取出或装入二冷夹辊的扇形段，还设置了弯曲导轨，使各个扇形段能快速而准确地就位。为了缩短浇铸准备时间，其引锭杆是从结晶器的上口装入的。这样就能在铸坯还未拉出二冷区时，
27、就开始安装引锭杆。为此在浇铸平台上设有引锭杆运送车。大型板坯连铸机能够浇铸的板坯厚度220320mm，宽度为18702720mm，拉坯速度12.5m/min。铸成的宽板坯可以在线纵切成几条宽度较小的板坯，其年产量在170 万吨以上。弧形大方坯连铸机 铸坯断面在160X160mm 以上的方坯及断面相等的矩形坯，统称为大方坯。 弧形小方坯连铸机由于小方坯在浇铸过程中不易产生鼓肚，所以在二冷区可以不设夹辊，而只设少数几个导向辊。小方坯弧形连铸机一般采用管式结晶器，定径水口。二冷装置也采用管式支架。采用机械剪或液压剪剪切铸坯。 弧形小方坯连铸机特点是采用了刚性引锭杆，这样就把二冷区的导辊减至最少程度，
28、从而为铸坯的均匀冷却及处理漏钢事故创造了较好的条件，设备的重量也相应地减轻。1.3 连铸机钢包旋转1.3.1 钢包旋转台的形式钢包旋转台按旋转臂旋转方式不同，可以分为两大类：一类是两个转臂可各自单独旋转；另一类是两臂不能单独旋转。按臂的结构可以分为直臂式和双臂式两种。因此，钢包旋转台有：直臂整体旋转整体升降式；直臂整体旋转单独升降式；双臂整体旋转单独升降式和双臂单独旋转单独升降式等型式；还有一种可承受多个钢包的支撑架，也称为钢包移动车。蝶形钢包旋转台是属于双臂整体旋转单独升降式，它是目前旋转台最为先进的一种形式。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书8图 1-3 蝶形钢包旋转台1.3.2 钢包旋
29、转台的主要结构特点钢包旋转台结构（见图 1-3）有两个用来支撑钢包的叉形臂，每个叉形臂的叉口上安装有两个枢轴式接受座，在每个鞍座下装有称量用的称量梁，用以接受钢包并显示钢水的质量。为给钢水保温，旋转台旋转盘上方的立柱上还装有钢包加盖装置，可以单独旋转和升降。A 钢结构部分钢结构部分有叉形臂、旋转盘与上部轴承座、回转环和塔座组成。（1）叉形臂 叉形臂有两个，为钢板焊接结构，叉形臂要有足够的强度和刚度。（2）旋转盘和上部轴承座 旋转盘即旋转框架，是一个较大型的结构件，它的上部压着支撑钢包的两个叉臂和钢包加盖装置的立柱及构件，下部安装着大轴承的上部轴承座，承受着巨大的负荷。因此，必须具有足够的强度、
30、刚度以及一定的热负荷强度。（3）回转环 回转环实际上是一个很大的推力轴承，安装在旋转框架和塔座之间，回转环实际上是旋转台的心脏部分。为了长期安装运行的需要，在旋转框架、回转环及塔座之间的连接部位均采用高强度的预紧螺栓。（4）塔座 塔座设置在基础上，通过回转环支撑着旋转台旋转盘以上的全部负荷。B 回转驱动装置回转驱动装置由电动机、大速比减速器及回转小齿轮组成，旋转台旋转频率通常不太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书9大于 1/60s。假如旋转频率过高，则在启动及制动时会使钢包内的钢水产生动荡，甚至溢出。C 事故驱动装置钢包旋转台一般都设计配有一套事故驱动装置，以便在发生事故或其他紧急情况而无法用
31、正常的驱动装置时，仍可借助事故驱动装置将处于浇注位置的钢包旋转到事故钢包的上方。事故驱动装置通常是气动的，由气动马达代替电动机驱动大速比减速器和其他部分。D 回转夹紧装置回转夹紧装置是使大包固定在浇注位置的机构，它一方面保护了回转驱动装置在装包是不受冲击，另一方面保证了正在浇注的钢包安全。E 升降装置为了实现保护浇注，要求钢包能在旋转台上做升降运动。当钢包水口打不开时，要求使钢包上升，便于操作工用氧气浇水口，同时钢包升降装置对于快速更换中间包也很有利。F 称量装置钢包的称量装置的作用是用来在多炉浇注时，协调钢水供应的节奏以及预报浇注结束前钢水的剩余量，从而防止钢渣流入中间包。每套升降装置都有
32、4 个称量传感器以及完整的称量系统。G 润滑装置钢包旋转台的回转大轴承采取集中自动润滑，分别由两台干油泵及其系统供给。1.3.3 各类连铸机钢包回转台的特点钢包旋转台有不同的运动方式，不同的工作性能，因而有不同的结构形式。最简单的旋转台只用一个转臂，就能作旋转运动。一般的旋转台除了旋转运动之外，还能使钢包作升降运动。多功能的旋转台还有钢包倾倒装置，钢包盖升降装置及吹气装置等。在钢包旋转台上，一般都有连续测重装置，大都是在承托钢包的鞍座上设置测力传感器来实现的。1.3.3.1 单驱动横梁式旋转台这种旋转台有一个横梁式直臂，钢包支承在直臂的两端，可同时作旋转运动，也可以同时作升降运动，如图1-4所
33、示。有的也设计成在横梁式直臂的两端装有单独的升降装置和称重装置。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书10图1-4 直臂式钢包旋转台1- 钢包；2- 传动装置；3- 塔座；4- 转臂1.3.3.2 两个转臂可以单独转动的旋转台这种旋转台有两个转臂，分上下两层布置，如图1-5所示。每个转臂有各自的驱动装置，因而能单独旋转，以便在任何角度都能接受钢包。图1-5 两臂分转式旋转台1- 转臂；2- 驱动装置；3- 齿轮；4- 钢包1.3.3.3 两个转臂可以单独升降的旋转台（图1-6）这种旋转台的两个转臂可以单独升降。每个转臂的中部由两个半球面轴承支承着，转臂外端成叉形，内端是弯曲的悬臂梁。驱动转臂的液
34、压缸装在转塔的内部，这就为在转塔上部安装其它附属装置如吹气装置或钢包加盖装置等留出了余地。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书11图1-6 转臂单独升降式旋转台1.3.3.4 环形轨道式旋转台（图1-7）图1-7 轨道式双摇臂旋转台1.4 钢包回转台的组成钢包回转台：设在连铸机浇铸位置上方，用于运载钢包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、驱动装置、回转支太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书12撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件等部分组成。单臂钢包回转台：由底座、立柱、上转臂、上转臂驱动装置、下转臂、下转臂驱动装置组成。蝶形钢包回转台：由底座、升降液压缸、回转架、钢包支座、回转臂、
35、平行连杆、驱动装置、防护板组成。钢包回转台是连铸机的关键设备之一，起着连接上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包三种情况，而单个钢包重量已超过140吨。三种情况下，钢包回转台受力有很大不同，但无论在何种情况下，都要保证钢包回转台的旋转平稳，定位准确，起停时要尽可能减小对机械部分的冲击，为减少中间包液面波动和温降，要缩短旋转时间。 1.5 钢包回转台的工作特点（1）重载 钢包旋转台承载几十吨到几百吨的钢包，当两个转臂都托着盛满钢水的钢包时，所承受的载荷最大；（2）偏载 钢包旋转台承载的工况有 5 种：即两边满载，一满一空，一满一无，一空一无，两空
36、两无。最大偏载出现在一满一无的工况下，此时钢包旋转台回承受最大的倾翻力矩。（3）冲击 由于钢包旋转台的安装、移去都是用起重机完成的，因此，在安放移动钢包是产生冲击，这种冲击使钢包旋转台上的零部件受到动载荷。（4）高温 钢包中的高温钢水会对旋转台产生热辐射，从而使钢包旋转台承受附加的热应力，另外，浇注的钢水颗粒也会给钢包旋转台带来火警隐患.使用钢包旋转台的主要优点（1）钢包旋转台能迅速、精确的实现钢包的快速变换，只要旋转半周就能将钢包更换到位；同时在等待与浇注过程中支撑钢包，不占用有关起重机的作业时间；（2）钢包旋转台占用浇注平台的面积较小，也不影响浇注操作；（3）操作安全可靠、易于定位和实现远
37、距离操作。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书132 初步确定方案钢包运载装置主要有浇注车和钢包回转台两种方式，目前绝大部分新设计的连铸机都采用钢包回转台。它具有迅速、精确的实现钢包的快速变换，占用浇注平台的面积较小，操作安全可靠、易于定位和实现远距离操作等优点。蝶形钢包旋转台是属于双臂整体旋转单独升降式，它是目前旋转台最为先进的一种形式，故本设计采用蝶式钢包回转台。2.1 已知条件2.1.1 设计题目 蝶式钢包回转台结构设计2.1.2 技术参数及性能结构形式为：液压单臂升降蝶式； 钢包最大满包重量：1500KN；回转半径：5500mm； 大包提升高度：800mm；回转速度：1.0 事故旋转：
38、气动 0.5；min/r承载能力：两侧满包，一满一空，一满一无；2.2 方案的总体布置形式图 2.1 回转台总体布置示意图1.升降液压缸 2.回转臂 3.称量装置 4.回转环 5.三列滚子轴承 6.固定支座 7.基础 8.回转传动装置 9.球绞太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书142.3 回转台具体部件设计方案的确定2.3.1 钢包旋转驱动方式2.3.1.1 工作驱动工作驱动为电机驱动系统，由一个电机，挠性联轴器和一个气动盘式制动器完成。在圆锥齿轮系统的输出轴上安装一个小齿轮，它与支撑环上的销齿轮外齿相啮合,从而带动回转台转动。回转台可正向反向旋转，气动盘式制动器用于停止时制动，在电机停止前
39、不能使用。图 2.2 传动布置方式d-销齿直径 R-销齿所在弧半径 l-销齿节距 2.3.1.2 事故驱动事故驱动为气动驱动系统，气动电机通过一个气动离合器驱动圆锥齿轮的第二个驱动轴头，它由一个空压机提供所需的空气，它通过关闭电气系统实现功能测试。如果突然出现电源故障，一个自动切换释放控制空气到阀柜和控制盘。2.3.2 锁紧方式回转台处于浇注位和接受位时，回转台通过一个锁紧装置进行锁定防止转动。该锁紧装置包括一个气动锁紧棘爪，它固定在回转台转柱上并与安装在回转环上的两个匹配元件相咬合。该装置使齿轮箱避免在放钢包时产生冲击，并可防止在浇注位置上的钢包的塞棒孔由于这样的冲击而产生的运动。太原理工大
40、学阳泉学院-毕业设计说明书15图 2.3 锁紧装置1-气缸 2-连杆 3-导位槽 4-隔板 2.3.3 钢包盖的升降装置图 2.4 钢包盖的提升装置2.3.4 长水口机械手动作方式长水口机械手由一个多重绞合的管连接装置组成。长水口可以保护大包滑动口和中间包的铸流，使其不被氧化。图 2.5 长水口机械手示意图2.3.5 钢包升降驱动方案钢包升降采用液压缸驱动形式太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书16图 2-6 回转臂驱动示意图1-钢包 2-回转臂 3-升降液压缸 4-横梁 5-球绞钢包升降驱动时以球绞为支点由液压缸驱动大臂实现钢包升降，由液压系统控制液压缸的行程，同时由大臂、称量装置、球绞、连
41、杆其中组成的四连杆保持钢包的水平，防止钢液倾翻，造成事故。提升液压系统的供油装置（高压泵、再循环泵和油罐）布置在大包回转台下的液压油室中。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书173 电机的计算与选择3.1钢包回转功率的计算已知条件：空包重： =60t1m钢水重： =90tQ满包重： =150tG转臂自重： =42tT钢包平均外径： =3200mmmad钢包平均内径： =2500mmi旋转台转速： =1.0rpmn推力球轴承平均直径： =3345mmmd塔座中心至钢包中心距： =5500mm0r钢包工作载荷状况：对于一端放置满包钢水的钢包，另一端不放钢包的情况。一端放置满包钢水的钢包，另一端放置
42、空钢包。两端都放置满包钢水的钢包3.1.1 基本数据的计算1.一个装满钢水的钢包对回转中心，即塔座中心的惯性矩 为：FJ20121)(rQmrJaF太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书18= =64957500225.906.32906 ）（ 2mKg2.一个空包对回转中心的惯性矩 为：eJ= =193867520121)(rmrJiae225.605.12g3.转臂对回转中心的惯性矩 为：aJ)(22blJTa式中 转臂总长，b-转臂总宽，根据转臂的几何关系得：lb=5.17m =11m l则有：)(22blmJTamKg15.701.54024.一个钢包对回转中心的惯性矩 为：sJ20Qr
43、Jmis 222 5.79815.905.89 g5.在各种情况时推力轴承的摩擦力矩 为：RM)21.(5.PduMmR式中 M合成倾翻力矩， ;NP垂直力矩， ;系数 1.5考虑了除推力轴承以外，还有密封系统的摩擦阻力;系数 2考虑了推力轴承是双向的;系数 1.1考虑了推力轴承以外还有一个定心径向轴承。6.计算旋转台的加速度 At式中 启动时间=制动时间=5s则有：Attn302/09.514.sr太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书193.1.2 情况的回转功率计算第一种情况：一端放置满包钢水的钢包，另一端不放置钢包的情况：1. 合成倾翻力矩 :IMrGI5.906MN8202. 垂直力矩
44、 ：IPQmT1 9413. 推力轴承的摩擦力矩 :RI)2.(5.1PduMmRI=1.50.03（21.1825000+ 192000）=96125.42345. mN4. 在各种情况下的动力矩 :ANI=（6457500+517051.15 ）0.0209=145768.12 gANIJ)(aFJ5. 摩擦力矩功率 ：RIP= gInM9509.051462KW8.6. 动力矩功率 :ANI= 9.0512476gIInP9506.7. 总功率 ：gIANIRII6.18.KW4.23.1.3 情况的回转功率计算第二种情况：一端放置满包钢水的钢包，另一端放置空包。1. 合成倾翻力矩 ：R
45、IMMN49500rQI.92. 垂直载荷 :IPmTI1226N2503.推力轴承的摩擦力矩 ： RIM太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书20PdMmIRI 21.25.25034.950.03. MN15.6794.在各种情况下的动力矩 ：ANI)(aeFANIJ=（6457500+1938675+517051.15)0.0209 =186286.43 mN 5.摩擦力矩功率 ：RIPWK91.7 gInM950.0579式中 总传动功率，取 0.9g g6.动力矩总功率 ：ANIP=21.67gIIn9509.05143862K7. 总功率 ： gI=7.91+21.76 =29.58
46、 K WANIRIIP3.1.4 情况的回转功率计算第三种情况：两端都放置满包钢水的钢包1.合成倾翻力矩 :IMNI02.垂直力矩 :IP= 342000NTImG2420153.推力轴承的摩擦力矩 ：RI)2.(. PdMumIRIMN78.25393405.01.3.0514.在个种情况下的动力矩 ：ANI)2(aFANIJ029.)15.764502(太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书21MN87.2095.摩擦力矩功率 ：RIPgRIn9509.0517823WK.2式中 总传动功率 ,取 0.9g g6.动力矩功率 ：ANIPgIInM9509.051872K6.327.总功率 ：
47、gIANIRIIP2W5.整理以上数具如下表：序号 项 目 1 惯性力矩 mKgJ4615951 6231514 87148512 垂直载荷 NP192000 2520000 34200003 合成力矩 M825000 495000 04 摩擦力矩 R 96125.4 67971.15 25739.785 动力矩 NA145768.12 186286.43 280929.876 摩擦力矩功率 KwPR11.18 7.91 2.997 动力矩功率 AN16.96 21.67 32,668 总功率 )(g28.14 29.58 35.65太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书22表一 三种情况力矩汇
48、总3.2 电动机和电气马达的选择3.2.1 电动机的选择：根据表格中的 由机械设计手册可选定交流电机为： YR250M1-6,其大致数据为：maxP6 极 同步转速：1042 转速：980minrminr电流：60.3A 效率：90% 功率因数：0.84电动机功率验算：由机械设计手册的验算公式为：KPgN式中 K电机过载系数,取 K=2则有：PgN30 81.90.265,3即最大摩擦力矩功率为：19.813019.81因此，电机选用合适。3.2.2马达的选择查机械设计手册选取马达为：DW015/12基本参数为：额定功率为： 额定转速：400r/min KW9额定扭矩为： MN270太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书233.3 减速器的设计3.3.1 确定减速器的结构根据传动比为 90，查机械设计手册 ，选择圆锥圆柱齿轮减速器。如图 3-1 减速器结构简图。输 入 齿 轮轴轴轴图 3-1 减速器结构简
