x方坯连铸拉矫机毕业设计

1、重庆科技学院毕业设计（论文） 题 目 120x120方坯连铸机拉矫机设计 学 院 机械与动力工程学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 讲 师 评阅教师 职称 2015年 6 月 14日 重庆科技学院毕业设计 摘要摘 要连铸即为连续铸钢的简称。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铸技术是一项把钢水直接浇注成形的先进技术，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。本文主要介绍了方坯连铸机的优越性以及发展状况，并对方坯连铸拉矫设备的种类进行了描述。本文主要的研究对象是方坯连铸机拉矫机

2、，如果要确定其工艺参数，必须要先确定方坯连铸机在工作过程中的相关工艺参数，因此本文首先研究了方坯连铸机的相关工艺参数。在确定了方坯连铸机的相关参数后，为接下来研究拉矫设备提供了许多理论依据。 对于方坯连铸拉矫设备的研究主要是根据连铸设备中的各部分所受的力以及拉矫机在工作过程中的力能参数，对其进行结构设计，对主要的零部件进行受力分析和强度计算校核，并针对原设备制造、维护方面的薄弱环节加以改进。关键词：连续铸造 拉矫机 强度计算 校核 重庆科技学院毕业设计 ABSTRACTABSTRACTContinuous casting machine. After determining the relat

3、ive parameters of billet continuous casting machine, it provides a lot of theoretical basis for the study of the tension leveling equipment. casting method and continuous casting method. Continuous casting technology of appeared in the fifties of the 20th century in Europe and the United States is a

4、 directly pouring molten steel forming of advanced technology, continuous casting technology has a substantial increase in the metal yield and quality of casting billet, energy conservation, a significant advantage. This paper mainly introduces the advantages and development of the billet continuous

5、 casting machine, and describes the type of the billet continuous casting equipment. In this paper, the main research object is square billet continuous casting machine straightening machine, if you want to determine the process parameters must be to determine the billet continuous casting machine i

6、n working process parameters. Therefore, this paper studies the relevant technological parameters of billet continuous casting machine. After determining the relative parameters of billet continuous casting machine, it provides a lot of theoretical basis for the study of the tension leveling equipme

7、nt.For billet continuous casting straightening equipment research is mainly according to the parts of continuous casting equipment by force and straightening machine in working process of force energy parameters, the structure design and of the main parts for force analysis and strength calculation,

8、 and the original equipment manufacture, maintenance of weak links to be improved.Keywords:Continuous casting; Tension leveling machine; Intensity calculation; Check 重庆科技学院 目录目录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 连续铸钢的优越性11.2 国外连铸的发展情况11.3 我国方坯连铸的发展情况21.4 方坯连铸机生产工艺与主要设备描述3第2章 方案的确定32.1 方案一：刚性引锭杆用拉矫机42.1.1 二辊分别传

9、动自矫直式拉矫机42.1.2 集中传动的三辊拉轿机42.2 方案二：挠性引锭杆用拉矫机52.2.1 上辊传动组合式拉矫机52.2.2 整体机架上辊传动五辊式拉矫机62.2.3 整体机架下辊传动五辊式拉矫机92.3 确定方案8第3章 方坯连铸机主要工艺参数的确定93.1 弧形连铸机弧形半径的计算93.2 拉速的确定103.3冶金长度的计算10 3.4钢包允许的最大浇注时间113.5 连铸机流数的确定113.6 连铸机的年生产能力计算11第4章 拉矫机相关参数的计算134.1 方坯连铸机的拉坯阻力134.1.1 铸坯在结晶器内的摩擦阻力134.1.2 铸坯通过二冷区的阻力134.1.3 计算推动铸

10、坯使之完成矫直功的力144.1.4 拉矫机各运动部件的摩擦阻力154.2 装引锭杆时拉矫机的阻力及功率174.3 电动机类型的选择17第5章 二级减速器设计185.1分配传动比19 5.2一级行星减速器的设计计算195.3 二级减速器蜗轮蜗杆减速器的设计计算245.3.1 选择蜗杆类型确定中心距245.3.2 基本参数的选择255.3.3 几何尺寸计算255.4减速器的维护与润滑295.4.1 减速器的维护29 重庆科技学院 目录5.4.2 减速器的润滑29第6章 驱动辊的设计校核296.1 求出轴上的功率P转速n和转矩T306.2 按弯扭合成强度条件计算316.2.1 轴上受力分析316.2

11、.2 求出各支承处的水平支反力和垂直反力326.2.3 作弯矩和扭矩图346.2.4 按弯扭合成应力校核轴的强度35第7章 轴承的校核36第8章 原设备制造、维护方面的薄弱环节及改进措施37总结38致谢39参考文献40重庆科技学院毕业设计 1 绪论1. 绪论1.1 连续铸钢的优越性连铸过程是在连续状态下，钢液释放显热和潜热，并逐渐凝固成一定形状铸坯的工艺过程。钢在这种由液态向固态转变过程中，体系内存在有动量、热量和质量的传输过程，存在相变、外力和应力引起的变形等过程，所有这些过程均十分复杂，往往耦合进行或相互影响。与模一初轧开坯工艺相比，连铸工艺具有如下优点： （1)简化了铸坯生产的工艺流程，

12、省去了模铸工艺的脱模、整模、钢锭均热和开坯工序。流程基建投资可节省40，占地面积可减少30，操作费用可节省40，耐火材料的消耗可减少15 。 （2)提高了金属收得率，集中表现在两方面一是大幅度减少了钢坯的切头切尾损失；二是可生产出的铸坯最接近最终产品形状，省去了模铸工艺的加热开坯工序，减少金属损失。总体讲，连铸造工艺相对模铸工艺可提高金属收得率约9。  （3)降低了生产过程能耗，采用连铸工艺，可省去钢锭开坯均热炉的燃动力消耗，可节省能耗1/41/2。（4）提高了生产过程的机械化、自动化水平，节省了劳动力，为提高劳动生产率创造了有利条件，并可进行企业的现代化管理升级。1.2 国外连铸的

13、发展情况 1）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工厂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。(1)目前国外的常规连铸生产已趋成熟，连铸机的作业率普遍大于80，大型板坯连铸机连铸约100200万t钢才漏钢一次，已基本可生产无缺陷铸坯(包括合金钢)。而中国连铸机生产稳定性较差，事故相对较多，作业率还偏低，铸坯质量还有一定的差距。 2）近终形连铸连轧技术在国外已产业化或加快产业化步伐。目前，国外已投产和在建中的薄板坯连铸连轧生产线约有50多套，薄带连铸已建多台工业试验机组，预计不久将实现产业化。而中国还

14、处于起步阶段 3）国外高效连铸技术进一步发展。国外低碳板坯速普遍大于2m/min，最高可达3.0m/min；130mm×130mm和150mm×150mm低碳方坯最大2 连铸生产设备。  4）连铸机的发展大致经历了立式立弯式弧形超低头形水平等几个阶段。每次新机型的出现，说明了技术的进步。但每种机型都各有其特点，有它的最适应的范围，还没有一种机型完全取代其它机型的趋势。目前，连铸机除满足产量要求外，从生产率、铸坯品种质量、铸坯断面、降低连铸机高度、节省基建和设备投资等方面 综合分析，以弧形连铸机较为优越，它是应用的主要机型。但板坯连铸机的总趋向是用直弧型替代弧型，以

15、消除可减轻铸坯内弧侧夹杂物积聚问题。据悉，日本NKK已将所有板坯连铸机改为直弧型。  连铸生产所用设备通常可分为主体设备和辅助设备两大部分。主体设备主要包括： （1）浇铸设备一钢包运输设备、中间包及中间包小车或旋转台 （2）结晶器及其振动装置 （3）二次冷却装置(小方坯连铸机、大方坯连铸机和板坯连铸机有很大差别) （4）拉坯矫直机设备一拉坯机、矫直机、引锭链、脱锭与引锭子链存放装置； （5）切割设备一火焰切割机与机械剪切机等。辅助设备主要包括：1.出坯及精整设备一辊道、推(拉)钢机、翻钢机、火焰清理机等；2.工艺设备一中间包烘烤装置、吹氩装置、脱气装置、保护渣供给与结晶器润滑装置等；

16、3.自动控制与测量仪表一结晶器液面测量与显示系统、过程控制计算机、测温、测重、测长、测速、测压等仪表系统。1.3 我国方坯连铸的发展情况 我国是在炼钢生产中研究、应用连铸技术较早的国家之一。20世纪50年代中期，当连铸技术在前苏联、英国、意大利、加拿大等国进入工业性试验阶段时，我国即着手进行试验研究工作。 1956年我国在当时的重工业部钢铁综合研究所建成了直径80的圆坯半连铸试验装置。 1957年在上海钢铁公司中心试验室建成一台高架立式方坯连铸机； 1958年在唐山钢铁厂建成了第一台工业生产的立式连铸机，同年在重庆第三钢铁厂建成投产一台两机两流，配合30转炉，浇铸175×250矩形坯

17、的立式连铸机。 1960年在唐山钢铁厂建成一机一流，配合5转炉浇铸150×150小方坯的立式连铸机。我国发展的连铸机型大多为立式连铸机，生产效率低。因此，我国连铸生产的发展极其缓慢，到1978年我国的钢产量为3178万，其中平炉钢1127万，占总产钢量的35.46%，连铸比仅为3.5%。为了改变我国连铸生产发展的落后状况，1974年，我国从原西德施罗德西马克和德马克公司引进了3套弧形板坯连铸机。 1980年，我国又与原西德曼内斯曼德马克公司签订了引进小方坯连铸设备及技术转让与合作制造合同，在国内增建一批旨在浇铸90×90，120×120及150×150供

18、成品轧机一火成材使用的小方坯连铸机。上述即是我国设备发展情况。 随着钢铁工业的发展，我国方坯连铸生产技术也得到了迅速的发展。我国钢产量呈直线增加；连铸机总台数已由1979年的24台增加到1995年的247台，截止1995年底，我国已经建成投产方坯连铸机近200台，能力约为3000万/年，1995年实际方坯产量达2500万以上。 现代化转炉(电炉)二次冶金(精炼)连铸三位一体技术的发展推动了我国工业迅速、稳定的增长。对钢铁工业的节能降耗、提高成材率做出重大贡献。1.4 方坯连铸机生产工艺与主要设备描述 连续铸钢所用的生产设备，实际上是包括在连铸作业线上的一整套机械设备，通常可分为主体设备和辅助设

19、备两大部分，主体设备包括有：浇铸设备-盛钢桶运载设备中间罐及中间罐小车或旋转台；结晶器及振动装置，二次冷却支导装置，如在弧形连铸设备中采用结晶器时，需设顶弯装置，拉坯矫直设备拉矫机、矫直机、引锭链、脱锭与引锭链存放装置，切割设备火焰切割机与机械修剪机，摆布剪切机步进式剪切机等），辅助设备有：出坯及精准设备辊道，（拉）推钢机、翻钢机、火焰清理机等；工艺性设备中间罐烘烤装置、吹氩装置、脱气装置，保护渣供给与结晶器润滑装置等，自动控制与测量仪表结晶器液面测量与显示系统、过程控制计算机、测量、测重、侧长、测速、测压等仪表系统。 在连续助攻的发展过程中，连续铸钢设备连铸机先后出现了立式连铸机，力弯式铸钢

20、机（直弧形、全弧形、弧形多点矫直、超低头型）水平式连铸机，如图1所示。图1 各种形式连铸机44 重庆科技学院毕业设计 2 方案的确定2.方案的确定2.1 方案一：刚性引锭杆用拉矫机 刚性引锭杆用拉矫机最大特点是必须有脱引锭头功能，因为刚性引锭杆不可能通过切割机。由于矫直辊要抬起脱引锭头，则其下辊就没有拉坯功能，所以一般不设后辊，而拉坯只能靠前面一对辊，必须上下辊都是主动辊。此类拉矫机也可用于挠性引锭杆连铸饥。2.1.1 二辊分别传动自矫直式拉矫机二辊分别传自矫直式拉矫机是典型的刚性引锭杆用拉矫机。如图2.11前面一对拉辊(1、2)自带一套传动装置，包括直流电动机、制动器、减速机等由于位置所限，

21、上辊直立安装，下辊水平安装，采用液压缸压下，中下辊不传动辊6只起脱引锭头作用,般工作中均呈抬起状态。铸坯在脱引锭头后被上辊压下，在切割前因铸坯自重得到矫直。 图2.1-1二辊分别传动自矫直式拉矫机 1一传动下拉辊；2一传动上拉辊；3压下液压缸；4一机架； 5脱引锭压下缸；6一脱引锭杆辊；7中下辊。2.1.2 集中传动的三辊拉轿机 这种拉矫讥结构如图2.12集中传动装置安装在上部平台上，由直流电动机1、制动器、双出轴减速机2组成，由此传出两支从动轴，连接通往上、下拉辊6、7的万向联轴器3。两拉辊轴装有蜗轮减速机，其蜗杆轴与万向联袖器相接，上拉辊6与脱引锭头辊8的支架上均装有压下液压缸1、5，其中

22、液压缸5行程大，以便脱去引锭头，拉辊装在弧形切点上。远距离安装的集中传动装置，有改善环境条件的优点。由于采用刚性引锭杆，安装集个传动装置的平台同时也是引锭扦放平时操作引锭仟头部的工作平台。 图2.12 集中传动三辊拉矫机 1一直流电动机；2双出轴减速器；3万向接轴；4、5 压下液压缸；6上拉辊; 7下拉辊; 8-脱引锭头辊；9-机架2.2 方案二：挠性引锭杆用拉矫机2.2.1 上辊传动组合式拉矫机这种型式的拉矫机是我国八十年代引进，广泛应用的一种机型，如图2.1-1共五辊，两上辊传动，前、后两机架为标准型式，结构均相同，优点是制造方便，备件简单这台拉矫机开发了我国小方坯拉矫机设计思路，如用链条

23、传动拉辊，采用气功压下，第一对辊布置在连铸机基本弧切点上。该机缺点是气缸和电机防护较差。但维护好仍能正常工作，国内仍有不少企业使用这种机型，也不乏使用较好的事例。 图2.2l 上辊传动组合式拉矫机1一立式直流电动机；2联轴器；3一齿轮箱；4一传动链； 5上辊；6一下辊；7；8一底座。2.2.2 整体机架上辊传动五辊式拉矫机 采用上辊传动，拉坯辊布置在铸机弧形切点上，采用卧式直流电动机，如图2.1-2整个传动装置采用隔热装置保护上辊是通过链条传动。每个上辊设二个压下气缸，安装在拉矫机下部并有水冷罩防护。其特点是采用整体机架，检修时只需更换辊子及传动装即可。 图2.2- 2 整体机架五辊式拉矫机

24、1传动装置；2一上辊；3压下气缸4一下辊，5一机架2.2.3 整体机架下辊传动五辊式拉矫机该拉矫机采用整体机架，拉坯辊布置在铸机弧形切点上，如图2.1-3，上辊均不传动，只起压紧和矫直作用，每个上辊均有二个压下气缸(1、4)。该机特点是采用集中传动，传动装置通过万向联轴器从铸机的两侧远距离传入，再通过链条带动下拉辊5。传动轴有两个位置，表示在多流连铸时传动装青可以错开布置，而后面下辊9是通过链条与前下辊5联结。这种下辊传动的拉矫机值得注意的问题是：下辊拖动铸坯是靠上辊压下力才产生驱动铸坯的摩擦力，因而在矫直辊下面的下辊，只有在矫直辊克服铸坯的矫直反力后，才能产生驱动铸坯的摩擦力。所以气缸压在上

25、辊的力要比上辊传动的拉矫机更大一些。 下辊传动的拉矫机优点是：需要升降移动的上辊简化了；固定的下辊安装传动装置也较方便，有利于采用集中传动；传动装置距热源较远，寿命长，维护方便。 图2.2- 3 下辊传动五辊拉矫机 1后压下气缸；2矫直辊；3拉坯辊；4压下气缸；5一拉坯辊 6链传动；7一机架；8一中下辊；9一传动下辊。2.3 确定方案：经比较最终选用方案二中的整体机架上辊传动五辊拉矫机 图2.3 五辊拉矫机1减速器；2一电动机；3一上辊架；4机架；5一水冷隧道； 6自由辊；7防护罩；8一传动辊；9 脱锭油缸；10压下油缸拉矫机的结构如图2.3所示： 这种拉矫机的型式为整体机架五辊拉矫机。这是近

26、年来在总结以往方坯连铸机在设计、制造、使用中的成功经验，以及所暴露出的问题的基础上设计制造出的一种新型拉矫机。在国内一些引进及国产的方坯连铸机中，都有成功的使用经验。整体机架五辊拉矫机与传统的方坏拉矫机相比，具有以下特点：1）采用两点矫直技术，提高涛坯的质量；2）在整个拉矫机区域内。设置水冷隧道，使铸坯在隧道内运行，提高了对铸坯辐射热的防护能力；3）设置三个传动辊(两个上辊，一个下辊) ，具有足够的拉还能力。同时，通过增减传动辊的数目(最多可有四个传动辊)，拉矫机可以适用于90×90毫米至280×300毫米各种断面的铸坯；4）传动电动机采用近年来通常使用的交流变频调速电动机

27、，简化了电控系统的维修工作；5）可用于使用挠件引锭杆的连铸机，还可用于使用刚性引锭杆的连铸机；6）结构紧凑，适用于流间距1000毫米的多流方坯连铸机；7）所有部件都安装在个机架上，可以方便的整体更换，；离线检修，提高拉矫机的作业率及维修性能。3. 方坯连铸机主要参数的确定设计参数：典型钢种： 45方坯截面尺寸：120*120/mm 拉坯速度：2.5 -3.0m/min 铸机半径 ： 8m3.1 弧形连铸机弧形半径的计算 连铸机铸坯外弧的曲率半径(m)。依据下列三个因素确定：按铸坯进入拉矫机以前全部凝固完毕的条件确定；按铸坯在矫直时所允许的表面延伸率确定；按弧形结晶器的最小允许半径确定。按经验公

28、式计算： 连铸机圆弧半径R=KD 其中K为系数，对于生产普碳钢及低合金钢的方坯连铸机K取3040。D为铸坯厚度m,D取0.12m。R要在算出后，考虑已投产的连铸机的经验参数，综合考虑确定.R=(3040)D=30×0.1240×0.12=3.64.8 取R=4.5m 重庆科技学院毕业设计 3 连铸机主要参数的确定3.2 拉速的确定连铸机的拉速的确定主要取决于以下几个原则：1.选取连铸机的拉速必须在所浇钢种的允许范围之内，确保产品质量。2.以满足钢种产量的要求为前提，选取的拉速考虑和冶炼设备的生产周期匹配。3.连铸机拉速要考虑铸坯断面尺寸、弧形半径、冶金长度和铸机结构特性等因

29、素。 （3-1） 式中： -结晶器内凝固系数mm/min1/2;取20； -结晶器有效长度取0.85m =10.2 计算得出：3.27 mmin 工作拉速为理论拉速的85左右，确定工作拉速为2.8mmin。3.3 冶金长度的计算冶金长度为连铸机的机身长度，指从结晶器钢液面到拉矫机最后一对辊子中心线的长度。 （3-2） 式中 ： 铸坯液心长度，m D铸坯厚度，mm 最大拉坯速度，mmin K综合凝固系数， 取32计算出冶金长度=9.84m3.4钢包最大浇铸时间 （3-3） 式中：-钢包最大允许浇注时间，min G-钢包的容量，60t f-质量系数，45钢，取f=14 计算出min3.5 连铸机流

30、数的确定 计算公式： （3-4） 式中 G-钢包容量,60t; t-钢包浇注时间min,一般t，t取推荐值50min; S-铸坯断面面积,0.0144; V-此断面下的工作拉速,2.8m/min; -铸坯密度，7.8t/. 计算出n=3.82 取n=4流3.6 连铸机年产量的计算 （3-5）式中 -每流浇铸能力，t/min F-铸坯断面积， V-拉速，m/min -铸坯密度， 2）浇铸周期T （3-6） 式中 T-浇铸周期，min -浇铸时间，min -准备时间， 取33min G-钢包钢液量，60t N-平均每次连浇炉数 取N=2 联合公式（1）（2）得T=80min3)连铸机的年产量 （3

31、-7） 式中 连铸机年产，吨/年 G-钢包钢液量，60t N-平均每次连浇炉数 取N=2 -连铸坯收得率，取95% -连铸机年作业率，取80% T-浇铸周期时间，h计算出=32608吨 重庆科技学院毕业设计 4 拉矫机主要参数的确定4. 拉矫机相关参数的计算4.1 方坯连铸机的拉坯阻力 方坯连铸机的拉坯阻力F包括：铸坯在结晶器内的摩擦阻力F1，铸坯通过二冷区时的阻力F2，推动铸坯使之完成矫直功的推力F3，及拉矫机各运动部件的摩擦力F4，分别计算如下:4.1.1铸坯在结晶器内的摩擦阻力摩擦阻力与结晶器的锥度、制造安装的精度、结晶器的运行情况及振动方式有关，由于影响因素较多，很难精确计算，设计时，

32、一般只用经验公式计算铸坯在结晶器中运动的摩擦阻力，并采用较大的摩擦系数用于补偿其他阻力的存在，此阻力参照实测数据决定。查冶炼机械设计方法按经验值近视确定F1=6000N4.1.2 铸坯通过二冷区的阻力方坯在二冷区的阻力包括：铸坯与导向装置的摩擦力及铸坯自重引起的下滑力。从铸机的弧线部分区一小段单元铸坯，其位置角为，包角为， 重量为 （4-1） 式中：A-铸坯断面积；0.0144 R-铸机外弧半径；R=4.5m -铸坯密度；取=0.07N/.把力q分解为径向力及切向力， （4-2） sin （4-3） 径向力对导向装置的摩擦力为: cos (4-4) -铸坯在导向装置中的摩擦系数，取 =0.3铸

33、坯在二冷区内的阻力为： (4-5) 因为<1 ，所以是负值，即铸坯还能向下滑动。已知铸机外弧半径R=4.5m， B=H=120mm =0.3 A=BH 所以代入数据计算得=-3175N4.1.3 计算推动铸坯使之完成矫直功的力被矫直的方坯处于完全凝固的弹塑性状态。其矫直力矩为： （4-6） 式中：-铸坯在高温状态下的屈服极限； -铸坯边长推动铸坯进行矫直的转矩，等于推力F3对圆弧中心点的转矩，此转矩等于铸坯的矫直力矩，即： （4-7） 则 查连铸手册取材料为45钢在1000摄氏度情况下=35N/ 铸机外圆弧半径R=4.5m,铸坯边长h=120mm所以带入数据计算得 F3=3780N4.1

34、.4 拉矫机各运动部件的摩擦阻力计算拉矫机各运动部什的摩擦阻力,(如图31所示的五辊拉矫机)，假定拉坯力由A D两辊承担，矫直力由A B及C三辊承担,且A D两辊承担的拉坯力为： （4-8）由上而求得的 F1=6000N =-3175N F3=3870N代入公式计算得=6695N为产生上式拉坯力，作用在A,D两棍的压力为： （4-9） 式中 -拉辊与铸坯间的摩擦系数，取=03所以11158.3N由A B C三辊矫直铸坯时，A及C辊的压力为： （4-10） 已知铸坯边长A=120mm，45钢在1000情况=35N)所以代入数据计算得：12600NB辊的压力为： （4-11）E辊在理论上不承受压力

35、。由上列各种压力产生的总摩擦力为： （4-12）式中：-辊子直径；取360mm d-轴颈直径；取150mm -铸坯与辊子间滚动摩擦系数，取=3mm -辊子轴承的摩擦系数，滚动轴承，则=0.005上面求得：11158.3N ,12600N , =25200N所以代入数据计算得 =1599.76N连铸机拉热坯时的拉坯总阻力为上述各个阻力之和，即上面求得 F1=6000N =-3175N F3=3780N =1599.76N带入数据得 8204.76N拉热坯时计算的驱动电机功率为： (KW) （4-13） 式中： -拉坯速度(ms) -拉矫机传动总效率。已上求得=8204.76N 又已知拉矫机拉坯速

36、度=2.8m/min , =0.716所以代入数据得 KW =1.04KW式中 - 考虑电压不稳定，国产电机质量不稳定，以 及 工 作 环 境 等 因 素 ； 取 =24.2 装引锭杆时拉矫机的阻力及功率 方坯连铸机一般都是从下往上装引锭杆，此时引锭杆在二冷区的阻力和引锭杆的下滑力都是向下的。可用上述的计算方法来计算装引锭杆的阻力及功率。（1）其阻力计算方法是： （4-14）式中 A-引锭杆断面面积，144 R-连铸机弧形面积半径，450cm -引锭杆材料密度， -引锭杆与二冷支导装置的摩擦系数，取=0.15 -引锭杆与拉辊，辊道辊子间的摩擦系数，取=0.04 -引锭杆总长，900cm -引锭

37、杆在二冷支导坯段走过的角度 1.396弧度（） 计算出=50571N（2） 装引锭杆时的传动功率 （4-15）式中 -装引锭杆时的速度，6m/min计算出=7.23KW 比较和,<,故取其中的较大者作为静功率来选用电动机4.3 电动机类型的选择电动机额定转速是根据生产机械的要求而选定的。在确定电动机额定转速时，必须考虑机械减速机的传动比值，两者相互配合，经过技术、经济全而比较才能确定。通常电动机转速不低与500r/min，因为当功率一定时，电动机的转速愈低，则其尺寸愈大，价格愈贵，而且效率也较低，如选用高速电动机，势必加大机械减速机构的传动比，致使机械传动部分复杂起来。对于冶金机械，工作

38、速度较低，经常处于频繁重庆科技学院毕业设计 5 减速器设计地正反转运行状态，为缩短正反转过渡时间，提高生产效率，降低消耗并减少噪声节省投瓷，应选择适当的低速电动机，为防止装引锭杆时的推力不足和防止漏钢现象，结合其工作环境上综合考虑：故选用应用于冶金机械的变频调速三相异步电动机Y180L-8，额定功率是11kw,同步转速是750r/min，效率0.8。5. 减速器设计5.1分配传动比已知拉坯速度= 3.27mmin，辊子直径D= 300mm电动机转速，则得i=216。考虑到拉矫机的实际情况及现场安装等问题，故一级减速器用行星齿轮减速器，二级用蜗轮蜗杆减速器。因为行星齿轮减速器结构原因,单级减速最

39、小为3,最大一般不超过10,常见减速比为:3.4.5.6.8.10所以取=8,=27。5.2 一级行星齿轮减速的设计计算（1） 计算输出转速输入转速=750r/min,i=8,输出转速=93.75r/min(2) 选择齿轮材料 太阳轮，20CrNi2MoA,渗碳淬火回火，表面硬度57-61HRC 行星轮，20CrNi2MoA,渗碳淬火回火，表面硬度57-61HRC 内齿圈，42CrMo,调制处理，表面硬度262-362HRC（3） 确定各主要参数1. 传动比i=82. 行星轮数目=33. 载荷不均衡数目低速级采用太阳轮浮动的均载机构，取=1.15=1+1.5(-1)=1.225 （5-1）4.

40、 配齿计算太阳轮齿数在推荐值20-40中选，取=21C=56 （5-2）=C=147 （5-3） （5-4）为适应变位需要，初选=62,尽可能使/及/无公约数。故太阳轮齿数=21，齿圈齿数=145，行星轮数齿数=62（5） 齿轮模数m和中心距a按公式，计算太阳轮分度圆直径 （5-5）式中-齿数比，=62/21=2.95 -使用系数为中等冲击，故取1.25 -综合系数，取2 -太阳轮单个齿轮传递的扭矩=（/）9550 （5-6） =1.15/3 =398.6N.M其中：-行星齿轮传动效率，取=0.98 -齿宽系数暂取0.56 =1450带入式： （5-7） =768 =81.3mm模数m: m=

41、81.3/21=3.87mm,取m=4mm =166mm （5-8） 则取=170mm,又应m/=0.0235 b=0.56=47.04mm （5-9） 取b=50mm 行星轮齿宽:=50mm 太阳轮齿宽: =58mm (6) 计算变位系数采用外啮合角变位1. a-c传动啮合角：因cos=/a=166/170=0.917582 （5-10）所以=变位系数= （5-11） =（21+62） =1.08中心距变动系数y y=(170-166)/4=1 （5-12）齿顶高降低系数 =-y=1.08-1=0.08 （5-13）分配变位系数选=0.5，故=-=0.582. c-b传动因为采用高位变位，故有=，所以=0.58中心距变动系数y：，=0 （5-14） y=03. 齿轮其他主要尺寸计算分度圆：d= (5-15)齿顶圆： (5-16)齿根圆： (5-17)基圆直径：=d (5-18)齿顶高系数：（太阳轮，行星轮）=1，内齿轮=0.8顶隙系数：（太阳轮，行星轮）=0.4，内齿轮=0.25带入上组公式计算：太阳轮分度圆直径：=421=84mm行星轮分度圆直径：=462=248mm内齿轮分度圆直径：=4145=580mm太阳轮齿根圆直径：=76mm行星轮齿根圆直径：=241.44mm内齿轮齿