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本科生畢業(yè)設計說明書（畢業(yè)論文）
題 目：鑄鐵機設計
學生姓名：
學 號：
專 業(yè)：機械設計制造及其自動化
摘要
畢業(yè)設計作為大學學習最后階段的教學環(huán)節(jié)，是對我們四年來理論和實踐學習的一次全面、整體、深刻的校驗，也是我首次系統(tǒng)地將理論知識應用到工程實際中的一次考驗。
機械工業(yè)擔負著裝備國民經(jīng)濟各個部門的重任。在改革開放過程中，機械工業(yè)又將要發(fā)揮重要的作用，為此提高機械工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟效益迫在眉睫。
本設計說明書中所涉及的是鑄鐵機一種——滾輪移動式鑄鐵機。主要內(nèi)容有鑄鐵機的工作原理，主要零件的設計，鑄鐵機鏈帶受力分析。
鐵水從高爐中出來后，為了解決運輸及儲存問題而使用的一個將液態(tài)鐵水鑄成小塊鑄鐵塊的機械。
在設計過程中，實地考察了實習工廠的設備，并借閱了大量的工廠的實際圖紙，也參閱了大量的關于矯直機的資料，進行了反復的比較，取長補短，從而完成了自己的畢業(yè)設計。
進行大規(guī)模的整機的設計，對我個人來說，尚屬首次，加之經(jīng)驗不足，知識缺乏，所以在設計中難免會出現(xiàn)錯誤和考慮不到的地方，我衷心的懇請各位老師給予批評和指正。謝謝。
Конспект
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目 錄
摘 要 Ⅰ
Конспект Ⅱ
第一章 概述 1
1.1鑄鐵機前的鐵水運輸 1
1.2工藝要求和設備選型 2
1.3鑄鐵機的發(fā)展 5
第二章 鑄鐵機生產(chǎn)能力確定及鏈帶受力分析 16
2.1鑄鐵機生產(chǎn)能力的確定 17
2.2鑄鐵機每條鏈帶的電動機功率的確定 17
2.3電動機功率的確定 21
2.4電機及其減速器的選擇 21
第三章 鑄鐵機的零件設計 22
3.1主動鏈輪軸的設計 22
3.1.1 選擇軸的材料 22
3.1.2初步估算軸徑 22
3.1.3軸的結(jié)構(gòu)設計 23
3.1.4軸的強度驗算 26
3.2從動輪軸的設計 29
3.2.1選擇軸的材料 30
3.2.2初步估算軸徑 30
3.2.3軸的強度驗算 30
3.2.4軸的結(jié)構(gòu)設計 33
第四章 鏈帶及鑄鐵模的設計 36
4.1鑄鐵模 36
4.2鏈帶 36
第五章 鑄鐵機的輔助裝置設計 38
5.1張緊裝置 38
5.2鑄鐵塊的冷卻系統(tǒng) 38
5.3鑄鐵模噴漿裝置 39
5.4前方支柱 39
第六章 鑄鐵機室的布置 40
6.1鑄鐵機室的布置形式 41
6.2鐵路布置 41
6.3鑄鐵機中心距的確定 41
6.4操作室，前方支柱及機前機后操作人員的操作臺 41
第七章 創(chuàng)新設計 43
7.1采用雙電機驅(qū)動 43
7.2 采用擋板防滾輪卡死 43
結(jié)束語 45
參考文獻 46
第一章概述
1.1 鑄鐵機前的鐵水運輸
鑄鐵機是為了將鐵水連續(xù)鑄造成鐵塊而設置的。在高爐車間出鐵場上由鐵水罐車或混鐵車貯存的鐵水經(jīng)鐵路運到鑄鐵機前的前方支柱旁以備澆注。
國內(nèi)高爐鐵水的運輸設備大部分采用鐵水罐車，它是由梨形的鐵水罐和承載車二部分組成。它的走行是靠機車頭的牽引，它的吊裝與傾翻是由專用的起重機來操作的。國內(nèi)常用的有65噸鐵水罐車、ZT—100—1型鐵水罐車、ZT—140—1型鐵水罐車。
65噸鐵水罐車的鐵水罐容量為65噸．橢載時罐體總重86噸，罐體中之耐火磚重10噸，車架總重17．5噸。ZT—100—1型鐵水罐車隊鐵水罐容量為100噸，滿載時罐體總重128噸，罐體中之耐火磚重14．3噸，車架總重22噸。ZT—140—l型鐵水罐車的鐵水罐容量140噸，滿載時罐體總重171噸，罐體中之耐火磚重16.5噸，車架總重28.5噸。這三種鐵水罐車負載時的最大運行速度為20千米／小時，在道岔處允許最大運行速度10千米／小時，鐵道軌距1435毫米。
在現(xiàn)代化的大型高爐車間里，生產(chǎn)的鐵水量很大，鐵水罐已不能滿足運輸?shù)囊?，因而改用混鐵車來完成運輸和貯藏鐵水的工作。它較之鐵水罐車有以下優(yōu)點：1)容量大，使運輸和周轉(zhuǎn)減少，注入和傾出鐵水方便，可提高生產(chǎn)率；2)鐵水在罐中的保溫性能好，使鐵水的保溫時間得到延長，利于調(diào)度；3)減少了罐口結(jié)瘤、結(jié)殼的鐵水損耗，也減少了罐子的清理和維修的工作量；4)對鐵水還起到了調(diào)配混勻的作用。
國內(nèi)最新采用的320噸混鐵車。
320噸混鐵車它是由雪茄式混鐵罐、承載車和傾翻機構(gòu)三大部分組成的。雪茄式混鐵罐是由二邊對稱的截頭圓錐與中間圓柱體組成的錐簡形罐體，可繞中心偏上70毫米的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，這是為了使罐體與鐵水的合成重心落在回轉(zhuǎn)中心的下方。它保證了罐體的穩(wěn)定，不會發(fā)生自行傾翻的事故，即使在傾翻時發(fā)生停電事故，重心也可使罐體自行復位。承載車由16組輪對組成，每四組輪對組成一個小回轉(zhuǎn)架，每八組輪對組成—個大回轉(zhuǎn)架，弓形大車架就支承在二個大回轉(zhuǎn)架上，承載車全長25．8米。傾翻機構(gòu)有二種速度，在鑄鐵時采用低速傾翻，傾翻速度為0.015一0.0015轉(zhuǎn)／分；在煉鋼車間傾倒鐵水時采用高速傾翻，傾翻速度為0.15轉(zhuǎn)／分。它的傳動方式采用雙電機行星齒輪減速器，低速時采用直流電機可調(diào)速驅(qū)動，高速時采用直流、交流雙電機同時驅(qū)動。由于混鐵車的回轉(zhuǎn)中心與空罐或滿罐時的合成重心相接近，故它的傾翻力矩大大低于鐵水罐車，它的傾翻力矩為55噸力米，傾翻電機功率低速時為1．5千瓦，高速時為11千億。它的供電方式為插銷式，插座設在車端部，插銷設在翻罐操作處。該車新罐時可裝320噸鐵水，后期罐可裝370噸鐵水，空車自重260噸，車輛的走行由機車頭牽引，走行速度為8—15千米／小時，軌距為1435毫米，鋼軌為60公斤／米，混鐵車輪軸的承載為40噸／軸。
1.2 工藝要求和設備選型
鑄鐵機是為了將鐵水連續(xù)鑄造成鐵塊而設置的。當鐵水內(nèi)鐵水罐車經(jīng)鐵路運至鑄鐵機前的前方支柱旁時，這時由鐵水罐翻罐卷揚的吊鉤將鐵水罐的下部吊耳吊起，并使其支爪搭在前方支柱的支承軸上，此時吊鉤提升漸漸傾翻鐵水罐，鐵水經(jīng)流鐵槽流入鑄鐵機的二排鑄鐵模內(nèi)。當鐵水由混鐵車經(jīng)鐵路運至鑄鐵機前時，則不需要前方支柱，可直接驅(qū)動混鐵車的傾翻機構(gòu)，使罐內(nèi)鐵水徐徐注入到流鐵槽內(nèi)，再經(jīng)流鐵槽流入鑄鐵機的二排鑄鐵模內(nèi)。鑄鐵模內(nèi)鐵塊隨著傳動鏈的運行而逐漸被冷卻，直至到鏈帶的終端，這時凝固的鑄鐵塊翻落在卸料槽中，沿槽壁沿入收集車內(nèi)。當傳動鏈返回時，在鑄鐵機的下部設有噴灰裝置，可將石灰漿噴灑在鑄鐵模上，以防鑄造時鐵水與模子發(fā)生粘連，每臺鑄鐵機均設有二條傳動鏈，同時運轉(zhuǎn)工作。
對鑄鐵機的設計要求有：
1)在澆鑄過程中應盡量減少鐵水的飛濺損失和防止鐵水從鑄鐵模中溢出的損失，高鐵水收得率，并應保證鑄鐵塊的質(zhì)量。
2)加強鐵水在鑄鐵模中的冷卻速度，縮短鑄鐵塊的冷卻時間，可以提高鑄鐵機生產(chǎn)率，并降低設備重量。
3)提高鑄鐵機設備的零件壽命，減少設備故障，選擇經(jīng)濟有效的設備結(jié)構(gòu)形式。
4)減輕設備重員，提高機械化程度，盡力降低鑄造每噸生鐵所消耗的備件重量，并應降低單位重量備件所需的加工臺時值。
為了減少鐵水在澆鑄時的飛濺損失，在鐵水罐的澆注口下設有流鐵槽。為了減低鐵水流的落差，流鐵槽的底面坡度一般為3%， 流鐵槽的出口和鑄鐵模之間的落差應盡量小，一般都不超過50毫米，鐵水流應呈薄而寬的瀑布狀注入鐵模，這樣可減少鐵水的飛濺損失和鐵流對鑄鐵模的沖刷。
國內(nèi)現(xiàn)在采用的鑄鐵機共有二種型式，滾輪移動式和滾輪固定式。
這兩種型式的鑄鐵機都采用鑄鐵模平行排列、相互塔接方式，模子二端與兩邊的鏈條聯(lián)結(jié)，組成一條封閉循環(huán)的運輸帶。鏈帶的前部為澆鑄部分，有的設有5米長并與水平組成10一14傾角的澆鑄鏈帶，這樣在較大傾角的鏈帶上，鐵水能更好地越過各鑄鐵模的搭接口均勻充滿各模子，鏈帶的其余部分傾角為6一10左右，這樣可防止運行時鐵水從模子中溢出．造成損耗。在鏈帶的前部還設有可調(diào)節(jié)鏈帶張緊的裝置，當鏈帶銷孔磨損時可調(diào)節(jié)張緊力；當鏈節(jié)需要更換時，應放松張緊裝置。在鏈帶的后部，還設有鑄鐵塊的拋卸裝置。它用錘子不斷敲擊端部模子里的鐵塊，使其脫落鑄鐵模落入溜槽內(nèi)。
鑄鐵機的產(chǎn)量，取決于單位時間內(nèi)鑄造出的鐵塊量。因此鑄鐵機的產(chǎn)量與鏈帶的運行速度成正比。當提高了鏈帶速度時，往往可使鑄鐵塊在脫莫時還不能很好地冷卻下來。其解決辦法處采用加長鏈帶的長度或采取噴水強迫冷卻等措施。噴水冷卻裝置都設在鏈帶的中后部，噴水量應先小后入，逐步增加。以免會影響鑄鐵塊的表面質(zhì)量。當鑄鐵機鏈帶長度與冷卻條件固定時，鑄鐵機的產(chǎn)量實際上決定于鑄鐵塊在該條件下凝團所需的時間，并且可依凝固所需的時間計算出最高產(chǎn)量時的鏈帶速度值。
實際生產(chǎn)證明：滾輪移動式和滾輪固定式的鑄鐵機都能滿足生產(chǎn)要求。它們各有優(yōu)缺點，滾輪移動式因滾輪隨鏈帶移動，由于滾輪與鏈帶加工較粗糙，滾輪在工作肘往往容易掉道，并且在輪軸處溫度變化很大。當注入鐵水時，鐵水溫度為1250—1300c，卸料時鐵塊溫度為500一600c。因此滾輪軸承與鏈條的軸銷處在高溫輻射下，潤滑困難，磨損很快，許多廠礦都采用人工注油，每班一次。為了改善滾輪的工作條件，設計了滾輪固定式的結(jié)構(gòu)，由于將滾輪固定在基礎兩上，滾輪可采用滾動軸承干油集中潤滑，滾輪的工作條件得以改善，鏈條則支承在滾輪上移動，鏈片的底面成為工作面，因此鏈片的上下兩面都必需加工平整，這樣就增加了鏈片的加工量。為了適當減少支承鏈帶的滾輪數(shù)量，鏈帶的節(jié)距也比滾輪移動式增加了一倍。滾輪移動式為每個鏈節(jié)設了一個鑄鐵模。滾輪固定式為每個鏈節(jié)設二個鑄鐵模，這樣鏈板的外形尺寸和重量都較滾輪移動式增大了。由于兩個鑄鐵模都固定在一個鏈節(jié)上，工作時受熱應力和變形的影響，滾輪固定式鏈片與鑄鐵模的連接處容易破壞，鑄鐵模的使用壽命也較滾輪移動式為低，此外滾輪固定式設備重量大，零件的加工量較多，但是使用中滾輪固定式的維修工作量少，使用周期長，事故也較少，當更換備品時所需的加工量較大。
國內(nèi)各廠滾輪移動式和滾輪固定式都有采用，工藝流程的布置大致相同。
國內(nèi)各鑄鐵機的鏈帶首尾鏈輪的距離為30一60米長，鏈帶運行速度為6—12米／分，最高可達15米／分。上部工作部分鏈帶傾斜角為6一10左右。鏈輪的節(jié)圓直徑滾輪移動式為1000一1200毫米，滾輪固定式為1500一2000毫米。相鄰兩鐵模間的小心距為280一305毫米。鑄鐵塊的重量為25—35公斤左右。鏈帶軌道中心距為870—l000毫米。
最近國內(nèi)許多廠都開始生產(chǎn)小塊鑄鐵塊，頗受用戶歡迎。它的優(yōu)點是： 1)小塊鐵在再熔化時可較大塊鐵節(jié)省焦炭約5%以上；2)搬運、裝卸方便，使用時不需要再破碎。這是一種新的發(fā)展趨勢。過去由于鑄鐵塊塊度大，冷卻成型需要校長的時間，因此鑄鐵機一般都設計得很長，產(chǎn)量較大的鑄鐵機最長可達60米以上，設備重量也很大。如果采用小塊鑄鐵，鐵塊的厚度減小。在同樣產(chǎn)量時，冷卻面積將大大增加，因此成型需要的時間可大為縮短。這樣當產(chǎn)量不變，鏈帶速度相同時，所需的鏈帶長度將可大大縮短。當鏈長不變時，可大大提高鏈帶的運行進度。
小塊鐵用的鑄鐵模。它是每模六小塊，每小塊重3．5—4．5公斤，鐵模材料用HT25—47制造，每次鐵模內(nèi)澆鑄鐵水2l一27公斤。
當采用小塊鐵鑄鐵模生產(chǎn)時由于小塊鐵散熱面大，冷卻快．并且鑄鐵模的周轉(zhuǎn)周期短，相應的鑄模溫度比大塊鐵模要高。在相同的冷卻條件下，大塊鐵模在回程時的溫度約為100c，而小塊鐵模溫度可達200c，因而必須加強小塊鐵模的冷卻措施。
為了提高小塊鐵模的使用壽命，一般都選用厚度大的鑄鐵?；蜩T鋼模。為了能保證順利脫模，應適當增加噴漿的濃度。
根據(jù)使用單位介紹，以小塊鐵為原料的化鐵爐，可獲得以下有利條件：1)鐵水溫度可提高40c，最高可達1400C左右；2)熔鐵時間可縮短，可提高日產(chǎn)量20%左右；3)可節(jié)省焦炭5%左右；4)由于鐵水溫度提高，合金元素Si，Mn燒損可大為減??；5)由于鐵水溫度提高，鑄件廢品率可降低30％左右。
1.3鑄鐵機的發(fā)展
鑄造用的生鐵和煉鋼用的生鐵要鑄成種達20公斤的鐵塊。在中國常遇到的一些舊高爐車間里就在澆鑄場的砂型里鑄造鐵塊；鑄完以后將凝固了的鐵塊打開并將他們收集起來。為了達到這個目的，常采用造型和收集的設備。這種方法的生產(chǎn)率很低的。
隨著高爐生產(chǎn)的發(fā)展，開始采用帶有活動鑄鐵斗的鑄鐵機。
帶有鑄鐵斗的轉(zhuǎn)動臺（圖1.1）是這種鑄鐵機最早的構(gòu)造之一。隨著臺的轉(zhuǎn)動鐵水在鑄鐵斗中凝固，然后落在車皮上。這種機器很笨重，因此沒有得到發(fā)展。
圖1.1 帶有鑄鐵斗的轉(zhuǎn)動臺
后來在美國出現(xiàn)了帶式鑄鐵機，這種鑄鐵機在歐洲和蘇聯(lián)也得到了廣泛應用。
第一架 鑄鐵機是尤林克鑄鐵機（Разливоъная машина юлинга），它的出現(xiàn)在1983年，由兩條互相平行而傾斜的帶子組成，
帶子附有鑄鐵斗，為了冷卻鐵塊起見在鑄鐵斗后面裝有板式運輸機。帶子速度為3.9公尺/分。運輸機的水平部分穿過存有水的槽；其后面向上傾斜部分把鐵塊運到車皮中。在鏈帶無載的一邊噴上石灰水以防止鐵水和斗粘上。
鑄鐵機很長，約70公尺；板式運輸機要求裝設很長的傳動軸，這些都使裝置變得很復雜化。
在后來的構(gòu)造中板式運輸機被取消了；而后來用水澆灑鑄鐵斗來進行必要的冷卻。起初機器是用帶有行走滾子的鏈條傳動，后來將它簡化，改用鏈條沿著固定的輪子移動。不過這樣的簡化在最初的第一種構(gòu)造中并沒有什么益處，因為在那里鏈條的跳動常把鐵水弄出，只是在過了很長時間以后，這種構(gòu)造才被烏拉爾重型機器制造廠改進而采用。
現(xiàn)在來敘述一下目前采用的新式鑄鐵機。
“大卡恩雷斯”和密大利斯脫“工廠的鑄鐵機。
這種鑄鐵機每晝夜產(chǎn)量為1200噸。
這種裝置和裝在車間附近的舊裝置不一樣，它是裝在車間以外單獨的廠房里。有專供鐵水罐將鐵水到入鑄鐵機和進行鐵水罐修理工作的廠房，在那里有鐵路通過；分為：鑄鐵機的廠房和耐火材料倉庫。
鑄鐵塊倉庫就在鑄鐵機旁邊。
在準備工段里有起重機和傾翻卷揚機，起重機的起重量為75/15噸；鑄完鐵塊以后起重機用來清除鐵水罐中的廢鐵和渣；清掃廠房，修理鐵水罐，清除大渣塊，并當傾翻卷揚機損壞時還來代替它的工作。每一鑄鐵機都放在一個單獨的跨間里。
在廠房Ⅲ里有傾翻鐵水罐時用的臺柱，及鑄鐵部分用的露天工作平臺，工作平臺旁邊有鑄鐵工人室和司機室，司機室內(nèi)有鑄鐵機操縱臺。通往鑄鐵帶張緊裝置去的通道必須寬暢；從機器下面清除碎鐵必須很方便。地面和鑄鐵帶下面部分之間的距離（考慮到有鑄鐵斗）必須不小于500厘米。
鑄鐵帶的過道是一有鋼筋混凝土地面的封閉長廊，鑄鐵帶的二邊留有寬1000~2000厘米的通道。軌道和通道地面之間有250~300厘米的距離，以便于從鑄鐵帶下面取出碎鐵來。通道墻上蓋有曲形鐵板。窗上有活動百葉窗。在頂上有引出蒸汽的天窗。
廠房的鑄鐵路上裝有拉鐵和小車的絞盤，為了能不用機車來調(diào)度鐵水罐和小車。絞盤是一帶有平滑垂直滾筒的絞車，在絞車出來的繩子上帶有幾個抓子來拉動車輛。這是最好用循環(huán)繩索的絞盤。
在大多數(shù)工廠里修理鐵水罐的地方直接就在鑄鐵機旁邊，這里有砌磚用的坑，烘干鐵水罐的活動裝置，加工車間和混凝土車間，還有起重量75噸的吊鐵水罐的起重機。
鑄鐵機由二條循環(huán)的帶組成——鑄鐵用的鏈帶。每一條帶是由二條鏈條及鏈條上的鑄鐵斗組成，鑄鐵斗組成，鑄鐵斗之間相互緊靠在一起。鑄鐵斗本身也是鑄鐵制成的。每一鑄鐵斗能裝45~50公斤鐵水。鏈條繞在鏈輪上，主動鏈輪放在卸載的一端，它們支流電動機（40千瓦，600~1000轉(zhuǎn)/分鐘）或交流電動機（20.5千瓦，速度不變）通過四級圓柱齒輪組成的減速器和安全連軸節(jié)帶動。當一個電動機壞了的時候，連軸節(jié)就將鏈輪軸連接起來，使得第二架電動機能同時帶動二條鑄鐵帶，鑄鐵帶統(tǒng)一操縱室操縱，操縱室就在鑄鐵機澆鑄部分的旁邊。
張力裝置的螺絲可以使頭部軸承移動，而移動頭部軸承就可調(diào)節(jié)帶的張力大?。▓D1.2）。鏈帶軸的水平距離為43公尺;帶長為90280厘米；一根帶上的鑄鐵斗數(shù)目為296個；滾子間的距離為305厘米。導軌的末端部分是彎曲的，使得帶的滾子能很平穩(wěn)地從軌道上過到鏈輪上去。軌道的下面部分有5公尺長是和水平線成14的角度。這樣使?jié)茶T時液體生鐵在鑄鐵斗里分布得均勻。鑄鐵帶其他部分的傾斜角度為6。
液體生鐵經(jīng)過澆鑄槽到二邊的鑄鐵帶上，澆鑄槽是由一個四角形的漏斗，中間延長部分（其軸線和鑄鐵機的軸線平行）以及二根直角形的支槽組成。槽的各部分都涂有耐火泥,上面還有砂子。
圖1.2 鏈子張力裝置
流鐵槽能使鐵水直接注在鑄鐵斗的整個表面上（這樣使鑄鐵斗磨損得均勻些）。鑄鐵斗和鑄鐵槽之間的空隙不能超過50厘米。
在某些情況下，在卸鐵塊的一面裝有拋卸裝置（сбрасывающая галовка），表示在圖1.3上，它對鐵塊的落下起著某些阻擋作用。由于彈簧發(fā)熱，有時失去彈性，因此這種裝置工作得不好，它會卡住鐵塊，而這樣就會使鑄鐵帶發(fā)生撞擊。
圖1.3拋卸裝置
在卸鐵塊的一邊還裝有固定槽，在固定槽下面有用繩輪帶動而繞橫軸轉(zhuǎn)動的槽，這些槽上必須蓋有用鋼軌做的鋪板或錳鋼制的孔板
臺柱的用途是（圖1.4）在傾斜鐵水罐時使口的移動減到最小。如果流槽直接放在鑄口之下的話，則可避免鐵水的噴濺。臺柱可以是鑄鐵的，亦可用鋼板焊接成。它們的尺寸根據(jù)鐵水罐方面?zhèn)鱽淼牧碛嬎恪?
下面研究一下鑄鐵機的零件。
老式鏈條的部件（圖1.5）是由二金屬片組成，每一部分和其上面的連接板鑄成一個整體，但留有一孔以供螺栓與鑄鐵斗凸耳固定之用。這種有一片金屬片壞了就要換去整個部件。在部件的槽中放有連接板5，鑄鐵斗的凸耳6用螺栓固定在它們上面（因此，二個部件和一塊連接板像鑄成整體一樣）。連接板5被焊接在其上面的筋7上，連接板8和開口銷9固定著。保護板10的作用事使鐵水不致濺入部件和輪子之間。
老式鏈輪是制成整體的，這樣也很不方便，因為如果一個齒磨損以后，必須將整個鏈輪
圖1.4 鑄鐵機的臺柱
圖1.5 老式鏈條部件
換去。新式鏈輪是合成的，它由鑄鐵圓盤和鋼齒圈組成，尺圈由一些弓形片組成，它們通過螺栓固定在圓盤上，而且更換它們時不需要將鑄鐵帶卸下。
在鑄鐵機鏈帶的上方有冷卻裝置（圖1.6），其中第一冷卻系統(tǒng)由二個直徑為43公尺的輸水管和一個（中間的）直徑為51厘米的管子組成，后者將水輸送到冷卻系統(tǒng)去。
圖1.6 冷卻水的管路系統(tǒng)
1—冷卻裝鐵水的鑄鐵斗；2—冷卻后部；3—冷卻前部
輸送管的下部有許多直徑為1.5~3厘米的小孔，他們分布成布棋式，水就通過這些小孔射在鑄鐵斗上。在離張緊鏈輪1/3帶長度的地方開始灑水。鐵塊冷卻到600左右從鑄鐵帶上落下，經(jīng)過落槽落到平板車上。在每一鐵路線上都有六個噴水頭用來進行再次冷卻.
圖1.6機器前部軌道的冷卻
傾斜的保護板和軌道也都要冷卻。在圖1.6上表現(xiàn)的是軌道冷卻方法之一，圖中符號：
1——固定在軌道上的板；
2——用水冷卻的孔腔。
水通過專門的支管進入備制石灰水的房間內(nèi)。
鑄鐵機上水的總消耗量大約是每一噸生鐵需要1.5~2立方公尺水。
噴石灰水裝置就在鑄鐵帶的下面，這是一個緊靠在軌道上的水箱，水箱上有噴射器和清潔用的孔（圖1.7）噴射器錐體的下面放在有石灰溶劑的箱中。
圖1.7 噴石灰液的噴嘴
蒸汽通過里面的管子，從噴嘴出來，同時把石灰液也帶了出來，石灰液再進入錐形噴嘴的環(huán)形槽中去，然后被噴出來，噴成扇形，這時在噴口上面通過的翻倒過來的鑄鐵斗內(nèi)表面就濺滿可石灰水。每一條帶下面有三個噴口。石灰液在一間單獨的房子里制造，表示在圖1.8上，石灰從鐵路上運來倒在容積20噸的鋼筋混凝土料倉里，然后用提升機將石灰從這一料倉送往另一料倉（是鐵制的，在上面），隨后再送往混料箱，混料箱里有一混料器，它用輪葉將石灰和水混在一起。提升機和混料器由功率為4.5千瓦，n——1400轉(zhuǎn)/分的電動機帶動。石灰溶液從混料箱經(jīng)過管子進入放有噴射裝置的水箱內(nèi)，這種水箱在上面已經(jīng)敘述過了。
往鑄鐵斗上噴石灰水的目的是使鐵塊不致黏在料斗上面。希連珂指出最好用噴射槍（在噴涂鐵水罐時用的）來代替上述裝置，因為它可以使料斗上圖上比較厚的一層石灰液（達2公分）。
鐵水車將鐵水送往鑄鐵機，為了使支撐凸耳12對準臺柱，因此鐵水車停下時必須使鐵水罐的中心和鑄鐵機軸線重合，然后，鑄鐵帶開始走動，同時，利用
圖1.8準備石灰液
傾翻卷揚機或起重機使鐵水罐慢慢地傾翻，鐵水經(jīng)過受料漏斗立即流在二條帶上。帶的運動速度——6—12公尺/分，有時達到15公尺/分，這樣就要加強冷卻。
鑄鐵斗（圖1.9）必須制成這樣：即每一鑄鐵斗的邊緣1必須蓋住前一鑄鐵斗的邊緣2。如果鑄鐵斗裝得太滿（鐵水超出aa面）的話，鐵水就會流到下面的鑄鐵斗中去。其余的邊緣都比這水平高，而邊緣1的形狀是帶有邊緣3的槽，邊緣3插在前一鑄鐵斗的側(cè)邊緣4之間。當鑄鐵斗從斜度14（鑄鐵機尾部之處）轉(zhuǎn)到6時，鐵水表面的位置為（bb）。
圖1.9 鑄鐵斗的鑄鐵斗
鑄鐵斗的斗體內(nèi)部鑄入一些圓的鋼棒5。它們用來使裂開的鑄鐵斗不致斷開。
鑄鐵斗用下列材料制成：
a)——珠光體鑄鐵，成份：C——3.5~3.6%；Si——1.8~2.0%；Mn——0.8~1.0；用砂型鑄造（不是用鐵模）；
b)——鑄鐵，高鉻鑄鐵，鉻錳鑄鐵，鉻銅鑄鐵，含鉛鑄鐵；
c)——退火后的鑄鋼。如果要得到平滑的平面，鑄鐵斗最好是用軟鋼沖壓制成。
為了減少磨損起見，小軸用軋制鋼材制成，它的成份為：
C——0.45%；Si——0.19%；Mn——0.6%；Cr——0.58%；Ni——0.12%；P——0.014%；S——0.02；小軸放在830~850的油里淬火，淬火后，用大約400~500的溫度回火，小軸的硬度——350H。
鏈條的金屬板和滾子用“加脫非力特”錳鋼（Марганцеая сталь гатфльда）制成，成分如下：C——0.97%；Si——0.36；Mn——11.95。為了減少硬度，鋼經(jīng)過退火（將硬度從H=450降到H=220）。齒圈用鑄鋼制成，而鏈輪的圓盤用鑄鐵制成。為了延長鑄鐵斗的壽命，在注鐵水以
前將它們加熱到60~80，否則，由于熱鐵水的關系，由于鐵水的增加和敲出黏住鐵塊時的沖擊，會產(chǎn)生橫向裂紋，在吊耳斷面上裂開。
由于螺栓延伸的緣故，鑄鐵帶的空載部分會產(chǎn)生下垂現(xiàn)象。為了消滅螺栓延伸現(xiàn)象；工程師魯新（РУСИН）建議用帶有抓鉤的夾子來將鑄鐵斗固定在鏈條上。
圖649 螺栓的延伸和鑄鐵斗與鏈條固定的破壞情形
圖650用抓鉤的夾板固定鑄鐵斗和鏈條（沒有螺栓）
很多鑄鐵機鏈帶的滾子和小軸都用重油進行人工潤滑，這樣使不合理的，因為會落進一些雜物使套筒和滾子磨損，使它們之間產(chǎn)生打16厘米的空隙，因而破壞了鑄鐵斗間連接的緊密性，結(jié)果造成鐵水的損失。其他情況下，用黃油潤滑，每晝夜往小軸的圓柱槽中加一次油，油由此經(jīng)過小軸的軸向流槽流往工作表面。圖651，a，上得閥用來防止漏油。圖651，b,表示的是一種比較合理的閥門構(gòu)造，它的桿子沒有傾斜的可能。
圖651用于潤滑行走滾子軸的閥門
上面已經(jīng)介紹了鑄鐵機的形式及其構(gòu)造，下面對鑄鐵機進行設計計算。
第二章 鑄鐵機生產(chǎn)能力確定及鏈帶受力分析
2.1 鑄鐵機生產(chǎn)能力的確定
由于本鑄鐵機是雙鏈帶滾輪移動式，所以其生產(chǎn)能力可按下式計算：
式中 ——鑄鐵機生產(chǎn)能力，噸/晝夜。
——鑄鐵塊重量，公斤。
——兩個鐵模的中心距離，米。
——鏈帶速度，米/分。
——鑄一罐鐵水的澆注時間與鑄一罐鐵水的總時間比。
——鑄鐵機作業(yè)率，可取0.69。
——鐵水收得率，可取0.975。
2.88—— 單位換算系數(shù)，即
其中：
式中： ——提升鐵水罐時間為2分鐘。
——澆注時間為25分鐘。
——落罐時間為3分鐘。
——調(diào)車對罐時間為10分鐘。
代入上式 ：
=
=
代入雙鏈帶鑄鐵機的生產(chǎn)能力公式 中得：
噸/晝夜
2.2 鑄鐵機每條鏈帶功率的確定
計算數(shù)據(jù)：
鏈帶的速度
運輸機長度
鏈節(jié)距
鏈帶傾角
鏈輪齒數(shù)
鏈節(jié)每節(jié)所有零件的總重
鐵塊重量
計算:
圖2.1 鑄鐵機計算簡圖
從2點開始確定各段鏈帶的運行阻力，在這一點鏈帶的拉力將是最小的，此拉力由張緊裝置控制。
取 ： ＝
鏈帶2－1段的運行阻力
式中: —— 帶重的分量
—— 摩擦力的分量
阻力 取負號 ，因為在2－1段中它向著驅(qū)動裝置的方向。鏈帶每米的自重由下面的方法確定：
每米鏈帶上的節(jié)數(shù)
每米鏈帶的重量
kg
阻力系數(shù):
式中：C——組件與滾輪輪緣的摩擦系數(shù)，考慮到歪斜取從C=4。
——滾輪軸承的摩擦系數(shù)，考慮到磨損和不利的工作條件?。?.4。
——滾輪踏面的滾動摩擦系數(shù)，＝0.08
——軸承直徑，＝40
——滾輪直徑，＝190
＝0.067
代入上述數(shù)值得：
=
N
鏈條在1點的拉力：
從2點順著鏈帶運動方向繼續(xù)算下去，并假定由于鏈輪上有阻力，鏈條張力的提高是繞上端的10%，因而得：
作用在張緊裝置上的力：
在3—4段上的阻力：
式中： ——每米鏈帶上鑄鐵模中生鐵的重量
=
=
=
鏈條在點4的拉力：
考慮到磨損，設在驅(qū)動鏈輪上的損失，則帶子的鏈條拉力的計算值為：
在兩個驅(qū)動鏈輪上的圓周力：
加速過程中鏈條的附加動力：
式中加速度：
其中：
——鏈條節(jié)距 =0.382
——鏈輪齒數(shù) =20
兩跟鏈條總的最大拉力為：
2.3電動機功率的確定
當穩(wěn)定運動時鏈條軸上的功率：
考慮到四級減速器的效率，電動機功率為：
鑒于在鏈條表面磨損和歪斜的情況下工作的可能性把電動機功率增大到1.5倍：
由于兩跟鏈條是由一個電機帶動，所以電機功率增大2倍：
2.4電機及其減速器的選擇
電動機選用冶金起重用的三相異步電動機，型號：YZR315M-10 功率：75KW 額定轉(zhuǎn)速：579r/min。
減速器由廠家自己制作，選用四級減速器，其速比為38.6。效率為0.848。
第三章 鑄鐵機的零件設計
3.1主動鏈輪軸的設計
3.1.1選擇軸的材料
該軸用于載荷較大，而無很大沖擊的重要軸，因而選用調(diào)質(zhì)處理的40Cr，其力學性能。
3.1.2初步估算軸徑
（1）與主動鏈輪連接處軸的最小軸徑
由于此處受到鏈輪圓周力給它的扭應力又受到鏈帶拉力給它的彎應力,所以按彎扭合成強度估算最小軸徑。
此軸為實心轉(zhuǎn)軸應該使用公式：
式中：——軸的直徑。
——軸在計算截面所受的彎矩
——軸在計算截面所受的扭矩
——為校正系數(shù) =1
計算和
帶入公式：
由于此軸在連接主動鏈輪處有兩個鍵槽，軸徑應增加10%，軸徑d=200.4+20.=220.4mm。但此軸的工作環(huán)境較為惡劣實際應力變化也較大，所以應根據(jù)現(xiàn)場工作環(huán)境適當提高安全系數(shù)增大軸徑，將軸徑增大到d=250mm。
（2）與連軸器連接處軸的最小軸徑
由于與連軸器連接處軸只受扭矩的作用，所以應按扭轉(zhuǎn)強度估算最小直徑。材料40Cr查表知取C=110，輸出軸的功率，為四級減速器的效率，=0.848，為電動機實際輸出功率，輸出軸的轉(zhuǎn)速。
按扭轉(zhuǎn)強度估算最小直徑的公式為：
此軸有兩個鍵槽，直徑應該增加10%，。但此軸的工作環(huán)境也較為惡劣，實際應力變化也較大，所以應根據(jù)現(xiàn)場工作環(huán)境提高安全系數(shù)，軸徑增大為d=220mm。
3.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設計
根據(jù)軸的受力簡圖和主要零件的布置圖，初步估算軸徑,進行軸的結(jié)構(gòu)設計。
圖3.1 軸上主要零件的布置圖
（1）軸上零件的軸向定位
齒輪的一端靠軸承套定位，另一端靠軸肩定位，裝拆，傳力均較方便。兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工，安裝和維修。連軸器靠軸肩定位。為了便于裝拆軸承，軸承處軸肩不宜過高，左邊軸承的兩側(cè)均由軸肩定位。
圖3.2軸上零件的裝配方案
（2）軸上零件的周向定位
連軸器與軸的周向定位采用兩個平鍵連接。根據(jù)軸的直徑查相關設計手冊查得，其一是普通半圓端平鍵，另一個采用普通半圓端平鍵。兩個鏈輪與軸的配合均為。兩個軸承套與軸的配合均為。鏈輪與軸的周向定位采用4個右邊切向鍵和4個左邊切向鍵固定，其結(jié)構(gòu)如圖3.3所示。
左邊切向鍵
右邊切向鍵
右邊切向鍵
左邊切向鍵
圖3.3切向鍵
（3）確定各段軸徑和長度
定位軸肩的高度。對于軸長可根據(jù)軸徑相關設計手冊，所以對于軸徑，右取。對于軸長，取決于軸上零件的寬度及它們的相對位置。與連軸器相連部分的長度為，考慮到連軸器與軸承不能靠的過近，要保持一定的距離，取連軸器與軸承間的定位軸肩長度為，軸承套的寬度為，所以取取軸承套配合段軸的長度為。與鏈輪配合這段軸的長度為，另一段鏈輪與軸的配合長度也為。兩鏈輪間距離，主要由鐵水模的寬度確定，其間距可定為。
根據(jù)以上考慮可確定每段軸長，并可算出軸承與齒輪，連軸器間的跨度。
圖3.4 軸的結(jié)構(gòu)設計
3.1.4 軸的強度驗算
作出軸的受力簡圖（即力學模型）如圖3.5a所示，取集中載荷作用于齒輪及軸承的中點。
（1） 齒輪作用力的大小
轉(zhuǎn)矩：
圓周力：
(2)求作用在軸上的力
工作拉力：
圖3.5 軸的強度計算
（3）求軸承上的支反力
（4）畫彎矩圖
截面G處的彎矩為：
截面D處的彎矩為：
（5）畫轉(zhuǎn)矩圖
截面D處的轉(zhuǎn)矩：
截面C處的轉(zhuǎn)矩：
截面E處的轉(zhuǎn)矩：
（6）按彎扭合成應力校核軸的強度
對于同時受到彎矩和轉(zhuǎn)矩作用的轉(zhuǎn)軸，可針對某些危險截面（即計算彎矩大或有應力集中或截面直徑相對較小的截面），按轉(zhuǎn)矩和彎矩的合成強度進行校核計算。
根據(jù)第三強度理論，其強度條件為：
但此軸是實心圓軸，上式變?yōu)椋?
式中：W——軸的抗彎截面系數(shù)
——軸的抗扭截面系數(shù) =2W
則上式可寫為：
其中，為計算彎矩或當量彎矩，考慮到彎矩M所產(chǎn)生的彎曲正應力和轉(zhuǎn)矩T所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應力性質(zhì)不同，將上式修正為：
其中為考慮轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的應力校正系數(shù)。
截面G，D受的彎矩最大，截面G處即受的轉(zhuǎn)矩最大又受的彎矩也最大，故截面G為可能危險截面，查表得。
以知：，
因此軸為單向回轉(zhuǎn)軸，視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)。則：
代入公式：中得：
所以其強度足夠。
截面E處雖僅受轉(zhuǎn)矩，但其直徑最小，故該截面亦可能危險截面。
所以其強度足夠。
3.2從動輪軸的設計
3.2.1選擇軸的材料
該軸無特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的45號綱。
3.2.2初步估算軸徑
此軸只承受彎矩，可按彎扭強度估算軸徑。
此軸為實心轉(zhuǎn)軸，應使用公式：
式中：——軸的直徑。
——軸在計算截面所受的彎矩
——軸在計算截面所受的扭矩
——為校正系數(shù)
——為許用彎曲應力
計算E，D截面的M及T
此軸只受轉(zhuǎn)矩，故T=0。
代入公式：
此軸與鏈輪連接處有一個鍵槽，故直徑增大5%，，但此軸的工作環(huán)境較主動鏈輪軸還要惡劣，實際應力變化也較大，且受高溫鐵水模背面的烘烤，故應根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境提高安全系數(shù)，軸徑增大為d=175mm。
3.2.3 軸強度的驗算
作出軸的受力簡圖，如圖3.6a所示，取集中載荷作用于齒輪及軸承的中點。
圖3.6軸的強度計算
齒輪作用力大小
圓周力：
求作用在軸上的力
工作拉力：
求軸承上的支反力
畫彎矩圖
截面E處的彎矩為：
截面D處的彎矩為：
按彎扭合成應力校核軸的強度
對于同時受到彎矩和轉(zhuǎn)矩作用的轉(zhuǎn)軸，可針對某些危險截面（即計算彎矩大或有應力集中或截面直徑相對較小的截面），按轉(zhuǎn)矩和彎矩的合成強度進行校核計算。
根據(jù)第三強度理論，其強度條件為：
但此軸是實心圓軸，上式變?yōu)椋?
式中：W——軸的抗彎截面系數(shù)
——軸的抗扭截面系數(shù) =2W
則上式可寫為：
其中，為計算彎矩或當量彎矩，考慮到彎矩M所產(chǎn)生的彎曲正應力和轉(zhuǎn)矩T所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應力性質(zhì)不同，將上式修正為：
其中為考慮轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的應力校正系數(shù)。
截面G，D受的彎矩最大，故截面G，D為可能危險截面查表知。以知此軸只受彎矩和，其不受轉(zhuǎn)矩故T=0，兩截面所受彎矩相同，只需校核一個截面即可。
將其代入式中得：
故其強度足夠。
3.2.4軸的結(jié)構(gòu)設計
根據(jù)軸的受力簡圖和主要零件的布置圖（圖3.7），初步估算軸的軸徑，進行軸的結(jié)構(gòu)設計。
軸上零件的軸向定位
齒輪的一端靠軸肩定位，另一端靠軸套定位，裝拆，傳力均較方便。兩端軸承常采用同一尺寸，以便于加工安裝和維修，軸承與齒輪間設置一個軸肩。如圖3.8。
圖3.7 軸上主要零件布置圖
軸上零件的周向定位
齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，根據(jù)軸的直徑由有關設計手冊查得齒輪與軸的連接鍵選用半圓端平鍵。軸與鏈輪的配合為，軸與軸承套的配合公差為，軸承套與軸承的配合為。
圖3.8 軸上零件的裝配方案
確定各段直徑和長度（圖3.9）
圖3.9 軸的結(jié)構(gòu)設計
定位軸肩的高度從相關設計手冊可查得，所以從左邊取軸徑，。
對于軸長取決于軸上零件的寬度及它們的相對位置，所以左邊與軸承配合的軸段長為261mm。與鏈輪配合的軸段長取決與鏈輪的寬，取其長為377mm。兩鏈輪間的長度主要取決于鑄鐵模的寬度，取長為625mm。
考慮軸的結(jié)構(gòu)設計工藝性
考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端與右端制成倒角，為了與軸承套配合，靠近鏈輪處制出R=5mm的圓角，為了使鏈輪的安裝方便安裝鏈輪主的軸肩制出的倒角，由于左右零件的布置對稱，所以另一側(cè)也按上面的尺寸進行加工。
第四章 鏈帶及鑄鐵模的設計
4.1鑄鐵模
鑄鐵模（圖4.1）做成能容45~55kg重的生鐵模子。每個模子的邊緣1必須蓋住前一個模子的邊緣2上，如果模中鐵水裝得太滿（鐵水面超過a-a面）時，鐵水就流到下面的鑄鐵模中去。鑄鐵模用鑄鐵鑄成。鑄鐵的模子里鑄入加固用的圓鋼棒，它用來使有裂紋的鑄鐵模不致斷開。也有用鋼模的壽命比鐵模的長一些。鑄鐵模常因為高溫應力產(chǎn)生的裂紋而報廢。
圖4.1 鑄鐵模
4.2鏈帶
鏈帶結(jié)構(gòu)主要有兩種形式，一種是滾輪移動式，另一種是滾輪固定式。該設計鑄鐵機采用的是滾輪移動式，其結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。部件1用小軸2在兩邊聯(lián)接，小軸2上有轉(zhuǎn)動的滾輪3。當鏈帶運動時，滾輪3就在導軌4上滾動。在部件1的槽中放有連接板5，鑄鐵模的凸耳6用螺栓固定在它們上面。連接板上面焊有筋7，蓋板8用開口銷9固定住。這種結(jié)構(gòu)形式的鏈帶，由于滾輪是移動式的，所以滾輪的潤滑是比較困難的。
圖4.2 鑄鐵機的鏈帶結(jié)構(gòu)
第五章 鑄鐵機的輔助裝置設計
5.1張緊裝置
在鑄鐵機的頭部（澆注鐵水部分）裝有調(diào)節(jié)鏈節(jié)松緊用的張緊鏈輪，它借助螺旋張緊裝置可以移動，行程可達600mm。
圖5.1 從動輪張緊裝置
5.2鑄鐵塊的冷卻系統(tǒng)
鑄鐵塊的冷卻系統(tǒng)有下面帶有小孔的水管組成，水管裝在鑄鐵模鏈帶上方（如圖5.2），長度為鏈帶的2/3。同時在靠近卸鐵端的1/3長度增加水管的數(shù)目，以便于加強鑄鐵塊的冷卻。
圖5.2 鑄鐵模上面的噴水管道配置圖
為了不使冷卻水噴到鑄鐵模外面，并且使水流分布均勻，有時在靠近卸鐵塊端的鏈帶上面裝上罩子（圖5-3）。在罩子上面開有孔2，以便放出蒸氣。
圖5.3 噴水管上面的罩子
1—罩子；2—排蒸汽的孔；3—噴水管；4—鑄鐵模
鑄鐵塊從鑄鐵機卸鐵端的鑄鐵模中掉出來時，其溫度可達600左右，所以在導槽和鐵路平車上還要對生鐵進行繼續(xù)冷卻。
5.3鑄鐵模噴漿裝置
為了使生鐵塊不致粘在鑄鐵模上，須在鑄鐵模內(nèi)表面上噴一層石灰漿，滾筒式噴漿裝置如圖4-4所示。滾筒以高速旋轉(zhuǎn)（）將石灰溶液拋射到鑄鐵模內(nèi)表面上，這里沒有噴嘴，不致產(chǎn)生堵塞問題，因此石灰液的濃度可大些。]
5.4前方支柱
前方支柱設置在鐵水罐車鐵路線旁鑄鐵機的前方，以支持鐵水罐的支爪。當傾翻鐵水罐時，應使罐口的移動盡可能地減小。這樣鐵水注入鐵水流槽時造成的噴濺損失也就減少了，前方支柱結(jié)構(gòu)如圖5.5所示。
前方支柱兩側(cè)的支承軸中心線安裝位置，標高與兩邊支柱的中心距離必須與鐵水罐，鐵水罐車相適應，前方支柱所承受的載荷為翻罐過程中罐車水重量之一部分，在整個翻罐過程中負荷是變化的，應按最大負荷來設計前方支柱的支承，
圖5.4 滾筒式噴漿裝置
并按傾翻力矩值校驗地腳螺釘。由于前方支柱處在高溫下工作，應確保有足夠的強度和剛度。
還必須提到的是在設計支撐軸套時，應保證軸套的停位必須向下。有的曾發(fā)生由于支承軸套下部的翼緣外翹，從而進入鐵路允許通行的凈空間尺寸范圍。當鐵水車移動時會造成碰撞事故。在設計時應保證支承軸套的斷面重心落在下部翼緣上，支承軸套的軸孔與軸的配合應選擇靈活松動的配合，保證支承軸套在翻
后能自動復位，防止翼緣外翹而發(fā)生事故。
圖5.5 前方支柱
第六章 鑄鐵機室的布置
6.1鑄鐵機室的布置形式
鑄鐵機室一般具有兩種形式：一種是與鐵水罐修理庫合在一起的，這種布置形式可取消機前調(diào)車設備和檢修吊車。操作靈活以及投資較省，但布置較擁擠。另一種形式是與鐵水罐修理分開，這種布置設備和投資較多。
6.2鐵路布置
當鑄鐵機室具有二臺鑄鐵機時，廠房內(nèi)應設有三條鐵路。一條翻罐線，一條走行線，一條為清理機前殘渣殘鐵的盡頭線。
每臺鑄鐵機機后應設有單獨的鐵塊車皮停放線。機前翻罐線與機后鐵塊車停放線的布置與前方支柱和機后流槽相配合。鐵路線之間的中心距應符合鐵路凈空的要求。
6.3鑄鐵機中心距的確定
為了方便于對罐及調(diào)車，兩臺鑄鐵機之間的中心距離應為罐車長度的三倍并加1~2米的脫鉤距離。
6.4操作室，前方支柱及機前機后操作人員的操作臺
操作室的布置位置保證室內(nèi)操作人員在操作臺處能方便地看到翻罐，鐵水槽和前部鑄鐵模。為了不妨礙機前工人在流槽前的操作，避免強烈的輻射，操作室應與鏈帶及前方支柱保持適當距離，。操作室的面積應能滿足電控設備的布置要求和必要的操作面積，操作室地坪比機前平臺高出1~2米。
對于某些鑄鐵機采用橋式吊車進行翻罐，扣罐和翻渣等作業(yè)時，應考慮翻罐能在地面操作，其他作業(yè)可在吊車操作室內(nèi)操作。
前方支柱中心線，支承軸中心線與翻罐用鐵路中心線距離及標高，必須與鐵水罐車尺寸想適應。
鐵水流槽分活動式和固定式兩種。前者可更換和移動，拆砌磚襯不影響鑄鐵機作業(yè)；后者一端支承于混凝土墩座上，一端支承于兩前方支柱間的鋼梁上或支承于單獨支座上，鐵水流槽的形式根據(jù)鐵水罐容量和前方支柱布置確定，本鑄鐵機的鐵水流槽布置如圖6.1
圖6.1 鐵水流槽布置圖
1— 前方立柱；2—流鐵槽；3—從動輪及鏈帶
布置鐵水流槽應滿足下列要求：
（1）保證鐵水罐傾翻過程中，在不同角度位置均能盛注鐵水。
（2）鐵水流槽坡度一般采用3%。
（3）保持鐵水均勻流入鐵水模并呈寬而薄的瀑布狀，為減少鐵水飛濺損失，流嘴下沿與鐵水模之間的凈空一般為30~50mm。在流嘴中心線位置鐵水面與鐵水模上沿距離一般為200~250mm。
操作平臺的大小高度要便于鑄鐵工人的操作及臺下設備的安裝和檢修，并考慮留有扒渣流槽， 清理殘鐵及維修機下設備吊裝孔的位置，吊裝孔尺寸根據(jù)殘鐵斗及機下設備最大尺寸而定。
地坑面積和深度應考慮安裝三角擋板的位置，便于檢修星輪調(diào)整修條長度和清理機下殘鐵的操作。平臺支柱的位置不應妨礙上述操作。地坑地坪應考慮3%的排水坡度，向機后傾斜或向兩側(cè)傾斜，排水溝必須是明溝，便于清理。
第七章 創(chuàng)新設計
7.1 采用雙電機驅(qū)動
鑄鐵機在生產(chǎn)中很有可能發(fā)生的事故是當一罐鐵水未澆注完成時，驅(qū)動電機發(fā)生故障。此時流鐵槽內(nèi)還有殘余的鐵水未澆注到鐵水模中，但還在繼續(xù)向兩邊的鏈帶鐵模中澆注，而鏈帶由于驅(qū)動電機已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動，本已經(jīng)澆注滿了鐵水的鐵水模仍被繼續(xù)注入鐵水，大量的鐵水從鐵水模中溢出，流到鏈帶上然后凝固。鏈帶被大量熔化的鐵水凝固后粘連在一起而損壞鏈帶，也嚴重影響鑄鐵機的生產(chǎn)率。而此時鐵水罐中還有剩余的鐵水未澆注，造成大量鐵水的浪費。
為了解決這個問題，可采用雙電動機驅(qū)動。兩個電動機與減速器的輸入軸用離合器聯(lián)接如圖7.1所示。正常工作的時候由一個電動機工作驅(qū)動，當工作電機發(fā)生故障時，被離合器分離開。將另一個電機的輸出軸接入繼續(xù)工作，已經(jīng)損壞的電機便可拆下來修理。鏈帶的電動機應當與傾翻卷揚的驅(qū)動連鎖起來，使只有在鏈帶運動時才開始澆注，而且當鏈帶停止時澆注也停止。這樣即降低了設備的維修費用和鐵水的浪費，而且能提高鑄鐵機的生產(chǎn)率。
圖7.1 雙電動機布置圖
7.2 采用擋板防滾輪卡死
鑄鐵機的生產(chǎn)時，鐵水從流鐵槽澆注到鑄鐵模中，在澆注過成中鐵水會飛濺到滾輪及鏈帶上發(fā)生粘連，鏈帶不能正常轉(zhuǎn)動，鏈板間也不能正常旋轉(zhuǎn)，鏈輪被軌道嚴重磨損給鏈帶增加很大的拉力造成鏈帶拉損。為了解決這個問題可以在鏈帶上加一擋板如圖7.2所示。
圖7.2 擋板
通過擋板可以有效的阻擋鐵水飛濺到鏈帶上，防止鏈帶被鐵水粘連造成鏈輪卡死現(xiàn)象，提高鏈帶的使用壽命減少維修費用。
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