精煉爐鋼包車(chē)設(shè)計(jì)
精煉爐鋼包車(chē)設(shè)計(jì),精煉爐,鋼包,設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告
題目：精煉爐鋼包車(chē)設(shè)計(jì)
1. 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r
自從開(kāi)題報(bào)告以后至今，經(jīng)過(guò)導(dǎo)師和我的共同努力，我已完成以下工作：
1.1 完成中期報(bào)告一份；
1.2 完成了一份3000字的機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)外文翻譯；
1.3 完成了鋼包車(chē)的部分三維圖的設(shè)計(jì)；
1.4 對(duì)鋼包車(chē)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，完成了一份CAD裝配圖；
1.4.1 鋼包車(chē)的組成：鋼包車(chē)主要由電機(jī)減速器、整體車(chē)架、支撐結(jié)構(gòu)、聯(lián)軸器等幾大機(jī)構(gòu)組成；
1.5 鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
1-車(chē)輪裝置 2-齒式聯(lián)軸器（一） 3-中間軸（一） 4-立式減速器 5-齒式聯(lián)軸器（二） 6-鍵 7-中間軸（二） 8-電動(dòng)機(jī) 9-制動(dòng)器 10-帶制動(dòng)輪柱聯(lián)軸器
圖 1 行走傳動(dòng)裝置
1.6 鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)功率的選擇
鋼包車(chē)正常工作時(shí)需頻繁起動(dòng) 停止，所以驅(qū)動(dòng)功率應(yīng)以鋼包車(chē)起動(dòng)時(shí)的消耗功率作為驅(qū)動(dòng)鋼包車(chē)的額定功率鋼包車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，阻力矩主要來(lái)自車(chē)輪與軌道 軸承的摩擦力，根據(jù)牛頓第三定律，這時(shí)電機(jī)所需力矩為：M=λN(f+μd2）i，M為鋼包車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)力矩，Nm；N為鋼包車(chē)在運(yùn) 載時(shí)的重量，N；f為滾動(dòng)摩擦半徑，m；對(duì)于鋪設(shè)良好的道路f=0.0005m；μ為滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)，μ=0.0015-0.003；d為滾動(dòng)軸承的摩擦當(dāng)量半徑，m；入為修正系數(shù)。則鋼包車(chē)啟動(dòng)是所需的理論功率為P=Mn9550η 。
1.6.1鋼包車(chē)車(chē)輪支撐結(jié)構(gòu)選型
鋼包車(chē)的車(chē)輪組分為固定車(chē)輪組和浮動(dòng)車(chē)輪組，固定車(chē)輪組應(yīng)用于四輪支撐鋼包車(chē)，浮動(dòng)車(chē)輪組主要應(yīng)用于四輪以上的鋼包車(chē)，主要是八輪支撐結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中，運(yùn)輸鋼包車(chē)在150t以下時(shí)，一般采用四輪承載，每個(gè)車(chē)輪通過(guò)車(chē)輪軸兩端的軸承固定安裝于車(chē)架上，稱其為固定車(chē)輪組，如圖2所示
1.車(chē)輪 2.車(chē)輪軸 3.軸承
圖 2 鋼包車(chē)車(chē)輪支撐結(jié)構(gòu)
1.6.2車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
鋼包車(chē)車(chē)架是承載、運(yùn)輸鋼包的支架，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。車(chē)架根據(jù)其結(jié)構(gòu)分為分體式和整體式，分體式車(chē)架為了運(yùn)輸方便可拆卸成幾個(gè)部件，如圖3所示。由承載梁1和連接梁2組成，承載量與連接梁均為箱型梁結(jié)構(gòu)，之間采用高強(qiáng)度螺栓連接，為保證拆卸后重新安裝的尺寸和精度，各連接法蘭采用雙錐銷(xiāo)定位，并在各梁上做裝配標(biāo)記，以便在現(xiàn)場(chǎng)順利安裝。
1.承載梁 2.連接梁
圖 3 整體式車(chē)架結(jié)構(gòu)
1.6.3聯(lián)軸器的選型
本課題采用剛性凸緣聯(lián)軸器：
剛性聯(lián)軸器中的凸緣聯(lián)軸器的特點(diǎn)：
(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠，裝拆方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大，但不能吸收沖擊；
(2)當(dāng)兩軸對(duì)中精度較低時(shí)，將引起較大的附加載荷，適用于工作平穩(wěn)的一般傳動(dòng)，高速傳動(dòng)是需要有高的對(duì)中和制造精度。 圖4 聯(lián)軸器
聯(lián)軸器主要用途：
剛性聯(lián)軸器：適用于伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)。
2. 存在問(wèn)題及解決措施
2.1 存在的問(wèn)題：
2.1.1 對(duì)小車(chē)的結(jié)構(gòu)分析不夠透徹；
2.1.2 在裝減速電機(jī)時(shí)，沒(méi)考慮到電動(dòng)機(jī)的固定問(wèn)題；
2.2 解決措施：
2.2.1 多看書(shū)，更加細(xì)致的對(duì)小車(chē)進(jìn)行分析；
3. 后期工作安排
第09周：完善小車(chē)的設(shè)計(jì)及計(jì)算，修改鋼包車(chē)的裝配圖；
（2014年03月19日-2014年03月23日）
第10周：對(duì)小車(chē)的各構(gòu)件的合理性的驗(yàn)證；
（2014年03月24日-2014年03月30日）
第11周：對(duì)小車(chē)整體的合理性的驗(yàn)證；
（2014年03月31日-2014年04月06日）
第12周：對(duì)小車(chē)零件及整體進(jìn)行校核計(jì)算；
（2014年04月07日-2014年04月13日）
第13-15周：對(duì)小車(chē)的加工工藝和成本的合理性行進(jìn)驗(yàn)證
（2014年04月14日-2014年05月04日）
第16-18周：撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，完成論文，準(zhǔn)備答辯。
（2014年05月05日-2014年05月26日）
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
注：1. 正文：宋體小四號(hào)字，行距20磅；標(biāo)題：加粗 宋體四號(hào)字
2. 中期報(bào)告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊(cè)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
題目：精煉爐鋼包車(chē)設(shè)計(jì)
1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況）
1.1 題目背景、研究意義
本題目來(lái)自工程實(shí)際，具有很高的實(shí)用價(jià)值，涉及到機(jī)械、電子和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒋髮W(xué)中所學(xué)到的機(jī)械、電子和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)合理的運(yùn)用到實(shí)際工程中。
鋼包車(chē)是冶金行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，設(shè)計(jì)鋼包車(chē)時(shí)應(yīng)最大限度的滿足一下兩點(diǎn)：其一是工作的可靠性，鋼包車(chē)在整個(gè)煉鋼工藝中地位舉足輕重。從轉(zhuǎn)爐、二次精煉、最終到達(dá)連鑄，各種工藝流程中鋼水在地面的運(yùn)輸都依靠鋼包車(chē)來(lái)完成，尤其在二次精煉處理過(guò)程。因此，鋼包車(chē)的設(shè)計(jì)必須有很高的可靠性;其二是使用經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)主要以鋼包車(chē)的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)和所期望的壽命為依據(jù)。鋼包車(chē)的經(jīng)濟(jì)性與所選用的設(shè)計(jì)方案緊密相關(guān)，減少鋼包車(chē)的自重，可以減少設(shè)備購(gòu)置費(fèi)的投入；鋼包車(chē)一般采用電機(jī)和減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)合理的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，減少能源消耗即減少鋼包車(chē)的驅(qū)動(dòng)功率，可以減少后期生產(chǎn)費(fèi)用。要提高鋼包車(chē)的經(jīng)濟(jì)性，必須優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，方能達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)性[1]。
隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步 , 煉鋼生產(chǎn)也不斷發(fā)展 , 當(dāng)今世界煉鋼工藝都實(shí)現(xiàn) 1 00 % 爐外精煉和全連續(xù)化 。 爐外精煉已成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼和特殊鋼不可缺少的工藝環(huán)節(jié) , 在鋼包車(chē)上進(jìn)行 L F 爐外精煉即是其中之一 。鋼水初煉 , 出鋼方式有兩種 : 一是天車(chē)吊鋼包出鋼 , 二是鋼包車(chē)出鋼 , 各有其特點(diǎn) 。 隨著煉鋼工藝的發(fā)展 , 帶稱量的出鋼裝置已是發(fā)展方向之一 。本 LF 爐稱量鋼包車(chē)在出鋼水時(shí)實(shí)時(shí)顯示出鋼水重量 , 這不僅可以控制出鋼水的重量 ; 特別在精煉中隨時(shí)顯示鋼水重量 ; 這就可按工藝要求準(zhǔn)確地添加合金量 , 使精煉出的鋼水質(zhì)量進(jìn)一步提高 , 此鋼包車(chē)既是稱量出鋼車(chē) , 又是精煉車(chē) , 具有較高的使用價(jià)值 。
1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況
我國(guó)鋼包車(chē)市場(chǎng)發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)鋼包車(chē)產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)新增投資項(xiàng)目投資逐漸增多。投資者對(duì)鋼包車(chē)市場(chǎng)的關(guān)注越來(lái)越密切，這使得鋼包車(chē)市場(chǎng)越來(lái)越受到各方的關(guān)注。
目前鋼包車(chē)除了運(yùn)行、定位兩個(gè)功能外，還設(shè)計(jì)了鋼包傾動(dòng)、渣槽擺動(dòng)兩個(gè)功能。由于是技術(shù)改造項(xiàng)目，空間很有限，設(shè)計(jì)中采用了結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動(dòng)力大、調(diào)整范圍廣、便于自動(dòng)控制的全液壓傳動(dòng)形式[1]。在鋼煉車(chē)間轉(zhuǎn)爐下的鋼包車(chē)軌道基礎(chǔ)多數(shù)為現(xiàn)澆鋼筋混泥土基礎(chǔ)、預(yù)埋地腳螺栓，并仍采用螺栓壓板聯(lián)接固定鋼軌的方式。由于部分基礎(chǔ)可能會(huì)出現(xiàn)細(xì)石混泥土找平層施工質(zhì)量較差，表面平整度差嚴(yán)重等情況，軌道與找平層之間有較大縫隙，導(dǎo)致軌道壓板不能有效地阻止鋼軌側(cè)向位移，加上軌道小車(chē)車(chē)輪為內(nèi)側(cè)帶緣，致使生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)垮臺(tái)車(chē)經(jīng)常掉道。另外在鋼煉生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程中鋼水渣或多或少經(jīng)常要灑在軌道上，將外露螺栓、螺母。壓板等粘住，清理鋼渣時(shí)往往將這些部件損壞。
2 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 本課題研究的主要內(nèi)容
本題目主要內(nèi)容為鋼包車(chē)的設(shè)計(jì)，包括鋼包車(chē)主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、緩沖器、事故防滑等方面內(nèi)容。鋼包車(chē)傳動(dòng)裝置是一個(gè)重要組件，傳動(dòng)裝置是整個(gè)鋼包車(chē)的“心臟”，為鋼包車(chē)運(yùn)行提供動(dòng)力，選擇合適速比和功率的減速機(jī)和電機(jī)是設(shè)計(jì)合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的傳動(dòng)裝置的關(guān)鍵 。在確定鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)所需電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速后，就要確定鋼包車(chē)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)必須保證鋼包車(chē)工的可靠性。在冶金行業(yè)中，鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)一般采用雙電機(jī)減速機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，在一臺(tái)電機(jī)或減速器出現(xiàn)故障時(shí)，短時(shí)間內(nèi)剩余的一臺(tái)電機(jī)減速器仍可以單獨(dú)將鋼包車(chē)慢速 驅(qū)動(dòng)，保護(hù)整個(gè)煉鋼工藝的連續(xù)性。
2.2 本課題研究的研究方案
2.2.1 研究方案一:鋼包車(chē)單側(cè)獨(dú)立傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
圖2.1是典型的單側(cè)獨(dú)立傳動(dòng)結(jié)構(gòu)[2]，這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用比較廣泛，可安裝于鋼包車(chē)的前部或后部的兩側(cè)車(chē)輪軸上；由于采用兩臺(tái)不同的電機(jī)減速機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩側(cè)車(chē)輪，車(chē)輪的同步性需要調(diào)試；在兩臺(tái)電機(jī)及減速機(jī)均正常工作時(shí)，鋼包車(chē)通過(guò)兩根軌道上的兩個(gè)車(chē)輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)，鋼包車(chē)內(nèi)側(cè)車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力在理論上相等，鋼包車(chē)的運(yùn)行是平穩(wěn)可靠的。但是當(dāng)其中一臺(tái)電機(jī)或減速出現(xiàn)故障時(shí)，只能用剩余的一臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)驅(qū)動(dòng)鋼包車(chē)。
1. 電機(jī) 2.輸入聯(lián)軸器 3.減速器 4.輸入聯(lián)軸器
圖2.1 鋼包車(chē)單側(cè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
2.2.2 研究方案二：鋼包車(chē)四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
1. 減速器2.輸入聯(lián)軸器3.電機(jī)4.輸出聯(lián)軸器5.車(chē)輪軸6.軸承7.車(chē)輪
圖2.2 鋼包車(chē)四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
圖2.2所示的四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)[2]，兩臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)分別位于鋼包車(chē)的前后 ，每臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)分別驅(qū)動(dòng)前后兩側(cè)的一組車(chē)輪。這樣在單臺(tái)電機(jī)或減速機(jī)出現(xiàn) 障時(shí)，剩余的一臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)仍同時(shí)驅(qū)動(dòng)一組車(chē)輪，其驅(qū)動(dòng)力平移至鋼包車(chē)中心時(shí)無(wú)附加的力偶矩(兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)力 平移至中心的附加力偶矩大小相等，方向相反相互抵消) ，所以運(yùn)行的平穩(wěn)性與正常工作相同 ，在故障狀態(tài)下可以較長(zhǎng)時(shí)間慢速運(yùn)行，保證整個(gè)煉鋼工藝的連續(xù)性 。
2.2.3研究方案三：鋼包車(chē)雙輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
如圖2.3鋼包車(chē)雙輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)式只用一個(gè)電機(jī)和一個(gè)減速器，減速器放在兩輪子的中間，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輪子，這個(gè)方案只能驅(qū)動(dòng)一組輪子，其驅(qū)動(dòng)力只有一組輪子上有，所運(yùn)行的穩(wěn)定性不好，而且如果電機(jī)或減速器發(fā)生故障，則鋼包車(chē)就不能正常工作，這是它的缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是它可以減輕鋼包車(chē)的負(fù)重，省材料。
圖2.3 鋼包車(chē)雙輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
2.3 本課題研究的研究方法或措施
首先查找資料，咨詢老師，請(qǐng)教相關(guān)專(zhuān)業(yè)同學(xué)進(jìn)行必要的分析計(jì)算，考慮現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行必要的調(diào)查了解，然后草繪圖紙確定尺寸。最后建立三維立體模型、進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，確定出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
2.4工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
第1-3周：查閱資料，了解工作原理及特點(diǎn)，完成基礎(chǔ)知識(shí)的積累并撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；(2013年11月15日-12月10日)
第4-6周：方案論證，深化方案具體實(shí)施步驟；(2013年12月11日-12月27日)
第7-10周：鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)裝置的具體方案設(shè)計(jì)，圖紙準(zhǔn)備，準(zhǔn)備中期答辯；(2013年12月30日-2014年3月12日)
第11-15周：撰寫(xiě)畢業(yè)論文，論文修改，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。(2014年3月17日-4月23日)
指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
所在系審查意見(jiàn)：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻(xiàn)
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目：精煉爐鋼包車(chē)設(shè)計(jì)
精煉爐鋼包車(chē)設(shè)計(jì)
摘 要
本題目來(lái)自工程實(shí)際，具有很高的實(shí)用價(jià)值，鋼包車(chē)主要由鋼包車(chē)身、電機(jī)減速器、聯(lián)軸器等組成。傳動(dòng)系統(tǒng)是鋼包車(chē)的主要傳動(dòng)部件，傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇，設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)鋼包車(chē)的性能，安全性和可靠性。本文對(duì)鋼包車(chē)的行走裝置做了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核計(jì)算。鋼包車(chē)的行走裝置主要是由主動(dòng)輪組和傳動(dòng)輪組組成，它通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)輪組行走，從而達(dá)到運(yùn)送鋼水的目的。本文設(shè)計(jì)的鋼包車(chē)承載能力較小，所以在電機(jī)選型上選擇功率較小的電機(jī)。
關(guān)鍵詞：鋼包車(chē)；傳動(dòng)系統(tǒng)；行走裝置
Refining Furnace Ladle Car Design
Abstract
This topic from the engineering practice, has the very high practical value, involving machinery, electronics and structure design of the knowledge of the respect,through this graduation design, can be learned in the university of mechanical, electronic and structural design knowledge of rational used in practical engineering. Of the ladle car is mainly composed of ladle car, motor reducer, coupling, etc. Transmission system is the main drive of the ladle car parts, the choice of the transmission system, relates to the overall design of the ladle car performance, safety and reliability. In this paper, the ladle car walking device to do the detailed structure design and checking calculation.
Key words: Ladle car; The transmission system; Walking device
目 錄
1 緒論 1
1.1概論 1
1.2精煉爐鋼包車(chē)的題目背景及研究意義 1
1.2.1精煉爐鋼包車(chē)的題目背景 1
1.2.2精煉爐鋼包車(chē)的研究意義 2
1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.4本文研究的主要內(nèi)容 3
2 精煉爐鋼包車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng) 4
2.1精煉爐鋼包車(chē)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)方案 4
2.2電機(jī)減速器的設(shè)計(jì)及選型 6
2.2.1電機(jī)減速器簡(jiǎn)介 6
2.2.2電機(jī)減速器的幾個(gè)概念 6
2.2.3電機(jī)減速器的傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 6
2.2.4重要參數(shù) 7
2.2.5電機(jī)減速器選型 7
2.3聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 7
2.3.1聯(lián)軸器的基本介紹 7
2.3.2工作環(huán)境 8
2.3.3傳動(dòng)精度 8
2.3.4齒式聯(lián)軸器的特點(diǎn) 8
2.3.5齒式聯(lián)軸器的主要作用 9
2.3.6齒式聯(lián)軸器的選型 9
2.4軸承設(shè)計(jì) 9
2.4.1軸承簡(jiǎn)介 9
2.4.2軸承分類(lèi) 9
2.4.3圓柱滾子軸承介紹 9
2.4.4單列圓柱滾子軸承的組成及作用 9
2.4.5電機(jī)減速器比確定 10
2.4.6鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算 10
2.4.7圓柱滾子軸承選型 11
3 鋼包車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.1鋼包車(chē)工作原理 13
3.2鋼包車(chē)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 13
3.3鋼包車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.3.1車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.3.2鋼包車(chē)輪系設(shè)計(jì) 14
3.3.3鋼包車(chē)隔熱保護(hù) 16
4 精煉爐鋼包車(chē)的成本合理性分析 18
5 操作規(guī)程及維護(hù)、保養(yǎng) 19
6 結(jié)論 20
參考文獻(xiàn) 21
致謝 22
III
1 緒論
1.1概論
鋼包車(chē)是冶金行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，設(shè)計(jì)鋼包車(chē)時(shí)應(yīng)最大限度的滿足一下兩點(diǎn)：其一是工作的可靠性，鋼包車(chē)在整個(gè)煉鋼工藝中地位舉足輕重。從轉(zhuǎn)爐、二次精煉、最終到達(dá)連鑄，各種工藝流程中鋼水在地面的運(yùn)輸都依靠鋼包車(chē)來(lái)完成，尤其在二次精煉處理過(guò)程。因此，鋼包車(chē)的設(shè)計(jì)必須有很高的可靠性;其二是使用經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)主要以鋼包車(chē)的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)和所期望的壽命為依據(jù)。鋼包車(chē)的經(jīng)濟(jì)性與所選用的設(shè)計(jì)方案緊密相關(guān)，減少鋼包車(chē)的自重，可以減少設(shè)備購(gòu)置費(fèi)的投入；鋼包車(chē)一般采用電機(jī)和減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)合理的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，減少能源消耗即減少鋼包車(chē)的驅(qū)動(dòng)功率，可以減少后期生產(chǎn)費(fèi)用。要提高鋼包車(chē)的經(jīng)濟(jì)性，必須優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，方能達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)性。
本題目來(lái)自工程實(shí)際，具有很高的實(shí)用價(jià)值，涉及到機(jī)械、電子和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒋髮W(xué)中所學(xué)到的機(jī)械、電子和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)合理的運(yùn)用到實(shí)際工程中。
隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步,煉鋼生產(chǎn)也不斷發(fā)展 ,當(dāng)今世界煉鋼工藝都實(shí)現(xiàn) 100% 爐外精煉和全連續(xù)化。爐外精煉已成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼和特殊鋼不可缺少的工藝環(huán)節(jié) ,在鋼包車(chē)上進(jìn)行 L F 爐外精煉即是其中之一。鋼水初煉 ,出鋼方式有兩種：一是天車(chē)吊鋼包出鋼 ,二是鋼包車(chē)出鋼 ,各有其特點(diǎn)。隨著煉鋼工藝的發(fā)展，帶稱量的出鋼裝置已是發(fā)展方向之一。本 LF 爐稱量鋼包車(chē)在出鋼水時(shí)實(shí)時(shí)顯示出鋼水重量 ,這不僅可以控制出鋼水的重量；特別在精煉中隨時(shí)顯示鋼水重量 ；這就可按工藝要求準(zhǔn)確地添加合金量，使精煉出的鋼水質(zhì)量進(jìn)一步提高 ,此鋼包車(chē)既是稱量出鋼車(chē)，又是精煉車(chē) ,具有較高的使用價(jià)值。
鋼包車(chē)是直流鋼包精煉爐的主要設(shè)備之一。目前鋼包車(chē)的傳動(dòng)形式、功能、自動(dòng)化程度差異很大。有的鋼包車(chē)是機(jī)械傳動(dòng),有的是機(jī)械與液壓或與氣動(dòng)相結(jié)合的傳動(dòng)形式有的鋼包車(chē)只有運(yùn)行和定位兩個(gè)功能。
1.2精煉爐鋼包車(chē)的題目背景及研究意義
1.2.1精煉爐鋼包車(chē)的題目背景
本題目來(lái)自工程實(shí)際，具有很高的實(shí)用價(jià)值，涉及到機(jī)械、電子和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒋髮W(xué)中所學(xué)到的機(jī)械、電子和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)合理的運(yùn)用到實(shí)際工程中。
鋼包車(chē)是冶金行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，設(shè)計(jì)鋼包車(chē)時(shí)應(yīng)最大限度的滿足一下兩點(diǎn)：其一是工作的可靠性，鋼包車(chē)在整個(gè)煉鋼工藝中地位舉足輕重。從轉(zhuǎn)爐、二次精煉、最終到達(dá)連鑄，各種工藝流程中鋼水在地面的運(yùn)輸都依靠鋼包車(chē)來(lái)完成，尤其在二次精煉處理過(guò)程。因此，鋼包車(chē)的設(shè)計(jì)必須有很高的可靠性;其二是使用經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)主要以鋼包車(chē)的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)和所期望的壽命為依據(jù)。鋼包車(chē)的經(jīng)濟(jì)性與所選用的設(shè)計(jì)方案緊密相關(guān)，減少鋼包車(chē)的自重，可以減少設(shè)備購(gòu)置費(fèi)的投入；鋼包車(chē)一般采用電機(jī)和減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)合理的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，減少能源消耗即減少鋼包車(chē)的驅(qū)動(dòng)功率，可以減少后期生產(chǎn)費(fèi)用。要提高鋼包車(chē)的經(jīng)濟(jì)性，必須優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，方能達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)性。
1.2.2精煉爐鋼包車(chē)的研究意義
煉鋼廠轉(zhuǎn)爐區(qū)域的鋼包車(chē)是煉鋼廠一種重要的生產(chǎn)運(yùn)輸設(shè)備。轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí), 鋼包車(chē)需要頻繁啟停來(lái)調(diào)整與轉(zhuǎn)爐爐口的對(duì)準(zhǔn), 以免鋼水流出鋼包損壞設(shè)備, 這就要求鋼包車(chē)具有快速可靠的制動(dòng)功能。由于鋼包車(chē)運(yùn)行速度快且慣性大, 在現(xiàn)有的控制條件下, 變頻器的加減速時(shí)間不能低于 8s ，否則變頻器會(huì)過(guò)壓跳閘。因此, 液力推桿制動(dòng)器都是在鋼包車(chē)高速運(yùn)行狀態(tài)下落閘的, 鋼包車(chē)減速箱因頻繁地受到巨大的沖擊力而損壞。更為嚴(yán)重的是由于液力推桿制動(dòng)器安裝在車(chē)體上面, 鋼包車(chē)在爐下運(yùn)行時(shí), 噴濺的鋼渣極易燒壞制動(dòng)器控制線,導(dǎo)致無(wú)法開(kāi)閘, 且此類(lèi)故障發(fā)生后又特別不容易處理, 從而會(huì)使整條生產(chǎn)線停下來(lái)。
1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我國(guó)鋼包車(chē)市場(chǎng)發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)鋼包車(chē)產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)新增投資項(xiàng)目投資逐漸增多。投資者對(duì)鋼包車(chē)市場(chǎng)的關(guān)注越來(lái)越密切，這使得鋼包車(chē)市場(chǎng)越來(lái)越受到各方的關(guān)注。
目前鋼包車(chē)除了運(yùn)行、定位兩個(gè)功能外，還設(shè)計(jì)了鋼包傾動(dòng)、渣槽擺動(dòng)兩個(gè)功能。由于是技術(shù)改造項(xiàng)目，空間很有限，設(shè)計(jì)中采用了結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動(dòng)力大、調(diào)整范圍廣、便于自動(dòng)控制的全液壓傳動(dòng)形式[1]。在鋼煉車(chē)間轉(zhuǎn)爐下的鋼包車(chē)軌道基礎(chǔ)多數(shù)為現(xiàn)澆鋼筋混泥土基礎(chǔ)、預(yù)埋地腳螺栓，并仍采用螺栓壓板聯(lián)接固定鋼軌的方式。由于部分基礎(chǔ)可能會(huì)出現(xiàn)細(xì)石混泥土找平層施工質(zhì)量較差，表面平整度差嚴(yán)重等情況，軌道與找平層之間有較大縫隙，導(dǎo)致軌道壓板不能有效地阻止鋼軌側(cè)向位移，加上軌道小車(chē)車(chē)輪為內(nèi)側(cè)帶緣，致使生產(chǎn)過(guò)程中過(guò)垮臺(tái)車(chē)經(jīng)常掉道。另外在鋼煉生產(chǎn)及運(yùn)輸過(guò)程中鋼水渣或多或少經(jīng)常要灑在軌道上，將外露螺栓、螺母。壓板等粘住，清理鋼渣時(shí)往往將這些部件損壞。
1.4本文研究的主要內(nèi)容
本題目主要內(nèi)容為鋼包車(chē)的設(shè)計(jì)，包括鋼包車(chē)主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、緩沖器、事故防滑等方面內(nèi)容。鋼包車(chē)傳動(dòng)裝置是一個(gè)重要組件，傳動(dòng)裝置是整個(gè)鋼包車(chē)的“心臟”，為鋼包車(chē)運(yùn)行提供動(dòng)力，選擇合適速比和功率的減速機(jī)和電機(jī)是設(shè)計(jì)合理、經(jīng)濟(jì)、可靠的傳動(dòng)裝置的關(guān)鍵。在確定鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)所需電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速后，就要確定鋼包車(chē)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)必須保證鋼包車(chē)工的可靠性。在冶金行業(yè)中，鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)一般采用雙電機(jī)減速機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，在一臺(tái)電機(jī)或減速器出現(xiàn)故障時(shí)，短時(shí)間內(nèi)剩余的一臺(tái)電機(jī)減速器仍可以單獨(dú)將鋼包車(chē)慢速 驅(qū)動(dòng)，保護(hù)整個(gè)煉鋼工藝的連續(xù)性。
16
2 精煉爐鋼包車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)
2.1精煉爐鋼包車(chē)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)方案
傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖如圖2.1，由平衡方程，求得支座約束力
FRA=3kN, FRB=7kN
按照作剪力圖和彎矩圖的方法，應(yīng)分段列出FS和M的方程，然后依據(jù)方程作圖。
在支座約束力FRA 的右側(cè)梁截面上，剪力為3kN。截面A到C之間的截載荷為均勻載荷，剪力圖為斜直線。算出截面C上的剪力為（3-2X4）kN=-5kN,即可確定這條斜直線。截面C和B之間梁上無(wú)分布載荷，剪力圖為水平線。截面B上有一集中力FRB，從B的左側(cè)到B的右側(cè)，剪力圖發(fā)生突然變化，變化的數(shù)值即等于FRB。故FRB右側(cè)截面上的剪力為（-5+7）kN=2kN。截面B和D之間無(wú)分布載荷，剪力圖為水平線。截面A上的彎矩MA=0。從A到C梁上為均布載荷，彎矩圖為拋物線。在這一段內(nèi)，截面E上剪力等于零，彎矩值為極值。E距左端的距離為1.5m，求出截面E上的極值彎矩為ME=(3kN)( 1.5m)-1/2(2kN/m)( 1.5m) 2=2.25kN/m
用與上式類(lèi)似的算法得到集中力偶Me左側(cè)截面上的彎矩為Mc左=-4kN/m。
由MA，ME和Mc左，便可連成A到C間的拋物線。截面C上有一集中力偶ME，從C的左側(cè)到右側(cè)，彎矩圖有一突然變化，變化的數(shù)值即等于ME。所以在ME的右側(cè)截面上，MC右=（-4+10）kN/m=6 kN/m。截面C與B間梁上無(wú)分布載荷，彎矩圖為斜直線。算出截面B上MB=-4 kN/m，于是就確定了這條直線。B到D之間彎矩圖也為斜直線，因MD=0，可畫(huà)出此斜直線。在截面B上，剪力突然變化，故彎矩圖的斜率也突然變化。
圖2.1 傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖
精煉爐鋼包車(chē)在工程實(shí)際運(yùn)用廣泛，其設(shè)計(jì)方案也是多種多樣的，針對(duì)本課題選用了三種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比，分別是鋼包車(chē)單側(cè)獨(dú)立傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、鋼包車(chē)四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、鋼包車(chē)雙輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，下面對(duì)三種傳動(dòng)系統(tǒng)分別進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明及對(duì)比。
方案一：鋼包車(chē)單側(cè)獨(dú)立傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
在確定鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)所需電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速后，就要確定鋼包車(chē)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)必須保證鋼包車(chē)工作的可靠性。在冶金行業(yè)中，鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)一般采用雙電機(jī)減速機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)【1】，在一臺(tái)電機(jī)或減速器出現(xiàn)故障時(shí)，短時(shí)間內(nèi)剩余的一臺(tái)電機(jī)減速器仍可以單獨(dú)將鋼包車(chē)慢速驅(qū)動(dòng)，保護(hù)整個(gè)煉鋼工藝的連續(xù)性。
圖2.1 是典型的單側(cè)獨(dú)立傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用比較廣泛，可安裝于鋼包車(chē)的前部或后部的兩側(cè)車(chē)輪軸上；由于采用兩臺(tái)不同的電機(jī)減速機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩側(cè)車(chē)輪，車(chē)輪的同步性需要調(diào)試；在兩臺(tái)電機(jī)及減速機(jī)均正常工作時(shí)，鋼包車(chē)通過(guò)兩根軌道上的兩個(gè)車(chē)輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)，鋼包車(chē)內(nèi)側(cè)車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力在理論上相等，鋼包車(chē)的運(yùn)行是平穩(wěn)可靠的。但是當(dāng)其中一臺(tái)電機(jī)或減速出現(xiàn)故障時(shí)，只能用剩余的一臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)驅(qū)動(dòng)鋼包車(chē)。
單側(cè)獨(dú)立傳動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)際運(yùn)用中效率高，但是提高了生產(chǎn)成本。
1. 電機(jī) 2.輸入聯(lián)軸器 3.減速器 4.輸入聯(lián)軸器
圖2.2 鋼包車(chē)單側(cè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
方案二：鋼包車(chē)四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
圖2.2所示的四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)[2]，兩臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)分別位于鋼包車(chē)的前后，每臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)分別驅(qū)動(dòng)前后兩側(cè)的一組車(chē)輪。這樣在單臺(tái)電機(jī)或減速機(jī)出現(xiàn) 障時(shí)，剩余的一臺(tái)電機(jī)和減速機(jī)仍同時(shí)驅(qū)動(dòng)一組車(chē)輪，其驅(qū)動(dòng)力平移至鋼包車(chē)中心時(shí)無(wú)附加的力偶矩(兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)力 平移至中心的附加力偶矩大小相等，方向相反相互抵消)，所以運(yùn)行的平穩(wěn)性與正常工作相同，在故障狀態(tài)下可以較長(zhǎng)時(shí)間慢速運(yùn)行，保證整個(gè)煉鋼工藝的連續(xù)性。
鋼包車(chē)四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)用中效率高，生產(chǎn)成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于生產(chǎn)，在設(shè)計(jì)承載能力較大的鋼包車(chē)時(shí)可以選擇。
1. 減速器2.輸入聯(lián)軸器3.電機(jī)4.輸出聯(lián)軸器5.車(chē)輪軸6.軸承7.車(chē)輪
圖2.3 鋼包車(chē)四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
方案三：鋼包車(chē)雙輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
如圖2.3鋼包車(chē)雙輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)式只用一個(gè)電機(jī)和一個(gè)減速器，減速器放在兩輪子的中間，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)輪子，這個(gè)方案只能驅(qū)動(dòng)一組輪子，其驅(qū)動(dòng)力只有一組輪子上有，所運(yùn)行的穩(wěn)定性不好，而且如果電機(jī)或減速器發(fā)生故障，則鋼包車(chē)就不能正常工作，這是它的缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是它可以減輕鋼包車(chē)的負(fù)重，省材料。
鋼包車(chē)雙輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在承載能力較小的生產(chǎn)中運(yùn)用較為廣泛，它便捷易懂，方便生產(chǎn)。
圖2.4 鋼包車(chē)雙輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)
綜上所述，本課題選用方案三，因?yàn)殇摪?chē)雙輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，便于操作，可靠性高。
2.2電機(jī)減速器的設(shè)計(jì)及選型
2.2.1電機(jī)減速器簡(jiǎn)介
伺服電機(jī)減速機(jī)是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品，其性能可與其它軍品級(jí)減速機(jī)產(chǎn)品相媲美，卻有著工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的價(jià)格，被應(yīng)用于廣泛的工業(yè)場(chǎng)合。
該伺服電機(jī)減速機(jī)體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨(dú)用的特性。最大輸入功率可達(dá)104kW。適用于起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金、礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車(chē)、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門(mén)行星系列新品種WGN定軸傳動(dòng)減速器、WN子母齒輪傳動(dòng)減速器、彈性均載少齒差減速器。
伺服電機(jī)減速機(jī)是一種具有廣泛通用性的新性減速機(jī)，內(nèi)部齒輪采用20CvMnT滲碳淬火和磨齒。整機(jī)具有結(jié)構(gòu)尺寸小，輸出扭矩大，速比在、效率高、性能安全可靠等特點(diǎn)。本機(jī)主要用于塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，又可作為配套部件用于起重、挖掘、運(yùn)輸、建筑等行業(yè)。伺服電機(jī)減速機(jī)具有高剛性，高精度(單級(jí)可做到1分以內(nèi))、(雙級(jí)可做到3分以內(nèi))，高傳動(dòng)效率(單級(jí)在95%-99%)，高的扭矩/體積比，終身免維護(hù)等特點(diǎn)，伺服電機(jī)減速機(jī)額定輸入轉(zhuǎn)速最高可達(dá)到18000rpm(與減速機(jī)本身大小有關(guān)，減速機(jī)越大，額定輸入轉(zhuǎn)速越小)以上，工業(yè)級(jí)伺服電機(jī)減速機(jī)輸出扭矩一般不超過(guò)2000Nm，特制超大扭矩伺服電機(jī)減速機(jī)可做到10000Nm以上。工作溫度一般在-25℃到100℃左右，通過(guò)改變潤(rùn)滑脂可改變其工作溫度。
2.2.2電機(jī)減速器的幾個(gè)概念
級(jí)數(shù)：行星齒輪的套數(shù)。由于一套星星齒輪無(wú)法滿足較大的傳動(dòng)比，有時(shí)需要2套或者3套來(lái)滿足擁護(hù)較大的傳動(dòng)比的要求。由于增加了星星齒輪的數(shù)量，所以2級(jí)或3級(jí)減速機(jī)的長(zhǎng)度會(huì)有所增加，效率會(huì)有所下降。
回程間隙：將輸出端固定,輸入端順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，使輸入端產(chǎn)生額定扭矩正負(fù)2%扭矩時(shí)，減速機(jī)輸入端有一個(gè)微小的角位移,此角位移就是回程間隙。單位是"分"，就是一度的六十分之一，也有人稱之為背隙/回差。
2.2.3電機(jī)減速器的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
行星輪，太陽(yáng)輪，外齒圈。TBT伺服電機(jī)減速機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因，單級(jí)減速比為：06，10，15，20，30，40，50，60比相對(duì)其他減速機(jī)，伺服電機(jī)減速機(jī)具有高剛性，高精度(單級(jí)可做到1分以內(nèi)),(雙級(jí)可做到3分以內(nèi)),高傳動(dòng)效率(單級(jí)在95%-99%)，高的扭矩/體積比，終身免維護(hù)等特點(diǎn)[14]。
因?yàn)檫@些特點(diǎn)，伺服電機(jī)減速機(jī)多數(shù)是安裝在步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)或無(wú)刷電機(jī)上，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速，提升扭矩,匹配慣量。
伺服電機(jī)減速機(jī)額定輸入轉(zhuǎn)速最高可達(dá)到18000rpm(與減速機(jī)本身大小有關(guān)，減速機(jī)越大，額定輸入轉(zhuǎn)速越小)以上，工業(yè)級(jí)伺服電機(jī)減速機(jī)輸出扭矩一般不超過(guò)2000Nm，特制超大扭矩伺服電機(jī)減速機(jī)可做到10000Nm以上。工作溫度一般在-25℃到100℃左右，通過(guò)改變潤(rùn)滑脂可改變其工作溫度。
2.2.4重要參數(shù)
減速比：輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速之比；級(jí)數(shù)：TBT行星圓齒的套數(shù)。一般最大可以達(dá)到二級(jí)，效率會(huì)有所降低；滿載效率：在最大負(fù)載情況下（故障停止輸出扭矩），減速機(jī)的傳遞效率；工作壽命：減速機(jī)在額定負(fù)載下，額定輸入轉(zhuǎn)速時(shí)的累計(jì)工作時(shí)間；額定扭矩：是額定壽命允許的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的扭矩。當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分，減速機(jī)的壽命為平均壽命，超過(guò)此值時(shí)減速機(jī)的平均壽命會(huì)減少。當(dāng)輸出扭 矩超過(guò)兩倍時(shí)減速機(jī)故障；噪音：?jiǎn)挝环重恉B（A），此數(shù)值實(shí)在輸入轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分，不需帶負(fù)載，距離減速機(jī)1米距離時(shí)測(cè)量值；回差：將輸入端固定，是輸出端順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，當(dāng)輸出端承受正負(fù)2%額定扭矩時(shí)，減速機(jī)輸出端由一個(gè)微小的角位移，此角位移即為回程間隙，也稱“背隙”。單位是“分”，即一度的1/60；
2.2.5電機(jī)減速器選型
后面算出的值是21.59kW，考慮到鋼包車(chē)運(yùn)行的環(huán)境比較惡劣，選用電機(jī)減速器的功率為22kW。
通過(guò)查機(jī)械手冊(cè)得，電機(jī)減速器型號(hào)為：YZ225M-8kW,與計(jì)算出來(lái)的值相符。其性能參數(shù)級(jí)數(shù)為4級(jí)，額定轉(zhuǎn)速710r/min，額定電壓380V。
2.3聯(lián)軸器設(shè)計(jì)
2.3.1聯(lián)軸器的基本介紹
聯(lián)軸器屬于機(jī)械通用零部件范疇，用來(lái)連接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接，是機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)最常用的連接部件。20世紀(jì)后期國(guó)內(nèi)外聯(lián)軸器產(chǎn)品發(fā)展很快，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)如何從品種甚多、性能各異的各種聯(lián)軸器中選用能滿足機(jī)器要求的聯(lián)軸器，對(duì)多數(shù)設(shè)計(jì)人員來(lái)講，始終是一個(gè)困擾的問(wèn)題。常用聯(lián)軸器有膜片聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器，梅花聯(lián)軸器，滑塊聯(lián)軸器， 鼓形齒式聯(lián)軸器，萬(wàn)向聯(lián)軸器，安全聯(lián)軸器，彈性聯(lián)軸器及蛇形彈簧聯(lián)軸器。
聯(lián)軸器種類(lèi)繁多，按照被連接兩軸的相對(duì)位置和位置的變動(dòng)情況，可以分為：①固定式聯(lián)軸器。主要用于兩軸要求嚴(yán)格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì)位移的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡(jiǎn)單，容易制造，且兩軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。②可移式聯(lián)軸器。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對(duì)位移的地方，根據(jù)補(bǔ)償位移的方法又可分為剛性可移式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。剛性可移式聯(lián)軸器利用聯(lián)軸器工作零件間構(gòu)成的動(dòng)連接具有某一方向或幾個(gè)方向的活動(dòng)度來(lái)補(bǔ)償，如牙嵌聯(lián)軸器（允許軸向位移）、十字溝槽聯(lián)軸器（用來(lái)聯(lián)接平行位移或角位移很小的兩根軸）、萬(wàn)向聯(lián)軸器（用于兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方）、輪聯(lián)軸器（允許綜合位移）、鏈條聯(lián)軸器（允許有徑向位移）等，彈性可移式聯(lián)軸器（簡(jiǎn)稱彈性聯(lián)軸器）利用彈性元件的彈性變形來(lái)補(bǔ)償兩軸的偏斜和位移，同時(shí)彈性元件也具有緩沖和減振性能，如蛇形彈簧聯(lián)軸器、徑向多層板簧聯(lián)軸器、彈性圈栓銷(xiāo)聯(lián)軸器、尼龍栓銷(xiāo)聯(lián)軸器、橡膠套筒聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器有些已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。選擇時(shí)先應(yīng)根據(jù)工作要求選定合適的類(lèi)型，然后軸的直徑計(jì)算扭矩和轉(zhuǎn)速，再?gòu)挠嘘P(guān)手冊(cè)中查出適用的型號(hào)，最后對(duì)某些關(guān)鍵零件作必要的驗(yàn)算。
2.3.2工作環(huán)境
聯(lián)軸器于各種不同主機(jī)產(chǎn)品配套使用，周?chē)墓ぷ鳝h(huán)境比較復(fù)雜，如溫度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質(zhì)、鹽水、輻射等狀況，是選擇聯(lián)軸器時(shí)必須考慮的重要因素之一。對(duì)于高溫、低溫、有油、酸、堿介質(zhì)的工作質(zhì)量，不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器，應(yīng)選擇金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器等。
2.3.3傳動(dòng)精度
小轉(zhuǎn)矩和以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的軸系傳動(dòng)，要求聯(lián)軸器 具有較高的傳動(dòng)精度，宜選用非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器。大轉(zhuǎn)矩和傳遞動(dòng)力的軸系傳動(dòng)，對(duì)傳動(dòng)精度沒(méi)有要求，高轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)避免選用金屬?gòu)椥栽椥月?lián)軸器和可動(dòng)元件之間的間隙的撓性聯(lián)軸器，宜選用傳動(dòng)精度高的膜片聯(lián)軸器
2.3.4齒式聯(lián)軸器的特點(diǎn)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠，裝拆方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大，但不能吸收沖擊；
當(dāng)兩軸對(duì)中精度較低時(shí)，將引起較大的附加載荷，適用于工作平穩(wěn)的一般傳動(dòng)，高速傳動(dòng)是需要有高的對(duì)中和制造精度。
2.3.5齒式聯(lián)軸器的主要作用
在轉(zhuǎn)速低，無(wú)沖擊，軸的剛性大，對(duì)中性較好的場(chǎng)合應(yīng)用較廣。
齒式聯(lián)軸器：適用于伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)。
2.3.6齒式聯(lián)軸器的選型
綜上所述，本課題采用的聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器，其參數(shù)有工程轉(zhuǎn)矩1600N·m，許用轉(zhuǎn)速6000r/min，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.031kg·m2，重量13.1kg
2.4軸承設(shè)計(jì)
2.4.1軸承簡(jiǎn)介
軸承是在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中起固定和減小載荷摩擦系數(shù)的部件。也可以說(shuō)，當(dāng)其它機(jī)件在軸上彼此產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，用來(lái)降低動(dòng)力傳遞過(guò)程中的摩擦系數(shù)和保持軸中心位置固定的機(jī)件。軸承是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中一種舉足輕重的零部件。它的主要功能是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，用以降低設(shè)備在傳動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械載荷摩擦系數(shù)。按運(yùn)動(dòng)元件摩擦性質(zhì)的不同，軸承可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩類(lèi)。
2.4.2軸承分類(lèi)
深溝球軸承、角接觸球軸承、調(diào)心球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力球軸承。
2.4.3圓柱滾子軸承介紹
單列圓柱滾子軸承特點(diǎn):單列圓柱滾子軸承通常是只受徑向力，與同尺寸球軸承相比，徑向承載能力提高1.5-3倍，剛性好、耐沖擊，它特別適用于剛性支承的、又支承短軸、受熱伸長(zhǎng)而引起軸向位移的軸和安裝拆卸需要分離型軸承之機(jī)器附件。主要用于大型電機(jī)、機(jī)床主軸、發(fā)動(dòng)機(jī)前后支承軸、火車(chē)客車(chē)車(chē)箱軸支承、柴油機(jī)曲軸、汽車(chē)拖拉機(jī)變速箱等。
2.4.4單列圓柱滾子軸承的組成及作用
單列圓柱滾子軸承，包括外圈、內(nèi)圈鎖緊圈和保持架。外圈的外壁面中間設(shè)有環(huán)形應(yīng)力槽，外圈的外壁上有多個(gè)環(huán)形鎖緊槽，鎖緊圈的形狀和大小與環(huán)形鎖緊槽的形狀和大小相適應(yīng)。環(huán)形鎖緊槽內(nèi)裝設(shè)有鎖緊圈。外圈內(nèi)壁的環(huán)面上與應(yīng)力槽相對(duì)應(yīng)部位設(shè)有環(huán)形保持架引導(dǎo)槽。本實(shí)用新型具有組裝方便、承載負(fù)荷大，極限轉(zhuǎn)速高、可靠性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
一般說(shuō)來(lái)從使用角度講要注意以下幾點(diǎn)：
(1) 承間隙要適當(dāng)，過(guò)大產(chǎn)生沖擊，過(guò)小則潤(rùn)滑不良，可能燒瓦；
(2) 軸承及軸頸表面質(zhì)量和幾何形狀應(yīng)嚴(yán)格得到保證；
(3) 改善潤(rùn)滑質(zhì)量，控制機(jī)油的壓力、溫度及流量，加強(qiáng)機(jī)油濾清；
(4) 控制柴油機(jī)的溫度狀態(tài)，在過(guò)冷過(guò)熱的情況下工作都是不利的。冷天，
柴油機(jī)起動(dòng)前應(yīng)先預(yù)熱，并用手轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸使機(jī)油進(jìn)入磨擦表面；
（5）采用符合規(guī)定的燃油及潤(rùn)滑油。
2.4.5電機(jī)減速器比確定
傳動(dòng)裝置的電機(jī)采用變頻控制，獲得鋼包車(chē)在起動(dòng)、勻速行駛、減速的不同狀態(tài)時(shí)的合適速度。鋼包車(chē)運(yùn)行時(shí)的速度必須滿足煉鋼的工藝要求，但為了安全，鋼包車(chē)的最大運(yùn)行速度為25～30 m/m i n，在計(jì)算減速器速比及功率時(shí)，必須以鋼包車(chē)的最大速度計(jì)算，其公式如下
i=πdn/v （2.1）
式中，i 為驅(qū)動(dòng)減速器的速比；n為電機(jī)的轉(zhuǎn)速 r/min；d為車(chē)輪直徑，v為鋼包車(chē)的最大運(yùn)行速度，m/rain。
鋼包車(chē)的最大運(yùn)行速度與工藝要求有關(guān)，一般選擇25～30 m/rain。由于運(yùn)輸?shù)氖卿撍亓孔畲筮_(dá)600 t，因慣性的存在，過(guò)高的速度會(huì)對(duì)設(shè)備以及人員造成潛在的危險(xiǎn)。根據(jù)上述課確定電機(jī)減速器比為i=89/1。
2.4.6鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算
鋼包車(chē)正常工作時(shí)需頻繁起動(dòng)、停止，所以驅(qū)動(dòng)功率應(yīng)以鋼包車(chē)起動(dòng)時(shí)的消耗功率作為驅(qū)動(dòng)鋼包車(chē)的額定功率。鋼包車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)，阻力矩主要來(lái)自車(chē)輪與軌道、軸承的摩擦力，根據(jù)牛頓第三定律，這時(shí)電機(jī)所需力矩為
M=λN(f+μd/2)/i （2.2）
式中，M為鋼包車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)力矩，N·m；N為鋼包車(chē)在滿載運(yùn)行時(shí)的重量，N；f為滾動(dòng)摩擦半徑(有時(shí)也稱為滾動(dòng)摩擦系數(shù))，m；對(duì)于鋪設(shè)良好的光滑軌道，f=0.0005 m；μ為滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)，μ= 0.0015～ 0.003；d為滾動(dòng)軸承的摩擦當(dāng)量半徑，m：λ為修正系數(shù)。
在公式( 2 )中，需要說(shuō)明的是修正系的選用。在現(xiàn)有文獻(xiàn)中對(duì)鋼包車(chē)滾動(dòng)摩擦力計(jì)算中，未明確提出修正系數(shù)這個(gè)概念，由于對(duì)軌道和車(chē)輪的摩擦沒(méi)有準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，軌道 與鋼包車(chē)有誤差等，工程設(shè)計(jì)中往往對(duì)理論計(jì)算的數(shù)值要進(jìn)行修正，目的是為了提高鋼包車(chē)運(yùn)行和停止的安全性。因此建議工程中計(jì)算鋼包車(chē)滾動(dòng)摩擦力矩或類(lèi)似結(jié)構(gòu)時(shí)，引人修正系數(shù)對(duì)鋼包車(chē)的阻力矩進(jìn)行修正。
現(xiàn)有鋼包車(chē)的車(chē)輪結(jié)構(gòu)一般采用雙輪緣，輪緣限制了鋼包車(chē)的跑 偏或橫向滑移，車(chē)輪在軌道上運(yùn)行，輪緣就會(huì)因軸向力和摩擦力而受載產(chǎn)生輪緣應(yīng)力。理論上輪緣與軌道之間的接觸面會(huì)出現(xiàn)一個(gè)拉長(zhǎng)的接觸橢圓，用很小的軸向力就能計(jì)算出很高的接觸應(yīng)力，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)起重機(jī)車(chē)輪和軌道材料的屈服極限，而實(shí)際上不會(huì)達(dá)到這么高的應(yīng)力，原因是應(yīng)力只要達(dá) 到屈服極限附近，增加很小時(shí)的塑性變形，可使接觸表面加大到原假設(shè)彈性體所計(jì)算面積的許多倍。由于輪緣與軌道的摩擦既有滾動(dòng)摩擦又有滑動(dòng)摩擦，所以此應(yīng)力值的大小在理論和實(shí)際上都很難計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用中由修正系數(shù)λ的大小來(lái)估算這些無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算的摩擦力，修正系數(shù)的取值范圍致在1.3— 1.5之間，仍需在工業(yè)應(yīng)用中進(jìn)一步驗(yàn)證。
鋼包車(chē)起動(dòng)時(shí)不僅需要克服在平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的阻力，還需要克服慣性力，鋼包車(chē)在時(shí)間 t 內(nèi)，速度從零加速到v，就會(huì)產(chǎn)生平移的慣性力，則電機(jī)克服平移慣性所需力矩為
M=(mvd/120t)/i （2.3）
式中，M為鋼包車(chē)起動(dòng)時(shí)的慣性矩，N·m；m為鋼包車(chē)運(yùn)輸車(chē)滿載時(shí)的總質(zhì)量，kg ；t為起動(dòng)時(shí)間s。鋼包車(chē)啟動(dòng)時(shí)電機(jī)所需理論驅(qū)動(dòng)功率為
P=Mn/9550η (2.4)
由以上（2.1）（2.2）（2.3）（2.4）式可以計(jì)算出鋼包車(chē)的電機(jī)功率為P=21.59kW
(1) 鋼包車(chē)的加工、安裝誤差。所有鋼包車(chē)的誤差會(huì)引起鋼包車(chē)各相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的附加力，
使所需的驅(qū)動(dòng)力增加；
(2) 軌道的安裝誤差。軌道的水平度垂直度，以及軌道基礎(chǔ)的剛性是影響鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)功率
大小的主要因素；
(3) 各種效率的誤差。電機(jī)、減速機(jī)、軸承等的效率是基于試驗(yàn)而得到的，而在實(shí)際應(yīng)用 中由于各種條件與試驗(yàn)條件不盡相同，使得實(shí)際效率與試驗(yàn)測(cè)定的效率不同。
由于以上的原因，鋼包車(chē)驅(qū)動(dòng)功率的理論計(jì)算值偏小，最終根據(jù)工程應(yīng)用的特點(diǎn)對(duì)計(jì)算的理論功率進(jìn)行修正。
2.4.7圓柱滾子軸承選型
綜上通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)選用NF111圓柱滾子軸承。
其性能參數(shù)有：NF代表外圈單擋邊的圓柱滾子軸承，第一個(gè)1表示寬度代號(hào)代表寬度為18mm，后兩個(gè)1是內(nèi)徑代號(hào)代表該軸承的內(nèi)徑為5mm。
3 鋼包車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1鋼包車(chē)工作原理
當(dāng)鋼包車(chē)的鋼包裝滿鋼水時(shí)，由裝在車(chē)上的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)給發(fā)電機(jī)通電，鋼包車(chē)由發(fā)電機(jī)帶動(dòng)減速器，通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)小車(chē)輪子從而帶動(dòng)小車(chē)前行，當(dāng)小車(chē)行走到預(yù)定位置，通過(guò)車(chē)上的開(kāi)關(guān)，關(guān)閉電源，小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到運(yùn)送鋼水的目的。
3.2鋼包車(chē)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
精煉爐鋼包車(chē)在工程實(shí)際中運(yùn)用廣泛，其結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，主要是由電機(jī)減速器，，軸承，聯(lián)軸器，車(chē)輪軸，車(chē)體等幾大部件組成。
3.3鋼包車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.3.1車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
鋼包車(chē)車(chē)架是承載、運(yùn)輸鋼包的支架，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。車(chē)架根據(jù)其結(jié)構(gòu)分為分體式和整體式，分體式車(chē)架為了運(yùn)輸方便可以拆解成幾個(gè)部件，其結(jié)構(gòu)如圖3.1所示【3】。由承載梁1和連接梁2組成，承載梁與連接梁均為箱形梁結(jié)構(gòu)，之間采用高強(qiáng)度螺栓連接，為保證拆卸后重新安裝的相對(duì)尺寸和精度，各連接法蘭采用雙錐銷(xiāo)定位，并在各梁上作裝配標(biāo)記，以便在現(xiàn)場(chǎng)順利安裝。
如果運(yùn)輸方便，建議采用整體式車(chē)架，即車(chē)架的各梁之間采用焊接，即將圖 3.1中的連接法蘭取消，各梁之間采用焊接，圖3.1中的右上角承載梁1與連接梁2的焊接結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。需要注意的是，各梁之間應(yīng)采用錯(cuò)位焊接方式，即各梁上各鋼板的焊接位置不在同一 平面內(nèi)，可減少焊縫的應(yīng)力集中，加強(qiáng)車(chē)架整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
1.承載梁 2.連接梁 3.承載梁2 4.傳動(dòng)裝置1 5.傳動(dòng)裝置2
圖3.1 分體式車(chē)架結(jié)構(gòu)
1.承載梁 2.連接梁
圖3.2 整體式車(chē)架結(jié)構(gòu)
整體式車(chē)架與分體式車(chē)架比較，剛度優(yōu)于分體式車(chē)架，建議在運(yùn)輸允許的情況下，盡可能采用整體式車(chē)架。車(chē)架梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，決定鋼包車(chē)的承載能力，一般車(chē)架的梁均采用箱型梁，按照等強(qiáng)度理論，車(chē)架承載梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)為變截面梁，但 為了制造方便，一般采用階梯梁結(jié)構(gòu)。
3.3.2鋼包車(chē)輪系設(shè)計(jì)
鋼包車(chē)車(chē)輪的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足鋼包車(chē)的運(yùn)行特點(diǎn)：即較高的輪壓，較低的速度。車(chē)輪的設(shè)計(jì)與軌道有關(guān)。在冶金行業(yè)中，鋼包車(chē)所采用的軌道為起重機(jī)軌道。車(chē)輪結(jié)構(gòu)可分為雙輪緣、單輪緣和無(wú)輪緣；在冶金行業(yè)中，由于鋼包車(chē)的載重量很大，一般采用雙輪緣結(jié)構(gòu)，車(chē)輪直徑從250～1200mm的范圍內(nèi)，輪緣高 度從15～25mm，輪緣傾斜角選擇在80～82度之間；合理的輪緣結(jié)構(gòu)，可以大大減小運(yùn)行過(guò)程中的磨損。
鋼包車(chē)的車(chē)輪組分為固定車(chē)輪組和浮動(dòng)車(chē)輪組，固定 車(chē)輪組應(yīng)用于四輪支承的鋼包車(chē)，浮動(dòng)車(chē)輪組應(yīng)用于四輪以上支承的鋼包車(chē)，主要是八輪支承結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中，運(yùn)輸?shù)匿摪?50t以下時(shí)，一般采用四輪承載，每個(gè)車(chē)輪通過(guò)車(chē)輪軸兩端的軸承固定安裝于車(chē)架上，稱其為固定式車(chē)輪組，是應(yīng)用最成熟廣泛的結(jié)構(gòu)，每個(gè)車(chē)輪的結(jié)構(gòu)如圖8所示，車(chē)輪1由安裝在車(chē)輪軸 2上對(duì)稱分布的兩個(gè)軸承3支承。
有時(shí)根據(jù)工藝要求，為了降低鋼包車(chē)的高度，可以采用多于四個(gè)車(chē)輪的結(jié)構(gòu)，這樣可以在不改變車(chē)輪的輪壓的條件下，減小車(chē)輪 直徑；運(yùn)輸?shù)匿摪?50t以上時(shí)，由于車(chē)的輪壓限制，必須采用八個(gè)車(chē)輪承載，每組車(chē)輪共兩個(gè)，為了使每組的兩個(gè)車(chē)均衡載荷，車(chē)輪組與車(chē)架之間采用鉸接軸連接，稱其為浮動(dòng)車(chē)輪組結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)布置如圖3.4所示，每?jī)蓚€(gè)車(chē)輪相對(duì)固定安裝在支架上，形成一個(gè)車(chē)輪組結(jié)構(gòu)，如圖3.3中的1所示。車(chē)輪組與車(chē)架之間通 過(guò)鉸接軸連接，每個(gè)車(chē)輪組均可繞鉸接軸的軸線旋轉(zhuǎn)一定的角度，每個(gè)車(chē)輪的支承結(jié)構(gòu)與固定車(chē)輪組中的單個(gè)車(chē)輪的支承結(jié)構(gòu)相同，即可采用如圖3.3所示的支承結(jié)構(gòu)。鋼包車(chē)在運(yùn)行時(shí)，每個(gè)車(chē)輪組根據(jù)軌道高度的微變化，在重力的作用下，可自動(dòng)調(diào)整兩個(gè)車(chē)輪相對(duì)于鉸接軸的相對(duì)位置，始終使每個(gè)車(chē)輪均與軌道完 全接觸，平衡由于軌道的不平度而引起的載荷不均，使鋼包車(chē)的總重量均勻分配 給每個(gè)車(chē)輪， 使每個(gè)車(chē)輪的輪壓近似相等，避免部分車(chē)輪懸空而引起的其它車(chē) 輪輪壓增加劇非正常磨損，使后期的維修成本增加，鋼包車(chē)的經(jīng)濟(jì)性大打折扣，影響鋼包車(chē)的運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。車(chē)輪軸的支承軸承優(yōu)先選用調(diào)心滾子軸承，內(nèi)外圈與滾珠之間為球面配合，可補(bǔ)償加工和安裝以及軸的變形引起的同軸度誤差，同時(shí)降低軸變形對(duì)軸承的敏感度小。受條件限制也可考慮采用雙列圓錐滾子軸承。
由于車(chē)輪的速度很低，每分鐘約5～15r/min，軸承在低速下發(fā)熱量很小，最有效的潤(rùn)滑方式是脂潤(rùn)滑，定期給軸承座內(nèi)注入適量潤(rùn)滑脂，即可滿足車(chē)輪支承軸 承的潤(rùn)滑需要。
1.車(chē)輪2.車(chē)輪軸3.軸承
圖3.3 鋼包車(chē)車(chē)輪支撐結(jié)構(gòu)
1.浮動(dòng)車(chē)輪組2.車(chē)架
圖3.4 浮動(dòng)車(chē)輪組結(jié)構(gòu)
3.3.3鋼包車(chē)隔熱保護(hù)
由于鋼包車(chē)運(yùn)輸?shù)氖?500攝氏度的鋼水，如果產(chǎn)生溢鋼或漏鋼，會(huì)對(duì)車(chē)架及傳動(dòng)裝置造成嚴(yán)重破壞，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮鋼包車(chē)的隔熱。對(duì)車(chē)架來(lái)說(shuō)，主要是砌耐火磚及漏鋼溢鋼的導(dǎo)流；而對(duì)于傳動(dòng)裝置，由于有電纜、潤(rùn)滑油等危險(xiǎn)性的特質(zhì)存在，必須做嚴(yán)格的隔熱保護(hù)。
傳動(dòng)裝置的隔應(yīng)從兩個(gè)方面進(jìn)行，即傳動(dòng)裝置的上方和下方的隔熱。傳動(dòng)裝置的上方主要是溢鋼、漏鋼淋澆和飛濺，所以在傳動(dòng)裝置的上方必須設(shè)置保護(hù)罩，并在周?chē)鲋突鸫u。傳動(dòng)裝置的下方主要是泄漏在軌道周?chē)匿撘簩?duì)傳動(dòng)裝置的輻射熱，采用鋼板加隔熱巖棉隔 離，巖棉的密度和厚度必須滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，才能可靠保證傳動(dòng)裝置的安全性。
在傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)中，也有將其全部安裝在一個(gè)密閉的空間內(nèi)，這樣對(duì)保護(hù)傳動(dòng)裝置免受鋼液的破壞十分有利，但長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)不利于傳動(dòng)裝置的散熱，在條件允許的情況下，還是應(yīng)該保留通風(fēng)口，便于系統(tǒng)散熱。
在煉鋼過(guò)程中，發(fā)生溢鋼和漏鋼的可能性是必然存在的，鋼包車(chē)的隔熱，看來(lái)在整個(gè)設(shè)計(jì)中最微不足道的，但設(shè)計(jì)不完善，引起的后果可能是非常嚴(yán)重的，所以在鋼包車(chē)的設(shè)計(jì)中應(yīng)引起足夠的重視。
4 精煉爐鋼包車(chē)的成本合理性分析
中厚板：本周陜西中厚板價(jià)格累計(jì)下跌30元/噸，市場(chǎng)成交小幅減少。價(jià)格方面：截止本周五，陜西市場(chǎng)20mm普中板均價(jià)為3920元/噸。唐山等華北主流中板價(jià)格接連下跌，下游終端用戶觀望心態(tài)逐漸增加，致使本地市場(chǎng)成交量始終未有較大的起色。此外，受太原等臨近市場(chǎng)價(jià)格頻頻走低，商戶為避免資源倒流，只能隨行就市。同時(shí)，受上海等主流中板市場(chǎng)價(jià)格的走低，下游終端用戶采購(gòu)逐漸放緩，致使成交量小幅萎縮，商戶接貨意愿也大幅減弱。資源方面：目前酒鋼薄規(guī)格低合金資源缺規(guī)斷檔的現(xiàn)象較為普遍，以10mm低合金資源為例，市場(chǎng)有此資源的商戶不足5%，因而其組距加價(jià)也較平常高出50元/噸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，本周陜西中板庫(kù)存基本維持在2.2萬(wàn)噸左右。預(yù)計(jì)，受市場(chǎng)成交乏力的影響，短期內(nèi)陜西中板市場(chǎng)仍以弱勢(shì)下行為主。
表4.1 陜西市場(chǎng)鋼材價(jià)格變化表
鋼材
日期
高線Φ
6.5mmHPB235
螺紋鋼Φ
20mmHRB335
中厚板
20mmQ235B
熱軋板卷
4.75mmQ235B
槽鋼
16#Q235
西
安
2013.4.12
3600
3630
3890
3990
3700
2013.4.19
3580
3600
3860
3930
3700
產(chǎn)地
龍鋼
龍鋼
酒鋼
酒鋼
信發(fā)
漲幅
-20
-30
-30
-60
0
寶
雞
2013.4.12
3750
3660
4010
4070
3890
2013.4.19
3750
3660
3980
4030
3890
產(chǎn)地
龍鋼
龍鋼
酒鋼
酒鋼
江天
漲幅
0
0
-30
-40
0
5 操作規(guī)程及維護(hù)、保養(yǎng)
作業(yè)前，必須按規(guī)定穿戴好勞動(dòng)防護(hù)用品，檢查所用工具，設(shè)備是否完好，各種安全防護(hù)保險(xiǎn)裝置，必須齊全有效；操作的各種開(kāi)關(guān)、閥門(mén)、信號(hào)等裝置必須設(shè)有醒目的安全標(biāo)示，嚴(yán)防操作失誤；鋼包車(chē)在行走或者停止前，必須與生產(chǎn)調(diào)度及相關(guān)單位（崗位）取得聯(lián)系。停、送電時(shí)，必須先將電極提升至上限。送電時(shí)先合高壓隔離開(kāi)關(guān)，后合油開(kāi)關(guān)及操作開(kāi)關(guān)，停電時(shí)反之、嚴(yán)禁帶負(fù)荷拉合隔離開(kāi)關(guān)；行駛過(guò)程中不準(zhǔn)停止系統(tǒng)運(yùn)行和切換電壓；嚴(yán)禁在小車(chē)及設(shè)備周?chē)忻骰鸬耐{；經(jīng)常進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理和報(bào)告，做好設(shè)備運(yùn)行記錄；設(shè)備運(yùn)行時(shí)，不得維護(hù)、調(diào)試、清掃設(shè)備帶電、旋轉(zhuǎn)、高壓等危險(xiǎn)部位，進(jìn)行機(jī)械電氣設(shè)備維護(hù)檢修時(shí)，必須停機(jī)拉閘掛檢修安全警示牌；操作本崗位配套設(shè)備時(shí)，必須嚴(yán)格遵守其安全操作規(guī)程；配合行車(chē)工吊裝鐵水時(shí)，要站在吊物擺動(dòng)不被擠壓的安全位置掛鉤，手不能抓在鉤鏈活動(dòng)部位和將腳伸入被吊物下指揮起吊，嚴(yán)防吊物傷害； 挑選在鋼包車(chē)的駕駛方面受過(guò)正規(guī)訓(xùn)練和指導(dǎo)的操作人員取得上崗證后，方能操作設(shè)備；鋼包車(chē)在駕駛之前要檢查是否有明顯的損壞、機(jī)械部分運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常、靈敏；鋼包車(chē)在停止裝鋼水時(shí)、在控制面板上進(jìn)行；接通電源，啟動(dòng)傳動(dòng)裝置，鋼包車(chē)進(jìn)入工作狀態(tài)。
6 結(jié)論
本設(shè)計(jì)首先說(shuō)明了精煉爐鋼包車(chē)的重要地位和當(dāng)今的現(xiàn)狀，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)將繼續(xù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)。其次介紹了鋼包車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程。步驟包括：原始資料的分析、確定傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)、電機(jī)選型設(shè)計(jì)、減速器選型設(shè)計(jì)、聯(lián)軸器選型設(shè)計(jì)、電機(jī)功率的計(jì)算、傳動(dòng)比的計(jì)算、車(chē)身支撐架的選用。從實(shí)際來(lái)看幾乎所有的機(jī)械設(shè)計(jì)都遵循這些過(guò)程。
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我從一開(kāi)始的對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)一無(wú)所知到能自己完整的設(shè)計(jì)出一套中等復(fù)雜程度的傳動(dòng)系統(tǒng)，我學(xué)到了很多關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，更主要的是提高了我的設(shè)計(jì)能力，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以及創(chuàng)新能力。
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致謝
本課題在選題及研究過(guò)程中得到李東文老師的悉心指導(dǎo)。李老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。李老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)四載，卻給以終生受益無(wú)窮之道。對(duì)李老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際，本該是一件值得很慶幸的好事，但卻苦于不知道以怎樣的方式來(lái)表達(dá)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫助過(guò)我的老師、同學(xué)及學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)，更不知道用什么樣的詞句來(lái)形容此時(shí)此刻的心情，我想沒(méi)有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就不會(huì)做得這么順利，我在這兒只有向所有幫助過(guò)我的同學(xué)、老師和領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)一聲：你們辛苦了，謝謝！
畢業(yè)設(shè)計(jì)是每位畢業(yè)生對(duì)幾年的大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總括，也是對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一次自我考核，使自己能夠正確認(rèn)識(shí)自己，給自己一個(gè)合理的定位。我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是由張蔚寧、李東文老師指導(dǎo)完成的。在做的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題，張老師、李老師給了我們?cè)S多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問(wèn)我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們對(duì)所研究的題目?jī)?nèi)容、相關(guān)原理及實(shí)際中的運(yùn)用有了比較深入的了解，掌握了相關(guān)資料的查詢的方法，培養(yǎng)了我們獨(dú)立的學(xué)習(xí)能力，解決問(wèn)題的能力并且拓展了知識(shí)面。
感謝張蔚寧老師、李東文老師等對(duì)我的教育培養(yǎng)。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。
感謝我的同學(xué)們，從遙遠(yuǎn)的家來(lái)到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間的感情，維系著班級(jí)那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我們沒(méi)有紅過(guò)臉，沒(méi)有吵過(guò)嘴，沒(méi)有發(fā)生上大學(xué)前所擔(dān)心的任何不開(kāi)心的事情。只是今后大家就難再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒(méi)關(guān)系，各奔前程，大家珍重。但愿大家都平平安安，快快樂(lè)樂(lè)，順順利利，開(kāi)開(kāi)心心。我們?cè)谝黄鸬娜兆樱視?huì)記一輩子的。當(dāng)然，由于本人設(shè)計(jì)水平有限、在課程中相關(guān)課程不是掌握的特別熟練，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的不足，以及時(shí)間上的限制，在設(shè)計(jì)中難免存在一些錯(cuò)誤。懇請(qǐng)老師給予以批評(píng)以及指正。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！
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