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《江西理工大学》 2010年
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转炉全悬挂倾动装置设计优化及倾动力矩分析

李叶军  
【摘要】:倾动装置是转炉炼钢主要的机械设备,用于炉体的平稳倾动及准确定位,并完成转炉兑铁水、出钢、加料、修炉等一系列工艺操作。倾动装置作业负荷的特点是低速、重载、正反转、频繁启制动、强烈冲击,承受较大的动负荷,工作条件恶劣。因此如何提高该设备的可靠性和使用方便性,一直是业界研究的重要课题。本文采用几何建模、数值计算与计算机分析及现场试验的方法,结合转炉的实际工作状况,对复杂的四点啮合倾动机构的传动系统进行分析,找出传统型倾动装置在结构上存在的不足,对转炉倾动装置的结构进行分析优化,探讨传动系统齿轮温度及传动热效率分析计算方法,分析倾动机构发生摆动的原因、计算转倾动力矩曲线,旨在提高倾动装置的整体性能,确保其倾动运行可靠性。具体研究内容如下: (1)应用Autocad和Pro/E软件进行转炉倾动装置的几何建模和结构分析。分析了转炉倾动机构的设计原则、基本设计参数、几种基本结构和配置形式以及倾动机构的驱动和传动形式。 (2)合理地分配了转炉倾动装置各级齿轮传动比的范围,建立了倾动装置的优化设计数学模型。倾动机构传动系结构复杂,设计参数多,对其数学模型的优化求解问题,编制Matlab程序进行求解。 (3)倾动力矩是转炉倾动机构设计的重要参数,计算它的目的是确定额定倾动力矩值,作为倾动机构设计的依据。对转炉空炉重量及重心位置、不同角度时的炉液重心、及转炉倾动力矩和转动惯量进行了计算,分析了转炉倾动力矩曲线变化规律及其影响因素,并探讨了转炉倾动机构的扭转振动及其抑制措施。 (4)采用积分温度法原理,进行了齿轮齿面胶合承载能力计算;研究了减速箱内齿轮啮合过程中由于摩擦产生的热量、轴承摩擦产生的热量和齿轮搅动润滑油产生的热量。编制了相应的计算机分析软件。 (5)分析了杭钢1#转炉转动时,倾动装置耳轴中心呈圆形轨迹的生成原因。验算了转炉托圈耳轴回转摆动、减速机偏摆、扭力杆止动装置间隙的数值,以期为转炉倾动装置的使用提供实践参考。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TF748.2

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【引证文献】
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