75t電爐爐蓋升降旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)

1、重慶科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 75t電爐爐蓋升降旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì) 院 （系） 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)電設(shè)備維修與管理08-1 學(xué)生姓名 劉海言 學(xué)號(hào) 2008630640 指導(dǎo)教師 陳祥偉 職稱 高級(jí)工程師 評(píng)閱教師 職稱 2011年 6月 5 日注 意 事 項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬字（不包括

2、圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。3.附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次

3、序裝訂3）其它學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： 年 月 日重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要摘 要電爐爐蓋升降及旋轉(zhuǎn)裝置是一種為滿足電爐冶煉生產(chǎn)工藝，為實(shí)現(xiàn)電爐爐頂裝料，必須使?fàn)t蓋與爐體能產(chǎn)生相對(duì)水平位移而將爐膛全部露

4、出的裝置，其工作的可靠性直接影響電爐生產(chǎn)，因此，研究與設(shè)計(jì)該裝置具有十分重要的意義。本文將主要介紹為某鋼廠設(shè)計(jì)的75t電爐爐蓋升降旋轉(zhuǎn)裝置，包括方案論證、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算、主要結(jié)構(gòu)說明及安裝維護(hù)要點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)的75t電爐爐蓋升降旋轉(zhuǎn)裝置具有獨(dú)立的工作基礎(chǔ)，采用全液壓方式驅(qū)動(dòng)，且爐蓋旋開后，爐蓋、電極裝置與爐體無機(jī)械聯(lián)系，因此，不受裝料沖擊，工作更加穩(wěn)定可靠。關(guān)鍵詞：75t電爐 爐蓋升降旋轉(zhuǎn)裝置 設(shè)計(jì)重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) ABSTRACT PAGE ABSTRACT Electric furnace cover the fluctuation, rotating device is a k

5、ind of to meet production process, the electric smelting furnace roof pack material for realizing, electric furnace cover must be made with the furnace can produce relatively horizontal displacement and the furnace, the whole show the working reliability of the device directly affected, so eaf produ

6、ction, research and design the device has the extremely vital significance.This article will mainly introduces a steel works design for electric furnace cover 75t lifting rotating device, including scheme comparison, system parameter design calculation, main structural descriptions and installation

7、maintenance points. The design of electric furnace cover 75t lifting rotating device independent of the work foundation, adopts full hydraulic pressure drive, and the way of furnace cover swings open, furnace cover and electrode device without mechanical connection with furnace, therefore, do not su

8、ffer pack material impact, work more stable and reliable.Keywords：75t furnace； Furnace cover lift rotating device；design；重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 目錄 目 錄摘要ABSTRACT1 緒 論 11.1煉鋼工藝 11.2電爐煉鋼 11.2.1電爐煉鋼的發(fā)展過程 11.2.2我國電爐存在的問題 21.2.3國內(nèi)外電爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢 31.3電爐的構(gòu)造及其爐蓋的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 32 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) 52.1傳動(dòng)方案分析 52.2全液壓電爐爐蓋提升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分析 83 液壓回路

9、系統(tǒng)的擬定 103.1執(zhí)行元件的選擇103.2液壓基本回路的選擇103.3供油方式的選擇103.4液壓系統(tǒng)原理圖的確定104 液壓缸參數(shù)的計(jì)算124.1液壓缸的設(shè)計(jì)說明 124.2液壓缸主要性能參數(shù)的確定124.2.1升降液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算124.2.2旋轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的分析與計(jì)算. 184.3液壓缸輔助裝置的設(shè)計(jì)244.3.1緩沖裝置. 244.3.2排氣裝置. 244.3.3密封裝置. 255 液壓元件的選取 265.1液壓泵的選取265.1.1液壓泵的最大工作壓力. 265.1.2液壓泵的流量. 265.2電動(dòng)機(jī)的選擇265.3液壓控制閥的選擇276 機(jī)械參數(shù)的確定 286.1懸臂的最小截面尺

10、寸的確定286.2立柱最小截面尺寸的確定及穩(wěn)定性的校核306.2.1立柱最小截面尺寸的確定 306.2.2立柱穩(wěn)定性的校核 317 安裝、使用和維護(hù) 327.1液壓缸安裝、維護(hù)、檢修327.2液壓缸工作介質(zhì)327.3電爐安裝與調(diào)試327.4爐襯的維護(hù)347.4.1爐襯損壞的原因 347.4.2爐底和爐坡的維護(hù) 347.4.3爐墻的維護(hù) 357.4.4爐蓋的維護(hù) 35結(jié)論 36參考文獻(xiàn) 37致謝 38重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論 PAGE 41 緒 論1.1 煉鋼工藝煉鋼即把生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉，即得到鋼。煉鋼大致可分為加料、造渣、出渣、熔池?cái)嚢?、脫磷、電爐底吹、熔化期、氧化期

11、和脫碳期、精煉期、還原期、爐外精煉期、鋼液攪拌、鋼包畏絲、鋼包處理、鋼包精煉、惰性氣體處理、預(yù)合金化、成分控制、增硅、終點(diǎn)控制、出鋼等幾個(gè)重要的過程。煉鋼分為轉(zhuǎn)爐煉鋼和電弧爐煉鋼，轉(zhuǎn)爐煉鋼（converter steelmaking）是以鐵水、廢鋼、鐵合金為主要原料，不借助外加能源，靠鐵液本身的物理熱和鐵液組分間化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量而在轉(zhuǎn)爐中完成煉鋼過程。電爐煉鋼（electric furnace steelmaking）主要利用電弧熱，在電弧作用區(qū)，溫度高達(dá)4000。冶煉過程一般分為熔化期、氧化期和還原期，在爐內(nèi)不僅能造成氧化氣氛，還能造成還原氣氛，因此脫磷、脫硫的效率很高。轉(zhuǎn)爐主要用于生產(chǎn)碳鋼

12、、合金鋼及銅和鎳的冶煉；電爐煉鋼多用來生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特鋼及高合金鋼。電爐煉鋼的冶煉過程可分為：補(bǔ)爐、裝料、熔化、氧化、還原與出鋼六個(gè)階段。因主要由熔化、氧化、還原期組成，俗稱老三期。電弧爐是靠電弧進(jìn)行加熱的，其溫度可以高達(dá)2000以上，超過了其它煉鋼爐用一般燃料燃燒加熱時(shí)所能達(dá)到的最高溫度。同時(shí)熔化爐料時(shí)熱量大部分是在被加熱的爐料包圍中產(chǎn)生的，而且無大量高溫廢氣帶走的熱損失，所以熱效率比平爐、轉(zhuǎn)爐煉鋼法要高。還能精確的控制溫度，因?yàn)闋t內(nèi)沒有可燃燒的氣體，所以可以根據(jù)工藝要求在各種不同的氣氛中進(jìn)行加熱，也可在任何壓力或真空中進(jìn)行加熱。電爐煉鋼能保證冶煉含磷、硫、氧低的優(yōu)質(zhì)鋼，能使用

13、各種元素（包括鋁、鈦等容易被氧化的元素）來使鋼合金化，冶煉出各種類型的優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼。1.2 電爐煉鋼 1.2.1 電爐煉鋼的發(fā)展過程鋼鐵生產(chǎn)流程中, 傳統(tǒng)的高爐轉(zhuǎn)爐連鑄連軋工藝流程在近幾十年中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位, 這種流程具有大型化、連續(xù)化等特點(diǎn), 但其規(guī)模大、能耗高、生產(chǎn)靈活性小, 消耗廢鋼鐵的數(shù)量受一定限制。因此, 效率好的企業(yè)年產(chǎn)量必須在1 000 萬t 以上。隨著世界范圍內(nèi)廢鋼積蓄量的增加, 出現(xiàn)了以廢鋼為主要原料的電爐連鑄連軋、半連軋短流程生產(chǎn)工藝。這種生產(chǎn)工藝具有流程短、成本低、能耗低、高質(zhì)量、占地面積少、環(huán)境污染輕等優(yōu)勢, 使得生產(chǎn)過程更為緊湊、生產(chǎn)效率大幅度提高、生產(chǎn)成本下降

14、, 經(jīng)濟(jì)規(guī)模減小，為50200萬t。并且電爐煉鋼適應(yīng)性較強(qiáng)，設(shè)計(jì)中普遍采用CAD, 產(chǎn)品更新速度快。傳統(tǒng)電弧爐是以廢鋼為主要原料，以三相交流電作電源，利用電流通過石墨電極與金屬料之間產(chǎn)生電弧的高溫來加熱、熔化爐料，是用來產(chǎn)生特殊鋼和高合金鋼的主要方法。近20 余年, 全世界電爐煉鋼取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。80 年代中期, 歐洲各國、美國、日本、韓國、馬來西亞、中國臺(tái)灣等國家和地區(qū)紛紛建設(shè)超高功率電爐爐外精煉連鑄連軋“四位一體”的短流程生產(chǎn)線, 電爐鋼比例與日俱增, 1995 年全世界電爐鋼產(chǎn)量占粗鋼產(chǎn)量的32.6%。世界上近年來發(fā)展的新型電爐主要有超功率電爐，直流電路，雙殼電爐，堅(jiān)爐電爐等隨著爐

15、外精練工藝的發(fā)展，電爐作為初練爐的功能更加突出。電爐精練爐的聯(lián)合超作，使電爐的冶煉周期大大縮短，有生產(chǎn)節(jié)奏轉(zhuǎn)爐化的趨勢，生產(chǎn)效率大大提高，為企業(yè)創(chuàng)造了更大的效益。1.2.2 我國電爐存在的問題目前, 雖然我國部分電爐鋼廠采用了各項(xiàng)國際先進(jìn)技術(shù), 但面臨著國際鋼鐵業(yè)的競爭和國際市場的疲軟, 我國電爐鋼廠企業(yè)效益逐年下降, 分析其原因, 我國電爐生產(chǎn)仍存在以下6 大問題：(1) 生產(chǎn)能力布局不平衡。從總體看, 我國電爐生產(chǎn)線的工藝技術(shù)落后, 工序之間銜接不緊湊, 不適應(yīng)現(xiàn)代電爐煉鋼流程高效生產(chǎn)的要求。在已經(jīng)建成投產(chǎn)的電爐鋼廠中, 除了張家港等少數(shù)幾條全流程引進(jìn)了電爐精煉連鑄連軋生產(chǎn)線外, 一些電爐

16、廠建設(shè)時(shí)只是逐步投入各工序的設(shè)備, 不能做到全流程的優(yōu)化和高效、緊湊,嚴(yán)重制約了全流程生產(chǎn)能力的發(fā)揮。(2) 電弧爐容量小、裝備水平低。在我國, 達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模容量的電弧爐臺(tái)數(shù)并不多, 很大一部分的電弧爐容量低于3050 t, 不僅造成電爐煉鋼能耗高、污染大、質(zhì)量低, 也造成無法進(jìn)行高效的生產(chǎn)過程銜接。我國電弧爐的裝備水平遠(yuǎn)落后于歐、美、日等先進(jìn)國家, 特別是控制水平(包括軟硬件) 上差距更大。此外, 在有載切換開關(guān), 液壓系統(tǒng)等方面與國外相比也有相當(dāng)大的差距。(3) 電爐配套技術(shù)不完善。主要表現(xiàn)在強(qiáng)化用氧方面, 如氧燃燒嘴、機(jī)械手超音速氧槍及二次燃燒等在國內(nèi)大多數(shù)鋼廠沒有被采用, 即使有少數(shù)采

17、用的, 效果也遠(yuǎn)不理想。而作為現(xiàn)代化的電爐必需的水冷爐壁和爐蓋、偏心爐底出鋼等也未廣泛使用。(4) 廢鋼緊張。我國是世界上鋼鐵積累量最少的國家之一, 同時(shí)鋼鐵產(chǎn)品報(bào)廢周期長, 再加上電爐煉鋼短流程的迅猛興起, 致使廢鋼供應(yīng)嚴(yán)重不足, 并且廢鋼中雜質(zhì)也較多, 廢鋼加工能力也不足, 造成冶煉時(shí)的電耗增加和電爐鋼成本的提高。因此, 有必要發(fā)展電爐兌鐵水、加廢鋼代用品(直接還原鐵、海綿鐵、碳化鐵等) 等技術(shù)。(5) 產(chǎn)品質(zhì)量差。我國電爐鋼廠雖然生產(chǎn)品種多, 但大多是較低檔的產(chǎn)品, 對(duì)質(zhì)量要求高的產(chǎn)品仍需進(jìn)口。這樣就出現(xiàn)了一方面鋼廠的鋼材銷售不暢, 另一方面每年仍進(jìn)口大批鋼材的局面。提高產(chǎn)品質(zhì)量, 實(shí)現(xiàn)

18、產(chǎn)品的升換代是電爐鋼廠面臨的緊迫任務(wù)。(6) 污染嚴(yán)重我國大多數(shù)電爐污染嚴(yán)重、環(huán)保水平低。大部分電爐沒有除塵設(shè)施或雖有效果也不盡理想, 廢氣煙塵直接排空。由于缺乏相應(yīng)設(shè)備, 爐氣余熱未能利用, 能源浪費(fèi)極為普遍。要解決這些問題, 必須依靠技術(shù)進(jìn)步, 實(shí)現(xiàn)科學(xué)煉鋼。合理大型化、高功率化、緊湊型是我國電爐煉鋼的發(fā)展方向。1.2.3 國內(nèi)外電爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢煉鋼新原料和短流程的發(fā)展, 促進(jìn)了電爐煉鋼的飛速發(fā)展。21 世紀(jì), 很可能是電爐與轉(zhuǎn)爐平分秋色的時(shí)代, 電爐煉鋼工藝的基本指導(dǎo)思想是高效、節(jié)能、低消耗、環(huán)保。為了達(dá)到這一目標(biāo), 現(xiàn)代電爐發(fā)展了諸多先進(jìn)技術(shù), 如電爐的超高功率化、強(qiáng)化用氧、廢鋼

19、預(yù)熱、人工智能優(yōu)化供電等技術(shù), 同時(shí)爐型也發(fā)生了改變, 直流電弧爐、豎式電弧爐、底吹電弧爐等相繼投入生產(chǎn), 大大提高了電爐的生產(chǎn)率, 降低了電耗和電極消耗、節(jié)省了能源、降低了生產(chǎn)成本、改善了熔池的攪拌性能和冶金性能。因此世界各國都非常重視電爐的發(fā)展, 而電爐煉鋼技術(shù)發(fā)展趨勢有如下幾點(diǎn):(1) 超高功率直流電弧爐具有電極消耗低、節(jié)電且對(duì)渣線耐火材料侵蝕小等特點(diǎn), 是世界范圍內(nèi)電爐發(fā)展的總趨勢。并且要充分利用超高功率電弧爐的一些強(qiáng)化冶煉技術(shù), 提高電爐生產(chǎn)能力, 逐步縮小與轉(zhuǎn)爐出鋼周期的差距, 達(dá)到電爐轉(zhuǎn)爐化的水平。(2) 盡可能地利用電爐冶煉廢熱和化學(xué)能, 發(fā)展廢鋼預(yù)熱及煙氣二次燃燒技術(shù)。豎式電

20、爐不僅在生產(chǎn)率、能量利用、環(huán)境適用性及爐料靈活性等方面占有優(yōu)勢, 而且實(shí)現(xiàn)了電爐煉鋼的連續(xù)化, 是目前最有發(fā)展前途的電爐。但其設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及其產(chǎn)生的二口惡咽等問題也是值得注意并有待解決的。(3) 用初級(jí)能源代電, 采用氧燃燒嘴助熔技術(shù),可以降低電耗、降低生產(chǎn)成本、縮短冶煉時(shí)間, 尤其是煤氧助熔技術(shù)更有發(fā)展前途。(4) 擴(kuò)大鐵源應(yīng)用范圍, 除廢鋼外廣泛應(yīng)用DRI、HBI、碳化鐵、高爐鐵水、熔融還原鐵、生鐵塊等靈活配比, 以適應(yīng)不同地區(qū)的原料供應(yīng)狀況。(5) 電爐煉鋼應(yīng)逐步趨向連續(xù)化操作, 改善勞動(dòng)條件, 提高設(shè)備的利用率。(6) 環(huán)保問題是全世界永恒的話題, 應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)和廢氣物的回收利

21、用。1.3 電爐的構(gòu)造及其爐蓋的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電爐主要由爐殼、爐蓋、傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、電極裝置、爐頂裝料系統(tǒng)、電爐電氣設(shè)備(如爐用變壓器、電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)等)等設(shè)備組成。爐體的金屬構(gòu)件包括爐殼、爐門、出鋼槽、爐蓋圈和電極密封圈。爐殼是用鋼板焊成的，其上部有加固圈。水冷爐蓋主要用來關(guān)閉重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論 PAGE 6電爐。水冷爐蓋由鋼結(jié)構(gòu)框架和管式冷卻盤組成，此結(jié)構(gòu)同時(shí)支撐管式抽氣彎管，冷卻盤由位于外徑的供水管供水。爐蓋中心孔設(shè)一個(gè)錐形套環(huán)用來放置帶孔的耐火材料圈，電極穿過此孔做升降運(yùn)動(dòng)。爐蓋提升通過四點(diǎn)連接件與提升爐蓋的懸梁相連，通過電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)或液壓缸帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)提升爐蓋。爐體傾動(dòng)裝置在爐

22、底兩側(cè)設(shè)置一對(duì)圓弧軌道，通過 液壓裝置驅(qū)動(dòng)爐體傾動(dòng)；加料冶煉時(shí)靠機(jī)械設(shè)備維持爐子在水平位置；出鋼和流渣時(shí)實(shí)現(xiàn)爐體傾動(dòng)。電極升降裝置由支撐橫臂的立柱、導(dǎo)向裝置、電極升降液壓缸、鎖定裝置組成?？刂齐姌O升降是由電極升降調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比例閥調(diào)節(jié)，從而控制冶煉電流。供養(yǎng)系統(tǒng)由PLC控制，支撐柱旋轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。槍桿的給進(jìn)通過直線傳動(dòng)補(bǔ)償損耗，槍桿由加緊裝置加緊，可進(jìn)入或退出。給進(jìn)裝置的水平和垂直活動(dòng)范圍為整個(gè)爐門。供氧管線由軟管卷筒、軟管與相關(guān)的強(qiáng)管通過快速接頭連接。爐蓋提升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有電動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種。電動(dòng)的爐蓋由鏈條分三點(diǎn)懸掛，三根鏈條繞過鏈輪通過三個(gè)調(diào)節(jié)螺栓連接在三角板上。傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在橋架的柱子上。

23、電動(dòng)機(jī)通過減速箱帶動(dòng)卷筒和鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，使三角板上下移動(dòng)（也可通過螺桿帶動(dòng)三角板上下移動(dòng)），從而使?fàn)t蓋升降。為降低傳動(dòng)功率，還配有平衡錘。采用鏈條傳動(dòng)的原因是爐頂上部溫度較高。鏈條比鋼絲繩安全可靠，使用壽命長，而且鏈條的撓性好，使用時(shí)需注意鏈條的質(zhì)量，防止因斷裂而發(fā)生事故。液壓傳動(dòng)的爐蓋懸掛在鏈條上，鏈條固定在軸的鏈輪上。當(dāng)液壓缸通入工作液時(shí)，牽引鏈條帶動(dòng)扇形輪而使軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使?fàn)t蓋升降旋轉(zhuǎn)。重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 2 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) 2 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置是用來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換運(yùn)動(dòng)形式，以實(shí)現(xiàn)工作機(jī)預(yù)定的工作要求的裝置，是機(jī)器的重要組成部分。實(shí)踐證明，機(jī)器的工作性能、質(zhì)量及

24、成本在很大程度上取決于傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的合理性，所以它的合理設(shè)計(jì)是一個(gè)十分重要的問題，分析75t電爐爐蓋升降傳動(dòng)裝置系統(tǒng)的方案及特點(diǎn)。2.1 傳動(dòng)方案分析傳動(dòng)方式有鋼絲繩、齒輪和齒條傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)3種，大型電弧爐多采用液壓傳動(dòng)。方案一：電機(jī)鋼絲繩傳動(dòng)電爐的旋轉(zhuǎn)通過電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩卷相連接的鋼絲繩，使得鋼絲繩按照固定在機(jī)架上的定滑輪路線移動(dòng)，從而達(dá)到提升電爐爐蓋的目的。在生產(chǎn)過程中，由于鋼絲繩的安全可靠性無法隨時(shí)確定，不利于檢查，常常要求更換，在生產(chǎn)上很麻煩。重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 2 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) PAGE 71-電動(dòng)機(jī) 2-聯(lián)軸器 3-軸承 4-蝸桿 5-蝸輪6-三角連接架 7-鋼絲 8

25、-定滑輪 9-鉸連接 10-爐蓋圖2.1 電機(jī)鋼絲繩傳動(dòng)方案二：液壓機(jī)械齒輪傳動(dòng)電爐上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)軸的支撐部件安裝在搖架上。與開式齒輪嚙合的傘齒輪固定在旋轉(zhuǎn)軸上，此軸則用上、下軸承固定在搖架上。旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有底座，底座上再安裝主架的托座梁和帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電極把持器立柱及平衡錘。電爐爐蓋就用柱塞缸和齒條來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。由于這種傳動(dòng)方案屬于機(jī)械傳動(dòng)，有一定的振動(dòng)，對(duì)于電極等精密的機(jī)構(gòu)會(huì)造成一定的影響，并且在傳動(dòng)中采用了兩個(gè)液壓缸來實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，增加了傳動(dòng)的消耗。重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) PAGE 141-升降液壓缸 2-電機(jī) 3-鍵連接 4-軸承5-懸臂 6-鉸接 7-爐蓋

26、8-扇形齒輪 9-齒條圖2.2 液壓齒輪傳動(dòng)方案三：全液壓傳動(dòng)升降機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均通過液壓驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)液壓缸通過鉸接的形式和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接，省去了中間的部分傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得傳動(dòng)簡介、節(jié)省能源。同樣能夠達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。全液壓驅(qū)動(dòng)減少了液壓缸的個(gè)數(shù)以及在傳動(dòng)過程中的機(jī)械振動(dòng)，有利于提高生產(chǎn)效率。另外，采用全液壓驅(qū)動(dòng)能夠使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性有很大的提高，進(jìn)而提高煉鋼電爐的使用壽命。相反，由于液壓系統(tǒng)中存在泄漏的問題，對(duì)液壓回路的要求也有所提高。重慶科技學(xué)院專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) 1-升降液壓缸 2-回轉(zhuǎn)液壓缸 3-鍵連接 4-軸承5-懸臂 6-鉸接 7-爐蓋 8

27、-軸套 9-回轉(zhuǎn)鉸接圖2.3 全液壓驅(qū)動(dòng)通過分析，要求本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)方式為全液壓驅(qū)動(dòng)的形式，要求回轉(zhuǎn)和升降驅(qū)動(dòng)都為液壓的形式。則選擇全液壓的形式，及第三種方案來實(shí)現(xiàn)功能要求。2.2 全液壓電爐爐蓋提升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分析通過以上分析，滿足要求的方案又根據(jù)其安裝的位置不同可分成3中類型，即落地式、共平臺(tái)式、爐殼連接式落地式：與基礎(chǔ)分開。機(jī)構(gòu)與爐體分開，分別安裝在各自的基礎(chǔ)上，一般采用液壓傳動(dòng)。爐蓋的升降和旋轉(zhuǎn)是利用支承座上的“s”形導(dǎo)槽。連接頂頭的柱塞上裝有滾輪，滾輪沿“s”形槽滾動(dòng)。當(dāng)工作液推動(dòng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)，液輪處在s形下端的直線段時(shí)，爐蓋就上升；當(dāng)滾輪進(jìn)入s形槽上端的曲線段時(shí)，爐蓋邊升邊旋轉(zhuǎn)。曲線段

28、的形狀應(yīng)該使?fàn)t蓋旋轉(zhuǎn)開始和停止時(shí)系統(tǒng)的加速度較小。除此之外，落地式還可以分為兩個(gè)液壓缸來驅(qū)動(dòng)，即升降和旋轉(zhuǎn)分開。優(yōu)點(diǎn)：爐蓋旋開后與爐體無任何機(jī)械聯(lián)系；所以裝料時(shí)的沖擊振動(dòng)不會(huì)波及爐蓋和電極。缺點(diǎn)：成本較高，加工制造較困難。由于爐體和升轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)狀況不一致，會(huì)造成設(shè)備脫節(jié)。二、共平臺(tái)式：爐蓋提升旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)同爐體一起安裝在傾動(dòng)搖架的平臺(tái)上。在懸臂架上裝有爐蓋提升機(jī)構(gòu)，懸臂架下裝有滾輪，懸臂架圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使?fàn)t蓋轉(zhuǎn)開。這種機(jī)構(gòu)，爐子上部結(jié)構(gòu)的重量不加在殼上，也便于采用備用爐殼。缺點(diǎn)是裝料時(shí)的沖擊載荷會(huì)傳到爐蓋和電極上。爐殼連接式：爐蓋提升和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在爐殼上。有垂直和水平兩個(gè)液壓缸，垂直液壓缸活

29、塞先將爐蓋頂起，水平缸活塞在通過齒條推動(dòng)頂桿上的齒輪使?fàn)t蓋旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)橫臂長度比較短。但爐殼受力很大。容易變形，適用于容量小的電爐。通過上述的討論分析，最后滿足要求并且性能要求最好并且容易實(shí)現(xiàn)的方案確定為全液壓驅(qū)動(dòng)的落地式來進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 3 液壓回路系統(tǒng)的擬定 3 液壓回路系統(tǒng)的擬定3.1 執(zhí)行元件的選擇 電爐爐蓋升降做的是上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上行負(fù)載較大,速度相對(duì)較慢；下行負(fù)載較小,速度相對(duì)較快；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都是驅(qū)動(dòng)同樣重量，分為左右兩個(gè)缸完成。故選用單活塞桿液壓缸。3.2 液壓基本回路的選擇 由于該升降旋轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)是供給提升和旋轉(zhuǎn)液壓缸壓力介質(zhì)，產(chǎn)生提升力，提升力和負(fù)載

30、平衡，升降旋轉(zhuǎn)都做勻速運(yùn)動(dòng)。故需設(shè)置平衡回路，在液壓缸管路中設(shè)置單向減壓閥調(diào)節(jié)的壓力控制回路，以利系統(tǒng)平衡力的調(diào)整；為防止在提升的過程中液壓系統(tǒng)壓力的波動(dòng)，增加提升力的平穩(wěn)性，整個(gè)系統(tǒng)采用進(jìn)油路的單向節(jié)流調(diào)速回路；在提升過程中要求液壓系統(tǒng)壓力恒定，流量大，故在回路中設(shè)置蓄能器，隨時(shí)可以補(bǔ)充系統(tǒng)的泄流。3.3 供油方式的選擇由于冶金工業(yè)中的負(fù)荷都比較大，電爐爐蓋升降旋轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)需提供的流量大，壓力大，采用雙泵供油。3.4 液壓系統(tǒng)原理圖的確定1-油箱 2、15-粗過濾器 3、10、16-液壓馬達(dá) 4、5、9、11、12、21-單向被壓閥 6-二位二通閥 7、17-溢流閥 8-精過濾器 13-蓄能

31、器 14、19-壓力表 18-手動(dòng)截止閥 20-二位四通閥 22、23-三位四通閥 24-升降液壓缸 25-旋轉(zhuǎn)液壓缸圖3.1 液壓回路重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 4 液壓缸參數(shù)的計(jì)算 4 液壓缸參數(shù)的計(jì)算4.1 液壓缸的設(shè)計(jì)說明液壓缸是液壓傳動(dòng)的執(zhí)行元件，它和主機(jī)工作機(jī)構(gòu)有直接的聯(lián)系，對(duì)于不同的機(jī)種和機(jī)構(gòu)，液壓缸具有不同的用途和工作要求。升降和旋轉(zhuǎn)液壓缸各自的工作壓力和環(huán)境不同，要求分別設(shè)計(jì)兩個(gè)液壓缸。液壓缸的主要參數(shù)包括液壓缸的內(nèi)徑D、缸的長度L、活塞桿直徑d等。主要根據(jù)液壓缸的負(fù)載、活塞運(yùn)動(dòng)速度和行程等因素來確定上述參數(shù)。圖4.1 單活塞桿液壓缸示意圖4.2 液壓缸主要性能參數(shù)的確定4.

32、2.1 升降液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1.1 液壓缸工作負(fù)載的確定初步估計(jì)：爐蓋的的質(zhì)量(包括鍋爐板鋼、耐火磚、耐火混凝土、爐蓋圈以及水冷管等的質(zhì)量)為15 t，懸臂（鋼結(jié)構(gòu)）的質(zhì)量為6 t，爐蓋的直徑為4 m，懸臂長5.5 m，如下圖4.2所示：由材料力學(xué)的公式得： 即： = = N= 5.73310N考慮到運(yùn)動(dòng)時(shí)懸臂與立柱之間存在著摩擦，依據(jù)相關(guān)的參考資料分析，在計(jì)算液壓缸的工作負(fù)載F時(shí)，可取放大系數(shù)為5%則：F = F（1+5%）= 5.73310（1+5%）N = 6.0210N圖4.2 電爐懸臂受力簡圖4.2.1.2 液壓缸工作壓力P和工作行程H的確定根據(jù)【3】表2-1：液壓設(shè)備常用的

33、工作壓力，選定升降液壓缸的工作壓力為22Mpa。 液壓缸工作行程長度L，根據(jù)爐蓋升降工作行程S=500mm來確定，并參考【3】表2-6：液壓缸活塞行程參數(shù)系列（GB2349-80），選取標(biāo)準(zhǔn)值H=500mm4.2.1.3 液壓缸內(nèi)經(jīng)D和活塞桿直徑d的確定圖4.3 升降液壓缸分析圖根據(jù)教材，由柱塞液壓缸圖分析可知：重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 4 液壓缸參數(shù)的計(jì)算 PAGE 41Dp=F+(D-d)p+F由該系統(tǒng)的工作壓力為22 MPa，屬于高壓系統(tǒng)，參考教材可知，初算時(shí)背壓可忽略不計(jì)有上式可得：D= （4.2.1.1）式中：F工作循環(huán)中的最大外負(fù)載 F液壓缸密封處摩擦力，常用液壓缸的機(jī)械效率來估

34、算：F+F= （4.2.1.2）式中：液壓缸的機(jī)械效率，一般=0.90.97，此處取=0.95將=0.95和式（4.2.1.2），代入式（4.2.1.1），可求得D：D= mm =191.55 mm：活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，根據(jù)【3】表2-3：液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的關(guān)系，取=0.7d=0.7D=0.7191.55 mm =134.09 mm為了便于采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件，由計(jì)算所得的D與d分別按【3】表2-4：液壓缸內(nèi)徑尺寸系列（GB2348-80）與【3】表2-5：活塞桿直徑系列（GB2348-80）圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑：D=200mm， d=140mm 4.2.1.4 液壓缸壁厚和外

35、徑D的計(jì)算液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度，其壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算，由材料力學(xué)的知識(shí)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異，一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的內(nèi)經(jīng)D與其壁厚的比值的圓筒稱為薄壁圓筒，冶金機(jī)械和一般工程機(jī)械的液壓缸，大多采用45鋼無縫鋼管材料，一般都屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算： （4.2.1.3）式中：液壓缸壁厚（m） p試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.251.5）倍（MPa），此處取1.5倍p 缸筒材料的許用應(yīng)力，45鋼無縫鋼管=100110 MPa，此處取=100 MPa由式（4.2.1.3）得：=0.033

36、m取液壓缸壁厚為33mm壁厚確定后，即可求出缸體的外徑D為：DD+2=200+233mm=266mm4.2.1.5 最小導(dǎo)向長度的確定圖4.4 升降液壓缸導(dǎo)向長度如圖4.4所示，當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長度，如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸由間隙引起的撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足：H=mm=125mm活塞桿的寬度B，一般取B=（0.61.0）D，此處取 B=0.8 D=0.8200mm=160mm缸蓋滑動(dòng)支承面的長度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑而定D=200mm80mm，取=（0.

37、61.0）d，此處取=0.8d=0.8140mm=112mm=mm=136mmH=125mm故不需要在活塞桿與缸蓋之間增加隔套4.2.1.6 確定液壓缸的流量Q電爐爐蓋升降和液壓缸應(yīng)該保持一致，要求達(dá)到v=30mm/s對(duì)于單活塞液壓缸無桿腔流量：Q =即： Q = =56.52L/min有桿腔流量：Q =28.83L/min確定液壓缸的流量應(yīng)該按照無桿腔的最大流量來取值，即Qmax=56.52L/min4.2.1.7 活塞桿的理論推力和拉力活塞桿理論推力 =N =0.69MN活塞桿理論拉力 =N =0.35MN4.2.1.8 確定液壓缸的功率N和液壓缸的總效率液壓缸的功率 W=Fv =0.69

38、100.00003=20.7kw液壓缸的總效率 其中為機(jī)械效率；為容積效率；為作用力效率。=0.90.95 取=0.91選活塞密封為彈性材料 則=1工作時(shí)系統(tǒng)回油線上的排油直接回油箱，故=1則4.2.1.9 缸筒底部厚度的確定缸底的材料：選用45鋼。缸筒的底部設(shè)計(jì)為平面，根據(jù)【11】公式23627 缸底部厚度1 D1液壓缸內(nèi)徑Py試驗(yàn)壓力，取Py=1.5P缸底材料許用應(yīng)力，取120MPa,取 4.2.1.10 缸筒頭部法蘭厚度h缸蓋的材料選用HT350鑄鐵，采用橢圓形法蘭盤連接，其結(jié)構(gòu)參數(shù)主要由【11】表選定h=50mm，b=60mm4.2.1.11 活塞的設(shè)計(jì)計(jì)算1）活塞直徑的確定及結(jié)構(gòu)形式

39、：液壓力的大小與活塞的有效工作面積有關(guān)，考慮到活塞與液壓缸之間有密封圈，取密封圈的厚度為15mm，則活塞直徑=200-15=170mm?；钊慕Y(jié)構(gòu)形式: 選用組合式活塞。2）活塞與連桿的鏈接形式：選用焊接型連接方式。3）活塞的寬度B=（0.61）200=0.6200=120mm，取B=120mm4）活塞的材料：材料選用球墨鑄鐵，外徑套尼龍或錫青銅外環(huán)均可。 4.2.1.12 活塞桿的設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核1. 活塞桿的設(shè)計(jì)a、結(jié)構(gòu)：桿體：采用實(shí)心桿；桿內(nèi)端：采用焊接的連接方式；桿外端：采用大螺栓頭的連接方式。b、活塞桿的材料：采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，對(duì)活塞桿淬火，深度為1mm。2. 活塞桿校核 a、強(qiáng)

40、度校核 參照【12】相關(guān)知識(shí)，活塞桿用45鋼調(diào)質(zhì)處理，屈服強(qiáng)度=355MPa則：=MPa=39.13 MPa=100 MPa 故活塞桿強(qiáng)度足夠b、穩(wěn)定性校核 參照【12】中壓桿穩(wěn)定性的計(jì)算方法，液壓缸的計(jì)算長度為：2L+=（2500+100）=1100mm(是考慮結(jié)構(gòu)因素后的增加長度)，計(jì)算長度這算系數(shù)=1活塞桿回轉(zhuǎn)半徑i=m=0.035m活塞桿的慣性矩I=m=1.8810 m柔性系數(shù)為：=31.43=3.14 =74.53 故此活塞桿屬于小柔度桿，由【12】圖9-14可得：其臨界應(yīng)力=355 MPa 故其臨界應(yīng)力F=A=355103.1470N=5.4610N由【12】表9-3：規(guī)定穩(wěn)定安全

41、系數(shù)，取穩(wěn)定性安全系數(shù)=3，則：F=6.0210N=N=1.8210N 故此活塞桿的穩(wěn)定性足夠4.2.1.13 缸筒和缸底焊縫強(qiáng)度的計(jì)算 缸底與缸筒焊接時(shí)，采用T422焊條，其，安全系數(shù)取n=4，。焊縫處的拉應(yīng)力由【11】公式23.634 F液壓缸輸出的最大推力，0.69MN D1液壓缸外徑，266mmD2焊縫底徑, 取230mm焊接效率，通常取0.7 1缸底；2缸筒圖4.5 缸底結(jié)構(gòu) =4m故爐蓋可以完全旋開 旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用液壓缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在活塞桿的末端用鉸接與懸臂末端進(jìn)行連接，以完成爐蓋的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，考慮到懸臂與立柱之間存在著摩擦及小車的質(zhì)量，依據(jù)相關(guān)的參考資料分析，在計(jì)算液壓缸的工作負(fù)載F時(shí)

42、，可取放大系數(shù)為5%。根據(jù)材料力學(xué)的相關(guān)知重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 液壓缸參數(shù)的計(jì)算 識(shí)可得鉸接連接傳遞的扭矩： T=（）（1+5%） =（+） =故作用在鉸接處的圓周力： F= =鉸接處轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周速度 v= 爐蓋旋開所用的時(shí)間： t=傳動(dòng)的距離: S=vt=即驅(qū)動(dòng)裝置液壓缸初步確定的工作行程L=S=0.785m，工作外載荷4.2.2.2 液壓缸工作壓力的確定根據(jù)【3】表2-1：液壓設(shè)備常用的工作壓力，選定升降液壓缸的工作壓力為25Mpa4.2.2.3 液壓缸內(nèi)經(jīng)D和活塞桿直徑d的確定P1DFFVdP2圖4.7 回轉(zhuǎn)液壓缸受力圖結(jié)合教材由圖分析可知：Dp=F+(D-d)p+F由該系統(tǒng)的工作壓

43、力為25 MPa，屬于高壓系統(tǒng)，參考教材可知，初算時(shí)背壓可忽略不計(jì)D= （4.2.2.1）式中：F工作循環(huán)中的最大外負(fù)載 F液壓缸密封處摩擦力，常用液壓缸的機(jī)械效率來估算：F+F= （4.2.2.2）式中：液壓缸的機(jī)械效率，一般=0.90.97，此處取=0.9將=0.96和式（4.2.2.2），代入式（4.2.2.1），可求得D：D= mm =304.72 mm：活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，根據(jù)【3】表2-3：液壓缸內(nèi)徑D與活塞桿直徑d的關(guān)系，取=0.7d=0.7D=0.7304.72mm =213.30 mm為了便于采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件，由計(jì)算所得的D與d分別按【3】表2-4：液壓缸內(nèi)徑尺寸系

44、列（GB2348-80）與表2-5：活塞桿直徑系列（GB2348-80）圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑：D=320mm， d=220mm4.2.2.4 液壓缸壁厚和外徑D的計(jì)算液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度，其壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算，由材料力學(xué)的知識(shí)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異，一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。液壓缸的內(nèi)經(jīng)D與其壁厚的比值10的圓筒稱為薄壁圓筒，冶金機(jī)械和一般工程機(jī)械的液壓缸，大多采用45鋼無縫鋼管材料，一般都屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算： （4.2.2.3）式中：液壓缸壁厚（m） p試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.2

45、51.5）倍（MPa），此處取1.3倍p缸筒材料的許用應(yīng)力，45鋼無縫鋼管=100110 MPa，此處取=110 MPa由式（4-2-2-3）得：=0.048m取液壓缸壁厚為50mm壁厚確定后，即可求出缸體的外徑D為： DD+2=320+250mm=420mm4.2.2.5 液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度L，根據(jù)爐蓋升降工作行程來確定，并參考【3】表2-6：液壓缸活塞行程參數(shù)系列（GB2349-80），選取標(biāo)準(zhǔn)值800mm4.2.2.6 最小導(dǎo)向長度的確定如前圖4.4所示，當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長度，如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸由

46、間隙引起的撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。對(duì)一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足：H=mm=200mm活塞桿的寬度B，一般取B=（0.61.0）D，此處取 B=0.8 D=0.8320mm=256mm缸蓋滑動(dòng)支承面的長度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑而定D=320mm80mm，取=（0.61.0）d，此處取=0.8d=0.8220mm=176mm=mm=216mmH=200mm故不需要在活塞桿與缸蓋之間增加隔套C4.2.2.7 確定液壓缸的流量Q電爐爐蓋旋轉(zhuǎn)和支撐懸臂應(yīng)該保持一致，要求達(dá)到v=30rpm對(duì)于單活塞液壓缸無桿腔流量：Q =即： Q = =114.69 L/m

47、in有桿腔流量：Q =76.3 L/min確定液壓缸的流量應(yīng)該按照無桿腔的最大流量來取值，即Qmax=114.69L/min4.2.2.8 活塞桿的理論推力和拉力活塞桿理論推力 = =2.00MN活塞桿理論拉力 = =1.06MN4.2.2.9 確定液壓缸的功率N和液壓缸的總效率液壓缸的功率N=Fv =2.00100.00003=60.00kw液壓缸的總效率 其中為機(jī)械效率；為容積效率；為作用力效率。=0.90.95 取=0.9選活塞密封為彈性材料 則=1工作時(shí)系統(tǒng)回油線上的排油直接回油箱，故=1則4.2.2.10 缸筒底部厚度的確定缸底的材料：選用45鋼。缸筒的底部設(shè)計(jì)為平面，根據(jù)【11】公

48、式23627 缸底部厚度1 D1液壓缸內(nèi)徑Py試驗(yàn)壓力，取Py=1.5P缸底材料許用應(yīng)力，取120MPa, 取 4.2.2.11 缸筒頭部法蘭厚度h缸蓋的材料選用HT350鑄鐵，采用橢圓形法蘭盤連接，其結(jié)構(gòu)參數(shù)主要由【11】表選定h=50mm，b=60mm4.2.2.12 活塞的設(shè)計(jì)計(jì)算1）活塞直徑的確定及結(jié)構(gòu)形式：液壓力的大小與活塞的有效工作面積有關(guān)，考慮到活塞與液壓缸之間有密封圈，取密封圈的厚度為15mm，則活塞直徑=320-15=290mm?；钊慕Y(jié)構(gòu)形式: 選用組合式活塞。2）活塞與連桿的鏈接形式：選用焊接型連接方式。3）活塞的寬度B=（0.61）320=0.6320=192mm，取B

49、=200mm4）活塞的材料：材料選用球墨鑄鐵，外徑套尼龍或錫青銅外環(huán)均可。 4.2.2.13 活塞桿的設(shè)計(jì)與校核1. 活塞桿的設(shè)計(jì)a、結(jié)構(gòu)：桿體：采用實(shí)心桿；桿內(nèi)端：采用焊接的連接方式；桿外端：采用大螺栓頭的連接方式。b、活塞桿的材料：采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，對(duì)活塞桿淬火，深度為1mm。2. 活塞桿校核a、強(qiáng)度校核 參照【12】的相關(guān)知識(shí)，活塞桿用45鋼調(diào)質(zhì)處理，屈服強(qiáng)度=355MPa則：=MPa=43.17 MPa=110 MPa 故活塞桿強(qiáng)度足夠b、穩(wěn)定性校核 參照【12】中壓桿穩(wěn)定性的計(jì)算方法，液壓缸的計(jì)算長度為：2L+=（2800+100）=1700mm(是考慮結(jié)構(gòu)因素后的增加長度)，計(jì)算

50、長度這算系數(shù)=1活塞桿回轉(zhuǎn)半徑i=m=0.055m活塞桿的慣性矩I=m= m柔性系數(shù)為：=30.91 =3.14 =74.53 故此活塞桿屬于小柔度桿，由【12】圖9-14可得：其臨界應(yīng)力=355 MPa 故其臨界應(yīng)力F=A=355103.14110N=N由材料力學(xué)教材表9-3：規(guī)定穩(wěn)定安全系數(shù)，取穩(wěn)定性安全系數(shù)=3，則：F=N=N=N 故此活塞桿的穩(wěn)定性足夠4.2.1.14 缸筒和缸底焊縫強(qiáng)度的計(jì)算缸底與缸筒焊接時(shí)，采用T422焊條，其，安全系數(shù)取n=3.5，。焊縫處的拉應(yīng)力由【11】公式23.634 F液壓缸輸出的最大推力，2.00MN D1液壓缸外徑，420mmD2焊縫底徑, 取360m

51、m焊接效率，通常取0.7 1 11缸底；2缸筒 圖4.8 缸底結(jié)構(gòu) 故立柱屬于細(xì)長桿，其臨界載荷為：取穩(wěn)定性安全系數(shù)為3，則：故立柱的穩(wěn)定性足夠重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 7 安裝、使用和維護(hù) 7 安裝、使用和維護(hù)7.1 液壓缸安裝、維護(hù)、檢修 缸頭的方向應(yīng)與活塞桿頂端的連接線的方向一致，保證活塞桿運(yùn)動(dòng)中的直線度，以防造成不必要的損壞。液壓缸安裝于頂桿裝置下面，運(yùn)行之前應(yīng)對(duì)有相對(duì)活動(dòng)部位加油潤滑，防止干磨研傷。試運(yùn)行之前，應(yīng)設(shè)法排除缸內(nèi)空氣，以免產(chǎn)生活塞爬行和異常噪聲的現(xiàn)象，注意事項(xiàng)如下：1、在空載壓力下，打開后端蓋和前缸蓋上的排氣裝置2、 當(dāng)流出的油液中不再含有氣泡時(shí)，重新密封排氣裝置。3、

52、一般情況下，無須拆卸液壓缸，如遇內(nèi)部問題需要拆卸，要注意以下幾點(diǎn)：（1）拆卸環(huán)境要保持清潔（2）拆卸之前應(yīng)將活塞桿推到末端位置，然后要切斷液壓源，擰松進(jìn)出油口接頭，使油液壓力降為0。（3）油腔壓力清除后，卸掉管接頭，此時(shí)要容器接住從油缸兩腔淌出的油液，再將油缸兩端銷軸或耳軸拆卸，取下油缸。4、重新安裝要注意的問題（1）重新安裝要對(duì)油箱內(nèi)管路和接頭等處徹底清理。（2）安裝時(shí)要避免劃傷密封件唇口，建議使用安裝專用工具7.2 液壓缸工作介質(zhì) 1、工作介質(zhì)的污染度應(yīng)不超過ISO4066所規(guī)定的油液污染度等級(jí)20/17（相當(dāng)于NAS1638-8級(jí)）。2、定期檢查油液的性能，并進(jìn)行有必要的精細(xì)過濾，注入新

53、油時(shí)也要嚴(yán)格過濾。3、檢查系統(tǒng)所用油液是否與壓缸所允許使用的油液一致。使用特種油液應(yīng)單獨(dú)注明。4、油液有其正常使用壽命，請(qǐng)按照液壓油生產(chǎn)廠家的規(guī)定使用，尤其注意其最高使用溫度，并且盡量保持油液的溫度恒定，以保證系統(tǒng)性能的穩(wěn)定。7.3 電爐安裝與調(diào)試 1 、電爐出廠是組件、部件和零件裝箱發(fā)運(yùn)的，隨產(chǎn)品發(fā)運(yùn)的還有有關(guān)配套件和備件。各部件出廠前已分別調(diào)整好，使用單位按組件一一進(jìn)行組裝和調(diào)試。 2 、電爐安裝程序：原則上以基礎(chǔ)平面0.00為基礎(chǔ)，依次向上組裝為了避免不必要的返工，安裝前應(yīng)對(duì)關(guān)鍵組件做單獨(dú)檢驗(yàn)和調(diào)整?；疽笕缦拢?（1） 安裝前檢查電爐部件和配套件是否完備，有否損壞，并應(yīng)全面了解電爐各

54、部件的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)關(guān)系。 （2） 安裝前校對(duì)基礎(chǔ)與圖紙是否相符。 （3） 按總圖和部件裝配圖進(jìn)行設(shè)備安裝。 （4） 校看電爐中心線與變壓器中心線。 （5） 傾動(dòng)導(dǎo)軌的安裝 a、將導(dǎo)軌放在準(zhǔn)備好的基礎(chǔ)上，保證兩根導(dǎo)軌上平面高低偏差2mm。 b、兩根導(dǎo)軌的平行度為全長2mm。 c、兩根導(dǎo)軌在寬度和長度方向上的水平度不大于0.5mm/s。 d、傾爐平臺(tái)及搖架，應(yīng)預(yù)先安裝校正后再放在導(dǎo)軌上，用行車做傾動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)能順利前后滾動(dòng)，不許有卡死，擠緊等現(xiàn)象。 e、兩根導(dǎo)軌校正好后，焊接一個(gè)導(dǎo)軌，當(dāng)傾動(dòng)搖架校正后再焊接另一個(gè)導(dǎo)軌。 （6） 安裝水平支撐裝置應(yīng)使搖架平臺(tái)處在水平位置，搖架平臺(tái)在500mm范圍的平面

55、內(nèi)不平度只允許10mm，再安裝傾爐用的油缸做前傾和后傾實(shí)驗(yàn)。 （7） 爐體、爐蓋的安裝： a、傾爐機(jī)構(gòu)保持在水平位置時(shí)，才能安裝平臺(tái)以上的爐體、爐蓋等部件。 b、爐體應(yīng)預(yù)先單體組裝，把爐門機(jī)構(gòu)等均裝在爐體上（爐門缸先不裝，待爐體就位后安裝），然后整體吊裝在傾爐機(jī)構(gòu)的搖架平臺(tái)上。 c、爐蓋吊裝在爐體上加料裝置，可以等爐蓋其余部分吊裝在爐體上后，再與爐蓋組裝。 （8）爐蓋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、及爐蓋提升機(jī)構(gòu)的安裝： a、先安裝好旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及回轉(zhuǎn)油缸，然后安裝旋轉(zhuǎn)架，注意旋轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)角和側(cè)面和鎖緊裝置位置。 b、旋轉(zhuǎn)架上面水平度不大于0.2mm/m。 c、爐蓋吊掛在旋轉(zhuǎn)架上，爐蓋升起后與爐體上口相距400mm。 d

56、、爐蓋旋開約90（最大），調(diào)整轉(zhuǎn)角使?fàn)t蓋旋開后，爐殼能順利調(diào)換。 e、在爐蓋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)架上安裝爐蓋提升機(jī)構(gòu)。 （9）電極升降機(jī)構(gòu)的安裝：、 a、電極升降機(jī)構(gòu)裝在旋轉(zhuǎn)架上，立柱穿過旋轉(zhuǎn)架，由下托架托起，下托架吊在旋轉(zhuǎn)架下部，調(diào)整導(dǎo)向滾輪與立柱間隙達(dá)到0.2mm，電極升降機(jī)構(gòu)試好后，將導(dǎo)向滾輪的調(diào)整螺釘鎖緊。 b、爐蓋中心耐火材料的電極孔，安裝應(yīng)保證爐蓋升降，電極升降過程中電極與孔的單邊間隙應(yīng)小于20mm。 c、電極夾放裝置、夾頭、電極的安裝：最大電極L=4800mm7.4 爐襯的維護(hù)7.4.1 爐襯損壞的原因爐渣對(duì)爐襯的侵蝕作用，決定于它的組成和流動(dòng)性。渣中SiO2含量越高，堿性爐襯被侵蝕越

57、嚴(yán)重。除SiO2外，渣中Al2O3、Fe2O3、CaF2等，同樣侵蝕爐襯。爐渣流動(dòng)性對(duì)爐襯也有影響，渣稀對(duì)爐襯沖刷作用嚴(yán)重，并且反射電弧的能力強(qiáng)，會(huì)增加爐襯的熱負(fù)荷；渣稠使熔池加熱困難，物化反應(yīng)條件變差，延長爐襯高溫作用時(shí)間（即冶煉時(shí)間）。這些都會(huì)加速爐襯的損壞。在許多情況下，爐襯的損壞是由于機(jī)械力的沖擊而引起的，如布料不合理、爐底沒有小廢鋼保護(hù)、裝料時(shí)料罐太高，爐底就可能被大塊廢鋼砸成凹坑。爐蓋升降，爐體開出引起的機(jī)械振動(dòng)也是損壞爐襯的原因。另外，爐料配比不當(dāng)，冶煉操作不正確，如吹氧時(shí)高溫的氧氣流股直接觸及爐襯等，都會(huì)損壞爐襯。7.4.2 爐底和爐坡的維護(hù)每爐出鋼應(yīng)將鋼水和爐渣全部倒凈，爐底

58、有殘鋼和殘?jiān)鼤r(shí)應(yīng)盡快扒出，以免降低耐火度或使?fàn)t底上漲，必須始終保持爐底、爐坡的正確形狀，當(dāng)爐底出現(xiàn)凹坑和上漲時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。裝料時(shí)應(yīng)盡量縮短時(shí)間，要防止?fàn)t料對(duì)爐子的嚴(yán)重沖擊。裝料前爐底應(yīng)均勻加入足夠量的石灰；裝料時(shí)應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，料罐不能距爐底太高，以防止料塊撞壞爐底、爐坡。熔化期應(yīng)防止?fàn)t料“搭橋”，“搭橋”一發(fā)生就須及時(shí)處理，防止下層鋼液過熱熔蝕爐底。吹氧助熔時(shí)，不準(zhǔn)高溫的氧氣流股觸及爐底、爐坡；爐坡上的固體爐料，應(yīng)盡量將其拉入熔池內(nèi)，萬不得已時(shí)，才用氧氣切割，不得用吹氧管探詢?nèi)鄢刂械墓腆w爐料。氧化期吹氧脫碳時(shí)，吹氧管插入深度應(yīng)合適，必須前后左右來回?cái)[動(dòng)，不準(zhǔn)觸及爐底和爐坡，以防局部過熱而損壞

59、。加入礦石時(shí)，應(yīng)均勻散布，以免熔池過于激烈沸騰，損壞爐底、爐坡。冶煉過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照電力曲線供電，掌握好各期溫度；應(yīng)時(shí)刻注意調(diào)整爐渣的堿度和流動(dòng)性，防止堿度過低和爐渣過稀，侵蝕爐襯。攪拌熔池時(shí)，應(yīng)注意鐵耙不要碰爐底，特別是煉含鎢鋼時(shí)，向爐底試探鎢絲溶解程度時(shí)要小心?？傊?，應(yīng)避免一切不正常操作，盡量縮短冶煉時(shí)間。7.4.3 爐墻的維護(hù)爐墻的壽命主要決定于局部損壞。爐墻下部由于長時(shí)間浸泡在高溫爐渣中，爐渣對(duì)爐墻的化學(xué)侵蝕和物理滲透都非常嚴(yán)重，加上鋼、渣的流動(dòng)性沖刷，造成一道深深的凹槽，通常稱之為“渣線”。渣線的侵蝕與造渣制度有密切關(guān)系。爐墻各部位溫度的分布是不均勻的，在靠近三相電極的區(qū)域，由于離

60、電弧最近，溫度最高，損壞最快，通常稱之為“熱點(diǎn)”。尤其是2號(hào)電極附近的爐墻，特別是渣線部位，蝕損極嚴(yán)重，常是爐墻壽命的薄弱環(huán)節(jié)。降低熱點(diǎn)區(qū)域損耗的措施主要有兩個(gè)方面：一是改進(jìn)熱源?？墒谷嚯娀」β势胶?；選擇合適的電極位置及電極圓心圓。電極應(yīng)垂直爐底，或向爐子中心稍微傾斜一點(diǎn)；還原期盡量用低電壓短電弧操作。二是改進(jìn)爐襯?？蛇x擇耐火度高、抗渣性好、氣孔率低的優(yōu)質(zhì)耐火材料砌筑熱點(diǎn)區(qū)域；使用水冷掛渣爐壁等。正確的裝料、烘爐、合理供電和縮短冶煉時(shí)間等都是提高爐墻壽命的重要環(huán)節(jié)。此外，縮短補(bǔ)爐裝料時(shí)間，防止?fàn)t墻急冷；正確的吹氧操作等都應(yīng)加以重視。7.4.4 爐蓋的維護(hù)根據(jù)觀察，高鋁磚爐蓋的損壞是化學(xué)侵蝕與