连铸结晶器非正弦振动装置及其振动方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105855488A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610305781.4(22)申请日2016.05.10(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人刘大伟王国会(74)专利代理机构秦皇岛一诚知识产权事务所(普通合伙)13116代理人崔凤英(51)Int.Cl.B22D11/053(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称连铸结晶器非正弦振动装置及其振动方法(57)摘要连铸结晶器非正弦振动装置及其振动方法，主要包括变频电动机、减变速器、偏心轴、连杆等构件和实现非正弦非正弦振动的方法。在减变速器壳体的内部，设主动直齿圆柱齿轮和从动非圆面齿轮，主动直齿圆柱齿轮轴线和从动非圆面齿轮轴线垂直相交，变频电动机的输出轴通过联轴器与主动直齿圆柱齿轮相连，主动直齿圆柱齿轮与从动非圆面齿轮相啮合，从动非圆面齿轮通过联轴器与偏心轴的一端相连，偏心轴与连杆的一端铰接，连杆另一端与振动框架铰接。本发明装置传动链较短，结构紧凑，装置成本低，无偷停漏油等现象，可靠性较高；承载能力大，控制简单，波形精准。位移和速度波形光滑连续，加速度没有突变，不会产生刚性和柔性冲击，波形动力学特性良好。CN105855488ACN105855488A权利要求书1/1页1.一种连铸结晶器非正弦振动装置，包括变频电动机、减变速器、偏心轴、连杆，其特征在于：在减变速器壳体的内部，设有主动直齿圆柱齿轮和从动非圆面齿轮，主动直齿圆柱齿轮轴线和从动非圆面齿轮轴线垂直相交，从动非圆面齿轮的齿数是主动直齿圆柱齿轮的齿数的3～8倍，变频电动机的输出轴通过联轴器与主动直齿圆柱齿轮相连，主动直齿圆柱齿轮与从动非圆面齿轮相啮合，从动非圆面齿轮通过联轴器与偏心轴的一端相连，偏心轴与连杆的一端铰接，连杆的另一端与振动框架铰接。2.根据权利要求1所述的连铸结晶器非正弦振动装置，其特征在于：电机正转时，从动非圆面齿轮最长向径与偏心轮最长向径同向平行；电机反转时，从动非圆面齿轮最长向径与偏心轮最长向径反相平行。3.新型连铸结晶器非正弦振动装置的振动方法，其特征在于：减变速箱中的减变速一体化齿轮副的传动比为：式中，i1为结晶器匀速运行时减变速一体化齿轮的传动比，i2为结晶器变速运行时减变速一体化齿轮的传动比，为非圆面齿轮的转角，f为结晶器的振频，h为非正弦振动的振幅，v0为结晶器向上运动时的最大速度，其中v0＝2πfhc，c为非正弦振动的最大速度与相同振幅和频率下正弦振动最大速度的比值,ω1为变频电机转动的角速度，β为结晶器匀速运行结束时非圆面齿轮转过的角度，a0、a1、a2、a3为结晶器变速运行时传动比函数的系数；所述结晶器一个振动周期的速度方程为：其中，v1为结晶器匀速运行时的速度，v2为结晶器变速运行时的速度，f为结晶器的振频，h为非正弦振动的振幅，c为非正弦振动的最大速度与相同振幅和频率下正弦振动最大速度的比值,ω1为变频电机转动的角速度，β为结晶器匀速运行结束时非圆面齿轮转过的角度，为非圆面齿轮的转角，i2为结晶器变速运行时减变速一体化齿轮的传动比。2CN105855488A说明书1/5页连铸结晶器非正弦振动装置及其振动方法技术领域[0001]本发明属于连续铸钢技术领域。技术背景[0002]连续铸钢在节约能源、提高生产效率和优化铸坯质量等各方面具有明显的优势，在钢水浇注到结晶器的过程中，结晶器只有按照一定的规律进行振动，才能保证铸坯与结晶器的润滑条件，防止坯壳与结晶器壁发生粘结导致拉不动或垃漏事故。结晶器振动规律即结晶器振动速度随时间的变化规律是结晶器振动技术中最关键的内容，随着人们对铸坯与结晶器间各种复杂物理机理认识的不断深入，结晶器振动规律经过了矩形速度规律、梯形速度规律、正弦速度规律等发展阶段，目前非正弦振动被公认为是实现高效连铸的最优波形，结晶器非正弦振动装置成为国内外学者研究的焦点。现今，在连铸行业结晶器非正弦振动发生装置大致有以下几种:[0003]1.传统的机械驱动非正弦振动发生装置。由电动机、减速器、可以产生非正弦振动的机械传动机构组成，如申请号为CN03143934.9的中国专利，公开了一种非圆齿轮激发的结晶器非正弦振动装置；申请号为CN99216172.X的中国专利提出了反平行四边形机构非正弦振动发生装置等。这几种装置传动链长，结构复杂，降低了结晶器振动的平稳性和波形精度。[0004]2.伺服液压缸驱动的结晶器非正弦振动发生装置。如申请号为CN201310258729.4的中国专利，公开了一种液压式双侧非正弦驱动装置。该装置是通过伺服控制式液压缸以一定规律往复伸缩从而带动振动台双侧非正弦振动，可以方便的产