转炉倾动力矩计算
用ProE制图软件计算转炉倾翻力矩
用Pro/E 制图软件计算转炉倾翻力矩摘 要：转炉倾翻力矩计算有多种方式，本文采用三维制图软件Pro/E 对转炉任一倾动角度下的炉液进行实体动态建模分析，通过系统数据自动生成进行力矩计算，简化传统力矩计算方式的工作量并提高计算精度。
关键词：转炉；Pro-E 制图软件；实体建模；倾翻力矩；Calculation of Converter Tilting Torque by Pro/ELiu jialian 1 Li peizhen 21. Engineering College of Linyi Normal University, Linyi, 2760052.Jigang Group Co, Ltd, Jinan, 250100 Abstract: There are many method for calculation of converter tilting torque. In this article, using Pro / E to analysis the modeling of furnace at any angle, obtain the date and calculate the tilting torque, simplify the traditional method of calculation, improve the accuracy of the date.Keyword: converter; pro/E; virtual prototype, tilting torque1引言济钢第一炼钢厂4×25t 转炉原设计最大出钢量为28t ，最大倾翻力矩为84 m t ⋅。
通过近几年的不断扩容改造，实际最大出钢量已达到42t,为满足生产工艺的要求，需对转炉继续进行扩容改造，最大出钢量达到50t 。
改造前转炉有效容积为26.5m3左右,炉容比为0.54Nm3/t ，受炉容比过小影响，单炉出钢量限制在42吨左右, 在保证转炉支撑基础和托圈倾动等机构不变情况下对转炉进行改造，将炉身外径由原φ4200mm 增加为φ4280mm （相应炉壳与托圈间隙由目前100mm 缩小为60mm ）；炉身长度向下延长200mm ，同时炉底高度缩短200mm ，同步对炉壳三点支撑销轴及销轴座、炉底销座进行了提高强度的改造。
河北联合大学冶金专业120吨转炉计算
学号：200506010123H EBEI P OLYTECHNIC U NIVERSITY课程设计说明书G RADUATE D ESIGN (T HESIS)课程设计题目：120吨转炉设计学生姓名：ddddd专业班级：ddddd学院：冶金与能源学院指导教师：dddd 教授ddd年03月13日2.1转炉计算2.1.1炉型设计1. 原始条件炉子平均出钢量为120吨，钢水收得率取91%，最大废钢比取10%，采用废钢矿石法冷却。
铁水采用P08低磷生铁[w(si)≤0.85% w(p)≤0.2% w(s)≤0.05%]； 氧枪采用四孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.0Mpa2. 炉型选择根据原始条件采锥球型作为本设计炉型。
3. 炉容比 取V/T=1.034. 熔池尺寸的计算1) 熔池直径的计算公式 tGK D =(1) 确定初期金属装入量G ：取B=15%则G=）（金t B T 88.11991.01%1821202122=⨯+⨯=⋅+η ）（金金363.178.688.119m G V ===ρ (1) 确定吹氧时间：根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为50～57)(/3钢t m ，高磷铁水约为62～69)(/3钢t m ，本设计采用低磷铁水，取吨钢耗氧量为55)(/3钢t m 。
并取吹氧时间为18min ，则 供氧强度=min)]/([06.318553⋅==t m 吹氧时间吨钢耗氧量取K =1.75则 )(52.41888.11975.1m D == 2) 熔池深度计算筒球型熔池深度的计算公式为 )(47.152.47.052.40363.063.1779.0046.02323m D D V h =⨯⨯+=+=金确定D =4.52m, h =1.47m3) 熔池其他尺寸确定 (1) 球冠的弓形高度:)(362.052.408.008.01m D h =⨯==(2) 炉底球冠曲率半径：)(972.452.41.11.1m D R =⨯==5. 炉帽尺寸的确定 1) 炉口直径 0d :()m D d 17.252.448.048.00=⨯==2) 炉帽倾角θ：取064=θ3) 炉帽高度帽H)(41.264tan )17.252.4(21tan 2100m d D H =-=-=θ）（锥取mm H 350=口，则整个炉帽高度为：）（口锥帽m H H H 76.235.041.2=+=+=在炉口处设置水箱式水冷炉口炉帽部分容积为：口锥帽）（H d d Dd D H V 202002412ππ+++=)(3.2335.017.24)17.217.252.452.4(41.2123222m =⨯⨯++⨯+⨯⨯=ππ6. 炉身尺寸确定1) 炉膛直径D D =膛=4.52m （无加厚段）2) 根据选定的炉容比为1.03，可求出炉子总容积为）（容36.12312003.1m V =⨯=）（帽池总身367.823.2363.176.123m V V V V =--=--=3) 炉身高度)(15.552.4467.82422m D V H =⨯=⨯=ππ身身4) 炉型内高）（身帽内m H H h H 38.915.576.247.1=++=++=7. 出钢口尺寸的确定1) 出钢口直径)(17.0)(1712075.16375.163m cm T d T =≈⨯+=+= 2) 出钢口衬砖外径)(02.117.066m d d T ST =⨯== 3) 出钢口长度)(19.117.077m d L T T =⨯== 4) 出钢口倾角β：取018=β8. 炉衬厚度确定炉身工作层选700mm,永久层115mm,填充层90mm,总厚度为700+115+90=905（mm ）炉壳内径为33.62905.052.4=⨯+=壳内D炉帽和炉底工作层均选600mm,炉帽永久层为120mm,炉底永久层用标准镁砖立砌，一层230mm,粘土砖平砌三层65×3=195（mm ）,则炉底衬砖总厚度为600+230+195=1025（mm ）,故炉壳内形高度为)405.10025.138.9m H （壳内=+=，工作层材质全部采用镁碳砖。
3)转炉倾动系统扭振力矩计算及缓冲适时调整
转炉倾动系统扭振分析及缓冲适时调整武钢股份设备维修总厂郭世红摘要：建立了武钢炼钢总厂三分厂250t转炉全悬挂倾动机构的扭转振动系统模型，对其动力学特性进行理论研究，分析了运转过程中产生的扭转力矩、最大静力矩和防扭缓冲系统预紧力之间的关系，确定了各种炉况的最佳预紧力。
并按分析计算结果针对具体炉况对防扭缓冲弹簧预紧力进行调整，改善了系统的动力性能，使原转炉频繁“点头”的现象得到控制。
关键词：转炉倾动系统扭振弹簧调整1、概述武钢炼钢总厂三分厂三座转炉倾动机构形式为新型全悬挂、全简支、多点啮合柔性结构式倾动装置（附图1、2），其倾翻过程中产生的扭振力矩是通过二次减速机底部的环形缓冲弹簧来减振的（附图3、4、5），该种结构形式在国内首次使用。
在实际使用过程中,由于环形弹簧的预紧力调整不适当，致使转炉在倾动过程中经常出现明显的扭转振动，俗称炉子“点头”，这种现象使转炉倾动系统动载荷增大，严重地影响倾动机构的正常运转。
本文通过对该转炉倾动机构的动力学特性进行理论研究，提出了如何针对具体炉况对环形弹簧适时调整的理论依据及措施。
改善了转炉倾动机构的动力性能，使转炉频繁“点头”的现象得到控制。
2、炼钢总厂三分厂转炉倾动机构简介武钢炼钢总厂三分厂三座转炉倾动机构是国内独有，1#、2#炉是DEMAC设计制作，3#转炉是国内制作（DEMAC设计思路），其结构为新型全悬挂、全简支、多点啮合柔性结构式倾动装置，特别适用于大吨位转炉倾动，其特点是一次减速机采用行星差动机构，太阳轮联接力矩平衡连杆装置，高速输入轴两两同步联接，通过太阳轮的浮动，实现传递力矩与传动速度完全均衡，使传动装置运转平稳。
二次减速机小齿轮由两套轴承简支于二次减速机箱体轴承座上，一次减速机经花键套装于二次减速机小齿轮轴外悬轴伸上，一次减速机由固装于二次减速机箱体上的两个铰接杆实现其防摆功能。
即4个一次减速机悬挂于二次减速机上，4点啮合共同驱动二次减速机中的大齿轮，二次减速机悬挂于耳轴上，驱动转炉旋转工作。
转炉物料平衡计算.
转炉炼钢课程设计题目转炉物料平衡和热平衡计算及转炉炉型设计计算姓名何一依学号 1076803438班级 10冶金4班指导教师王海鸥学院国际学院一、转炉物料平衡和热平衡计算1. 物料平衡计算1.1 计算原始数据基本原始数据有：冶炼钢种及成分、铁水和废钢的成分、终点钢水成分(表1-1）；造渣用溶剂及炉衬等原材料成分（表1-2）；脱氧和合金化用铁合金的成分及回收率（表1-3）；其他工艺参数（表1-4）。
表1-2 原材料成分表1-3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母）表1-4 其他工艺参数设定值1.2物料平衡的基本项目收入项有：铁水、废钢、溶剂（石灰、萤石、轻烧白云石）、氧气、炉衬蚀损、铁合金。
支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。
1.3 计算步骤以100㎏铁水为基础进行计算。
第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。
总渣量包括铁水中元素氧化，炉衬腐蚀和加入溶剂的成渣量。
其各项成渣量分别列于表1-5到表1-7。
总渣量及成分如表1-8所示：表1-5 铁水中元素的氧化产物及其成渣量①由CaO还原出的氧量；消耗CaO量=0.009×56/32=0.016㎏。
表1-6 炉衬蚀损的成渣量表1-7 加入溶剂的成渣量(SiO2)=1.286+0.006+0.016+0.013=1.321㎏；因设定终渣碱度R=3.5，故石灰加入量为：3.299/(88.0%-3.5×2.50%)=4.16㎏②.石灰加入量=(石灰中CaO含量）-（石灰中S→CaS自耗的CaO量）表1-8 总渣量及其成分第二步：计算氧气消耗量。
氧气的实际消耗量系消耗项目与供入项目之差。
见表1-9表1-9 实际耗氧量第三步：计算炉气量及其成分。
炉气中含有CO 、CO 2、N 2、SO 2和H 2O.其中CO 、CO 2、SO 2和H 2O 可由表1-5~表1-7查得，O 2和N 2则由炉气总体积来确定。
现计算如下：炉气总体积V ∑ g sx122.4=+0.5%++0.5%-)99.632V V V G V V ∑∑∑（①.表中除(FeO)和(Fe2O3)以外的总渣量为5.11+1.428+1.056+0.123+0.284+0.262+0.123+0.03=8.416㎏，而终渣Σω(FeO)=15%(表1-4)，故总渣量为8.416/86.75%=9.701㎏。
120吨转炉倾动结构设计计算,毕业论文
摘要摘要在转炉设备中的倾动机械是实现转炉炼钢生产的关键设备之一，炉体的工作对象是高温的液体金属，在兑铁水、出钢等项操作时，要求炉体能平稳地倾动和准确的停位。
为获得如此低的转速，需要很大的减速比。
转炉炉体自重很大，再加装料重量等，整个被倾转部分的重员要达上百吨或上千吨。
目前己投产的最大炉容量为350吨转炉，其总重达到1450多吨。
要使这样大重员的转炉倾转就必须在转炉耳轴上施加几百，以至几千吨力·米的倾动力矩。
转炉炼一炉钢的时间，通常只有四十分钟左右。
转炉领动机械的工作属于“启动工作制”。
机构巾除承受基本静载荷作用外，还要承受由于启动、制动等引起的动载荷。
这种动载荷在炉口刮渣操作时，其数值甚至达到静载荷的两倍以上。
启、制动额繁，承受较大的动裁荷。
转炉倾动机械随着氧气转炉炼钢生产的普及和发展也在不断的发展和完善，出现了各种型式的倾功机械。
转炉倾动装置是转炉炼钢最主要的机械设备。
一种新型多点啮合全悬挂柔性传动装置，其一次减速机采用行星差动均载机构，使设备运转更加平稳；一、二次减速机之间采取花键套装悬挂式简支结构，并将其应用于转炉倾动装置，可解决传统型全悬挂转炉倾动装置因一、二次减速机之间的静不定联接结构所带来的机构不稳定性问题，从而提高了转炉设备的运行可靠性和检修维护性。
关键字转炉，炼钢机构，倾动机械，倾动装置、ABSTRACTABSTRACTIn the converter device tilting converter steelmaking machinery is the key to achieving one of the devices, the work of the furnace temperature of the liquid metal object is in against the hot metal, a steel other items of operation, the required tilting furnace can be smooth and accurate stop bit. To obtain such a low speed,; requires a lot of reduction ratio. Weight converter furnace, with the massive weight loading, by tilting the entire staff to be part of the weight or thousands of tons of hundreds of tons.Currently has the largest production capacity of 350 tons of converter furnace, the total weight reached more than 1450 tons. Members of such a large weight to make the converter tilting axis to be applied in Converter hundreds of ears, as well as thousands of tons of force Moment m dump. Converter steel smelting pot of the time, usually only four minutes later.Converter dynamic mechanical work leading a "start-up system."In addition to the basic static towel body under load, but also take the start, braking and other dynamic load caused.This dynamic load in the mouth blowing slag operation, its value even up to more than twice the static load.Kai, the amount of fan brake, move the CD under large load.With the converter tilting of oxygen converter steel production machinery popularity and development are constantly develop and improve, there has been dumping of various types of power machinery.Converter tilting device is the main steelmaking machinery and equipment.A new multi-point full suspension of flexible engagement gear, the first planetary gear differential with uniform load, making the equipment run more smoothly; the first and second spline gear set to fly between the simply supported structure, and Tilting converter is applied, can solve traditional full suspension converter tilting device for the first and second gear connection between the structure statically indeterminate problem of instability caused by institutions to improve the operation of converter equipment reliability and repair maintenance.Keywords converter, steel body, tilting machine, tilting devices目录摘要 (I)ABSTRACT ...................................................................................................................... I I1 绪论 (1)2转炉计算 (2)2.1炉型计算 (2)2.1.1炉型的类别 (2)2.1.2炉型尺寸的计算 (2)2.1.3空炉重心计算 (5)2.2转炉的耳轴最佳位置确定 (7)2.2.1计算摩擦力矩 (7)2.2.2预设耳轴的位置 (8)2.2.3计算耳轴的最佳位置 (8)2.3利用黄金分割法对倾动力矩最优化设计 (10)2.3.1黄金分割法的含义 (10)2.3.2黄金分割法的应用 (11)2.3.3计算转炉最优化液体重心 (11)2.3.4计算空炉力矩 (16)2.3.4计算倾动力矩 (18)3设计转炉倾动机构 (20)3.1转炉倾动机构工作方案 (20)3.1.2 倾动机构设计计算 (21)3.1.2配齿计算 (22)3.1.3 初步计算齿轮的主要参数 (24)3.2 啮合参数计算 (26)3.2.1中心距计算 (26)3.2.2计算齿轮的宽度 (27)3.2.3计算变位系数 (27)3.3几何尺寸的计算 (27)3.3.1齿轮参数 (27)3.3.2对行星架的尺寸设计计算 (30)3.4装配条件的验算 (32)3.4.1邻接条件 (32)3.4.2 同心条件 (32)3.4.3 安装条件 (32)3.4.4箱体及前后机盖的设计 (33)4强度计算 (34)4.1强度校核 (34)4.1.1齿轮的参数选用 (34)4.1.2高速级外啮合齿轮副中弯曲强度的校核 (36)4.1.2中速级外啮合齿轮副中接触强度的校核 (38)4.1.3底速级外啮合齿轮副中弯曲强度的校核 (42)4.2基本构件转矩的计算 (44)4.3 密封和润滑 (45)6总结 (46)参考文献 (47)致谢 (48)1 绪论转炉炼钢工艺要求往一个冶炼周期内耍完成小钢、倒边、兑铁水、加废钢和取样、测温以及吹炼等操作，需要要倾动转炉多次，因此电动机启、制动频繁。
转炉倾动机构中扭力杆的校核
摘要：简要介绍了转炉倾动机构的结构形式、扭力杆装置的作用及工作原理，并以实际的生产项目为例对扭力杆进行了校核计算和有限元分析。
关键词：转炉倾动机构；扭力杆；有限元分析1概述转炉倾动机构是实现转炉炼钢正常生产的关键设备之一，它用于氧气顶吹转炉炼钢设备中炉体的平稳倾动和准确定位，以实现转炉兑钢水、出钢、加料及修炉等工艺操作。
其工作特点是低速、重载、环境温度高、速比大、启动和制动频繁，以及所承受的冲击负荷较大和工作条件恶劣等。
扭力杆在倾动机构中起到抗扭缓冲的作用，所以对扭力杆进行校核计算具有重要意义。
下面用Pro/E 三维仿真程序中的Abaqus/standard 有限元分析模块对扭力杆的受力变形进行理论分析。
2转炉倾动机构的结构转炉倾动机构主要由电动机、一次减速机、二次减速机和扭力杆装置等组成。
倾动机构有三种布置形式，即落地式、半悬挂式和全悬挂式，综合几种布置形式的优缺点，现多采用全悬挂式。
全悬挂式的特点是整套传动机构全部挂在耳轴外伸端上。
图1为某转炉倾动机构的结构，采用全悬挂式四点柔性啮合的配置形式。
由四个电动机分别带动四个一次减速机，四个一次减速机的末级小齿轮同时驱动二次减速机的大齿轮。
为了防止悬挂在耳轴上的传动机构绕耳轴旋转，二次减速机箱体通过扭力杆柔性抗扭缓冲装置连接，整个二次减速机用两端铰接的两根立杆通过曲柄与水平扭力杆连接而支撑于基础上，通过扭力杆装置将传动装置的反力矩传递到基础上。
3扭力杆装置的工作原理转炉倾动机构多采用水平扭力杆装置，这种装置是一种性能较好的柔性抗扭缓冲装置。
它的缓冲原理是利用细长的扭力杆的弹性变形来吸收能量，即把外力矩转化为扭力杆的扭转内力矩，这样可以使传动力矩逐渐增加或减少，从而起到缓冲的作用。
目前，许多大转炉的倾动机构均采用水平扭力杆的抗扭缓冲装置。
从转炉倾动机构的结构原理（见图1）可知，二次减速机两侧分别与两根立杆铰接，立杆的另一端与曲柄铰接，而曲柄用键装在扭力杆上，扭力杆通过轴承支撑在基础的支座上。
45t转炉炉壳改造后倾动力矩计算
45t转炉炉壳改造后倾动力矩计算钢铁行业是人类经济发展的重要产业之一，其中转炉炼钢则是常用的钢铁生产方式之一。
转炉炉壳是转炉的重要部分之一，其结构能够确保钢水在炉内的加热、冶炼和出钢过程中的安全性和稳定性。
然而，随着产业的不断发展和技术的不断进步，原有的转炉炉壳逐渐不能满足发展需求，因此需要进行改造和升级。
本文旨在对一台45t转炉进行炉壳改造后的倾动力矩进行计算探讨。
一、改造设计本次炉壳改造的设计目的是为了提高转炉炼钢生产线的生产效率和生产质量，并降低生产成本。
具体设计方案如下：1.增加倾斜调整机构：为了方便对转炉进行调整和修理，增加了倾斜调整机构。
2.增加伺服机构：增加伺服机构，提高了炉壳的稳定性和精度。
3.增加炉壳刚度：增加炉壳的刚度，提高了炉壳的抗振效果，降低了炉壳的变形。
二、倾动力矩计算：本次改造后，需要对炉壳的倾动力矩进行计算，以确保其能够满足生产的需求。
计算过程如下：1.先计算出炉壳重心：首先，需要计算出炉壳的重心位置，其公式如下：Gx=(S1x*W1+S2x*W2+…Snx*Wn)/WGy=(S1y*W1+S2y*W2+…Sny*Wn)/W其中，Gx和Gy分别为炉壳重心的x和y坐标；S1x，S2x，…，Snx为每一部件中心的横坐标；S1y，S2y，…，Sny 为每一部件中心的纵坐标；W1，W2，…，Wn为每一部件的重量；W为炉壳总重量。
2.计算出倾动力矩的大小：计算倾动力矩的大小，可以通过以下公式进行计算：M=Gx*W*sinθ其中M为倾动力矩的大小；Gx为炉壳重心的x坐标；W为炉壳总重量；θ为炉壳的倾角。
3.计算出倾动力矩的方向：计算倾动力矩的方向，可以通过以下公式进行计算：F=M/l其中F为倾动力矩的方向；l为倾动力矩的杠杆臂长度。
三、结论通过以上计算，可以得出45t转炉改造后的倾动力矩大小和方向。
在生产过程中，需要根据转炉的实际情况进行调节，确保生产线的生产效率和生产质量。
炉壳改造能够明显提升生产效率，增强炉壳的刚度和稳定性，同时能够降低生产成本，从而提高公司的整体竞争力。
炉体倾动机构-文档资料
•.
•5
谢谢观赏
2014年4月2号
•.
•6
• 转炉倾动装置是转炉炼钢主要的机械设备, 用于氧气顶吹转炉的平稳倾动及准确定位。
• 特点：大扭矩,转炉倾动机构倾转力矩的
设计对转炉的正常工作有着重要的作用,影 响转炉倾动机构的倾转力矩因素有很多,并 保证转炉正常工作。
•.
•1
倾动机构的要求和类型
要求：1）能使炉体连续转360度且平稳准
确的停止在任意角度位置上。 2）一般应具有两种以上的转速。 3）安全可靠避免发生事故 4）保持各传动齿轮的正确啮合还应具有减缓
无级调速，结构简单，重量轻，体积小。
•.
•3
倾动机构的参数
• 包括：倾动速度，倾动力矩，耳轴位置 • 倾动力矩：计算转炉倾动力矩的目的是为
了正确选择耳轴位置和确定不同情况下的 力矩值， • 确定耳轴最佳位置的原则：
全正力矩原则 正负力矩等值原则
•.
•4
维护和检查
• 润滑管路、保证畅通。 • 检查密封部位是否漏油。 • 检查制动器是否有效。 • 检查滑块是否松动、跌落。 • 炉体倾动时检查电流表显示值，是否在合
动载荷和冲击载荷的性能。 5）ຫໍສະໝຸດ 构紧凑，占地面积小，效率高，投资少，
维修方便。
•.
•2
• 类型：倾动机构有落地式，半悬挂式，全悬挂 式和液压式四种类型。 • 特点： • 落地式：结构简单，便于制造和维修 • 半悬挂式：末级大 • 全悬挂式：结构紧凑，重量轻，占地面积小，运
转性能可靠，工作性能好。 • 液压式：适于低速，重载的场合，不怕过载可以
90T转炉倾动机构设计
90吨转炉倾动机构设计摘要在冶金转炉设备中。
倾动机构是实现转炉炼钢生产的关键设备之一，其配置形式可分为落地式、半悬挂式、和全悬挂式。
此文的主要内容是介绍带有扭力杆缓冲止动装置的90吨全悬挂式转炉倾动机构系统的设计：首先对国内外炼钢生产设备及其发展情况进行简介。
确定柔性传动系统的基本参数，对传动所需要的倾动力矩进行计算，选出合适的电动机，再选择相应的联轴器和制动器，然后，进行轴的设计与校核，齿轮的设计与校核，扭力杆的设计与校核，键的选择与校核。
最后对该系统的润滑和操作规程进行说明。
关键词：转炉；工艺；全悬挂式；倾动机构90 tons of converter titled holding mechanismdesignAbstractConverter equipment in metallurgy. Tilting converter steel production sector is to achieve one of the key equipment, its configuration can be divided into floor-standing, half hanging, and all suspended. The main content of this article is to introduce buffer stop with a torsion bar 90 tons of equipment hanging converter tilting the whole body system design.Firstly, the situation of steel –making production equipment and development is introduced at home and abroad. Secondly ,the foundation parameters is confirmed ,the need transmission of total moment of force is counted ,and corresponding electric motor and relevant is choose ,shaft coupling and brake ,the choice of join shaft machine ,choice and adjust of shaft ,choice and adjust of wrest shaft ,calculation and adjust of gear wheel, choice and adjust bond ,choice and adjust of axletree ,Finally, the situation of lubricate and security maintain circumstance of the titling mechanism are explainedkeywords: Converter ；Process；All hanging；Titled holding mechanism目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1概述 (1)1.1 炼钢生产的发展概况 (1)1.2转炉炼钢生产的地位、作用及发展 (1)1.3转炉倾动机构在转炉生产中的地位及发展情况 (2)2转炉倾动机构初步设计 (4)2.1方案设计 (4)2.1.1 转炉炼钢生产对倾动机构的要求 (4)2.1.2倾动机构传动方案的综合比较 (5)2.1.3 90吨转炉倾动机构初步设计方案 (6)2.2倾动机构主要参数的确定 (7)2.2.1 转炉倾动转速及炉型尺寸的确定 (7)3 载荷参数确定 (8)3.1概述 (8)3.2空炉重量和重心位置的计算 (8)3.3转炉倾动力矩的计算 (16)3.4确定最佳耳轴位置 (22)4电动机、联轴器和制动器的选择 (26)4.1技术参数设计 (26)4.2电动机的选择及验算 (26)4.2.1电动机的容量选择 (26)4.3联轴器的选择 (29)4.4制动器的选择及制动时间校核 (30)5 传动部分的设计 (33)5.1传动方案的确定 (33)5.2传动比的分配 (33)5.3齿轮传动的数据计算 (33)5.4各齿轮的传动设计 (36)6轴、轴承和键的设计及校核 (46)6.1轴、轴承、和键的选择 (46)6.1.1轴的选择 (46)6.1.2 轴承类型的选择 (47)6.1.3键的选择 (47)6.2轴、轴承、和键的校核 (47)6.2.1轴的校核 (47)6.2.2轴承的校核 (52)6.2.3键的校核 (54)7 扭力杆的设计 (56)7.1选材 (56)7.2参数的确定 (56)7.3设计计算 (56)8 稀油集中润滑系统的设计 (58)8.1耗油量计算 (58)8.1.1齿轮啮合处耗油量 (58)8.1.2轴承耗油量 (58)8.1.3油泵流量 (59)9 安装操作规程 (61)结论 (62)致谢 (63)参考文献 (64)1概述1.1炼钢生产的发展概况近四十年来，钢的生产迅速增加，世界上钢的年产量已从一亿吨增加到八亿多吨。
转炉倾动力矩
铁水重心计算 通过空炉重心计算底讨论我们知道，空炉的形状一定，重心位置一 定，而铁水重心则不然，在倾动过程中炉内铁水的形状不固定，随 着炉型的变化而变化，所以重心位置也是随倾动角度α的变化而变化 的，在出钢过程中，炉内的钢水量也是随倾动角度α的变化而变化的 ，所以欲求出最大合力矩M合max和最小合力矩M合min，就得分别 求出各倾角α下的铁水重心的倾动力矩，然后通过比较求出M合max 和M合min，计算很大，没有太简单的方法，目前使用的方法有三种 ：
• 在冶金转炉设备中，倾动机构是实现转炉炼钢生产的关键 设备之一。由于它长期处于多尘环境，倾动力矩大，速比 高，启制动频繁，承受较大载荷的环境，因此，对转炉倾 动力矩的研究是十分重要的。本次探讨主要通过对转炉倾 动力矩的计算以及倾动曲线图的绘制并应用三维软件计算 转炉倾动力矩，该方法具有准确度高、计算效率高的特点 ，而且能全面地考虑其他影响条件，通过优化来确定转炉 的最佳耳轴位置，可作为一种辅助方法，用于转炉设备的 设计制作。
什么叫转炉的倾动力矩？ 定义；转炉在倾动过程中，炉壳，炉衬和铁水重量 对耳轴产生的力矩，叫做转炉的倾动力矩，用M表示 。 为什么要进行转炉倾动力矩计算呢？
其目的： ①确定最佳耳轴位置。 ②根据计算出的最大倾动力矩，选择倾动机构和倾动电机功率。
• • • •
• • • • • •
•
为什么要确定耳轴最佳位置呢？因为转炉耳轴位置的高低对所 。 用的倾动机构功率大小和倾动安全性有着重要影响，位置太高 时所需电机的功率大，位置太低则安全性差，容易发生翻炉事 故。因此说精心确定耳轴位置，计算出各角度下的倾动力矩， 从中找出最大倾动力矩是进行转炉设计的一项转繁重的任务。 M max也是选择倾动电机功率的依据。
1）公式法
确定转炉最佳耳轴位置新方法概述
运用Solidworks、Excel软件确定耳轴最佳位置汪峡蛟廖辉江苏永钢集团有限公司江苏张家港 215600摘要：耳轴最佳位置的确定首先是选取一个参考耳轴位置，计算新老炉的空炉重量、重心和空炉力矩，新老炉炉型在不同的倾动角度下的炉液重量、重心和炉液力矩，新老炉炉型摩擦力矩及新老炉在不同角度下的合成倾动力矩，从而对参考耳轴位置进行修正最后得出最佳耳轴位置。
本文主要以50T氧气顶吹转炉为例子，运用Solidworks模拟钢水出钢确定不同位置钢水的重心，再运用Excel 计算出不同位置时转炉的各个力矩从而确定耳轴的最佳位置。
通过对各种软件的综合运用可以大大简化设计过程，提高设计精度。
关键词: 耳轴位置、重心、力矩、Solidworks、ExcelAbstract:Determine the best location for the first trunnion is to select a reference trunnion position, calculate the new and old furnace air furnace weight, center of gravity and air furnace moment, the old and new furnace furnace furnace liquid weight at different tilting angles, focus and furnaces fluid moment, the old and new furnace furnace friction torque and synthesis of old and new furnace tilting Moment at different angles, so that the reference position is corrected trunnion trunnion final optimum position. This paper mainly 50T BOF for example, the use of Solidworks simulation of molten steel in different locations to determine the center of gravity of molten steel, then use Excel to calculate the optimum position of each torque converter in different locations to determine the trunnion. Through the integrated use of various software can greatly simplify the design process and improve design accuracy.Keywords: trunnion position, center of gravity, torque, Solidworks, Excel一、引言转炉倾动力矩通常需作两次运算。
转炉倾动力矩计算
炼钢大作业学院：机械工程与自动化学院班级：机设11-4组员：张鹏飞张永学李武吴俊雨宋健李之凯转炉倾动力矩计算一 概述倾动力矩是设计转炉倾动机构的基本参数，保证炉子倾动的力能参数（动力参数）。
转炉倾动力矩由三部分组成：m y K M M M M ++=式中：空炉力矩M k ——由炉体重量G K (壳和衬)对耳轴引起的力矩。
)(αf M k =炉液力矩M y ——由炉液重量G y (钢液和渣液) 对耳轴引起的力矩)(αf M y =摩擦力矩M m ——耳轴上的摩擦力矩,在倾动过程中可视为常量。
二 空炉力矩计算2.1 空炉重量、重心计算分析：炉壳，衬材料不同，新老炉的炉型不同，要分别计算新老炉壳、衬及总重量和合成重心。
然后求出合成重量对耳轴的力矩M k。
)sin(k k k k r G M ϕα+∙∙=（kN.m ）G k ——空炉重量r k ——空炉重心距耳轴L 的距离(m)；φk ——空炉重心K 对耳轴中心的初始夹角； α——炉子倾角2.2用SolidWorks 建模，求出空炉重量和重心 模型为：其重心Y=3.921m ； X=0； Gk=504吨；初选耳轴距原点5.421m ；rk=1500mm 。
对称炉型，K 在Z 轴上，φk ＝0，则αsin ∙∙=k k k r G M （kN.m ）规定：炉子直立时，α＝0倾动力矩正负：放炉运转为阻力矩为正，反拖力矩时为负值 或抬炉运转为反拖力矩时为正值，阻力矩时则为负值使炉子沿抬炉方向运转的力矩为正；沿倾翻方向运转的力矩为负Mk三 炉液力矩计算3.1计算原理炉子倾动时，炉液形状，重心位置，重量等都随倾角α而变化，故要对不同倾角α下的重心位置，重量，力矩等进行计算。
如图示，D 为炉液重心，炉液重为Gy ，坐标XYZ ，原点O ，Zy——炉液重心Z 坐标；Xy ——炉液重心X 坐标；L ——耳轴中心；H ——耳轴中心Z 坐标。
在α角下，则炉液对耳轴的力矩My]cos sin )[(ααy y y y x z H G M --=α为倾角，可见求My ，当Gy 为已知时，关键是求Zy ，Xy 。
转炉倾动力矩的计算
1.主要计算步骤：①空炉重量与重心计算；②铁水重量与重心计算；③确定耳轴位置计算倾动力矩；④选择倾动机构；⑤由M max 确定倾动电机的功率N 。
2空炉重心计算2.1方法：将整个转炉按不同的几何形状分解成几个单元体，分别算出它们的体积和体积重心（画图），然后根据合力矩定理进行合成计算出整个空炉的重心位置。
2.2步骤：1） 此例正确绘制出炉体图（忽略出钢口），最好用坐标纸画；2）建立一个坐标系；设法：①取炉子的垂直中心线为y 轴，这样因为炉子是旋转体，重心在y 轴上重心的x 坐标为零，整个空炉没有对y 轴的力矩，减少计算工作量。
②坐标原点设在炉底外壳面上。
注意：整个空炉重心计算只能建立一个坐标系，不能按不同的几何形状分别建立坐标系，因为我们所说的重心坐标系是对同一基准而言。
3）将整个转炉按几何形状分解成不同的简单几何体（也叫单元体），圆柱体，截椎体，球缺体，根据各种形状的单元体的重心计算公式，计算出各种单元体的体积和体积重心。
计算重心公式见炼钢设计资料，通用部分P516表6—27，多面体的体积，表面积和重心见炼钢机械 数学手册等。
4）根据合力矩定理求出整个转炉的合成重心。
合力矩定理：合力对某一点之矩等于诸分力对同一点力矩的代数和。
即GY=∑g i Y i GX ＝∑g i X i式中g i ——各单元体的重量。
Xi Yi ——各单元体的重心坐标。
X Y ——合成体的重 心坐标。
G ——各单元体的重量和，；因为 整个转炉的X 空＝0 所以将各单元体的V G Y 求出以后进行整个空炉重心合成。
重心合成方法：先把各部分（帽 身 底）的炉衬一起合成，炉壳一起合成，再把总的炉衬和炉壳进行合成。
说明：参考书：《资料》通用部分《氧气转炉炼钢设备》东重，谭牧田《炼钢机械》东大，罗振才 3.铁水重心的计算通过空炉重心计算底讨论我们知道，空炉的形状一定，重心位置一定，而铁水重心则不然，在倾动过程中炉内铁水的形状不固定，随着炉型的变化而变化，所以重心位置也是随倾动角度α的变化而变化的，在出钢过程中，炉内的钢水量也是随倾动角度α的变化而变化的，所以欲求出最大合力矩M 合max 和最小合力矩M 合min ，就得分别求出各倾角α下的铁水重心∑==ni ig G 1n nn n i iig g g y g y g y g G y g Y ...............2122111+++++==∑=衬壳衬衬壳空G G Y G Y G Y ++=的倾动力矩，然后通过比较求出M 合max 和M 合min 。
转炉倾动机构中扭力杆的校核.kdh
摘要：简要介绍了转炉倾动机构的结构形式、扭力杆装置的作用及工作原理，并以实际的生产项目为例对扭力杆进行了校核计算和有限元分析。
关键词：转炉倾动机构；扭力杆；有限元分析1概述转炉倾动机构是实现转炉炼钢正常生产的关键设备之一，它用于氧气顶吹转炉炼钢设备中炉体的平稳倾动和准确定位，以实现转炉兑钢水、出钢、加料及修炉等工艺操作。
其工作特点是低速、重载、环境温度高、速比大、启动和制动频繁，以及所承受的冲击负荷较大和工作条件恶劣等。
扭力杆在倾动机构中起到抗扭缓冲的作用，所以对扭力杆进行校核计算具有重要意义。
下面用Pro/E 三维仿真程序中的Abaqus/standard 有限元分析模块对扭力杆的受力变形进行理论分析。
2转炉倾动机构的结构转炉倾动机构主要由电动机、一次减速机、二次减速机和扭力杆装置等组成。
倾动机构有三种布置形式，即落地式、半悬挂式和全悬挂式，综合几种布置形式的优缺点，现多采用全悬挂式。
全悬挂式的特点是整套传动机构全部挂在耳轴外伸端上。
图1为某转炉倾动机构的结构，采用全悬挂式四点柔性啮合的配置形式。
由四个电动机分别带动四个一次减速机，四个一次减速机的末级小齿轮同时驱动二次减速机的大齿轮。
为了防止悬挂在耳轴上的传动机构绕耳轴旋转，二次减速机箱体通过扭力杆柔性抗扭缓冲装置连接，整个二次减速机用两端铰接的两根立杆通过曲柄与水平扭力杆连接而支撑于基础上，通过扭力杆装置将传动装置的反力矩传递到基础上。
3扭力杆装置的工作原理转炉倾动机构多采用水平扭力杆装置，这种装置是一种性能较好的柔性抗扭缓冲装置。
它的缓冲原理是利用细长的扭力杆的弹性变形来吸收能量，即把外力矩转化为扭力杆的扭转内力矩，这样可以使传动力矩逐渐增加或减少，从而起到缓冲的作用。
目前，许多大转炉的倾动机构均采用水平扭力杆的抗扭缓冲装置。
从转炉倾动机构的结构原理（见图1）可知，二次减速机两侧分别与两根立杆铰接，立杆的另一端与曲柄铰接，而曲柄用键装在扭力杆上，扭力杆通过轴承支撑在基础的支座上。
倾动力矩计算
§3
My
炉液liquid in a converter力矩计算
m y g[(H zd ) sin xd cos ]
一、确定炉液质心位置的基本积分公式
二、被积函数的计算公式
三、应用高斯积分公式的计算方法
§4
倾动力矩及倾动力矩曲线
一：倾动力矩计算
第四章 转炉倾动力矩tilting moment计算
overturning moment
§1
概述
确定转炉最佳的耳轴位置
倾动力矩：当炉体倾动时，作用在耳轴上的静力矩。 目的： 确定额定倾动力矩值，作为倾动机构设计的依据； 倾动力矩由三部分组成：
M Mk M y Mm
式中： M k ：炉体质量m 所引起的力矩。 k
Байду номын сангаас
M Mk M y Mm M k mk g H Z d sin M k mk g H Z d sin My m H Z sin X cos yg d d M m g H Z sin X cos y y d d d d M m y mm m g m Mm kN m t m kk m y t x mx g 2 2
M y ：炉液质量my 所引起的力矩。
M m ：转炉耳轴上的摩擦力矩。
§2空炉力矩moment of empty furnace计算
一：空炉质量和质心计算
炉体由炉壳和炉衬所组成，由于其材质及新老 炉型不同，故应分别对炉壳和炉衬的质量和质心 进行计算，然后合成。
由于转炉炉型furnace type比较复杂，各层材质 和密度又不相同，但大都是回转体，因此可将其分 解成若干简单几何体，其计算步骤如下：
有关转炉倾动机构倾转力矩设计的探讨
有关转炉倾动机构倾转力矩设计的探讨转炉倾动装置是转炉炼钢主要的机械设备，用于氧气顶吹转炉的平稳倾动及准确定位。
倾动机构的载荷特点是大扭矩，转炉倾动机构倾转力矩的设计对转炉的正常工作有着重要的作用，影响转炉倾动机构的倾转力矩因素有很多，并保证转炉正常工作。
标签：转炉倾动机构倾转力矩0 引言钢具有强度高、韧性好、易加工和焊接等特性，所以它是一种优良的结构材料。
改变钢中的合金元素及其数量可以获得各种不同性能的合金钢，从而满足制造各种工具和设备的要求。
此外，由于铁矿石储藏丰富，便于冶炼和加工，可以进行大规模工业化生产，因此钢铁一直是经济建设、社会发展的重要物质基础，并成为衡量一个国家国力的重要标志之一。
转炉倾动装置是转炉炼钢主要的机械设备，用于氧气顶吹转炉的平稳倾动及准确定位，转炉在冶炼过程中要前后倾转，倾动角度为±360°，以满足兑铁水、加废钢、取样、测温、补炉、出渣、出钢等的需要。
必要时，倾动速度也应该是可调的。
此外，倾动机构尚需与氧枪和烟罩升降机构联锁，且能适应载荷的变化和结构的变形。
转炉倾动机构的作业负荷的特点是：①减速比大；②倾动力矩大；③启、制动频繁，承受较大的动载荷。
1 转炉倾动机构倾转力矩设计倾动机构的载荷特点是大扭矩。
转炉炉体自重大，连同炉液一起，整个转炉倾动部分的重量达百吨，最大可达二千吨。
转炉在操作中需进行频繁的倾动，因此倾动机构的工作属于“启动工作制”。
机构中除承受基本静载荷外，还要承受由于启动、制动引起的动载荷。
并且由于机构传动链中存在较大的啮合间隙，当进行刮炉口渣等操作时，使机构承受较大的动载冲击，其数值为静载荷的两倍以上。
因此倾动机构经常处于过载状态下工作，因此在设计转炉计算载荷时必须考虑这些因素。
设计计算转炉倾动机构力矩的目的在于确定额定倾动力矩值，作为倾动机构设计的依据，合理选择耳轴位置；为转炉及其倾动机构设计提供基本载荷系数；为实际转炉及相关结构构件的设计提供有关数据，以确定转炉的操作安全。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
炼
钢
大
作
业
学院：机械工程与自动化学院班级：机设11-4
组员：张鹏飞张永学李武
吴俊雨宋健李之凯
转炉倾动力矩计算
一 概述
倾动力矩是设计转炉倾动机构的基本参数，保证炉子倾动的力能参数（动力参数）。
转炉倾动力矩由三部分组成：
m y K M M M M ++=
式中：
空炉力矩M k ——由炉体重量G K (壳和衬)对耳轴引起的力矩。
)(αf M k =
炉液力矩M y ——由炉液重量G y (钢液和渣液) 对耳轴引起的力矩
)(αf M y =
摩擦力矩M m ——耳轴上的摩擦力矩,在倾动过程中可视为常量。
二 空炉力矩计算
2.1 空炉重量、重心计算
分析：炉壳，衬材料不同，新老炉的炉型不同，要分别计算新老炉壳、衬及总重量和合成重心。
然后求出合成重量对耳轴的力矩M k。
)sin(k k k k r G M ϕα+∙∙=（kN.m ）
G k ——空炉重量
r k ——空炉重心距耳轴L 的距离(m)；
φk ——空炉重心K 对耳轴中心的初始夹角； α——炉子倾角
2.2用SolidWorks 建模，求出空炉重量和重心 模型为：
其重心Y=3.921m ； X=0； Gk=504吨；初选耳轴距原点5.421m ；rk=1500mm 。
对称炉型，K 在Z 轴上，φk ＝0，则
αsin ∙∙=k k k r G M （kN.m ）
规定：炉子直立时，α＝0
倾动力矩正负：放炉运转为阻力矩为正，反拖力矩时为负值 或抬炉运转为反拖力矩时为正值，阻力矩时则为负值
使炉子沿抬炉方向运转的力矩为正；沿倾翻方向运转的力矩为负
Mk
三 炉液力矩计算
3.1计算原理
炉子倾动时，炉液形状，重心位置，重量等都随倾角α而变化，故要对不同倾角α下的重心位置，重量，力矩等进行计算。
如图示，D 为炉液重心，炉液重为Gy ，坐标XYZ ，原点O ，
Zy
——炉液重心Z 坐标；Xy ——炉液重心X 坐标；L ——耳轴中心；H ——耳轴中心Z 坐标。
在α角下，则炉液对耳轴的力矩My
]cos sin )[(ααy y y y x z H G M --=
α为倾角，可见求My ，当Gy 为已知时，关键是求Zy ，Xy 。
3.2 求不同倾角下炉液的重心
用SolidWorks 建模 画出不同倾角下的炉液形状，再质量评估，找出重心 如图：
根据找出的重心即可求出炉液力矩M y
M y
四、摩擦力矩的计算
摩擦力矩计算依据公式（2）进行；
摩擦力矩：耳轴处产生 摩擦力矩Mm 可按下式计算：
Mm=（Gk+ Gy+ Gt+ Gx ）μ(d/2) (N.m) 式中 Gk ——空炉重量（N ）； Gy ——炉液重量（N ）；
Gt ——托圈及附件重量（N ）；Gx=10吨。
GX ——为悬挂减速器的重量(N)；Gt=220吨，
——摩擦系数；对滑动轴承μ=0.1~0.15；对滚动轴承取μ=0.1； d ——滑动轴承取耳轴直径(m)；滚动轴承取轴承内外径的平均直径取0.9m 。
Mm=（504+150+220+10）×（0.1×0.9）/2 =39.78吨*米
认为m M 在炉子倾动过程中不变。
即忽略钢液变化影响，误差不大。
五、倾动力矩曲线绘制
六、最佳耳轴位置确定
6.1确定最佳耳轴位置的原则 确定耳轴位置的基本原则有二： （1）全正力矩原则——安全原则
炉子在任何位置出故障时，均能自动返回原位（直立位置）条件式
即m y k M M M ≥+<min )(0 或0)(min ≥-+m y k M M M
（2）正负力矩原则——经济原则
转炉在一个炉役过程中，可能出现的力矩曲线的波峰值和波谷值，分别处于正力矩区和负力矩区，且绝对值相等，此时倾动力矩绝对值最小，因而电机，零件尺寸可最小——经济。
条件式：
0)(max >++m y k M M M 0)(min <-+m y k M M M
=++max )(m y k M M M min )(m y k M M M -+
+++max )(m y k M M M min )(m y k M M M -+＝0 全正力矩原则，安全可靠多用
正负力矩原则，必须有安全保证，多点啮合情况可选用。
6.2 最佳耳轴位置的确定 （1） 按全正力矩原则确定 确定过程
● 预选一参考耳轴位置L ，坐标为H ，计算力矩，画出曲线，确定波谷位置及
力矩值。
● 按min M 处各力矩值，通过公式计算最佳耳轴位置的修正值dH 得
dH H H -≥/。
（2）最佳耳轴位置修正值dH 计算 选坐标ZOX
H ——预选耳轴L 坐标 H /——最佳耳轴L /坐标
H=5.421米； g α=120度； M ∆=m y k M M M -+min )(=1791.33kN.m
最佳耳轴位置/H
g
Y k G G M
H H αsin )(/+∆-
≥
g
Y k G G M
dH αsin )(+∆=
=120
sin )019.0504(33
.1791+=
dH
=0.418米
最佳耳轴位置/H =5.003米。
七、结论
1.利用SolidWorks 建模简单实用，过程完整，可为液体倾动机构的倾动力矩计算提供新思路。
2.得出了最大合成力矩最大值为9835.3kN.m ，为电机功率确定和倾动机构设计提供了参考数据。
3.经校核，混铁罐在 120~0倾动过程中是安全的，不会出现自动倾翻现象。
小组成员
张鹏飞 张永学 李武 宋健 吴俊雨 李之凯
附：本组任务书
11。