转炉倾动机构中扭力杆的校核
转炉倾动机构扭力杆的有限元分析
图３ 转 炉 倾 动 机构 扭力 杆 有 限 元 单 元 网格 划 分 示 意 圄
２ 边界 约束条 件及 载荷 工况 的确定
．
在分 析计算 时 ，考虑 四 电机正 常工作 状态 和事故
状 态 两种情 形 。并根 据 二次减 速机 推杆联 接 中心的缓
冲作 用 力雕 ０ 力 杆轴 心距 离ｓ６ ０ｍ 扭 ＝０ ｍ，确定 出扭 力
转炉倾 动 机构缓 冲装 置 的扭 力杆进 行 了分析研 究 。
１ 力学 模型
＝
，
Ｒ
圈２ 缓 冲 系统 扭 力杆 三 维 仿 真 示 意 圈
从结构上看 ， 扭力杆是对称结构 ， 中部轴半径为
１０ｍｍ， 形段 最 大半 径 为Ｒ ＝ ８ ７ 锥 ，１５ｍｍ， 杆作 用 面 推 半 径 为Ｒ＝ ２ ｍ。为提 高工 作效 率 ， ２ ５ｍ 节省计 算 时 间 ，
圈 １ 转 炉 倾 动 及 缓 冲 系统 三维 仿 真 示 意 圈 １４ ０ ＆ Ｎ ・ ４ ｘｌ ｍｍ
作 者 简 介 ： 玉 忠 ， ，９ ９ 生 ， 张 男 １６ 年 太原 理 工 走 学在 职 研 究 生 ， 工程 师 ． 长 。 所
・
３ ・ ３
维普资讯
引 言
撑作 用 的辅 助装 置 。 在炉 体制动 过程 中， 动机构 系统 倾 的 回转 动能 ， 在扭力 杆进 行支 承 和缓 冲 的过 程 中 ， 经推
扭力 杆是 转炉倾 动 机构 的缓 冲装置 。 在炉 体制 动 过程 中 ，由于炉 体与减 速 机一起 作 为相对 静止 的整 体 绕耳轴 转 动 ， 减速 机下 部左 右丽 推杆 一个受 拉 ， 一个受 压 。 力 传 递 给扭力 杆 ， 将 在拉 压杆 两 端形 成 大 小相 等 、 方 向相反 的一对 力偶 ， 使扭 力杆 发生 扭转 变形 ， 而起 从
转炉扭力杆的失效分析与修复研究
ｏ ｆｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｂ ｒ ｏ ｋ ｅ ｎ ａ ｐ ｐ ｅ ｒａ ａ ｎｃ ｅ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄｔ ｏ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｔ 堪 ｅ ｆｔ ｏ ｈ ｅ ｂ ｒ ｏ ｋ ｅ ｎ ｂ ａ ｒ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｔ ｈ ａ ｔ ￡ ｈ ｅ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ — ｂ ａ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙｐ ｒｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｔ ｉ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ，ｉ ｓ ｅ ａ ｓ ｙ ｔ ｏ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
断裂的失效进行 了分析 ， 结果表明， 转炉扭力杆失效断裂属高应力低周 次多源的疲 劳破 坏。 提 出了断裂杆修复方案 ， 用有
Ｆ ￣ ． － Ｌ 方法进行 强度校核 ， 验证修复技 术方案的安全性和可靠性。理论计算表明其修复方案安全可靠， 实践也证 明修复工
艺技 术 和 机械 性 能 满 足 了生产使 用要 求 。 关键词 ： 转 炉 扭 力杆 ； 失效 分 析 ； 强 度校 核
ｌ
Ｉ 百
２转炉扭力杆断裂失效分析
在转炉炼钢过程 中，倾动机构中的转炉扭力杆其两端轴头
水平转炉扭力杆 是大型转炉倾动机构 的弹性缓冲装置 中核 ２ ． １断 口的受 力分 析
心零件 ， 这种装置在大型转炉倾动机构中使用较多。转炉扭力杆 两端轴头通过轴承支承在轴承支座上 ， 其两端靠近轴 承的内挡处 除承受上下方向的交变弯 曲应力外 ， 还承受系统及转炉扭力杆 自 各有一块偏心块 ， 偏心块与倾动机构相连 ， 如图 １ 所示 。 某炼钢厂 重加诸于轴头的支承力。由于转炉炉体连同钢水的质量很大 ， 倾 ３ ０ ０ Ｔ转炉 的转炉扭力杆系 日本原产 ， 材质为 日本牌号 Ｓ Ｎ Ｃ Ｍ ４ ３ ９ 动的惯性矩也很大 ， 转炉扭力杆轴头上下表面的轴 向所受的拉应
转炉厂3#转炉(100t)倾动机构扭力杆联接螺栓断裂分析与处理
转炉厂3#转炉(100t)倾动机构扭力杆联接螺栓断裂分析与处理发表日期：2006-11-18 阅读次数：2941事故的发生1.1转炉倾动机构及扭力杆简介涟钢转炉厂3#转炉设计公称容量为100t，其转炉倾动系统采用目前比较成熟的悬挂式多级传动。
转炉本体通过耳轴与二次减速机联接，二次减速机与四台一次减速机联接。
二次减速机本体通过四副关节轴承利用8根M56的高强度的螺栓(10. 9级)与扭力杆相联接。
扭力杆的作用是平衡转炉由于自重等外力对耳轴产生的弯曲变形带来的力，又因为扭力杆的中心线与二次减速机径向中心线有一定的距离，因此扭力杆就会承受由于这个距离而产生的扭转变形;这也是扭力杆名字的由来。
1.2事故的发生2004年5月2日l3时40分左右，3#转炉当班操作人员正在冶炼时突然听到转炉倾动机构位置传来“砰”的一声闷响，立即到转炉倾动机构处检查，发现扭力杆与二次减速机靠南侧4根联接螺栓全部断裂，导致整个倾动机构南边翘起。
1.3现象分析事故发生后，发现螺栓断裂处之断面痕迹呈整齐的折断状，通过分析，初步确定了两个原因:(a)螺栓的材质与加工工艺是否达到要求;(b)由于转炉除了装入量加大外(当时最大装入量为127t)其它的参数均没有变化，螺栓的断裂是否与装入量有关联。
因此本文着重阐述了转炉装入量变化后，螺栓的受力情况并进行强度校核，为进一步分析提供参考。
2联接螺栓的受力分析与计算2.1转炉炉体受力分析转炉在倾动过程中，受力比较复杂，忽略一些次要因素，转炉主要受到转炉设备本身的质量以及装入的质量所产生的重力。
另外由于转炉的设计是微正力矩，因此转炉在倾动到一角度后，转炉耳轴同时受到弯矩与扭矩。
我们可分别计算出转炉耳轴受到弯矩与扭矩时扭力杆联接螺栓的受力。
2.1.1转炉耳轴受弯矩时扭力杆联接螺栓的受力转炉耳轴受到弯矩作用就是转炉在0～360°范围内摇动，只考虑外力对由转炉的短耳轴、转炉托圈、长耳轴组成的刚性轴产生弯矩作用。
转炉倾动机构毕业设计说明书
IV
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
2.1.1 设计题目 .................................................... 6 2.1.2 技术参数及性能 .............................................. 6 2.2 氧气顶吹转炉倾动设计原则分析 .............................................................................. 6 2.2.1 氧气顶吹转炉倾动装置的基本要求 .............................. 6 2.2.2 转炉倾动机构的设计原则分析 .................................. 6 2.3 倾动机械的几种基本结构和配置形式 ...................................................................... 7 2.3.1 落地式配置倾动机械 .......................................... 7 2.3.2 半悬挂式配置倾动机械 ........................................ 7 2.3.3 全悬挂式配置倾动机械 ........................................ 7 2.4 倾动机械的优缺点比较 .............................................................................................. 8 2.5 转炉倾动机构的结构设计 ........................................... 10 2.6 确定方案 ......................................................... 10 第三章倾动力矩的计算和最佳耳轴位置的确定 ................................. 11 3.1 转炉炉壳质量及重心位置的计算 ............................................................................ 11 3.1.1 建立空炉模型 ............................................... 11 3.1.2 炉壳重量与重心的计算 ....................................... 12 3.2 转炉炉衬质量及重心位置的计算 ............................................................................ 14 3.2.1 建立空炉炉衬模型 ........................................... 14 3.2.2 炉衬重量与重心的计算 ....................................... 15 3.3 空炉质量及重心位置的计算 .................................................................................... 18 3.4 转炉摩擦力矩的计算 ................................................................................................ 18 3.5 转炉炉液力矩的计算及最佳耳轴位置的确定 ........................................................ 20 3.5.1 计算原理和数学模型 ......................................... 20
90t转炉倾动机构设计大学论文
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。
全悬挂转炉扭力杆和耳轴的扭转刚度分析
全悬挂转炉扭力杆和耳轴的扭转刚度分析赵燕【摘要】The tilting arrangement and the torque rod anti-torsional buffer equipment of the full suspension converter are introduced in this paper. Then the torsion stiffness of the torque rod and the trunnion is analyzed. It provides the theory basis for the design, manufacture and security operation of the torque rod and the trunnion. In the end, the stiffness of the torque rod and the trunnion in an actual manufacture is verified.%介绍了全悬挂转炉倾动机构以及扭力杆抗扭缓冲装置,分析了扭力杆和耳轴的扭转刚度,为扭力杆和耳轴的设计制造和安全运行提供了理论基础,最后以实际生产项目为例对扭力杆和耳轴进行了刚度校核。
【期刊名称】《北京联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(026)002【总页数】4页(P55-58)【关键词】转炉倾动机构;扭力杆;耳轴;扭转刚度【作者】赵燕【作者单位】一重集团大连设计研究院有限公司通用设备部,辽宁大连116600【正文语种】中文【中图分类】TH12转炉是炼钢厂生产的关键设备之一，是目前中国最主要的炼钢方法。
目前，国内外的大型转炉广泛采用全悬挂式，以扭力杆为主体的柔性支承传动装置。
扭力杆是大型转炉倾动机构的缓冲装置，它可降低传动机构刚度和倾动系统的扭转振动。
在使用初期扭力杆发生断裂、弯曲，多数是由于许用应力设计不足造成的。
大型转炉倾动机构扭力杆有限元分析
第１ ５卷 增－ ？ ｌ 】
２０ ０ ６年 ９月
文章编号：１０ ．８ １２ ０ ） １０ １．３ ０ ６０ ７ （０ ６Ｓ ．３ １０
计 算 机 辅 助 工 程
ＣＯＭ Ｐ ＵＴ ＥＲ ＤＥＤ ＮＧＩ Ｅ ＮＧ ＡＩ Ｅ ＮＥ ＲＩ
Ｖｏ ． ５ Ｓ ｐ １ １ ｕ ｐｌ Ｓ ｐ ２ ０ ｅ ．０ ６
色区域． 扭力杆两侧 自由端不受扭矩影响，应力基
工况 ２ 在事故状态时 ，
Ｍ ｎ Ｆｘ ＝ ０ Ｎ ｘ ０ ＝ｌ４ ０ ｍｉ ＝ ｓ ２ ４ ０ｋ ６ ０ｍｍ ４ ｘ１ Ｎ・ ｌ ０ ｌ
并将扭矩 靠以 Ｅ ｇ 边载荷作用方式施加到扭 ｄｅ
力杆相应边上． 由于扭力杆为对称结构 ，在反对称载荷—扭矩
大型转炉倾 动机构扭力杆有 限元分 析
高素荷
（ 太原 重 型机械 （ 团 ）有 限公 司 技 术 中心 ， 山 西 太原 集 ０ ０２ ３ ０ ４）
摘
要 ：应 用有限单元 法对大型转炉倾 动装置的重要部件扭力杆进行应 力应 变分析 ，通过 对
正常工作状 态和事故状 态两种工况下扭力杆 的变形及 最大剪应 力状 态分析 ，确定 出变截 面扭
力杆是大型转炉倾动机构的缓冲装置． 在炉体制动 过程中，由于炉体与减速机一起作为相对静止整体
竺 仿示崔 三 真意 维 图
图 １
堆异枣 何 不团
ห้องสมุดไป่ตู้
绕耳轴转动 ， 减速机下部左右两联接板一个受拉 、
一
扭力杆结构详见 图 ｌ（ ）． ｂ 从结构上看 ， 扭力 杆是对称结构 ，中部轴半径为 Ｒ＝ ｍ，锥形段 。１０ ７ｍ
３２ １
计 算 机 辅 助 工 程
倾动机构中扭力杆校核
倾动机构中扭力杆校核李继亮【摘要】转炉的倾动装置采用的是四点啮合全悬挂-扭力杆平衡装置结构，将二次减速机悬挂吊装在托圈耳轴上，一次减速机凸缘固定在二次减速机背对炉体的一侧，并将一次减速机悬挂在二次减速机上。
二次减速机下部的扭力杆平衡装置用于吸收转炉倾动过程中产生的倾动力矩，以减缓转炉倾动的冲击。
【期刊名称】科技与创新【年(卷),期】2014(000)013【总页数】2【关键词】倾动机构；扭力杆；强度；弯矩1 转炉倾动装置概述转炉倾动装置的功能就是保证氧气顶吹转炉炼钢设备中炉体的平稳倾动和准确定位，并完成转炉兑铁水、出钢、加料和修炉等一系列工艺操作，是保证转炉炼钢正常生产的关键设备之一。
其工作特点是低速、重载、大速比、启动和制动频繁、承受的动负荷较大、工作条件恶劣等。
转炉倾动装置大部分采用的是扭力杆结构，其具有传动平稳、性能先进、安全可靠等特点。
其中，倾翻力矩通过扭力杆装置来保持平衡，因此，为了保证倾动装置的安全性，必须对扭力杆进行定期校核。
以60T倾动机构为例，其扭力杆的两个支撑之间的距离L2＝4 200 mm，两个曲柄之间的距离L1＝3 600 mm，曲柄的偏心距为S＝450 mm，曲柄宽为100 mm。
作用在曲柄上的力可以等效为作用在扭力杆上FC与力偶矩MC上的力和作用在力FD与力偶矩MD上的力。
扭力杆装置与曲柄装置可以简化为如图1所示的机构，可得C点的力为：公式（1）中：FC——C点的力；FB——B点的力；M——轴所受的弯矩，N/mm；L1——两个曲柄之间的距离。
C点所承受的扭矩是：代入数据得：TC＝416.67 kN×0.45 m＝187.5 kN/m。
公式（2）中：TD——D点所承受的扭矩；MC——C点所承受的弯矩；MD——D点所承受的弯矩；由截面法可得出：AC，DB段内的扭矩为0；CD段内的扭矩T＝187.5 kN，M ＝107.1 kN。
2 轴的强度校核根据第三强度理论进行强度校核，对某些危险截面（例如弯矩和扭矩较大，但轴径可能不足的截面）的弯扭合成强度进行校核计算，计算公式为：在公式（3）中：σca——轴的计算应力，MPa；M——轴所受的弯矩，N/mm；T——轴所受的扭矩，N/mm；W——轴的抗弯截面系数，；［σ-1］——对称循环变应力时轴的许用弯曲应力；α——为折合系数，当扭转切应力为脉动循环变应力时，取α≈0.6.由于可以将扭力杆看作固定心轴，还要考虑起动、停车等的影响，因此弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力，固定心轴的许用应力应为［σ0］（［σ0］为脉动循环变应力时的许用弯曲应力），［σ0］≈1.7×［σ-1］＝1.7×78＝132.6 MPa。
260吨转炉扭力杆更换方案
电焊工1人，气焊工1人，架工 1人，钳工8人，测量2人，指挥1人，甲方配合人员1人。
2.4.3工器具备件准备
电焊机1台，气焊1套，10T导链3台，5T导链2 台，2T导链2台，液压扳手1套（M68和M80的紧固扳手），大锤2把，撬棍4根，手砂轮1台，抛光机1台，测量器具1套，吊装钢丝绳2根。50T吊车1台。
2、更换扭力杆；
2.3施工工程量
1、上下铰连接座螺栓（M68）拆除8条，扭力杆地脚螺栓拆除8条；
2、扭力杆安装尺寸测量；
3、11米挡害平台拆除，相关干涩管道拆除，吊点焊接等
4、旧扭力杆吊出，新扭力杆吊入；
5、新扭力杆测量调整，螺栓紧固。
2.4 扭力杆装置更换施工方案
2.4.1项目介绍
因扭力杆装置在生产使用过程中关节轴承间隙增大，损坏，需要整体更换扭力杆，把废旧扭力杆吊出，新件装上，同时需要测量、调整。
4、作业部项目安全负责人栏内由作业部指定的项目安全负责人签字确认（手签）；
5、施工期间现场危险源发生变化的，由作业部项目安全负责人和相关方项目安全负责人对确认单上的危险源辨识和对应防范措施进行补充，并在作业过程中落实实施。
3.5.3作业票使用规定（见附件4）
1、在生产现场进行任何作业（正常生产作业除外）时，必须持票作业。
3、在确认安全确认内容时要全面，要仔细，确认时间不得少于10分钟，并认真填写《安全确认卡》、《每日施工项目安全隐患排查确认表》，确认完后和施工单位一起填写作业票后方可作业（见附件2，附件3，附件3）。
4、对安全确认中发现的问题和隐患，能够立即整改的，必须待整改后方可进行下一步工作；不能立即整改的，但不会造成事故的，必须制定出防范措施，确保安全后方可进行下一步工作；不能立即整改但有可能造成事故的，必须停止作业，待隐患消除后，方可进行下一步工作。
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。
150吨转炉倾动机构设计
150吨转炉倾动机构设计转炉倾动机构是转炉中重要的关键组成部分，它负责控制和实现转炉的倾动运动。
本文将对150吨转炉倾动机构的设计进行详细介绍。
一、机构总体设计1.能够精确控制转炉的倾动角度和倾动速度。
2.具备良好的结构刚度和稳定性，能够承受大的工作负荷和外载荷。
3.结构紧凑，占用空间小，便于维修和保养。
根据以上要求，可以采用液压倾动机构设计，结合电液伺服控制系统实现转炉的精确倾动控制。
二、主要机构设计1.倾动油缸：为了满足150吨转炉的工作负荷，倾动油缸应具备较大的推力和工作行程。
同时，油缸的密封性能要良好，以确保油液不泄漏。
另外，还需要考虑油缸的结构刚度和稳定性。
2.倾动支撑：倾动支撑主要由液压缸支撑杆和转炉的支座构成。
支承装置需要具备良好的可靠性，并且能够承受转炉的工作力和外载荷。
此外，需要采取防倾倒装置，确保倾动过程中的安全。
3.控制系统：倾动机构的控制系统采用电液伺服控制，主要由液压系统、传感器和控制器构成。
通过传感器对转炉的倾动角度进行实时监测，然后通过控制器对液压系统进行控制，从而实时调节液压缸的工作状态，实现精确的倾动控制。
三、安全保护措施为了确保转炉倾动机构的安全可靠运行，应采取以下安全保护措施：1.安装倾动限位装置和位置传感器，确保倾动角度的范围在设计要求内。
2.安装倾动过程中的紧急停止按钮和紧急刹车装置，以确保在紧急情况下能够迅速停止倾动运动。
3.安装机械和液压压力保护装置，确保转炉倾动机构不会超载。
4.设置防坠落装置，确保在发生意外情况时能够有效防止转炉倾倒。
四、结论设计150吨转炉倾动机构，需要考虑转炉的工作负荷、倾动精度和安全性等因素。
采用液压倾动机构设计，配合电液伺服控制系统，能够实现精确的倾动控制。
同时，还需要设置合理的安全保护装置，确保倾动过程的安全可靠性。
以上就是150吨转炉倾动机构设计的详细介绍。
转炉倾动速度不稳定的原因及对策
转炉倾动速度不稳定的原因及对策摘要：转炉是钢铁冶炼工作中最重要的设备，转炉的工作效率和效果，对于钢铁生产质量与生产效率有着密不可分的联系。
伴随我国社会经济与科技的发展，钢铁生产企业面临的市场竞争压力增大，因此需要针对转炉等设备进行结构优化设计与改进，针对转炉在运行过程中存在的实际问题，探讨转炉倾动速度不稳定的原因以及解决对策，以减少故障的发生，提高转炉的工作效率和工作质量，促进我国钢铁冶炼工作的进一步发展。
关键词：转炉；倾动速度；不稳定在炼钢生产中，转炉是中心设备，这一设备执行了包括添加废钢、测温取样、兑铁水、出钢等多个重要工作步骤，在运行过程中，转炉炉体需要前后倾动，以满足炼钢的生产需要。
如果转炉处于正常的运作模式下，其前后倾动是均匀的，且有相同的前后倾动速度。
但当转炉产生了问题时，就有可能发生倾动速度不均匀，在炉体巨大的重量下，这种问题很有可能造成设备损坏或更危险的安全事故，影响炼钢工作的正常进行。
一、转炉倾动速度不稳定的原因分析（一）机械抱闸过紧转炉设备倾动装置应用了全悬挂扭力杆平衡式装置，如果在转炉倾动过程中出现了速度不均匀的问题，这种故障会造成传动装置的整体抖动，在设备运作现场，这种故障极容易被察觉。
由于机械抱闸过紧产生的倾动速度不均匀问题，主要体现在启动时的速度超调以及转动装置的轻微抖动，如果在非启动时间发生抖动，则非正常问题，需要按照故障处理，尤其是当转炉持续抖动时，应加以注意。
在转炉设备中，包括四台电动机，每台电动机有一台抱闸，根据相关标准和使用需求，应在设计中将其夹紧力矩维持在1.4kN-1.8kN范围内，同时在设备调试与运行时，应针对转炉倾动不受控制做出相应的应对策略，比如调抱闸至紧的状态，同时为了炉体倾动在可控范围内，抱闸的开口度往往不够，运行中抱闸不能够完全打开，会大致电动机启动后转矩不平稳，也是转速波动的原因。
（二）液压抱闸动作时间过长转炉倾动电动机一般都应用电动液压推杆式爆炸，这一类型的抱闸打开时间在0.5秒左右，如果几个抱闸的打开时间同时超过了1秒，则会发生电动机的堵转电流问题，在电动机转速上升过程中，斜率超过平均水平，转速超调量因此增大，则发生启动不稳定的问题，启动的过程给转炉设备造成过大的负担，也会导致抖动的发生[1]。
转炉倾动装置的改进
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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。
300T 转炉倾动系统扭力杆装置
300T 转炉倾动系统扭力杆装置
肖玉
【期刊名称】《黑龙江冶金》
【年(卷),期】2015(000)004
【摘要】扭力杆装置在转炉倾动过程中，对减速装置的安全起到了至关重要的作用，本文主要介绍转动扭力杆机构结构工作原理。
【总页数】2页(P44-45)
【作者】肖玉
【作者单位】宝钢湛江钢铁有限公司，广东湛江 524072
【正文语种】中文
【相关文献】
1.转炉倾动机构扭力杆的有限元分析 [J], 张玉忠
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3.大型转炉倾动机构扭力杆有限元分析 [J], 高素荷
4.基于Simulation对转炉倾动装置扭力杆的有限元分析 [J], 张皓天
5.转炉倾动扭力杆支座缺陷分析及对策 [J], 章勤奋;高炎;师骅
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65t转炉倾动二次减速器在线修复及强度校核
65t转炉倾动二次减速器在线修复及强度校核
薛彦军
【期刊名称】《山西冶金》
【年(卷),期】2015(038)001
【摘要】针对转炉倾动机构减速机齿轮断齿事故,采用打磨法进行修复,并计算von Misses应力ρv和使用ansys 对齿轮进行强度校核,为转炉顺利生产提供依据.【总页数】3页(P87-89)
【作者】薛彦军
【作者单位】西安建筑科技大学,陕西西安710055
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.46
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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。
倾动机构工作时，传动装置两侧的立杆一个向下压，一个向上拉，使扭力杆承受扭矩。
这种结构的显著优点是：通过扭力杆和立杆加在悬挂减速机上的一个力偶矩来防止倾动机构转动，因而不会在耳轴上造成附加载荷。
此外，由于立杆的两端均为铰接，所以当耳轴产生挠曲变形时二次减速机箱体可作相应的空间位移，而不影响齿轮副的正确啮合。
4扭力杆的校核计算
我公司为某钢厂生产的150t 转炉倾动装置，其
公称容量为150t,最大工作倾动转矩为M =3500kN ·
m ，初步设定扭力杆的两个支撑之间的距离为L 2=5080mm ，两个曲柄间的距离为L 1=4400mm ，曲柄的偏心距为S =508mm 。
作用在曲柄上的力可以等效为作用在扭力杆上
转炉倾动机构中扭力杆的校核
大连华锐股份有限公司通用减速机厂王欠欠
魏江
重工与起重技术
HEAVY INDUSTRIAL ＆HOISTING MACHINERY No．32009Serial No．23
2009年第3期总第23期图1转炉倾动机构的结构
1.电动机
2.一次减速机
3.二次减速机
4.立杆
5.曲柄
6.扭力杆
7.耳轴
18--
的力F 与力偶矩M C ，以及力F ′与力偶矩M D ，扭力杆
装置与曲柄装置可以简化为如图2中（a ）所示的机构，可得：
F =F ′=
M L 1=3500kN ·m
4400mm =795.4545kN M C =M D =F ×S ＝404.0909kN ·m ，方向与M D 相反。
由截面法得出：在AC 、DB 段内的扭矩为0；在CD 段内的扭矩T =404.0909kN ·m ，方向为正。
图2中
（b ）为各轴段的扭矩图。
设支点A 、B 处的支反力分别为F A 、F B ，由平衡方程式F A ×AB +F ′×BD －F ×BC =0和F B ×AB +F ×AC －F ′×AD =0，可得F A ＝689kN ，F B ＝689kN 。
由平衡方程式可求出以下各轴段的弯矩方程式：
M 1=0.689x （0＜x ≤340)
M 2=270.5-0.106x (340＜x ≤4740)M 3=0.689x -3500（4740＜x ＜5080)图2（c ）为各轴段的弯矩图，扭力杆在曲柄连接处（C 、D 两点）的当量弯矩最大，为：
M 合=M 2
+0.75T 2
姨=421kN ·m
式中：
M —弯矩；
T —扭矩。
由于应力集中，可知扭力杆的危险截面为轴径突变处，轴的最小直径为320mm ，扭力杆的有效变形长度为L =4400－146=4254mm ，由扭转角的计算公式Φ=TL
可得：Φ=404×4254×106
=0.0209rad=1.2°（Φ小于
最大允许扭转角3°，
扭力杆满足要求。
）式中：
T —截面上的扭矩；
L —扭力杆的有效变形长度；G —扭力杆的扭转弹性模量，G=8×104N/mm 2；
J —抗扭惯性矩，J =πd 4
=1029.43×106mm 4。
5扭力杆有限元分析
用软件Abaqus 对扭力杆进行有限元分析。
在三维软件Pro/E 中，建立三维模型。
将模型文件存为*.stp 格式,在Abaqus 中导入*.stp 文件，图3为扭力杆的力学模型。
选用Abaqus/standard 模块中的C3D8R 单元作为有限元的基本单元，对扭力杆进行有限元分析，单
元总数为70585。
分析完成后，最大扭转角为0.02169rad=1.24°。
有限元分析所得结果与计算结果相吻合，扭力杆满足要求。
6结论
由于扭力杆装置在转炉倾动机构的重要作用，所
以需要对扭力杆进行严格的校核计算。
应用Pro/E 三维仿真程序中的Abaqus/standard 有限元分析模块对扭力杆的设计进行检验，以保证设备的安全使用，使扭力杆发挥其作用。
参考文献
[1]机械设计手册.化学工业出版社
[2]马世麟,傅仁本.材料力学.机械工业出版社[3]罗振才,炼钢机械.冶金工业出版社
重工与起重技术
HEAVY INDUSTRIAL ＆HOISTING MACHINERY
图2扭力杆受力分析
图3扭力杆的力学模型
19--。