布料溜槽的设计

3.4承载能力验算

3.4.1蜗杆传动能力计算

1.计算程序:按实际情况计算出蜗杆上所传递的功率N1,考虑系数k1,k2,k3,计算出蜗杆轴上的计算功率N1ˊ, N1ˊ必须小于许用功率[N1ˊ],根据[N1ˊ]选定中心距A。

2.计算:依据《机械设计手册》和《机械设计》

（1）求N1：蜗杆轴上的圆周力

P1=P a1tgλ

P1=-P2tgλ=123*60tg5°23′=1310kg

M=0.5* d01=0.5*1310*16=10480

N1= M1 n1/71620=1.47马力

（2）求N1ˊ：

N1ˊ= N1/(k1*k2*k3) k1=1 k2=1 k3=1

∴ N1ˊ= N1=1.08kw=1.48马力

（3）结果:

当A=180，[M2ˊ]=600kg.cm

蜗轮M2ˊ=4000kg.cm ,[ M2ˊ]=600kg.cm

3.4.2溜槽布料的设计

1.设计原则

（1）满足料线深度的影响条件和布料要求的情况下，溜槽的长度越短越好。（2）应用溜槽应使溜槽在倾动范围（0-50）的布料都有效，避免出现失效区，即炉料布到炉墙上。

（3）由以上数据，并参考了首都钢铁公司和鞍山钢铁公司的布料参数，以及特约公报的许多参考。选择1500立方米高炉布料溜槽的长度为2800mm，就能满足溜槽的布料要求。

（4）布料溜槽的形状选择

由于料流界面弧长B较大，所以为了防止布料溜槽的布料时将料甩出，故把溜槽设计成U型，这一点与国外资料相符。

（5）关于本次设计布料溜槽的设计构想

本次设计参考了众多图纸和资料，经老师的指导，溜槽形状取U型，本料槽与鞍钢相似，采用合金板叠加式，同时采用吊鹅头，用石棉板进行隔热。

2.溜槽重量，重心及料重的确定

（1）材料的确定

合金板（耐磨材料），18CrTi18-9

吊鹅头：δ=50mm]

托衬板厚度：δ1=8mm

合金板：δ2=8mm

吊鹅头部分的比重γ=7.85kg/cm³

合金板与衬板的综合比重：γ=7.96kg/cm³

合金板与内衬板之间用跑钢焊，焊间部分的焊条采用163或173

溜槽已知:

L=2800mm， lˊ=420mm , H=500+388=888mm

厚度为42mm R=500 r=458

（2）溜槽的重量

G=G1+G2(G1为溜槽的部分重量，G2为吊鹅头部分的重量)

G1=[(0.5Π0.5²-0.5Π0.955²)+(0.5Π0.58²-0.5Π0.575²)+0.025*0.625+0.5Π0.55²-0.5Π0.538²]*(2.8-0.73)*7.85+（0.5Π0.538²-0.5Π0.5²)*7.96=1.025吨

G2=[(0.5Π0.5²-0.5Π0.458²)+2*0.520*5*0.1³] *0.73*7.85+(0.5Π0.55²-0.5Π0.51²)+0.73*7.9=0.685吨

得：G=G1+G2=1.710吨

这个计算结果存在5%的偏差，所以布料溜槽的重量1.71±0.085吨之间，在计算时为了保证可靠性，取G=1.78吨。

（3）溜槽原料的重量计算

为了保守起见，其计算应按照溜槽充满矿槽计算重量，取其比重：γ=1.6798kg/cm³

则:W=0.5*0.32*2.80*1.6798=1.85吨

（4）重心计算

Ⅰ.溜槽的重心

（1）G1部分

X1ˊ=（2.8-0.73）/2=1.035m

X1=χ1ˊ+0.73-0.11=1.655m

Y1ˊ=2（D²+Dd-d²）/3Π(D+d)=354.15mm

Y1= yˊ+520=874.15mm

（2）G2部分

X2ˊ=0.5 lˊ=0.5*730=365mm1

X2= X2ˊ-110=365-110=255mm

Y2ˊ=[-0.5h²l+Y1ˊ*0.5*0.25Π(D²-d²)]/[hlˊ+0.5*0.25Π(D²-d ²)]=-80.4mm

Y2= Y2ˊ+520=439.6mm

(3)料的重心位置

X3ˊ=0.5l=1400mm

X3= X3ˊ-110=1290mm

Y3ˊ=4Rˊ/3Π=216.45mm

Ⅱ无料时溜槽的重心计算

X cˊ= (X1 * G1+ X2* G2)/(G1+G2)=1138.3mm

Y cˊ=(X cˊG+ X3 W)/( G+W)=719.18mm

3.4.3电机能力验算

溜槽的最大摆角为75°，此时不下料，所以溜槽的最大倾动矩为：

M jmax=G*L g=5400*1.2=6480kg.cm

其中：G-溜槽自重5400kg

L g-溜槽重心到轴重心的距离

在溜槽的倾动过程中，传动系统的摩擦阻力矩：其中主要是大钢承691/1320处得摩擦阻力矩，其余用系数k来考虑，k=1.2。

作用在Z8，Z9上的圆周力P：

P= M jmax/0.25li=6480/(0.251*36)=717kg

M m=P(μ10.5d1+μ20.5d2)=57.5kg.m

折合到溜槽处M mˊ=57.6*36=2070 kg.m 由于溜槽倾动速度很慢，故不考虑力矩。

电机功率：N= n槽*k（M jmax + M mˊ）/975η=3.7kw

3.4.4验算电机功率

计算溜槽在布料时最大转矩：

以下计算依据《机械设计手册》和《炼铁机械》

已知溜槽重5400kg

γ=2（D²+Dd+d²）/3Π(D+d)=267

式中：D=930 d=740

料重按溜槽盛满炉料时计算

溜槽的容积：V=ΠR²L=3.14*0.37²*2.8=1.2M³

钟料的堆比重1.4，盛料1M³