烧结环冷机卸料曲轨设计方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种烧结环冷机卸料曲轨设计方法。
【背景技术】
[0002] 经过烧结机的烧结料进入环冷机冷却，烧结料在装料区装入环冷机台车，台车绕 环冷机回转中心沿水平轨道行走一周，烧结料缓慢冷却，冷却好后，台车进入卸料区进行卸 料，台车在卸料区完成卸料后，进入装料区重新装入新的高温烧结料。卸料曲轨就是安装在 卸料区，与水平轨道连接成闭合的轨道系统。当台车进入卸料区后，轨道缓缓倾斜下行，台 车的车轮会绕着自转轴向下摆动，此时，台车即绕着环冷机中心公转，又会绕着自转轴产生 自转，在台车摆动到最低点，完成卸料后，空的台车就要快速升起，回到水平轨道上，进入装 料区。在卸料区，两轮子的轮缘走过的轨迹就是两条曲轨的形状。
[0003] 目前，烧结环冷机的曲轨的曲线都近似地看成是在一球面上，即曲线上任一点都 符合X2+Y2+Z 2 = R2。但事实上，轮缘走过的轨迹并不在一个球面上。首先，台车自转轴的轴线 不经过环冷机回转中心，当台车自转时，轮芯走过的轨迹不在一个球面上。另外，在台车下 降升起的过程中，台车车轮轮缘与轨道接触点相对轮芯是绕轮芯转动的，并不是与轮芯相 对位置固定。当台车在水平轨道上行走时，台车内、外车轮的轮芯通过环冷机中心，与轨道 接触点在轮芯正下方，两点连线也通过环冷机中心，但台车自转轴不通过环冷机中心，而且 轨道面与自转轴高差比较大，如果把两条曲轨的曲线近似当成是在两个球面上，则两球面 的球心不重合，而且球心位置不固定。因此，把曲轨近似在一个球面上是不合适的。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明提供一种能够精确确定环冷机曲轨的烧结环冷机卸料曲轨 设计方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明烧结环冷机卸料曲轨设计方法，包括
[0006] S1以环冷机的中心为原点0、环冷机中心线为Z轴、卸料区中心线为Y轴，建立空间 坐标系0ΧΥΖ;
[0007] 以中心原点0在内水平轨圆周面上的投影点为原点0 ' ：，X轴、Z轴在内水平轨圆周 面上的投影为X ' I、Z ' i建立坐标系X ' W C i;
[0008] 以中心原点0在外水平轨圆周面上的投影点为原点0'2，X轴、Z轴在外水平轨圆周 面上的投影为X ' 2、Z ' 2建立坐标系X ' 2〇 ' 2Z ' 2 ;
[0009] S2.11根据烧结环冷机的工艺要求，在内水平轨圆周面X1 ' O1 ' Z1 '上作出符合工艺 要求的内轮轮芯轨迹投影曲线g(xi'，Z1'）= 0，g(xi'，Z1'）=0是内轮芯轨迹以Z轴为中心在 内水平轨圆周平面上的投影；
[001 0] S2.12根据内轮轮芯轨迹投影曲线，得到台车内轮轮芯的空间轨迹曲线；
[0011] S2.13根据内轮投影曲线以及台车内轮与外轮的对应关系，得到外轮轮芯在外水 平轨曲面上的外轮轮芯投影曲线以及外轮轮芯的空间轨迹曲线；
[0012] 或
[0013] S2.21根据烧结环冷机的工艺要求，在外水平轨圆周面X2 ' O2 ' Z2 '上作出符合工艺 要求的外轮轮芯轨迹投影曲线h(X2'，Z2'）= 0，h(X2'，Z2'）=0是外轮芯轨迹以Z轴为中心在 外水平轨圆周平面上的投影；
[0014] S2.22根据外轮轮芯轨迹投影曲线，得到台车外轮轮芯的空间轨迹曲线；
[0015] S2.23根据外轮投影曲线以及台车内轮与外轮的对应关系，得到内轮轮芯在内水 平轨曲面上的内轮轮芯投影曲线以及内轮轮芯的空间轨迹曲线。
[0016]进一步地，所述的步骤S2.12中根据内轮轮芯轨迹投影曲线，得到的台车内轮轮芯 的空间轨迹曲线表示如下式：
[0017；
[0018] 进一步地，所述的步骤S2.13中根据内轮投影曲线以及台车内轮与外轮的对应关 系，得到外轮轮芯在外水平轨曲面上的外轮轮芯投影曲线以及外轮轮芯的空间轨迹曲线， 具体包括：
[0019] 根据弧长dl/d2 = rl/r2以及台车内轮与台车外轮的转角相等，得到外轮轮芯在外 水平轨曲面上的投影曲线表示如下式：
[0021 ] 外轮轮芯的轨迹曲线表示如下式：
[0023] 其中，Ihl2为内轮轮芯和外轮轮芯到自转轴的垂直距离；
[0024] e为台车自转轴到三角梁的水平距离；
[0025] ^2为分别为内水平平轨半径和外水平轨半径；
[0026] !^、!!^为内轮轮芯和外轮轮芯在三角梁上的投影点到环冷机中心0的距离；
[0027] fo、&为内轮轮芯和外轮轮芯分别到自转轴的投影线与台车上表面的夹角。
[0028] 进一步地，所述的步骤S2.22中根据外轮轮芯轨迹投影曲线，得到的台车外轮轮芯 的空间轨迹曲线表示如下式：
[0030]进一步地，所述的步骤S2.23中根据内轮投影曲线以及台车内轮与外轮的对应关 系，得到内轮轮芯在内水平轨曲面上的内轮轮芯投影曲线以及内轮轮芯的空间轨迹曲线， 具体包括：
[0031]根据弧长dl/d2 = rl/r2以及台车内轮与台车外轮的转角相等，得到内轮轮芯在内 水平轨曲面上的投影曲线表示如下式：
[0033]内轮轮芯的轨迹曲线表示如下式：
[0035]其中，I1、I2为内轮轮芯和外轮轮芯到自转轴的垂直距离；
[0036] e为台车自转轴到三角梁的水平距离；
[0037] ^2为分别为内水平平轨半径和外水平轨半径；
[0038] mi、m2S内轮轮芯和外轮轮芯在三角梁上的投影点到环冷机中心0的距离；
[0039] fo、&为内轮轮芯和外轮轮芯分别到自转轴的投影线与台车上表面的夹角。
[0040] 本发明烧结环冷机卸料曲轨设计方法，根据台车车轮的运动轨迹来确定曲轨的曲 线，精准合理，可以使台车运行平稳。
【附图说明】
[0041] 图1为本发明卸料区的位置与曲轨的形状的模型图；
[0042 ]图2为本发明中的台车平面模型图；
[0043 ]图3为本发明中的台车立面模型图；
[0044]图4为本发明中台车处于卸料时在水平轨道圆周面上的投影模型图。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图对本发明做进一步的描述。
[0046] 实施例1
[0047] 本实施例烧结环冷机卸料曲轨设计方法，包括
[0048] 以环冷机的中心为原点0、环冷机中心线为Z轴、卸料区中心线为Y轴，建立空间坐 标系0ΧΥΖ;
[0049] 以中心原点0在内水平轨圆周面上的投影点为原点0 ' i，X轴、Z轴在内水平轨圆周 面上的投影为X ' I、Z ' i建立坐标系X ' Λ ' C i;
[0050] 以中心原点0在外水平轨圆周面上的投影点为原点0'2，X轴、Z轴在外水平轨圆周 面上的投影为X ' 2、Z ' 2建立坐标系X ' 20 ' 2Z ' 2;
[0051 ] S2.11根据烧结环冷机的工艺要求，在内水平轨圆周面X1 ' O1 ' Z1 '上作出符合工艺 要求的内轮轮芯轨迹投影曲线g(xi'，Z1'）= 0，g(xi'，ζι'）=0是内轮芯轨迹以Z轴为中心在 内水平轨圆周平面上的投影；
[0052] S2.12根据内轮轮芯轨迹投影曲线，得到台车内轮轮芯的空间轨迹曲线；
[0053] S2.13根据内轮投影曲线以及台车内轮与外轮的对应关系，得到外轮轮芯在外水 平轨曲面上的外轮轮芯投影曲线以及外轮轮芯的空间轨迹曲线。
[0054]先建立空间坐标系OXYZ，如图1、图2所示，再在内水平轨和外水平轨的圆周面上建 立X1 ' O1 ' Z1 '、χ2 ' O2 ' Z2 '平面坐标系，以O点沿Y轴方向在水平轨圆周面上的投影点O'为原点， 以χ、ζ轴在圆周平面上的投影为Χ'、Ζ'轴;根据烧结环冷机的工艺要求，在Xi'Oi'Zi'平面上 作出符合工艺要求的内轮轮芯轨迹投影曲线8(^'， 21'）=0^&1'，21'）=0是内轮芯轨迹 以Z轴为中心在内水平轨圆周平面上的投影；
[0055] 根据内轮投影曲线以及台车内轮与外轮的对应关系，得到外轮轮芯在外水平轨曲 面上的外轮轮芯投影曲线。
[0056] 由图3、图4知
[00611由以上各式可得式(2)
[0057]
[0058]
[0059]
[0060]
[0062]
[0063] 由图2和图4知