连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置，其振动发生装置主要由一个主驱动机、一个主减速机、一个差动调节装置、一个调节驱动机及一个振动发生装置组成，主驱动机驱动主减速机，主减速机通过联轴器连接差动调节装置并驱动振动发生装置，调节驱动机通过联轴器与差动调节装置连接，当调节驱动机运转时实现对振动发生装置振幅的调整或控制，本发明的主要特点是通过对差动调节装置的输出轴一与输出轴二的相对位置设计及在线检测，并用差动原理进行对偏心量从而振幅的在线调节或实时控制，实现不停机无级连续调整振幅、实现自动调节的变振幅及变振速的结晶器振动。
【专利说明】连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种冶金连铸结晶器振动驱动装置，尤其涉及一种连铸机用机械式在 线可调振幅的结晶器振动发生装置。
【背景技术】
[0002] 在冶金连续铸钢的生产过程中，结晶器振动发生装置是其核心设备之一，现有的 机械式结晶器振动发生装置一般采用偏心轴、偏心轴套方式，振幅相对固定，不可在线调整 振幅，并且在长时间运转后，偏心轴套与偏心轴之间的花键联接可能卡死，调整不便，不能 满足在连续生产中对振幅的灵活调节要求，这种技术的振动驱动由于其机构的限制，在需 要调整振幅的时候必须停机，其偏心量即振幅需要人工手动调整，工作强度大，且不能实现 无级调振幅。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装 置，能够实现在线无级连续调整振幅的正弦振动或能够实现在线无级连续调整振幅的非正 弦振动或在自动控制下实现在线无级连续调整振幅的非正弦振动，可以在工作过程中不停 机进行调整。
[0004] 本发明的目的是以下述技术手段实现的： 基本方案： 一种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置，其主要由一个主驱动机、 一个主减速机、一个差动调节装置、一个调节驱动机及一个振动发生装置组成，主驱动机驱 动主减速机，主减速机通过联轴器连接差动调节装置并驱动振动发生装置，调节驱动机通 过联轴器与差动调节装置连接； 所述一个主驱动机，其是一个电机或液压马达； 所述一个主减速机，其为标准减速机； 所述一个调节驱动机，其是一个带制动器的电机或带制动器的液压马达。
[0005] 所述一个差动调节装置，其主要由行星差动机构及轮系组成的一个齿轮传动装 置，差动调节装置设有二个输入轴及二个输出轴，一个输入轴一与主减速机连接，另一个输 入轴二与调节驱动机连接，一个输出轴一通过花键与振动发生装置的偏心轴连接，此输出 轴一和与主减速机连接的输入轴一在差动调节装置中为同一个传动轴，另一个输出轴二通 过振动发生装置的连接盘一、空心过渡轴套、连接盘二与振动发生装置的偏心轴套连接，当 输入轴二没有输入即在调节驱动机处于停止并制动状态下，输入轴一与输出轴二的传动比 为
【权利要求】
1. 一种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置，其特征在于：其主要由 一个主驱动机、一个主减速机、一个差动调节装置、一个调节驱动机及一个振动发生装置组 成，主驱动机驱动主减速机，主减速机通过联轴器连接差动调节装置并驱动振动发生装置， 调节驱动机通过联轴器与差动调节装置连接； 所述一个主驱动机，其是一个电机或液压马达或控制原动机； 所述一个主减速机，其为标准减速机； 所述一个调节驱动机，其是一个带制动器的电机或带制动器的液压马达； 所述一个振动发生装置，其主要由一个偏心轴、一个偏心轴套、一个连接盘一、一个空 心过渡轴套、一个连接盘二、一个轴承座一、一个轴承座二、一个偏心输出杆组成，偏心轴套 安装于偏心轴及偏心输出杆之间，偏心轴套与偏心输出杆用轴承支撑，偏心轴的一端通过 轴承由轴承座二支撑，偏心轴的另一端的靠近偏心输出杆处安装有空心过渡轴套，空心过 渡轴套与偏心轴之间有轴承支撑，空心过渡轴套通过轴承由轴承座一支撑，偏心轴的另一 端通过花键与差动调节装置的输出轴一连接，连接盘一连接空心过渡轴套与差动调节装置 的输出轴二，连接盘二连接空心过渡轴套与偏心轴套，通过调整偏心轴与偏心轴套的相对 角度位移位置，调节偏心量，从而调节振幅； 所述一个差动调节装置，其主要由行星差动机构及轮系组成的一个齿轮传动装置，差 动调节装置设有二个输入轴及二个输出轴，一个输入轴一与主减速机连接，另一个输入轴 二与调节驱动机连接，一个输出轴一通过花键与振动发生装置的偏心轴连接，此输出轴一 和与主减速机连接的输入轴一在差动调节装置中为同一个传动轴，另一个输出轴二通过振 动发生装置的连接盘一、空心过渡轴套、连接盘二与振动发生装置的偏心轴套连接，当输入 轴二没有输入即在调节驱动机处于停止并制动状态下，输入轴一与输出轴二的传动比为 L=1〇
2. 根据权利要求1所述的一种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置， 其特征在于：所述差动调节装置的输入轴一由主驱动机通过主减速机驱动，主驱动机是一 个电机或液压马达，主驱动机以固定速度运行，输入轴二由调节驱动机进行在线调节，差动 调节装置的输入轴一、输出轴一、输出轴二为同速度、同方向传动，输出轴一与输出轴二相 对没有角度的位移，即保持了偏心轴与偏心轴套的相对位置，从而保持了振动发生装置的 偏心量，保持了振动发生装置的振幅，当输入轴二有输入时，保持输出轴一、输出轴二为同 方向传动，但输出轴一的速度大于输出轴二的速度或输出轴一的速度小于输出轴二的速 度，使得输出轴一与输出轴二相对有角度的位移，角度的位移至适当并需要的位置时停止 输入并制动，即调节了振动发生装置的偏心轴与偏心轴套的相对位置，从而调节了振动发 生装置的偏心量，调节了振动发生装置的振幅，所得到的效果是在无自动控制的情况下，能 够实现在线无级连续调整振幅的正弦振动。
3. 根据权利要求1所述的一种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置， 其特征在于：所述差动调节装置的输入轴一由主驱动机通过主减速机驱动，主驱动机是控 制原动机，主驱动机以预先设定的运行速度运行，其运行速度以输入轴一每转周期性变化， 输入轴二由调节驱动机进行在线调节，差动调节装置的输入轴一、输出轴一、输出轴二为同 速度、同方向传动，输出轴一与输出轴二相对没有角度的位移，即保持了偏心轴与偏心轴套 的相对位置，从而保持了振动发生装置的偏心量，保持了振动发生装置的振幅，当输入轴二 有输入时，保持输出轴一、输出轴二为同方向传动，但输出轴一的速度大于输出轴二的速度 或输出轴一的速度小于输出轴二的速度，使得输出轴一与输出轴二相对有角度的位移，角 度的位移至适当并需要的位置时停止输入并制动，即调节了振动发生装置的偏心轴与偏心 轴套的相对位置，从而调节了振动发生装置的偏心量，其调节了振动发生装置的振幅，所得 到的效果是在自动控制的情况下，能够实现在线无级连续调整振幅的非正弦振动； 输入轴一由主驱动机通过主减速机驱动，主驱动机以预先设定的运行速度运行，其运 行速度以输入轴一每转周期性变化，所述输入轴一的转角Cii是《V的函数，为输入轴一 运行一转时的平均角速度，t为运行时间，S卩输入轴一转动一圈时，输入轴一的转角随时间t周期件地变化，用控制原动机控制的输入轴一的角速度》的函数表达式之一为：
式中J为角速度0在一转内变化幅度大小的参数，〇 <$ < 1，常数； %为输入轴一运行一转时的平均角速度，％ = 2--。，常数； 为调节参数，为弧度值，常数； e及/分别为振动发生装置的偏心轴及偏心轴套的偏心量； %为结晶器振动的次数，常数。
4. 一种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置，其特征在于：其主要由 一个主驱动机、一个主减速机、一个差动调节装置、一个调节驱动机及一个振动发生装置组 成，主驱动机驱动主减速机，主减速机通过联轴器连接差动调节装置并驱动振动发生装置， 调节驱动机通过联轴器与差动调节装置连接； 所述一个主驱动机，其是一个电机或液压马达； 所述一个主减速机，其为标准减速机； 所述一个调节驱动机，其是一个带制动器的控制原动机； 所述一个振动发生装置与权利要求1中的振动发生装置相同； 所述一个差动调节装置，其主要由行星差动机构及轮系组成的一个齿轮传动装置，差 动调节装置设有二个输入轴及二个输出轴，一个输入轴一与主减速机连接，另一个输入轴 二与调节驱动机连接，一个输出轴一通过花键与振动发生装置的偏心轴连接，此输出轴一 和与主减速机连接的输入轴一在差动调节装置中为同一个传动轴，另一个输出轴二通过振 动发生装置的连接盘一、空心过渡轴套、连接盘二与振动发生装置的偏心轴套连接，当输入 轴二没有输入即在调节驱动机处于停止并制动状态下，输入轴一与输出轴二的传动比为 ij^ 〇 ； 差动调节装置的输入轴一由主驱动机通过主减速机驱动，主驱动机以固定速度运行， 输入轴二由调节驱动机驱动，输出轴二的转角是输出轴一的转角的函数，并输出轴一转动 一圈时，输出轴二也刚好转动一圈，即输出轴一转动一圈时，输出轴二的转角随输出轴一周 期性地变化，从而偏心轴与偏心轴套的相对位置周期性地变化，从而振动发生装置的偏心 量周期性地变化，当输出轴一、输出轴二与振动发生装置连接时，使得振动发生装置的偏心 量随输出轴一的所处位置而变化，从而在自动控制下实现在线可调振幅的非正弦振动； 输出轴二的转角是输出轴一的转角的函数，并输出轴一转动一圈时，输出轴二也刚好 转动一圈，即输出轴一转动一圈时，输出轴二的转角随输出轴一周期性地变化，用输入轴二 控制的其函数表达式之一为：
式中：Y2为输入轴二的转角位置，为弧度值； G为输入轴一的转角位置，为弧度值，变量； ^及A分别为振幅最大及最小时的--值，为弧度值，常数； 爲2及Al分别为振幅最大及最小时输出轴二相对输出轴一的位移值，为弧度值，常 数； $及^分别为输入轴二及输入轴一至输出轴二的传动比，常数； .fc为调节参数，为弧度值，常数。
5. -种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置，其特征在于：其主要由 一个主驱动机、一个主减速机、一个差动调节装置、一个调节驱动机及一个振动发生装置组 成，主驱动机驱动主减速机，主减速机通过联轴器连接差动调节装置并驱动振动发生装置， 调节驱动机通过联轴器与差动调节装置连接； 所述一个主驱动机，其是一个电机或液压马达； 所述一个主减速机，其为标准减速机； 所述一个调节驱动机，其是一个带制动器的电机或带制动器的液压马达； 所述一个振动发生装置与权利要求1中的振动发生装置相同； 所述一个差动调节装置，其主要由行星差动机构及轮系组成的一个齿轮传动装置，差 动调节装置设有二个输入轴及二个输出轴，一个输入轴一与主减速机连接，另一个输入轴 二与调节驱动机连接，输入轴一通过一对椭圆齿轮驱动行星差动机构的输入中心轮轴，输 出轴一通过花键与振动发生装置的偏心轴连接，此输出轴一与行星差动机构输入中心轮轴 在差动调节装置中为同一个传动轴，另一个输出轴二通过振动发生装置的连接盘一、空心 过渡轴套、连接盘二与振动发生装置的偏心轴套连接，一对椭圆齿轮为两个完全相同的椭 圆齿轮组成，其两个椭圆齿轮之间的平均传动比为1，当输入轴二没有输入即在调节驱动机 处于停止并制动状态下，输入轴一与输出轴二的平均传动比为I1 =1; 差动调节装置的输入轴一由主驱动机通过主减速机驱动，主驱动机以固定速度运行， 输入轴二由调节驱动机进行在线调节，差动调节装置的输出轴一、输出轴二为同速度、同方 向传动，输出轴一与输出轴二相对没有角度的位移，即保持了偏心轴与偏心轴套的相对位 置，从而保持了振动发生装置的偏心量，保持了振动发生装置的振幅，当输入轴二有输入 时，保持输出轴一、输出轴二为同方向传动，但输出轴一的速度大于输出轴二的速度或输出 轴一的速度小于输出轴二的速度，使得输出轴一与输出轴二相对有角度的位移，角度的位 移至适当并需要的位置时停止输入并制动，即调节了振动发生装置的偏心轴与偏心轴套的 相对位置，从而调节了振动发生装置的偏心量，调节了振动发生装置的振幅，所得到的效果 是在无自动控制的情况下，能够实现在线无级连续调整振幅的非正弦振动。
6. -种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置，其特征在于：其可以由 一个主驱动机、一个主减速机、一个偏心联轴器、一个差动调节装置、一个调节驱动机及一 个振动发生装置组成，主驱动机驱动主减速机，主减速机通过一个偏心联轴器连接差动调 节装置并驱动振动发生装置，调节驱动机通过联轴器与差动调节装置连接，所得到的效果 是在无自动控制的情况下，能够实现在线无级连续调整振幅的非正弦振动； 所述一个主驱动机，其是一个电机或液压马达； 所述一个主减速机，其为标准减速机； 所述一个调节驱动机，其是一个带制动器的电机或带制动器的液压马达； 所述一个差动调节装置与权利要求1中的差动调节装置相同； 所述一个振动发生装置与权利要求1中的振动发生装置相同； 所述一个偏心联轴器，其主动半联轴器与被动半联轴器的回转轴之间有一个间距S，主 动半联轴器的端面上，设有一个转轴，转轴轴线与主动半联轴器的回转轴平行且有间距L， 转轴的外伸头部设有一个滑块，被动半联轴器的端面上设有一条凹槽，凹槽的宽度与转轴 的外伸头部滑块相匹配，凹槽对称于被动半联轴器的回转轴，主动半联轴器的转轴的外伸 头部滑块在被动半联轴器的凹槽内滑动并带动被动半联轴器绕被动半联轴器的回转轴转 动。
7. -种连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置，其特征在于：其可以由 一个主驱动机、一个主减速机、一个变速传动箱、一个差动调节装置、一个调节驱动机及一 个振动发生装置组成，主驱动机驱动主减速机，主减速机通过联轴器连接变速传动箱的输 入轴，变速传动箱的输出轴通过联轴器连接差动调节装置并驱动振动发生装置，调节驱动 机通过联轴器与差动调节装置连接，所得到的效果是在无自动控制的情况下，能够实现在 线无级连续调整振幅的非正弦振动； 所述一个主驱动机，其是一个电机或液压马达； 所述一个主减速机，其为标准减速机； 所述一个调节驱动机，其是一个带制动器的电机或带制动器的液压马达； 所述一个差动调节装置与权利要求1中的差动调节装置相同； 所述一个振动发生装置与权利要求1中的振动发生装置相同； 所述一个变速传动箱,其有一个输入轴及一个输出轴,输出轴的转角为输入轴的转角 的周期性函数，输入轴与输出轴的转数比为1，即输入轴转动一圈，输出轴也转动一圈。
8. 一种适于连续铸造板述的板述连铸机，其特征在于：板述连铸机包含有如权利要求 1至7的任一项所述的连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置。
9. 一种适于连续铸造方述的方述连铸机，其特征在于：方述连铸机包含有如权利要求 1至7的任一项所述的连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置。
10. -种适于连续铸造圆坯的圆坯连铸机，其特征在于：圆坯连铸机包含有如权利要 求1至7的任一项所述的连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置。
11. 一种适于连续铸造空心坯的空心坯连铸机，其特征在于：空心坯连铸机包含有如 权利要求1至7的任一项所述的连铸机用机械式在线可调振幅的结晶器振动发生装置。
【文档编号】B22D11/053GK104439129SQ201510022942
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月19日 优先权日:2015年1月19日
【发明者】张生宁, 韩文杰, 张焕鑫 申请人:上海耀秦冶金设备技术有限公司