一种非正弦的结晶器振动系统的制作方法

本发明属于结晶器领域，具体涉及一种非正弦的结晶器振动系统。

背景技术：

振动装置作为工业、农业等生产领域不可或缺的工具或装置，在各种应用场景中，提供期望的振动供给来源。

在公开号为cn101147965a、名称为《结晶器振动系统》，公开号为cn101337267a、名称为《板坯结晶器液压振动装置》这两份专利中，公开了两种类型的用于结晶器的振动系统/装置，分别为电动缸式和液压缸式振动系统/装置。

用于结晶器的振动系统/装置，其工况条件差，在环境温度高且潮湿等恶劣条件下，上述现有技术中的第一种，利用摇臂和电动缸驱动的结晶器振动系统容易发生故障，易烧毁电动机，更换极为困难。振动臂与台架、振动臂与固定架的转轴联接处为关节轴承，由于一次加入润滑脂的量有限，后续因废钢的粘结及条件所限而很难加人润滑脂，关节轴承的润滑无法得到保证，从而，关节轴承的损坏会严重影响振动装置使用寿命。而且这种利用摇臂和电动缸驱动的结晶器振动系统一般为开环控制，长时间使用会出现一系列的波形失真的情况。

考虑到结构、功率和同步控制等因素，上述现有技术中的第二种，其非正弦驱动系统为双缸液压式液压驱动系统，双缸驱动的同步性较差，并伴有突然停振、零飘、颤振等缺陷。虽然液压驱动系统可以方便地产生各种振动规律，实现在线参数调整，但其建造、运行及维护成本高昂。另外，液压缸存在偷停现象，液压油易造成环境污染。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种非正弦的结晶器振动系统，该振动系统采用两个非正弦振动装置对六个正弦振动机构输出的正弦振动进行叠加合成，以输出符合某一特定非正弦波形规则的非正弦振动供给结晶器，所产生的非正弦振动符合连铸机结晶器振动的参数要求，而且该振动系统制造成本低，维护方便，无污染。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种非正弦的结晶器振动系统，所述振动系统包括底板和固定安装在所述底板上的两个非正弦振动设备，所述非正弦振动设备包括相互机械连接的非正弦振动装置和电机；所述振动系统还设有主叠加杆，两个非正弦振动装置之间通过所述主叠加杆连接；所述底板上设有基座，所述基座上设有滑轨，所述结晶器上固定安装有滑块，所述滑轨与所述滑块滑动连接，所述滑块与所述主叠加杆的中点铰接。

其中，所述非正弦振动装置包括上壳体、下壳体、输入轴、主输出杆和三个位于所述下壳体内部空间的正弦振动机构，所述输入轴连接于所述电机，所述下壳体包括上箱体和下箱体，所述下箱体固定安装于所述底板，所述主输出杆贯穿所述上箱体和所述上壳体；所述正弦振动机构包括贯穿所述上箱体的次级输出杆、支撑在下壳体上的次级齿轮以及与所述次级齿轮同轴连接的旋转把手，所述次级输出杆的底部设有横向的滑槽杆，所述旋转把手的一端固定连接于所述次级齿轮的中心轴，所述旋转把手的另一端与所述次级输出杆的所述滑槽杆滑动连接；所述输入轴上设有主齿轮，所述主齿轮分别与三个所述正弦振动机构的次级齿轮相啮合。

所述上壳体内部空间设有第一叠加杆和第二叠加杆，其中两个所述正弦振动机构的次级输出杆分别与所述第一叠加杆的两端滑动铰接，另一个所述正弦振动机构的次级输出杆和所述第二叠加杆的一端铰接，所述第二叠加杆的另一端与所述第一叠加杆的中点铰接；所述主输出杆与所述第二叠加杆的中点铰接，所述主叠加杆的两端分别与两个所述非正弦振动装置的所述主输出杆滑动铰接。

一优选实施例中，所述输入轴上的主齿轮与三个所述正弦振动机构的次级齿轮之间的传动比根据所述结晶器的振动需求设置。

一优选实施例中，所述下箱体上设有三个固定安装的导杆，所述导杆与所述正弦振动机构的次级输出杆滑动连接，所述次级输出杆能够在所述导杆的导向作用下做直线往复运动。

一优选实施例中，所述上箱体上设有导轨座，所述第二叠加杆的中心处设有与其固定安装的导块，所述第二叠加杆上的所述导块与所述导轨座滑动连接并能够沿所述导轨座做直线往复运动。

一优选实施例中，所述振动系统还包括齿轮箱和联轴器，所述齿轮箱固定安装于所述底板，所述电机依次通过所述齿轮箱、所述联轴器连接于所述非正弦振动装置的输入轴。

一优选实施例中，所述下箱体设有若干支撑座，所述主齿轮和所述次级齿轮分别通过若干轴承支撑于所述支撑座。

一优选实施例中，两个所述非正弦振动装置通过所述主叠加杆输出符合非正弦波形的振动供给所述结晶器。

采用本发明具有如下的有益效果：

1、本发明所述的结晶器振动系统采用双非正弦振动装置对多个正弦机构输出的正弦振动进行叠加合成，以输出符合某一特定非正弦波形规则的非正弦振动供给结晶器。

2、本发明所述的结晶器振动系统可以根据结晶器对振动的实际工作需求，通过选择主齿轮与各正弦振动机构的次级齿轮的传动比，来实现对符合某一特定非正弦波形振动的模拟输出。

3、本发明所述的结晶器振动系统采用模块化设计，例如采用模块化设计的非正弦振动设备、非正弦振动装置、正弦振动机构等模块化部件。模块化设计便于对该振动系统进行维护、部件更换等。

4、本发明所述的结晶器振动系统可以根据实际需要，通过增加或减少模块化的非正弦振动设备或正弦振动机构以及叠加杆的数量，来匹配结晶器对振动工况或振动波形的需求。

附图说明

图1为本发明所述的结晶器振动系统实施例的立体示意图；

图2为本发明所述的结晶器振动系统实施例的另一立体示意图(省略结晶器)；

图3为本发明所述的结晶器振动系统实施例的再一立体示意图(省略结晶器和驱动部件)；

图4为结晶器的装配示意图；

图5为非正弦振动设备的立体示意图；

图6为非正弦振动装置的立体示意图；

图7为非正弦振动装置的部分剖视立体示意图；

图8为三个正弦振动机构的啮合装配立体示意图；

图9为三个正弦振动机构的啮合装配平面示意图；

图10为非正弦振动装置的部分剖视平面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1至图10，示出了本发明一种非正弦的结晶器振动系统的实施例，振动系统包括底板10和固定安装在底板10上的两个非正弦振动设备20，非正弦振动设备20包括相互机械连接的非正弦振动装置21和电机22，电机22依次通过齿轮箱23、联轴器24连接于非正弦振动装置21，此时，是由电机22作为振动系统的动力源。

两个非正弦振动装置21之间通过主叠加杆30连接，主叠加杆30的两端分别与两个非正弦振动装置21的主输出杆31滑动铰接，主叠加杆30的中点与固定安装于结晶器50的滑块51铰接连接。从而，两个非正弦振动装置21通过主叠加杆30输出输出符合非正弦波形的振动供给结晶器50。

底板10上设有基座11，基座11上设有滑轨12，结晶器50与基座11之间通过滑轨12和滑块51滑动连接，从而，结晶器50能够沿滑轨12做直线往复运动，即处于振动模式。

参照图5至图10，示出了本发明所述的结晶器振动系统采用的非正弦振动设备20及其非正弦振动装置21的实施例，非正弦振动装置21包括主输出杆31、上壳体32、下壳体33、输入轴34和三个位于下壳体33内部空间的正弦振动机构40。其中，输入轴34连接于电机22，下壳体33包括上箱体331和下箱体332，下箱体332固定安装于底板10，主输出杆31贯穿上箱体331和上壳体32。

正弦振动机构40包括贯穿上箱体331的次级输出杆41、支撑在下壳体上的次级齿轮42以及与次级齿轮42同轴连接的旋转把手43。次级输出杆41的底部设有横向的滑槽杆44，旋转把手43的一端固定连接于次级齿轮42的中心轴，旋转把手43的另一端与次级输出杆41的滑槽杆44滑动连接。输入轴34上设有主齿轮35，主齿轮35分别与三个正弦振动机构40的次级齿轮42相啮合，输入轴34上的主齿轮35与三个正弦振动机构40的次级齿轮42之间的传动比可根据结晶器50的振动需求设置。

上壳体32内部空间设有第一叠加杆61和第二叠加杆62，其中两个正弦振动机构40的次级输出杆41分别与第一叠加杆61的两端滑动铰接，另一个正弦振动机构40的次级输出杆41和第二叠加杆62的一端铰接，第二叠加杆62的另一端与第一叠加杆61的中点铰接。主输出杆31与第二叠加杆62的中点铰接，从而，三个正弦振动机构40输出的振动经第一叠加杆61、第二叠加杆62和主叠加杆30传递至结晶器50。

下箱体332上设有三个固定安装的导杆45，导杆45与正弦振动机构40的次级输出杆41滑动连接，次级输出杆41能够在导杆45的导向作用下做直线往复运动。

上箱体331上设有导轨座36，第二叠加杆62的中心处设有与其固定安装的导块37，第二叠加杆62上的导块37与导轨座36滑动连接并能够沿导轨座36做直线往复运动。

下箱体设有若干支撑座71，主齿轮35和次级齿轮42分别通过若干轴承72支撑于支撑座71。

根据傅里叶变换原理，非正弦周期函数(波形)可以由基波分量及不同频率的高次谐波分量叠加而成。三个正弦振动机构40输出正弦振动时，非正弦振动设备20可以将三个正弦振动叠加合成，从而输出符合非正弦波形规则的振动。同样，本发明所述结晶器振动系统可以进一步地将六个正弦振动机构40输出的正弦振动叠加合成，从而输出符合非正弦波形规则的振动。根据傅里叶变换原理，叠加的正弦波形数量越多，叠加后的波形越接近于所期望的非正弦波形，在实际应用中，可根据实际工况及其精度要求来决定相应的叠加数量。

应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。