專利名稱：結晶器振動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及起振設備，進一步涉及一種連鑄機結晶器振動裝置，特 別是涉及一種性能改進的電動伺服系統(tǒng)驅動的結晶器振動裝置。
背景技術：
在連鑄生產中，為了防止結晶器與鑄坯粘連并使鑄坯沿結晶器內腔向下 運動，需要使結晶器產生上下往復運動?，F(xiàn)在大多數(shù)都采用馬達驅動凸輪方 式使連鑄結晶器產生振動，在這種方式中，結晶器正弦振動的頻率及其振幅 分別通過調整馬達轉速以及凸輪的偏心量來預設定。在優(yōu)化連鑄過程時，選 擇合適的結晶器振動參數(shù)以獲得振幅與頻率的最佳組合是一條重要的方式。 眾所周知的是，當結晶器按正弦方式振動時，其振動參數(shù)不可能任意組合， 對此解決的辦法是利用一些機械方法，強行使結晶器實現(xiàn)非正弦方式振動。 但是這些機械方法都存在振動參數(shù)調整不方便，結晶器會產生側向振動，部 件易磨損等問題，最終將影響到鑄坯質量的提高。
能在線調整振幅和波形的連鑄機結晶器非正弦振動裝置，可以改善保護 渣對結晶器的潤滑作用，減小連鑄坯和銅壁之間的磨擦阻力，減小坯殼的拉 應力并使拉裂的坯殼得以愈合，減輕鑄坯表面的振痕深度使連鑄坯的表面質 量得以改善，并有助于拉坯速度的提高。
目前能實現(xiàn)上述要求的結晶器非正弦振動裝置有兩類 一類為液壓伺服 系統(tǒng)，由液壓伺服油缸、液壓伺服閥、液壓泵站等組成，其不足之處為系統(tǒng) 龐大，必須附帶一個液壓泵站，伺服油缸易漏油，造價高。
另一類就是電動伺服系統(tǒng)，電動伺服系統(tǒng)主要由伺服電機及滾珠絲杠副 構成，根據(jù)連鑄生產工藝需求，結晶器振動裝置要能提供頻率5次/秒、振 程為IO毫米的振動，相對電動伺服系統(tǒng)中的伺服電機及滾珠絲杠副的工況就 是200毫秒內正反換向一次、各轉一圈。電動伺服機構所產生的推、拉力要 除滿足克服結晶器振動裝置運動時所產生的慣性力外還必須克服結晶器振動
裝置的重力，通常方坯連鑄機的結晶器振動裝置的重力約3噸。
結晶器振動裝置的受力分析如下
F (拉力)=F (慣性力)+F (重力)
另外，根椐伺服電機需快速切換轉向的工況特點，電機自身的轉動慣量 有所限制，不能太大，也就對電機的功率有所限制，電機的功率越大，電機 白身的轉動慣量也就越大，上式中F(拉力)的大小決定了電機功率的大小，要 減小F (拉力)就只能將F (重力)平衡掉，使得F (重力)=0， F (拉力)=F (慣性力)。因 此，對于用電動伺服系統(tǒng)作為驅動器的結晶器振動裝置解決平衡振動裝置重 力方法的好壞將直接導致這類結晶器振動裝置運行的成敗。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題在于，克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提 供一種能自動平衡振動裝置自動的結晶器振動裝置。
為了解決上述問題本實用新型的技術方案是這樣的
結晶器振動裝置，包括一個承載結晶器的振動臺架，驅動振動臺架振動 的驅動器，所述振動臺架與驅動器之間通過一振動臂連接，其特征在于，所 述振動臂為中間鉸支的杠桿式振動臂，在振動臂的一側設置有用于平衡振動 裝置重力的氣彈簧。
所述氣彈簧管路連接一供氣裝置，所述氣彈簧與供氣裝置之間還設置有 一調節(jié)閥，所述調節(jié)閥連接一控制模塊，所述控制模塊連接驅動器。
所述驅動器包括伺服電機，與伺服電機連接的滾珠絲杠，滾珠絲杠通過 連桿與振動臂一端鉸接。
結晶器振動裝置運行時，伺服電機正、反旋轉帶動滾珠絲杠正、反旋轉， 帶動振動臂上下運動。電機正轉時電動伺服機構對結晶器振動臺架產生一個 拉力，電機反轉時電動伺服機構對結晶器振動臺架產生一個推力，振動臂上 方的氣彈簧起著平衡振動臺架及結晶器的自重作用?？刂颇K可以根據(jù)結晶 器重力的改變，利用伺服電機的正、反轉電流的偏差信號通過比例調節(jié)閥來 自動調節(jié)氣彈簧的彈力，保持氣彈簧的彈力與振動裝置重力的平衡。
有益效果，本實用新型通過平衡氣彈簧，可以有效的解決平衡振動裝置
重力的問題，保持氣彈簧的彈力與振動裝置重力的平衡，以使伺服電機所輸 出的功率始終為最小，結構簡單，使用方便。
以下結合附圖和具體實施方式
來詳細說明本實用新型；


圖1為本實用新型結晶器振動裝置的結構示意具體實施方式
為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明 白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
參看圖l，本實用新型方案是這樣的，由承載結晶器的振動臺架l、驅動 器2、氣彈簧3、壓力調節(jié)閥4和自動控制系統(tǒng)5組成。驅動器2包括伺服電 機，與伺服電機連接的滾珠絲杠21，滾珠絲杠21通過連桿22與振動臂6 — 端鉸接。振動臂6的上方裝有根據(jù)振動臺架及結晶器的自重設計選擇的氣彈 簧3，用瓶裝氮氣作為氣彈簧3的氣源，在氮氣瓶7的角閥上加裝一個壓力調 節(jié)閥4，壓力調節(jié)閥4的出口接氣彈簧3。自動控制系統(tǒng)5連接并控制氣壓調 節(jié)閥4。
結晶器振動裝置運行時，伺服電機正、反旋轉帶動滾珠絲杠正、反旋轉， 帶動振動臂上下運動。電機正轉時電動伺服機構對結晶器振動臺架產生一個 拉力，電機反轉時電動伺服機構對結晶器振動臺架產生一個推力，振動臂上 方的氣彈簧起著平衡振動臺架及結晶器的自重作用。自動控制系統(tǒng)可以根據(jù) 結晶器重力的改變，利用伺服電機的正、反轉電流的偏差信號通過比例調節(jié) 閥來自動調節(jié)氣彈簧的彈力，保持氣彈簧的彈力與振動裝置重力的平衡。
依據(jù)結晶器振動裝置的受力分析
F (拉力)=F (慣性力)+F (重力)
F (推力)=F (慣性力)一F (重力)
如果氣彈簧的彈力平衡了振動臺架及結晶器的自重力，那么， F (拉力)=F (推力)=F (慣性力)
伺服電機正、反轉時電動伺服機構對結晶器振動臺架產生的拉、推力是相等的，伺服電機正、反轉時的轉矩也相等，伺服電機正、反轉時的電機電
流也就相等，即1正一1反=厶1=0。結晶器振動裝置運動時自動控制系統(tǒng)中的伺 服電機控制器自動檢測電機正、反轉電流的差值AI，如果AI^0，則氣彈簧 的彈力與振動臺架及結晶器的重力不平衡，AI的信號通過自動控制系統(tǒng)的調 節(jié)器控制比例調節(jié)閥，以增加或降低輸入氣彈簧的進氣壓力既增加或降低氣 彈簧的彈力，直至氣彈簧的彈力與振動臺架及結晶器的重力相平衡A》0，上 述調節(jié)器過程完成。
因此，本結晶器振動裝置能根據(jù)結晶器重力的改變，如生產鋼坯斷面的 改變等，更換相應的結晶器后，自動調節(jié)氣彈簧的彈力，保持氣彈簧的彈力 與振動臺架及結晶器重力的平衡，以使伺服電機所輸出的功率始終為最小。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu) 點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述 實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型 精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都 落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利 要求書及其等同物界定。
權利要求1.結晶器振動裝置，包括一個承載結晶器的振動臺架，驅動振動臺架振動的驅動器，所述振動臺架與驅動器之間通過一振動臂連接，其特征在于，所述振動臂為中間鉸支的杠桿式振動臂，在振動臂的一側設置有用于平衡振動裝置重力的氣彈簧。
2、 根據(jù)權利要求1所述的結晶器振動裝置，其特征在于，所述氣彈簧管 路連接一供氣裝置，所述氣彈簧與供氣裝置之間還設置有一調節(jié)閥，所述調 節(jié)閥連接一控制模塊，所述控制模塊連接驅動器。
3、 根據(jù)權利要求l所述的結晶器振動裝置，其特征在于，所述驅動器包 括伺服電機，與伺服電機連接的滾珠絲杠，滾珠絲杠通過連桿與振動臂一端 鉸接。
專利摘要結晶器振動裝置，包括一個承載結晶器的振動臺架，驅動振動臺架振動的驅動器，所述振動臺架與驅動器之間通過一振動臂連接，其特征在于，所述振動臂為中間鉸支的杠桿式振動臂，在振動臂的一側設置有用于平衡振動裝置重力的氣彈簧。所述氣彈簧管路連接一供氣裝置，所述氣彈簧與供氣裝置之間還設置有一調節(jié)閥，所述調節(jié)閥連接一控制模塊，所述控制模塊連接驅動器。本實用新型通過平衡氣彈簧，可以有效的解決平衡振動裝置重力的問題，保持氣彈簧的彈力與振動裝置重力的平衡，以使伺服電機所輸出的功率始終為最小，結構簡單，使用方便。
文檔編號B22D11/114GK201198026SQ200820059390
公開日2009年2月25日 申請日期2008年6月5日 優(yōu)先權日2008年6月5日
發(fā)明者方炳俠 申請人:上海亞新連鑄技術工程有限公司