專利名稱：一種振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及冶金連鑄設備中結晶器振動發(fā)生裝置領域，具體來講是一種振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置。
背景技術：
結晶器振動發(fā)生裝置是連續(xù)鑄鋼的核心設備之一，傳統(tǒng)的結晶器振動發(fā)生裝置是由交流異步電動機、減速機、偏心機構等組成的正弦振動發(fā)生裝置。這種振動發(fā)生裝置具有機構簡單、承載力強、使用成本低等優(yōu)點。從上世紀八十年代后期直到今，該裝置一直是業(yè)內(nèi)普遍采用的結晶器振動發(fā)生裝置。隨著連鑄技術的進步，在要求提高鑄坯質(zhì)量的同時，對連鑄機提產(chǎn)降耗也提出了新的要求。由于采用結晶器非正弦振動技術能有效地提高連鑄機的拉坯速度，改善鑄坯的表面質(zhì)量，因此，該技術也隨之得到了廣泛深入地研究、發(fā)展、應用及推廣。目前結晶器非正弦振動發(fā)生裝置主要由液壓驅動、伺服缸驅動和機械驅動，液壓驅動必須要配液壓站，造價高、維護難、使用成本高，機械驅動的非正弦振動裝置主要構造形式有“普通電機+雙偏心軸疊加”、“普通電機+非軸齒輪”等，但這些機械非正弦驅動裝置的結構都比較復雜，且振幅固定，不能調(diào)節(jié)。而伺服缸驅動的非正弦振動裝置，是將伺服電機的旋轉運動通過絲桿轉換為直線運動，由于絲桿的承載力有限，在承載結晶器振動這種大質(zhì)量、高加速度沖擊時，具有壽命短、振動姿態(tài)畸變的缺點，需要經(jīng)常更換絲桿，因此提高了使用成本。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置，其不需要配置液壓站，結構簡單緊湊，維護簡單，造價低，振幅在線可調(diào)，不使用絲桿，提高了使用壽命，降低使用成本。為達到以上目的，本實用新型提供一種振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置，包括底座和位于底座上的電機、兩個軸承座、聯(lián)軸器、偏心軸，所述偏心軸外部套設一個振動座，偏心軸內(nèi)部套設一個旋轉軸，旋轉軸架設于兩個軸承座之間，旋轉軸的一端通過聯(lián)軸器與所述電機的轉軸相連，所述旋轉軸的軸心與偏心軸橫截面的圓心位于同一水平面且不重
合，旋轉軸與水平面之間的轉動角度為α，且，所述電機還外接一個電氣控制系統(tǒng)。在上述技術方案的基礎上，所述振動座頂端通過一根連桿連接結晶器振動臺。在上述技術方案的基礎上，所述電機為低轉速大扭矩直驅伺服電機。在上述技術方案的基礎上，所述旋轉軸其軸心為旋轉中心，以偏心軸水平位置為中心點，旋轉方向為正、反方向等幅往復轉動。在上述技術方案的基礎上，所述偏心軸運動方向為上、下振動，其運動振幅為h，h=R*sin α，其中R為旋轉軸的軸心與偏心軸橫截面的圓心之間的距離，即偏心軸的偏心距離。在上述技術方案的基礎上，所述電氣控制系統(tǒng)包括計算機、電氣控制柜和現(xiàn)場操作箱，計算機連接電氣控制柜 ，電氣控制柜包括依次相連的可編程邏輯控制器、運動控制器、伺服驅動器，現(xiàn)場操作箱與可編程邏輯控制器相連。本實用新型的有益效果在于I.不需要配置液壓站，并且結構簡單、緊湊，適應目前大部分的結晶器，不需要改變目前傳統(tǒng)型結晶器振動裝置的其他機械結構，維護簡單且造價低。2.能夠進行包括正弦或非正弦振動在內(nèi)的多種振動方式，通過調(diào)節(jié)旋轉軸與水平面之間的轉動角度α，就能夠在線調(diào)節(jié)它的振幅，便于實現(xiàn)結晶器振動的負滑脫時間恒定控制，從而提高鑄坯的表面質(zhì)量及拉坯速度。3.整個振動裝置采用采用了傳統(tǒng)機械結構原理，并且不使用絲桿，避免絲桿使用的弊端，使用壽命延長，降低使用成本，整體結構具有承載力大、抗沖擊力強、可靠性高的優(yōu)點。

圖I為本實用新型實施例振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置與連桿配合的結構示意圖；圖2為圖I的右視圖；圖3為本實用新型實施例振幅控制算法原理示意圖；圖4為本實用新型振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置與結晶器振動臺的連接關系不意圖；圖5為本實用新型實施例電氣控制系統(tǒng)的結構框圖。附圖標記結晶器振動發(fā)生裝置1，底座2，電機3，聯(lián)軸器4，兩個軸承座5，偏心軸6，振動座7，旋轉軸8，連桿9，結晶器振動臺10，計算機11，電氣控制柜12，PLC 121，運動控制器122，伺服驅動器123，現(xiàn)場操作箱13。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖I至圖4所示，本實用新型振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置1，用來通過連桿9連接結晶器振動臺10。所述結晶器振動發(fā)生裝置I包括底座2，以及設置于底座2上的電機3、聯(lián)軸器4、兩個軸承座5、偏心軸6。偏心軸6的內(nèi)部套設一個旋轉軸8，所述旋轉軸8架設于兩個軸承座5之間，轉軸8的一端通過聯(lián)軸器4與電機3的轉軸相連，聯(lián)軸器4位于其中一個軸承座5和電機3之間,所述電機3還外接一個電氣控制系統(tǒng)11 (如圖5),本實施例中采用低轉速的大扭矩直驅伺服電機，且旋轉軸8和偏心軸6是一體成型的。所述偏心軸6外部套設一個振動座7，振動座7頂端與連桿9連接。所述偏心軸6和振動座7同樣位于兩個軸承座5之間。如圖3所示，所述旋轉軸8的軸心O與偏心軸橫截面的圓心O'位于同一水平面且不重合，二者之間的距離為R，R即為偏心軸6的偏心距離。[0025]如圖5所示，所述電氣控制系統(tǒng)包括計算機11、電氣控制柜12和現(xiàn)場操作箱13，計算機11連接電氣控制柜12,電氣控制柜12包括依次相連的PLC (Programmable LogicController，可編程邏輯控制器)121、運動控制器122、伺服驅動器123，現(xiàn)場操作箱13與PLC 121 相連。如圖I、圖3和圖4所示，所述振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置的振動方法，根據(jù)需要在電氣控制系統(tǒng)中設置所需要的各項參數(shù)，以及旋轉軸8與水平面之間的轉動角度為α。如圖5所示，具體操作與原理為操作者操作計算機11根據(jù)生產(chǎn)工藝參數(shù)及控制算法，給出控制模型，PLC 121接收后，給出結晶器振動的控制指令，運動控制器122根據(jù)所述控制指令，將控制模型分解為電機3實時運動的指令序列，伺服驅動器123將所述指令序列轉換為伺服電機3運動的電信號序列，并控制與其相連的電機3按照控制模型進行運動，在操作過程中，現(xiàn)場施工人員還可以通過現(xiàn)場操作箱13對PLC 121進行狀態(tài)操作。電氣控制系統(tǒng)驅動電機3,電機3的轉軸通過聯(lián)軸器4帶動旋轉軸8轉動,進而帶動偏心軸6。所述旋轉軸8以其軸心O為旋轉中心，正、反方向等幅往復旋轉運動，旋轉軸8與水平面之間的
轉動角度為α，且γ。所述旋轉軸8轉動的同時,帶動偏心軸6上、下振動,偏心軸
的運動振幅為h,h = tsiiia ()，其中R為偏心軸6的偏心距離，α為上述旋轉軸8的轉動角度。所述振動座7在偏心軸6上、下振動的情況下，帶動連桿9進行振幅可調(diào)節(jié)的正弦或非正弦振動。而與該連桿9相連的結晶器振動臺10的結晶器振動是偏心軸5運動的函數(shù)，即H = f (h)，其中H為結晶器振動的振幅，f (h)為連桿9驅動結晶器振動臺10振動的傳遞函數(shù)。通過控制偏心軸6帶動連桿9按振幅h進行振動,驅動結晶器振動臺10按傳遞
函數(shù)f (h)給出的函數(shù)關系進行振動，當α = ±|時，結晶器振動達到最大振幅，即在最高點
與最低點之間運動，實現(xiàn)振幅為f (R)的結晶器振動控制。本實用新型不局限于上述實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。
權利要求1.一種振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置，包括底座和位于底座上的電機、兩個軸承座、聯(lián)軸器、偏心軸，其特征在于所述偏心軸外部套設一個振動座，偏心軸內(nèi)部套設一個旋轉軸，旋轉軸架設于兩個軸承座之間，旋轉軸的一端通過聯(lián)軸器與所述電機的轉軸相連，所述旋轉軸的軸心與偏心軸橫截面的圓心位于同一水平面且不重合，旋轉軸與水平面之間的轉動角度為α ,且-，所述電機還外接一個電氣控制系統(tǒng)。
2.如權利要求I所述的振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置，其特征在于所述振動座頂端通過一根連桿連接結晶器振動臺。
3.如權利要求I或2所述的振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置，其特征在于所述電機為低轉速大扭矩直驅伺服電機。
4.如權利要求I所述的振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置，其特征在于所述旋轉軸其軸心為旋轉中心，以偏心軸水平位置為中心點，旋轉方向為正、反方向等幅往復轉動。
5.如權利要求4所述的振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置，其特征在于所述偏心軸運動方向為上、下振動，其運動振幅為h，h = R · sina，其中R為旋轉軸的軸心與偏心軸橫截面的圓心之間的距離，即偏心軸的偏心距離。
6.如權利要求I所述的振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置，其特征在于所述電器控制系統(tǒng)包括計算機、電氣控制柜和現(xiàn)場操作箱，計算機連接電氣控制柜，電氣控制柜包括依次相連的可編程邏輯控制器、運動控制器、伺服驅動器，現(xiàn)場操作箱與可編程邏輯控制器相連。
專利摘要一種振幅在線可調(diào)的結晶器振動發(fā)生裝置，涉及冶金連鑄設備中結晶器振動發(fā)生裝置領域，包括底座和位于底座上的電機、兩個軸承座、聯(lián)軸器、偏心軸，所述偏心軸外部套設一個振動座，偏心軸內(nèi)部套設一個旋轉軸，旋轉軸架設于兩個軸承座之間，旋轉軸的一端通過聯(lián)軸器與所述電機的轉軸相連，所述旋轉軸的軸心與偏心軸橫截面的圓心位于同一水平面且不重合，旋轉軸與水平面之間的轉動角度為α，且所述電機還外接一個電氣控制系統(tǒng)。本實用新型結構簡單緊湊，振幅在線可調(diào)，便于實現(xiàn)結晶器負滑脫時間的恒定控制，間接提高鑄坯的表面質(zhì)量。
文檔編號B22D11/053GK202726001SQ20122040611
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權日2012年8月16日
發(fā)明者杜傳得, 武青, 徐敦石 申請人:武漢得華云冶金設備有限公司