專利名稱：結(jié)晶器振動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及起振設(shè)備，進(jìn)一步涉及一種連鑄機(jī)結(jié)晶器振動(dòng)裝置，特 別是涉及一種性能改進(jìn)的電動(dòng)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的結(jié)晶器振動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在連鑄生產(chǎn)中，為了防止結(jié)晶器與鑄坯粘連并使鑄坯沿結(jié)晶器內(nèi)腔向下 運(yùn)動(dòng)，需要使結(jié)晶器產(chǎn)生上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在大多數(shù)都采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)凸輪方 式使連鑄結(jié)晶器產(chǎn)生振動(dòng)，在這種方式中，結(jié)晶器正弦振動(dòng)的頻率及其振幅 分別通過(guò)調(diào)整馬達(dá)轉(zhuǎn)速以及凸輪的偏心量來(lái)預(yù)設(shè)定。在優(yōu)化連鑄過(guò)程時(shí)，選 擇合適的結(jié)晶器振動(dòng)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(dāng)結(jié)晶器按正弦方式振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)參數(shù)不可能任意組合， 對(duì)此解決的辦法是利用一些機(jī)械方法，強(qiáng)行使結(jié)晶器實(shí)現(xiàn)非正弦方式振動(dòng)。 但是這些機(jī)械方法都存在振動(dòng)參數(shù)調(diào)整不方便，結(jié)晶器會(huì)產(chǎn)生側(cè)向振動(dòng)，部 件易磨損等問(wèn)題，最終將影響到鑄坯質(zhì)量的提高。
能在線調(diào)整振幅和波形的連鑄機(jī)結(jié)晶器非正弦振動(dòng)裝置，可以改善保護(hù) 渣對(duì)結(jié)晶器的潤(rùn)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(yīng)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(zhì) 量得以改善，并有助于拉坯速度的提高。
目前能實(shí)現(xiàn)上述要求的結(jié)晶器非正弦振動(dòng)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(gè)液壓泵站，伺服油缸易漏油，造價(jià)高。
另一類就是電動(dòng)伺服系統(tǒng)，電動(dòng)伺服系統(tǒng)主要由伺服電機(jī)及滾珠絲杠副 構(gòu)成，根據(jù)連鑄生產(chǎn)工藝需求，結(jié)晶器振動(dòng)裝置要能提供頻率5次/秒、振 程為IO毫米的振動(dòng)，相對(duì)電動(dòng)伺服系統(tǒng)中的伺服電機(jī)及滾珠絲杠副的工況就 是200毫秒內(nèi)正反換向一次、各轉(zhuǎn)一圈。電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的推、拉力要 除滿足克服結(jié)晶器振動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力外還必須克服結(jié)晶器振動(dòng)
裝置的重力，通常方坯連鑄機(jī)的結(jié)晶器振動(dòng)裝置的重力約3噸。
結(jié)晶器振動(dòng)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(jī)需快速切換轉(zhuǎn)向的工況特點(diǎn)，電機(jī)自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 有所限制，不能太大，也就對(duì)電機(jī)的功率有所限制，電機(jī)的功率越大，電機(jī) 白身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也就越大，上式中F(拉力)的大小決定了電機(jī)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(duì)于用電動(dòng)伺服系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)器的結(jié)晶器振動(dòng)裝置解決平衡振動(dòng)裝置重 力方法的好壞將直接導(dǎo)致這類結(jié)晶器振動(dòng)裝置運(yùn)行的成敗。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提 供一種能自動(dòng)平衡振動(dòng)裝置自動(dòng)的結(jié)晶器振動(dòng)裝置。
為了解決上述問(wèn)題本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的
結(jié)晶器振動(dòng)裝置，包括一個(gè)承載結(jié)晶器的振動(dòng)臺(tái)架，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)架振動(dòng) 的驅(qū)動(dòng)器，所述振動(dòng)臺(tái)架與驅(qū)動(dòng)器之間通過(guò)一振動(dòng)臂連接，其特征在于，所 述振動(dòng)臂為中間鉸支的杠桿式振動(dòng)臂，在振動(dòng)臂的一側(cè)設(shè)置有用于平衡振動(dòng) 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(shè)置有 一調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥連接一控制模塊，所述控制模塊連接驅(qū)動(dòng)器。
所述驅(qū)動(dòng)器包括伺服電機(jī)，與伺服電機(jī)連接的滾珠絲杠，滾珠絲杠通過(guò) 連桿與振動(dòng)臂一端鉸接。
結(jié)晶器振動(dòng)裝置運(yùn)行時(shí)，伺服電機(jī)正、反旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾珠絲杠正、反旋轉(zhuǎn)， 帶動(dòng)振動(dòng)臂上下運(yùn)動(dòng)。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)架產(chǎn)生一個(gè) 拉力，電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)架產(chǎn)生一個(gè)推力，振動(dòng)臂上 方的氣彈簧起著平衡振動(dòng)臺(tái)架及結(jié)晶器的自重作用?？刂颇K可以根據(jù)結(jié)晶 器重力的改變，利用伺服電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)電流的偏差信號(hào)通過(guò)比例調(diào)節(jié)閥來(lái) 自動(dòng)調(diào)節(jié)氣彈簧的彈力，保持氣彈簧的彈力與振動(dòng)裝置重力的平衡。
有益效果，本實(shí)用新型通過(guò)平衡氣彈簧，可以有效的解決平衡振動(dòng)裝置
重力的問(wèn)題，保持氣彈簧的彈力與振動(dòng)裝置重力的平衡，以使伺服電機(jī)所輸 出的功率始終為最小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型；


圖1為本實(shí)用新型結(jié)晶器振動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明 白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
參看圖l，本實(shí)用新型方案是這樣的，由承載結(jié)晶器的振動(dòng)臺(tái)架l、驅(qū)動(dòng) 器2、氣彈簧3、壓力調(diào)節(jié)閥4和自動(dòng)控制系統(tǒng)5組成。驅(qū)動(dòng)器2包括伺服電 機(jī)，與伺服電機(jī)連接的滾珠絲杠21，滾珠絲杠21通過(guò)連桿22與振動(dòng)臂6 — 端鉸接。振動(dòng)臂6的上方裝有根據(jù)振動(dòng)臺(tái)架及結(jié)晶器的自重設(shè)計(jì)選擇的氣彈 簧3，用瓶裝氮?dú)庾鳛闅鈴椈?的氣源，在氮?dú)馄?的角閥上加裝一個(gè)壓力調(diào) 節(jié)閥4，壓力調(diào)節(jié)閥4的出口接氣彈簧3。自動(dòng)控制系統(tǒng)5連接并控制氣壓調(diào) 節(jié)閥4。
結(jié)晶器振動(dòng)裝置運(yùn)行時(shí)，伺服電機(jī)正、反旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾珠絲杠正、反旋轉(zhuǎn)， 帶動(dòng)振動(dòng)臂上下運(yùn)動(dòng)。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)架產(chǎn)生一個(gè) 拉力，電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)架產(chǎn)生一個(gè)推力，振動(dòng)臂上 方的氣彈簧起著平衡振動(dòng)臺(tái)架及結(jié)晶器的自重作用。自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù) 結(jié)晶器重力的改變，利用伺服電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)電流的偏差信號(hào)通過(guò)比例調(diào)節(jié) 閥來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)氣彈簧的彈力，保持氣彈簧的彈力與振動(dòng)裝置重力的平衡。
依據(jù)結(jié)晶器振動(dòng)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(dòng)臺(tái)架及結(jié)晶器的自重力，那么， F (拉力)=F (推力)=F (慣性力)
伺服電機(jī)正、反轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)對(duì)結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)架產(chǎn)生的拉、推力是相等的，伺服電機(jī)正、反轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩也相等，伺服電機(jī)正、反轉(zhuǎn)時(shí)的電機(jī)電
流也就相等，即1正一1反=厶1=0。結(jié)晶器振動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的伺 服電機(jī)控制器自動(dòng)檢測(cè)電機(jī)正、反轉(zhuǎn)電流的差值A(chǔ)I，如果AI^0，則氣彈簧 的彈力與振動(dòng)臺(tái)架及結(jié)晶器的重力不平衡，AI的信號(hào)通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào) 節(jié)器控制比例調(diào)節(jié)閥，以增加或降低輸入氣彈簧的進(jìn)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(dòng)臺(tái)架及結(jié)晶器的重力相平衡A》0，上 述調(diào)節(jié)器過(guò)程完成。
因此，本結(jié)晶器振動(dòng)裝置能根據(jù)結(jié)晶器重力的改變，如生產(chǎn)鋼坯斷面的 改變等，更換相應(yīng)的結(jié)晶器后，自動(dòng)調(diào)節(jié)氣彈簧的彈力，保持氣彈簧的彈力 與振動(dòng)臺(tái)架及結(jié)晶器重力的平衡，以使伺服電機(jī)所輸出的功率始終為最小。
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu) 點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述 實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型 精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都 落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利 要求書(shū)及其等同物界定。
權(quán)利要求1.結(jié)晶器振動(dòng)裝置，包括一個(gè)承載結(jié)晶器的振動(dòng)臺(tái)架，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)架振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器，所述振動(dòng)臺(tái)架與驅(qū)動(dòng)器之間通過(guò)一振動(dòng)臂連接，其特征在于，所述振動(dòng)臂為中間鉸支的杠桿式振動(dòng)臂，在振動(dòng)臂的一側(cè)設(shè)置有用于平衡振動(dòng)裝置重力的氣彈簧。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器振動(dòng)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(shè)置有一調(diào)節(jié)閥，所述調(diào) 節(jié)閥連接一控制模塊，所述控制模塊連接驅(qū)動(dòng)器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的結(jié)晶器振動(dòng)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器包 括伺服電機(jī)，與伺服電機(jī)連接的滾珠絲杠，滾珠絲杠通過(guò)連桿與振動(dòng)臂一端 鉸接。
專利摘要結(jié)晶器振動(dòng)裝置，包括一個(gè)承載結(jié)晶器的振動(dòng)臺(tái)架，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)臺(tái)架振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器，所述振動(dòng)臺(tái)架與驅(qū)動(dòng)器之間通過(guò)一振動(dòng)臂連接，其特征在于，所述振動(dòng)臂為中間鉸支的杠桿式振動(dòng)臂，在振動(dòng)臂的一側(cè)設(shè)置有用于平衡振動(dòng)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(shè)置有一調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥連接一控制模塊，所述控制模塊連接驅(qū)動(dòng)器。本實(shí)用新型通過(guò)平衡氣彈簧，可以有效的解決平衡振動(dòng)裝置重力的問(wèn)題，保持氣彈簧的彈力與振動(dòng)裝置重力的平衡，以使伺服電機(jī)所輸出的功率始終為最小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。
文檔編號(hào)B22D11/114GK201198026SQ200820059390
公開(kāi)日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者方炳俠 申請(qǐng)人:上海亞新連鑄技術(shù)工程有限公司