220T过跨车设计.docx

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220T过跨车设计

220T过跨车设计

摘要

铁水运输是冶金企业关键工艺之一，随着钢铁生产工艺的不断发展，钢铁企业的不断发展壮大，铁水运输方式也在不断发展。

铁水罐车是钢铁企业铁水运输的重要工具，目前国内铁水罐车主要有2种：

一种是敞口式铁水车，一种是鱼雷形混铁车（简称鱼雷罐车）。

采用不同的铁水运输车辆，对于钢铁生产节奏和钢铁质量会产生不同的影响。

目前的运输方式能否适应钢铁工业的发展是摆在我们面前十分迫切的课题。

本论文是设计220T铁水过跨车，首先分析了铁水车的作用，分类以及发展现状与前景。

然后多此课题进行设计，主要是对过跨车的小车走行机构的设计，首先，确定过跨车的主要参数。

然后，根据主要参数通过计算选择走行机构的电动机，减速器以及轴承。

最后，校核车轮轴、减速器的齿轮，计算轴承的使用寿命，并且对其他的主要零件进行校核。

关键词：

铁水运输；220T过跨车；行走机构；电动机；立式减速器

TheDesignofThe220THotMetalCrossCar

Abstract

Moltenirontransportationprocessisoneofthekeymetallurgicalenterprises，Withthesteelproductionprocessofcontinuousdeveloped,ironandsteelenterpriseshasgrowninstrengthandthemodeoftransportofmoltenironhasbeendeveloped.HotMetaltankersisanimportanttoolfortransportironandsteelenterprises.Atpresent,meltedironmainlyhavetwokindsoftanker:

Oneistheexposureofhotmetaltypevehicles,theotheristhetorpedotorpedo-shapedvehicle（referredtoTorpedoesTank）.Usingdifferentmoltenirontransportvehicles,fortherhythmofsteelproductionandsteelqualitywillcausedifferenteffects.Whetherthecurrentmodeoftransporttoadapttothedevelopmentofironandsteelindustrybeforeusisaveryurgenttopics.Thispaperisthedesignofthedesignofthe220Thotmetalcrosscar.First,weanalyzetheroleofhotmetalcars,classificationandthedevelopmentofthestatusquoandprospects.Second,designthissubject,mainlydesignthewalkingmechanismofthehotmetalcrosscar.Firstly,determinethemainparametersofthehotmetalcrosscar.Secondly,bycalculatingthemainparameterstochoosethemotorreducerandbearingsofthewalkingmechanism.Finally,checkvehicleaxle,thegearofthereducer,calculationthelifeofthebearings,andcheckothermainparts.

Keyword：

Hotmetaltransport；220Tcrosscar；Walkingmechanism；Motor；Verticalreducer

1.绪论

1.1.选题背景及目的

随着钢铁工业突飞猛进的发展，冶炼方法及冶炼设备也在逐步得以改进。

特别是转炉炼钢在我国的发展速度很快，转炉的钢产量和品种不断增加，转炉的容量也在不断扩大。

为了提高生产效率，降低能耗，减轻工人劳动强度，保证在几十分钟内炼出合格的钢水，转炉设备及其擂助设备都必须具有较高的机械化和自动化水平。

混铁水车及棍铁炉就是其中的主要辅助设备，它们负责向转炉提供铁水。

混铁水车及混铁炉不论在设备结构上还是工艺要求上都有很大不同，但两者的作用是相同的。

它们通过本身的动作对贮存的铁水进行化学成份的混均和对铁水的保温，而贮存铁水本身是其最为重要的功能。

1.2.铁水车的种类

1.2.1.铁水车的种类及特点

按铁水罐的几何形状，铁水车可分为如下三种形式。

锥形罐式铁水车

锥形罐式铁水车存在如下缺点：

1）铁水表面积大，热量损失多。

铁水罐在每次使用中由于铁瘤的逐渐增加而使容积逐渐减少，一般运送5000~6000t铁水后就需送去修理。

2）不经济。

这种铁水罐的容积较小。

采用小容积铁水罐也增加了运输工作量及费用。

3）铁水飞溅损失大。

铁水落到小铁水罐中的飞溅损失较大，还增多了每次铁瘤的形成。

我国采用的铁水车结构型式如图1.1所示。

铁水罐上部为圆柱形，罐底为半球形。

铁水罐由两个铸钢吊架与钢板焊成，罐内壁砌有耐火砖。

车架为焊接双弯梁“”形断面结构，两端有支座支承罐体，通过心盘将负荷传给转向架。

这种型式的铁水罐清理废铁和铁瘤以及观察罐内损失情况比较方便，故这种型式的铁水车在我国得到广泛使用，并确定为我国的系列化产品。

图1.1锥形罐式铁水车

梨形罐式铁水车

保温性能最好的铁水罐的几何形状应该是球形的，但制造比较困难，因此做成和球形相似的梨形铁水罐。

它的结构型式如图1.2所示。

梨形罐式铁水车主要由铁水罐、车架和两台运行小车组成。

1）铁水罐梨形罐是由罐帽、圆柱形的中间部分和半球形的罐底三部分组成。

2）车架车架由两个用向下弯曲的梁连接起来的平台组成。

梁向下弯曲的目的是为了不妨碍铁水罐的倾翻。

车架上装有自动挂钩。

3）运行小车车架支承在两台四轮双轴的小车上，采用这种运行小车来代替标准铁路小车可以缩短铁水车的长度。

与锥形铁水罐相比，梨形铁水罐具有下列优点：

保温性能好；罐内残铁和铁瘤较少；内衬使用寿命长。

1—铁水罐2—枢轴3—耳轴4—支承凸爪5—底盘6—小轴

图1.2梨形罐式铁水车

3、鱼雷罐车

铁水罐的外壳是焊接的。

旋转轴线高出几何轴线110mm，这样空铁水罐或装满铁水时铁水罐的重心均在旋转轴线以下。

铁水罐由一个圆柱体和两个圆锥体组成，枢轴固定在圆锥体的端部。

铁水罐靠本身两端的枢轴支承在两台单独的车架的轴承上。

罐的倾翻机构和电动机装在其中的一台车架上。

每台车架支承在两台双轴小车上。

结构型式如图1.3所示。

图1.3鱼雷罐车

大容量的鱼雷罐车具有下列优点：

热量损失小，形成的残铁和铁瘤较少、罐中铁水成分在一定程度上能起混匀的作用，砖衬的寿命较长等。

高炉每次出铁只需2~3个罐位，这就解决了大量铁水的运输问题，可缩短出铁场的长度，减少铁沟的维修量和炉前废铁量。

1.3.发展趋势

从上面的情况来看，我国现在各钢铁公司使用的大部分是混铁炉，混铁水车用得较少。

实际上这两种设备各有各的优缺点，但从发展的角度来看还是混铁水车的发展有一定的优势。

首先，混铁炉在炼钢车间要占有一定的面积，而且随着转炉的容积增大其占用面积

也需要增大。

特别是对于改造的车间来说厂房的面积是至关重要的。

在这一点上混铁水车占有一定优势。

其次，混铁炉在操作上也不如混铁水车。

混铁炉为了减少热量的损失需要喷吹煤气加热，煤气管道又要随着炉体转动，而炉体的旋转中心又不是其几何中心，同时又要考虑煤气的密封问题。

而且混铁炉的上部还要安装兑铁水口的盖子，这又需要一套卷扬机构和炉顶平台。

这些都是混铁水车不需要的。

再者，混铁水车可以满足远距离输送，可以跨车间输送铁水，由于减少了铁水在混铁水车中的时间，能量的损失也可以控制在最小值。

另外，就其加工和维修方面来说，混铁水车也比混铁炉来得容易。

2.整体方案评述

运行机构的任务是使起重机和小车作水平运动。

有时用于搬运物品；有时用于调整起重机的工作位置，如门座起重机与装卸桥的大车运行机构等。

本方案就是设计铁水过跨车的小车运行机构。

运行机构分为无轨运行与有轨运行两类。

前者采用轮胎和履带，可以在普通道路上行走，用于汽车起重机、轮胎起重机与履带起重机等。

它们的机动性好，可以随时调到工作需要的地点；后者在专门的钢轨上运行。

负荷能力大，运行阻力小，是一般起重机常用的运行装置。

本方案是设计有轨运行机构的组成与设计原理。

2.1.运行机构的组成和主要型式

运行机构由电动机、传动装置、联轴器、传动轴、车轮组和制动器所组成。

本方案主动轮的驱动型式是集中驱动。

它是以一台电动机通过传动轴来带动两边主动轮的驱动型式。

这种型式只用一台电动机与一台减速器，但传动轴系统（包括轴、轴承与联轴器）复杂笨重，故目前只用于小车运行机构及跨度与起重量较小（）的桥式起重机的大车运行机构。

2.2.运行机构的组成

2.2.1.运行机构电动机类型的选择

电动机分为直流电动机和交流电动机两大类。

交流电机与直流电机的主要区别是，交流电机利用的是电磁感应原理，而直流电机是主磁极建立起恒定不便的磁场，转子绕组通人电流，电机就会转动。

直流电机的优点是响应快速、有较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，能承受频繁的冲击性负载。

但直流电机也有其缺点，较交流电机相比结构复杂，制造成本高，维护工作量大，使用场合也受到限制。

采用交流电机驱动，中间需要一个变速箱，一个齿轮座。

采用这传动方式的优点是：

设备投资少,配套容易，使用和维护比用直流电机简便，缺点是：

传动装置需要增加专门的变速箱，交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类。

异步电动机按照定子相数的不同分为单相异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机。

三相异步电动机结构简单，运行可靠，成本低廉等。

综合考虑，该运行机构采用交流电动机，为SIEMENS变频调速三相异步电动机，该电机是全数字式交流变频矢量控制调速控制系统具有性能好、可靠性高，可以满足各种不同控制功能要求，调速系统具有最佳自优化功能，并提供完备的监控保护和故障自诊断功能，同时还具有方便快捷的网络通讯功能，自动化系统通过网络可以对传动系统进行参数设定和信息交换。

通过确定矫正力,从而来确定电动机的矫正力矩。

2.2.2.减速器的类型选择

减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。

选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。

减速器的类别、品种、型式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有40余种。

减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分；减速器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器；减速器的型式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式、安装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。

综合考虑，行走机构的减速器选择立式减速器。

立式减速器的主要特点 ：