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120吨铁水罐倾翻车的设计
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李冬爱冯清田刚孟网网傅昊
摘要:铁水罐倾翻车是铁水罐扒渣系统的重要组成部分。其中车辆行走及倾翻功能是关键,车架是主要的承载主体。本文介绍了铁水罐倾翻车的结构组成及作用,主要元件选取及元件参数的设计计算。
关键词:铁水罐倾翻车;设计;计算
DesignOf120tHotMetalLadleTippingCar
FuHao?MengWangWang?TianGang
(SinosteelXIANMACHINERYCO.,Ltd,SShanXiXiAn710021)
Absrtact:Hotmetalladletippingcarisveryimportantpartoftheskimslagsystem.Drivingandtippingaremainfunctionsofthecar.Thecarframeisfor
Loadingangsupporting.Thearticleintroducethecomponents、functionandmainchoiceandcalcalationofthecar.
Keyword:Hotmetalladletippingcar;design;calculation
1??前言
鐵水罐倾翻车是铁水预处理脱硫工艺的重要组成部分,脱硫后产生的脱硫渣浮在铁水表面,为了将脱硫渣清除干净,铁水罐在车上需要倾翻至一定的角度,配合扒渣机扒除脱硫渣。铁水罐在预处理位置脱硫后,由铁水罐倾翻车将铁水罐送入扒渣位置,再由液压缸将罐体倾翻至设定的角度,然后由扒渣机将铁水罐中的脱硫渣扒入渣罐中,待渣扒除干净后,再将铁水罐回到待机位置。本文以某钢铁公司120吨铁水罐倾翻车为例,从车的传动方式以及车架结构入手,详细讨论了铁水罐运输车的结构和设计依据。
2??基本参数
120吨铁水罐运输车基本参数见表1。
其中车体装配主要由车架、左、右传动轮装配、左右从动轮装配等组成:车体装配主要功能是行走、承载运输铁水罐;倾翻架装配主要由左、右倾翻架、横梁、左、右扇形齿等组,倾翻架装配主要完成铁水罐工位倾翻动作及复位功能;防溅挡板作用是扒渣时保护车体不被飞溅的钢液、钢渣损伤;缓冲装置主要由橡胶缓冲器及安装支架组成,主要是防止有冲击时车体进行缓冲;拖链主要是将地面液压站的能源介质输送至车体各功能部件。
3??设计与计算
3.1主(从)动轮系的设计
主要由液压马达、减速机、轴承、车轮及车轮轴等组成。
液压传动与其它传动方式有以下优点:
1)传动功率大,液压传动装置的重量轻,体积紧凑。
2)传动平稳,系统容易实现缓冲吸振,并能自动防止过载。
3)工效较高,降低成本。
基于以上三点,车轮驱动选用液压马达提供动力。
在选取液压马达前,先确定车轮踏面直径。已知铁水罐加钢液等240吨,车体自重估重65吨,合计305吨。初步选定4个轮组共计8个车轮,每个车轮最大负重,考虑到冲击等外部因素,按每轮最大40吨负荷考虑,最小负重,按每轮最小10吨负荷考虑。已知用户现场轨道QU120。车轮结构依照JB/T6392-2008中双轮缘型车轮,车轮踏面直径初选φ800mm。车轮材质初选为ZG340—640,调质后表面淬火硬度HB350~380。
即
按机械设计手册第六版第2卷:车轮踏面疲劳计算载荷
考虑到惯性作用、风载荷等作用,按GB/T3811-2008取安全系数1.5。
计算载荷为,当时车轮的踏面尺寸满足强度要求。
由《机械设计手册》第六版第2卷?表9-1-122,表9-1-123,表9-1-125,
式中:??K—车轮的许用比压.?取为5.6N/mm2;
—转速系数.?取为1.1;
—工作级别系数.取为1.12;
—车轮与轨道有效接触长度.?取为120mm;
—车轮踏面直径??初选为φ800mm;
则
满足强度要求。
3.2液压马达、减速机的选取
3.2.1铁水罐倾翻车工作功率
式中:G?—车体自重加负荷重量,KN;
μ??—摩擦系数由《机械设计手册》第六版第1卷表1-1-11,选取μ滑动=0.05;
V?—车体运行速度m/s?已知V=0.23m/s;
ηw—机械效率,由《机械设计手册》第六版第1卷表1-1-3,选取ηw=0.85;
则
3.2.2铁水罐倾翻车启动功率
η—液压马达输出效率,选取η=0.9,由《机械设计手册》第六版第1卷表1-1-3,选取η=0.9
选力士乐液压马达?A2FM32/61W-VAB040即可满足要求。类比之前的同类产品,选取减速机为邦飞利产品313L3-252FZ-5B-HOAE-2A。
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